STS-51 была миссией NASA Space Shuttle Discovery , которая запустила спутник Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) в сентябре 1993 года. 17-й полет Discovery также включал развертывание и возвращение спутника SPAS-ORFEUS и его камеры IMAX , которая запечатлела впечатляющие кадры Discovery в космосе. Во время миссии также был выполнен выход в открытый космос для оценки инструментов и методов для миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббла (HST) STS-61 позднее в том же году. STS-51 была первой миссией шаттла, которая запустила приемник глобальной системы позиционирования (GPS), Trimble TANS Quadrex . Он был установлен в верхнем окне, где ограниченное поле зрения (FoV) и затухание сигнала стеклом серьезно повлияли на производительность приемника. [1] Полная тройная избыточность 3-струнной GPS появилась только 14 лет спустя с STS-118 в 2007 году.
STS-51 был примечателен тем, что его трижды чистили на стартовой площадке, каждый раз после того, как экипаж поднимался на борт космического корабля: [3]
Спутник Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) был построен компанией Lockheed Martin Astro Space для NASA в Ист-Виндзоре, штат Нью-Джерси. [4] Спутник был развернут в первый день полета и служил испытательным стендом для передовых экспериментальных концепций и технологий спутников связи. Его верхняя ступень Transfer Orbit Stage (TOS) сработала вовремя через 45 минут после развертывания и вывела спутник на геосинхронную орбиту в первый день миссии.
Первая попытка развертывания ACTS была отложена экипажем, когда была потеряна двусторонняя связь с Центром управления полетами (MCC) примерно за 30 минут до времени развертывания. Диспетчеры полета могли получать телеметрию и голосовые сообщения от Discovery , однако экипаж не мог получать сообщения с земли. Экипаж отказался от развертывания в 14:43 по центральному поясному времени , когда они не получили «добро» от MCC, как того требовали предполетные планы, разработанные именно для такого случая. После отказа от развертывания экипаж изменил систему связи S-Band шаттла на более низкую частоту и восстановил двустороннюю связь с землей. Двусторонняя связь была потеряна в общей сложности около 45 минут. После консультации с экипажем диспетчеры полета начали немедленно планировать второе и в конечном итоге успешное развертывание.
Во время развертывания 12 сентября 1993 года одновременно сдетонировали два взрывных шнура Super*Zip в люльке бортового вспомогательного оборудования (ASE), предназначенного для освобождения космического корабля, один основной, а другой резервный. Это вызвало небольшие разрывы двух десятков изоляционных одеял, установленных на переборке между отсеком полезной нагрузки и AFT около #3 APU. Кольцо ASE, удерживающее TOS, также было повреждено, и были видны выброшенные обломки, когда штабель отходил от орбитального аппарата.
Advanced Communications Technology Satellite (ACTS), важная деятельность Программы космических коммуникаций NASA, обеспечивала разработку и летные испытания высокорисковых передовых технологий спутников связи. Используя многолучевые антенны и передовые бортовые системы коммутации и обработки, ACTS стала пионером новых инициатив в области технологий спутников связи. Исследовательский центр NASA Glenn отвечал за разработку, управление и эксплуатацию ACTS как части долгого наследия экспериментальных спутников связи.
После выполнения своей первоначальной миссии в качестве ключевой части сети спутников ACTS Gigabit , космический аппарат продолжил работу в рамках партнерства между космическим агентством и некоммерческим консорциумом. Он был закрыт 28 апреля 2004 года после того, как финансирование иссякло. Спутник был переведен в плоское вращение с краями солнечной батареи, обращенными к Солнцу , что теоретически должно было предотвратить его повторный запуск. Космический аппарат был переведен на свою конечную орбиту захоронения в точке 105,2° западной долготы — где он представляет минимальный риск для других спутников — после того, как в 2000 году НАСА пришло к выводу, что ему, вероятно, не хватает топлива для перехода на более высокую орбиту захоронения. Тем не менее, по словам Ричарда Кравчика, менеджера по операциям ACTS в Исследовательском центре Гленна, ACTS не должен возвращаться в атмосферу в течение тысяч лет. [5]
Другой полезной нагрузкой в этой миссии был телескоп Orbiting Retrievable Far and Extreme Ultraviolet Spectrometer (ORFEUS), установленный на носителе полезной нагрузки Shuttle Pallet Satellite (SPAS). ORFEUS был разработан для предоставления информации о том, как рождаются и умирают звезды , при изучении газообразных межзвездных облаков . Также в грузовом отсеке находился Limited Duration space environment Candidate materials Exposure (LDCE).
