STS-114 был первой миссией Space Shuttle «Возвращение к полету» после катастрофы Space Shuttle Columbia . Discovery стартовал в 10:39 EDT (14:39 UTC ) в свой 31-й полет 26 июля 2005 года. Запуск, через 907 дней (приблизительно 29 месяцев) после потери Columbia , был одобрен, несмотря на неустраненные аномалии топливного датчика во внешнем баке , которые помешали запуску шаттла 13 июля, изначально запланированной дате.
Миссия завершилась 9 августа 2005 года, когда Discovery приземлился на авиабазе Эдвардс в Калифорнии. [2] Плохая погода над Космическим центром Кеннеди во Флориде помешала шаттлу использовать его основное место посадки.
Анализ кадров запуска показал, что во время подъема от внешнего бака отделяется мусор; это вызвало особую обеспокоенность, поскольку именно эта проблема привела к катастрофе Columbia . В результате 27 июля NASA приняло решение отложить будущие полеты шаттлов до внесения дополнительных изменений в летное оборудование. Полеты шаттлов возобновились год спустя с STS-121 4 июля 2006 года.
Эта миссия заключалась в доставке экипажа Экспедиции 7 на МКС и возвращении домой экипажа Экспедиции 6. Первоначальный состав экипажа должен был быть следующим:
STS-114 ознаменовал возвращение к полетам космических челноков после катастрофы Columbia и был вторым полетом шаттла с женщиной-командиром (Эйлин Коллинз, которая также командовала миссией STS-93 ). Миссия STS-114 изначально должна была выполняться на борту орбитального корабля Atlantis , но NASA заменило его на Discovery после того, как в системе торможения руля направления Atlantis было обнаружено неправильно установленное снаряжение . Во время OMM для Discovery было обнаружено, что привод в системе RSB установлен неправильно. Это создало подозрительное состояние для всего флота. Система торможения руля направления была снята и отремонтирована на всех трех оставшихся орбитальных аппаратах, и поскольку RSB Discovery была исправлена первой, он стал новым аппаратом Return to Flight, заменив Atlantis . Семнадцатью годами ранее Discovery совершил предыдущую миссию NASA Return to Flight, STS-26 .
Миссия STS-114 доставила грузы на Международную космическую станцию . Однако основное внимание в ходе миссии было уделено тестированию и оценке новых методов безопасности полетов Space Shuttle, включая новые методы проверки и ремонта. Члены экипажа использовали новую систему датчиков Orbiter Boom Sensor System (OBSS) — набор инструментов на удлинителе длиной 50 футов (15 м), прикрепленном к Canadarm . Пакет инструментов OBSS состоит из визуального оборудования и лазерного динамического диапазона тепловизора (LDRI) для обнаружения проблем с системой тепловой защиты (TPS) шаттла . Экипаж просканировал передние кромки крыльев, носовую крышку и отсек экипажа на предмет повреждений, а также другие потенциально проблемные области, которые инженеры хотели осмотреть на основе видео, снятого во время взлета.
STS-114 был классифицирован как Логистический полет 1. Полет нес многоцелевой логистический модуль Raffaello , построенный Итальянским космическим агентством , а также внешнюю складскую платформу -2, которая была установлена на левой стороне шлюза Quest. Они развернули MISSE 5 на внешней стороне станции и заменили один из гироскопов момента управления (CMG) МКС . CMG был поднят на LMC (легкий многоцелевой экспериментальный опорный носитель) в задней части грузового отсека вместе с ремонтным ящиком TPS.
Экипаж совершил три выхода в открытый космос , находясь на станции. В первом из них были продемонстрированы методы ремонта системы тепловой защиты шаттла. Во время второго выхода в открытый космос астронавты заменили неисправный гироскоп. В третьем они установили внешнюю платформу для хранения и отремонтировали шаттл, впервые ремонт был выполнен во время выхода в открытый космос на внешней стороне космического корабля в полете. 1 августа было объявлено, что выступающие зазоры-наполнители на передней нижней стороне шаттла будут осмотрены и устранены во время третьего выхода в открытый космос миссии. Выход в открытый космос состоялся утром 3 августа. Робинсон легко удалил два наполнителя пальцами. Позже в тот же день представители НАСА заявили, что они внимательно изучают тепловое одеяло, расположенное рядом с командирским окном на левом борту орбитального корабля. В опубликованных отчетах от 4 августа 2005 года говорилось, что испытания в аэродинамической трубе показали, что орбитальный корабль может безопасно вернуться с раздутым одеялом.
30 июля 2005 года NASA объявило, что STS-114 будет продлен на один день, чтобы экипаж Discovery мог помочь экипажу МКС поддерживать станцию, пока флот шаттлов был на земле. Дополнительный день также был использован для перемещения большего количества предметов с шаттла на МКС, поскольку во время миссии росла неопределенность относительно того, когда шаттл в следующий раз посетит станцию. Прибытие орбитального корабля также дало почти 200-тонной космической станции свободный прирост высоты около 4000 футов (1200 м). Станция теряет около 100 футов (30 м) высоты в день. [4]
Люк шаттла был закрыт в ночь перед его отстыковкой от МКС. После отстыковки шаттл облетел станцию, чтобы сделать фотографии.
Вход в атмосферу и посадка изначально планировались на 8 августа 2005 года в Космическом центре Кеннеди , но неподходящие погодные условия отложили посадку на следующий день, а затем перенесли ее на базу ВВС Эдвардс в Калифорнии, где Discovery приземлился в 08:11 по восточному времени (05:11 по тихоокеанскому времени, 12:11 по всемирному координированному времени).
Примерно через 2,5 секунды после старта большая птица ударилась около верхней части внешнего топливного бака и, как видно на последующих видеокадрах, соскользнула вниз по баку. NASA не ожидало, что это повредит миссии, поскольку она не задела орбитальный аппарат, а также потому, что в то время аппарат двигался относительно медленно.
Небольшой фрагмент тепловой плитки, оценочно размером около 1,5 дюйма (38 мм), был выброшен из краевой плитки передней двери шасси в какой-то момент до отделения SRB . Небольшая белая область появилась на плитке, когда кусок отделился, и свободный осколок можно было увидеть в одном кадре видео. Неизвестно, какой объект (если таковой имелся) ударил плитку, вызвав повреждение. Поврежденная плитка была дополнительно осмотрена, когда на третий день были загружены изображения с камеры шлангокабеля. Инженеры запросили, чтобы эта область была осмотрена OBSS , и руководители полета запланировали операцию на 29 июля 2005 года. Это было единственное известное возможное повреждение Discovery , которое могло представлять риск во время повторного входа в атмосферу.
Через 127,1 секунды после старта и через 5,3 секунды после отделения SRB большой кусок мусора отделился от рампы Protuberance Air Load (PAL), которая является частью внешнего бака. Считалось, что обломки имели размеры 36,3 на 11 на 6,7 дюймов (922 на 279 на 170 мм) и весили около 0,45 килограмма (0,99 фунта), или вдвое меньше, чем кусок пены, обвиняемый в потере Columbia . [5] Кусок мусора не задел ни одну часть орбитального аппарата Discovery . Снимки внешнего бака, сделанные после отделения от орбитального аппарата, показывают несколько областей, где отсутствовала пенная изоляция.
Примерно через 20 секунд от ET отделился меньший кусок пены и, по-видимому, ударил по правому крылу орбитального аппарата. Основываясь на массе пены и скорости, с которой она могла ударить по крылу, НАСА оценило, что она выделила всего одну десятую энергии, необходимой для нанесения потенциального ущерба. Лазерное сканирование и визуализация крыла с помощью OBSS не выявили никаких повреждений. 27 июля 2005 года НАСА объявило, что откладывает все полеты шаттлов до тех пор, пока проблема потери пены не будет решена.
Как и в случае с Columbia , NASA сначала полагало, что причиной потери пены на Discovery стали неправильная установка и обращение с внешними баками на сборочном заводе Michoud в Луизиане . [6] Администратор NASA Майкл Гриффин заявил, что самый ранний запуск следующего шаттла — 22 сентября 2005 года, но это только «если на следующей неделе ребята среагируют на пену с эффектом Aha! и обнаружат, почему отвалился этот большой кусок». Позже в августе стало ясно, что запуск в сентябре невозможен, и что самый ранний запуск будет в марте 2006 года. Однако из-за того, что ураган Катрина обрушился на побережье Мексиканского залива , следующий запуск был отложен еще больше. Из-за разрушений, понесенных Michoud и Космическим центром имени Стенниса NASA в Миссисипи из-за урагана Катрина и последующего наводнения, запуск следующей миссии шаттла ( STS-121 ) был отложен еще больше до 4 июля 2006 года.
В декабре 2005 года рентгеновские снимки другого резервуара показали, что тепловое расширение и сжатие во время заполнения, а не человеческая ошибка, стали причиной трещин, которые привели к потере пены. Представитель НАСА Уэйн Хейл официально извинился перед рабочими Мишуда, которых обвиняли в потере Колумбии в течение почти трех лет. [7]
На третьем выходе миссии были обнаружены две области на нижней стороне шаттла, где фотосъемка выявила выступающие зазоры-заполнители. По данным НАСА, заполнители зазоров, каждый из которых служит разным целям, не требуются для повторного входа в атмосферу. Один заполнитель предотвращает «вибрацию» плиток во время подъема, которая может возникнуть из-за звуковых ударов от носов твердотопливных ракетных ускорителей и внешнего топливного бака. Другой, в другом месте, где зазор между плитками более широкий, просто выполняет функцию уменьшения размера зазора между плитками, что, в свою очередь, снижает передачу тепла шаттлу. Даже без этого заполнителя НАСА не ожидало, что повышенное тепло вызовет проблему во время повторного входа в атмосферу (он присутствует, чтобы избежать уровня нагрева, который был бы проблематичным только в том случае, если бы испытывался много раз в течение расчетного срока службы транспортного средства). Поскольку заполнители зазоров не нужны для повторного входа в атмосферу, было приемлемо просто вытащить их. Обзор ситуации, включая процедуры по работе с выступами, был отправлен экипажу в электронном виде и распечатан на борту шаттла. Экипаж также смог посмотреть загруженные видеозаписи персонала НАСА на земле, демонстрирующего методы ремонта. И видео, и 12-страничный документ процедуры [8] также были опубликованы на веб-сайте НАСА.
Во время третьего выхода в открытый космос оба наполнителя были успешно удалены с усилием менее фунта и без необходимости использования каких-либо инструментов. Стивен К. Робинсон дал беглый комментарий к своей работе: «Я хватаю его и тяну, и он выходит очень легко»… «Похоже, этот большой пациент вылечен».
Если бы не было возможности вытащить наполнители, то выступающие секции можно было бы просто отрезать. Наполнители зазоров были сделаны из ткани, пропитанной керамикой — они были жесткими и их можно было легко разрезать инструментом, похожим на лезвие ножовки. Выступающие наполнители зазоров были проблемой, поскольку они нарушали обычно ламинарный поток воздуха под орбитальным аппаратом во время входа в атмосферу, вызывая турбулентность на более низких скоростях. Турбулентный поток воздуха привел бы к смешиванию горячего и холодного воздуха, что могло бы оказать большое влияние на температуру шаттла.
Решение о ремонте уравновесило риски выхода в открытый космос с рисками оставить выступающие заполнители зазоров такими, какие они есть. Считается, что выступы заполнителей зазоров аналогичной величины присутствовали в предыдущих миссиях, но не были замечены на орбите. Также были рассмотрены риски элементов процедуры, которые включали бы использование руки МКС для переноса Стивена К. Робинсона под шаттлом, возможно, использование острого инструмента, который мог бы повредить скафандр или плитки шаттла. Серьезно рассматривалась возможность ухудшения ситуации попыткой ремонта. Камеры на руке шаттла и на шлеме Робинсона использовались для наблюдения за действиями под шаттлом.
Выступающие заполнители зазоров были определены как проблема в предыдущих полетах, особенно STS-28 . Послеполетный анализ [9] показал, что заполнитель зазоров был вероятной причиной высоких температур, наблюдавшихся во время этого возвращения. Выступающие заполнители зазоров были также замечены в STS-73 .
Дальнейший ремонт в полете рассматривался для удаления или закрепления поврежденного термоодеяла, расположенного под командирским окном на левом борту орбитального корабля. Испытания в аэродинамической трубе, проведенные NASA, показали, что термоодеяло безопасно для возвращения в атмосферу, и планы на четвертый выход в открытый космос были отменены.
Эта временная шкала является сводкой. Для более подробной временной шкалы см. NASA Timeline of Significant Mission Events, архивированная 8 сентября 2006 г., на Wayback Machine .
НАСА начало традицию проигрывать музыку астронавтам во время программы «Джемини» , которая впервые была использована для пробуждения экипажа во время миссии «Аполлон-15» . Каждый трек специально выбирается, часто их семьями, и обычно имеет особое значение для отдельного члена экипажа или применим к их повседневной деятельности. [10]
На 10-й день полета весь экипаж STS-114 и экипаж Экспедиции 11 собрались, чтобы поздравить с днем рождения сына Рика Хасбенда Мэтью. Рик Хасбенд был командиром «Колумбии» на STS-107 .
Мы знаем, что на планете Земля все еще третье августа, и с борта шаттла Discovery мы хотели бы сказать «С днем рождения» Мэтью Хасбенду, которому сегодня исполняется десять лет. И, Хьюстон, эта музыка для пробуждения заставляет меня думать о маме Рика Хасбенда, которая живет в Амарилло, поэтому мы хотели бы сказать «Привет» и миссис Хасбенд.
— Командир Эйлин Коллинз и пилот Джим Келли
После потери Columbia в STS-107 было высказано предположение, что в будущих миссиях шаттлов будет запланирована возможность спасения, включающая наличие второго шаттла, готового к полету в короткие сроки. Еще до проблемы с датчиком, вызвавшей задержку запуска, был запланирован вариант спасения (названный NASA STS-300 ), который предполагал, что экипаж STS-114 останется пристыкованным к Международной космической станции до тех пор, пока не будет запущен Atlantis с экипажем из четырех человек для спасения астронавтов. Затем Discovery будет удаленно сброшен над Тихим океаном, а Atlantis вернет как свой собственный экипаж, так и экипаж Discovery .
Еще одним вариантом спасения может стать использование российского космического корабля «Союз» . Николай Севастьянов , директор Российской космической корпорации «Энергия» , как сообщает «Правда» , заявил : «При необходимости мы сможем вернуть домой девять космонавтов на борту трех космических кораблей «Союз» в январе и феврале следующего года». [11]