Компания Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) начала разработку носителя SPAS (ранее использовавшегося в полетах STS-7 , STS-41-B и STS-39 ) в 1986 году в качестве свободно летающей астрономической платформы. Соглашение DARA /NASA предусматривало четыре совместных научных миссии, при этом Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) предоставляло спутник, NASA — услуги по запуску и развертыванию/возвращению шаттла, а обе стороны совместно использовали научные приборы. NASA предоставило шаттл бесплатно в обмен на доступ к данным и включение экспериментов США. ORFEUS, орбитальный извлекаемый спектрометр дальнего и крайнего ультрафиолета, предназначенный для измерения излучения в диапазоне от 400 до 1280 ангстрем , был выпущен в 14:06 UTC 13 сентября 1993 года и извлечен в 11:50 UTC 19 сентября 1993 года. Научный вклад внесли Тюбингенский университет , Штернварте Гейдельберг, Калифорнийский университет в Беркли и Принстонский университет (IMPAS). Телескоп ORFEUS был изготовлен компанией Kayser-Threde в Германии ; французская компания REOSC предоставила зеркало 1 м (3 фута 3 дюйма) f/2.5. Отдельный спектрограф профиля поглощения межзвездной среды 950–1150 Å (IMAPS) дополнил наблюдения горячих галактических объектов и межзвездной среды с высоким спектральным разрешением (240 000). Другими полезными нагрузками были монитор эффективных образцов поверхности Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) и канадская камера грузового отсека IMAX, которая использовалась для съемок Discovery на орбите для фильма IMAX « Судьба в космосе » . Часть этих кадров также была включена в Space Station 3D . Это был четвертый полет платформы SPAS из семи в ходе программы космических челноков. Версия SPAS-ORFEUS была повторно запущена в миссию STS-80 в 1996 году.
16 сентября 1993 года астронавты Джеймс Х. Ньюман и Карл Э. Уолц выполнили выход в открытый космос (EVA), предназначенный для оценки инструментов, страховочных тросов и платформы для фиксации ног. Их выводы убедили проектировщиков и планировщиков полета по обслуживанию космического телескопа Хаббл (HST), что их подготовка была надежной. Это была третья и последняя миссия шаттла, включавшая подготовительный выход в открытый космос в ответ на недостатки в обучении выходу в открытый космос, выявленные миссией STS-49 . Новое оборудование, испытанное во время обширного выхода в открытый космос, позже потребовалось для миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббл в декабре 1993 года и было лишь частью задач выхода в открытый космос, а Ньюман и Уолц выполнили другие цели, подробно объяснив Центру управления полетами разницу, которую они увидели между работой на орбите и наземной подготовкой. Двое членов экипажа EVA опережали график большую часть дня и выполнили больше задач, чем изначально планировалось. Пока два астронавта убирались, неуклюжая крышка ящика с инструментами замедлила их, когда им пришлось ее открывать и закрывать для возвращения Discovery домой. Крышка ящика с инструментами растянула выход в открытый космос примерно на 45 минут сверх запланированного, а Ньюман и Уолц провели в общей сложности семь часов, пять минут и двадцать восемь секунд вне корабля. Это был 112-й выход в открытый космос в истории космических полетов человека.
В кабине находились следующие полезные нагрузки: оптический сайт ВВС Мауи (AMOS), эксперимент по авроральной фотографии (APE-B), коммерческий рост белковых кристаллов (CPCG), деление хромосом и растительных клеток в космосе (CHROMEX), спектроскопия свечения шаттла с высоким разрешением (HRSGS-A), IMAX, исследования обработки полимерных мембран (IPMP) и эксперимент по оборудованию для радиационного мониторинга (RME-III). Исследование обработки полимерных мембран (IPMP) предназначено для исследования смешивания различных систем растворителей при отсутствии конвекции, обнаруженной на Земле, в надежде контролировать пористость различных полимерных мембран . RME измеряет уровни гамма-излучения , электронов , нейтронов и протонов в кабине экипажа на протяжении всего полета.
На борту специалист по миссии Джеймс Ньюман надел специальный визор , чтобы провести медицинский эксперимент по проверке зрения в невесомости в рамках исследований того, как зрение компенсирует недостаток равновесия внутреннего уха в космосе. Ньюман также успешно испытал приемник глобальной системы позиционирования, летавший на борту Discovery, в качестве оценки использования такого оборудования для дополнения навигации шаттла. Кроме того, в преддверии операций на космической станции один из топливных элементов Discovery был выключен и перезапущен.
В другой медицинской оценке командир Фрэнк Калбертсон и специалист миссии Дэниел Берш катались на велотренажере на нижней палубе Discovery в рамках продолжающегося исследования использования упражнений для противодействия влиянию невесомости на организм. Экипаж также включил эксперимент, который изучает улучшение мембранных фильтров в невесомости , и проверил другой эксперимент, который успешно прошел, изучая влияние микрогравитации на растительные клетки .
Астронавты Карл Уолц и Джим Ньюман провели эксперименты, направленные на изучение эффекта свечения, один из которых был спектрометром , который регистрировал эффект на пленке в мельчайших подробностях, а другой — на неподвижных фотографиях. Ожидается, что эксперименты предоставят информацию о том, какие именно типы газов — в дополнение к атомарному кислороду — создают свечение. Информация о типах газов в экстремальных слоях атмосферы может быть объединена с экспериментом по экспозиции материалов в грузовом отсеке, чтобы помочь в проектировании и строительстве будущих космических кораблей.
Пять белых звезд и одна желтая звезда на эмблеме символизируют номер полета в последовательности миссий Космической транспортной системы . На эмблеме также изображен треугольный SPAS-ORFEUS справа.
Экипаж STS-51 сопровождался съемочной группой Channel 4 из Великобритании с того дня, как они были назначены на полет, затем во время их обучения и, наконец, самой миссии. Документальный фильм об этом экипаже называется "Space Shuttle Discovery", его озвучила Хизер Купер . Он был выпущен в 1993 году.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .