STS-7: Med første amerikanske kvinne i rommet

Av Rune Solberg

Andre oppskyting med romfergen Challenger fant sted 18. juni 1983. For første gang ble fem astronauter skutt opp i samme romfartøy, og blant disse var den første kvinnelige amerikanske astronaut, Sally Ride. To kommunikasjonssatellitter ble plassert i geostasjonære baner, og den såkalte manipulatorarmen ble testet i å plassere en eksperimentsatellitt i bane og så plassere den tilbake i lasterommet igjen. I alt syv «Getaway Specials» var med denne gangen, og elektroforeseeksperimentene fortsatte. Landingen som skjedde 24. juni, skulle egentlig ha funnet sted på Kennedy Space Center for første gang, men på grunn av dårlig vær måtte den flyttes til California.

Oppskytingen

Med en halv million tilskuere og 1600 pressefolk på Cape Canaveral løftet romfergen Challenger seg opp fra oppskytingsrampen 18. juni kl. 13.33. Ikke siden den første romfergeoppskytingen i 1981 har så mange interesserte funnet veien til Kennedy Space Center. Det skyldes nok uten tvil at den første kvinnelige amerikanske astronauten, Sally K. Ride, var med på ferden. Hun var sammen med John M. Fabian og Norman E. Thagard ferdspesialister. Sjefen om bord var Robert L. Crippen, pilot på STS-1 og førstemann som fløy en romferge for annen gang, og piloten var Frederick H. Hauck. Det var også første gangen et romfartøy med så mange som fem personer er blitt skutt opp. Et ekstra sete var derfor montert på Challengers midtre dekk.

Oppskytingen var også denne gangen meget presis, bare 59 millisekunder forsinket. Man brukte nå den siste av de tyngre utgavene man har produsert av den ytre drivstofftanken. I likhet med STS-6 vil man på senere ferder bruke den nye lettere utgaven. Faststoffrakettene var imidlertid av den nye typen med en noe tynnere og lettere stålkonstruksjon. De tre hovedrakettmotorene på selve romfergen ble kjørt med 4 % høyere skyvkraft, slik som det også ble gjort på STS-6.

Utplassering av satellitter

Nesten 10 timer etter oppskytingen ble den ene av to satellitter i lasterommet sendt ut. Det skjedde ved at satellitten først ble satt i rotasjon på 50 omdreininger per minutt på en roterende plattform. Satellitten ble dermed spinnstabilisert, og kort etter var den frigjort ved at eksplosive bolter ble avfyrt slik at et fjærsystem skjøv satellitten ut i rommet med en fart av 0,8 m/s. 45 minutter senere ble et lite rakett-trinn, Payload Assist Module (PAM), avfyrt i 85 sekunder. Denne brakte satellitten opp i en elliptisk bane med største avstand til Jorden på 36 000 km. Her ute, i apogeum, ble en rakettmotor avfyrt som brakte den inn i en sirkulær bane med samme høyde, altså en geostasjonær bane.

Satellitten var den kanadiske Anik C-2, den andre i en serie på tre telekommunikasjonssatellitter. Den første ble utplassert med STS-5 i november 1982. Satellittene Anik C er de første Canada anskaffer seg kun for telekommunikasjonsbruk.

Den andre av satellittene, Palapa B, ble sendt ut på samme måte den andre dagen i rommet. Palapa B tilhører Indonesia og er også laget for telekommunikasjon. Den vil fungere som et kommunikasjonsledd mellom de mange indonesiske øyene for telefonsamtaler, fjernsyn og dataoverføring. Hver av satellittutplasseringene ga NASA en inntekt på 11 millioner dollar.

OSTA-2

I tillegg til de to nevnte satellittene hadde Challenger med seg en rekke andre nyttelaster. Den såkalte OSTA-2 (for NASAs tidligere Office of Space and Terrestrial Applications), et omfattende materialprosesseringseksperiment utviklet av NASA og to tyske organisasjoner, var plassert på en pall i lasterommet.

Følgende amerikanske eksperimenter var med:

• Krystallvekst: Formålet var å få enkle krystaller til å vokse ved en spesiell kjemisk fordampningsteknikk. Man ville undersøke damptransport og krystallvekst i vektløshet. Krystallene vil kunne forbedre elektronisk halvledermateriale som benyttes i dag.
• Blanding av metaller: Enkelte legeringer har den egenskapen at de i smeltet tilstand ikke vil blande seg med hverandre homogent på grunn av forskjellige tettheter. I vektløshet vil man kunne blande metaller uten dette problemet, og dermed skape en rekke nye interessante legeringer.
• Glass-smelting: Åtte glassprøver ble holdt på plass med akustisk energi og oppvarmet for smelting. Man ønsket å undersøke kvaliteten på glassprodukter fremstilt uten kontakt med en beholder som ofte vil virke skadelig og forurensende.

De tyske eksperimentene var:

• Metallseparasjonsforsøk: En gallium-/kvikksølvlegering ble varmet langsomt opp for å undersøke om separasjoner ville opptre ved ulike temperaturer. Eksperimentets forløp ble registrert ved hjelp av røntgenstråler.
• Metallstørkning: Cesiumklorid ble smeltet og egenskapene i blandingen av væske og faste partikler ble registrert av et videokamera. Opplysningene vil kunne benyttes i fremstilling av sammensatte materialer.
• Konveksjonseksperiment: Effektene av overflatespenning og konveksjon i væsker fremstilt i vektløshet ble studert. Eksperimentet ble observert med helium-/neonlaser og et filmkamera med spesiell optikk.

En rekke av disse eksperimentene ble aktivisert av astronautene den andre dagen i rommet.

SPAS

Den andre store «eksperimentpakken» var en tidlig utgave av frittflygende romplattformer som vil komme om noen år. Strukturen er produsert av det tyske firmaet Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB), som også blant annet er involvert i produksjonen av Ariane. Den har fått betegnelsen Shuttle PAllet Satellite (SPAS). SPAS er 4,2 m lang, veier 1,8 tonn, og det har kostet 13 millioner dollar å utvikle den. Plattformen har en gitterutforming basert på karbonfiberrør som egentlig ble utviklet til bruk som master på seilbrett. Eksperimentene, i alt ti stykker, fra Vest-Tyskland, ESA og NASA, var plassert inne i gitterkonstruksjonen i sorte og hvite bokser alt etter hvilken temperaturpåvirkning man ønsket fra Solen.

Den tredje dagen i rommet aktiviserte Ride og Fabian en del av kontrollinstrumentene i SPAS. Deretter ble romfergen manøvrert med akterenden mot Jorden og med lasterommet mot bevegelsesretningen. Massespekrometret i SPAS ble slått på og kalibrert. Romfergens stilling gjorde at forurensninger fra fergen fikk minimal innvirkning på kalibreringen. Massespektrometret ble senere benyttet til målinger av forurensninger som fergen gir fra seg.

Senere samme dag testet Crippen og Hauck et instrument for måling av et romfartøys stilling omkring to akser. Instrumentet, som også var plassert i SPAS, er en utviklingsutgave av en stillingssensor som kan benyttes i forbindelse med billigere toaksestabilisering av satellitter. Virkemåten går i korthet ut på at instrumentet observerer Jorden og måler forskjellige karakteristiske lysstyrker på den etter som satellitten passerer over forskjellige områder. Ut fra disse dataene kan stillingen beregnes. Instrumentet ble testet ved at fergen ble manøvrert med lasterommet mot Jorden og fronten i bevegelsesretningen, for deretter å bli dreid til høyre og venstre omkring den vertikale midtaksen en rekke ganger.

Kort tid etter dette eksperimentet og en baneendring, ble Challengers stilling igjen forandret, denne gangen med lasterommet mot Solen. Et SPAS-solcelleeksperiment kunne så aktiviseres. Eksperimentet gikk ut på å utprøve og sammenlikne forskjellige solcelletyper montert på ulike måter. På bunnen av en boks med en overflate på cirka 0,2 m² var de ulike solcelletypene montert. Forsøket pågikk i 20 minutter.

Det neste SPAS-eksperimentet, et forsøk med et jordressurseksperiment, ble utført på grunnlag av den noe lavere banen som ble oppnådd før det forrige eksperimentet. Instrumentet som ble testet, var en såkalt modulær Optoelectronic Multispectral Scanner, et observasjonsinstrument for flere områder av det elektromagnetiske spektrum, utviklet av det vest-tyske MBB.

Neste dag, den fjerde dagen i rommet, utførte man et SPAS-eksperiment for å måle vektløshetens innvirkning på friksjonen i et mekanisk instrument. Videre ble jordressurseksperimentet fortsatt og solcelleeksperimentet gjentatt. Til slutt monterte astronautene kamerautstyr til bruk under neste dags formasjonsflygning med SPAS.

SPAS i fri flukt

Hele den femte dagen i rommet gikk med til formasjonsflygningseksperimentet hvor SPAS fungerte som en frittflygende romplattform. Et av hovedformålene med dette var å oppnå erfaring med bruk av den 13 meter lange manipulatorarmen til å «løfte» strukturer inn i og ut av lasterommet. På STS-13, hvor man skal foreta en slik operasjon for å reparere SMM-satellitten (Solar Maximum Mission), vil denne erfaringen være av fundamental betydning.

Ride og Fabian benyttet først den kanadiskproduserte armen til å løfte SPAS ut av lasterommet, for 3,5 timer senere å sette den på plass i lasterommet igjen. Deretter tok Fabian plattformen ut av lasterommet og formasjonsflygningen ble innledet. Challenger gikk ned i en lavere bane, cirka 60 meter, med SPAS rett over lasterommet. SPAS overførte bilder av operasjonen direkte med et fjersynskamera samtidig som 70 mm fotografer og 16 mm film ble tatt opp. Ride utførte så en stillingsendring av SPAS via en av Challengers datamaskiner og et nitrogendrevet stillingskontrollsystem i SPAS. SPAS ble gitt en slik stilling at romfergens manøvre tilbake til plattformen mot bevegelsesretningen, kunne observeres.

Etter posisjonsendringen på 60 m under SPAS, stoppet Crippen den vertikale bevegelsen, og Challenger drev forover og nedover i forhold til plattformen. Fergens stilling ble hele tiden holdt slik at plattformen var synlig i det venstre takvinduet samtidig som radarens funksjon ble kontrollert (det var første gang denne radaren ble benyttet).

Da Challenger hadde drevet 300 meter bort fra SPAS, tok Crippen kontrollen igjen, og stillingskontrollsystemet ble avfyrt i cirka 15 minutter slik at fergen kom opp i SPAS' bane igjen, men cirka 300 meter fra den. Med disse relative posisjonene ble forsøk utført, blant annet med hvor godt man kunne bevare posisjonene på dag- og nattsidene av Jorden.

Fergen ble så manøvrert mot SPAS igjen. Challenger nærmet seg i «hopp» på cirka 30 meter i forhold til SPAS' bane på grunn av en slags krysskobling mellom de forskjellige stillingskontrollmotorene. Bevegelsen foregikk med lasterommet mot SPAS, og dette gav en meget god anledning til å utprøve det avanserte manøvreringssystemet. Siden oversiden av Challenger under denne operasjonen fungerte som fronten (vinduene i taket ble benyttet), ville det være vanskelig å omstille bruken av «flystikka» fra vanlig rutine som når man sitter i førersetene. Man har derfor konstruert et omstillingssystem som snur om på de tre hypotetiske aksene fergen beveger seg rundt, slik at man får «fronten» i takvinduet i stedet. Denne omstilllingen har innvirkning på hele manøvreringssystemet med datamaskiner og stillingskontrolldyser, og kan også benyttes for manøvrering fra bakvinduet.

Romfergens bevegelse ble stadig redusert da den begynte å komme nær SPAS. For ikke å forstyrre plattformens bevegelse, ble stillingskontrollmotorer ikke avfyrt direkte mot den, men på hver ende av fergen i retning skrå utover selv om dette krevde 12 ganger mer drivstoff. Da SPAS var like over Challengers lasterom, ble den satt i «fri flukt» av Crippen og Fabian grep tak i plattformen med manipulatorarmen.

Etter en forlenget lunsj for ytterligere å avkjøle elektronikken i SPAS, gikk man i gang med annen del av formasjonsflygningen. Ride overtok kontrollen av manipulatorarmen og frigjorde SPAS før Hauck beveget fergen bort fra den. Crippen og Fabian kontrollerte og styrte SPAS' funksjoner. Man ønsket nå å undersøke effekten av rakettavfyringer med stillingskontrollsystemet direkte mot SPAS. Hauck stoppet fergen i avstander på 20, 30 og 60 meter og avfyrte motorer flere ganger under hver stopp. Gassene fra motorene satte SPAS i relativt store bevegelser. Gyroer og akselerometre på plattformen registrerte påvirkningene.

Den siste av formasjonsflygningene var noe mer komplisert. Man skulle nå bevege fergen rundt SPAS i forskjellige posisjoner for deretter å gripe den og plassere den i lasterommet. Challenger ble plassert i en avstand av 60 meter fra SPAS og Hauck aktiviserte autopiloten for å starte den kompliserte sirkelmanøvreringen. Kun manuell kontroll ville kunne by på problemer på grunn av krysskoblingseffekten mellom stillingskontrollmotorene. Da SPAS begynte å drive ut av det optiske siktet, forandret Hauck fergens posisjon manuelt. Ved hjelp av en videre kombinasjon av automatisk og manuell kontroll ble fergen manøvrert til en annen side av SPAS, og etter at sirkelbevegelsen var stoppet, ble Challenger manøvrert mot SPAS igjen. Plattformen ble grepet med manipulatorarmen og sluppet løs igjen mens fergen ble manøvrert til SPAS var like over takvinduene. Ride sørget for at den så ble grepet og plassert i lasterommet. Man hadde dermed oppnådd erfaring med å gripe en spinnstabilisert satellitt (SPAS var satt i rotasjon), stoppe rotasjonen og plassere den i lasterommet. Alle disse operasjonene vil bli viktige under STS-13.

Andre eksperimenter

Selv om eksperimentene som involverte SPAS var en sentral del av STS-7-ferden, ble også en rekke andre eksperimenter og observasjoner utført. Som nevnt utførte astronautene en del oppgaver i forbindelse med OSTA-2. Thagard, som egentlig ikke tilhørte STS-7-mannskapet, men ble tilføyd i desember 1982, gjorde i egenskap av lege en rekke medisinske, fysiske og psykiske målinger og observasjoner. En av hans hovedoppgaver var å studere den såkalte romsyken, men det viste seg (dessverre) at samtlige astronauter forble friske under hele ferden. To medisinske eksperimenter som har vært med på flere tidligere ferder, elektroforsesystemet og monoseparasjons-latexreaktoren, var også med denne gangen.

STS-7 satte rekord med hensyn til antall «Getaway Special»-beholdere på én ferd, hele syv stykker var montert i lasterommet. Disse eksperimentene ble aktivisert på høyst forskjellige tidspunkter av astronautene.

De syv beholderene var:

• German Youth Fair-nyttelast: Fem forskjellige vest-tyske studenteksperimenter støttet av firmaet Kayser Threde. Eksperimentene omfattet et krystallstudium, metallprosessering, planteforurensning, studier av plantefrø og et nytt mikroprosessorstyrt kontrollsystem.
• US Air Force/Navy-nyttelast: Deres beholder var utstyrt med et ultrafiolett spektrometer for å studere den øvre atmosfæren i bølgelengdeområdet 500-1050 ångstrøm.
• California Institute of Technology-nyttelast: Med støtte fra filmprodusenten Stephen Spielberg har Cal Tech-studenter utviklet eksperimenter for å studere spredning av væsker i vakuum og vektløshet og hvordan planter påvirkes i rommet.
• Edsyn, Inc.-eksperiment: Denne nyttelasten, utviklet av firmaet Edsyn i California, studerte effektene av metall-lodding i vektløshet og vakuum.
• Canden School System-nyttelast: Studenter ved en skole i Canden, New Jersey, utviklet et eksperiment, med støtte fra RCA, for å studere hvordan vektløsheten virker inn på sosiale strukturer i en stokkmaur-koloni. Ved åpningen av beholderen etter ferden fant man imidlertid at samtlige maur var døde. Men studentene hadde i hvert fall oppnådd trening med og interesse for eksperimenter og teknologi i verdensrommet, og det var også et av formålene.
• NASA Goddard/Naval Research Laboratory-nyttelast: Disse to forskningslaboratoriene gikk sammen om en beholder utstyrt med kameraer med Eastman Kodak Type 101 ultrafiolettfølsom film for å studere det ultrafiolette miljøet i lasterommet.

Landingen

Den 24. juni var programmet i bane gjennomført etter planen, og man gjorde klar til nedstigning og landing. Landingen skulle egentlig ha funnet sted for første gang på Kennedy Space Center, men på grunn av regnvær måtte den flyttes til Edwards Air Force Base i California. Ved hastigheter på rundt to ganger lydens vil nemlig regndråper kollidere med fergen med en så stor kraft at flisenes øverste lag kan ødelegges. Problemene med to av de tre hydrauliske systemene om bord gjorde at man ikke ville vente én dag lenger med landingen.

Nedstigningen og landingen gikk greit også denne gangen, men en del av bremsesystemet til landingshjulene ble ødelagt. Behovet for kraftig oppbremsing er imidlertid ikke til stede under normale landinger, og mannskapet merket ikke noe til dette problemet. Mission Control i Houston kommenterte like etterpå over radioen til astronautene at det står kaldt øl og venter på dem, men det er 50 000 km borte!

Så langt man kan se av de erfaringene man har oppnådd med den første amerikanske kvinne i rommet, har man ikke funnet noen kjønnsbetingende reaksjoner på «rommiljøet». Ferdleder John Cox kommenterte etter ferden: «Hun viste at hun er like dyktig som noen av de mannlige kollegene.» Og Ride sa: «Jeg er sikker på at dette er den største moroa jeg noen gang vil ha i livet.» Sally Rides tilstedeværelse i Challenger ser også ut til å ha hatt en positiv psykologisk virkning på mannskapet. Mannskapet virket mer avslappet enn på tidligere ferder og samtalene fløt fritt. Det ble også mindre kryptisk testpilotprat. I enkelte pauser fant man på artige aktiviteter, som for eksempel konkurranse i å flyte raskest i kabinen. Fabian vant og Ride kom på annen plass. Ellers hadde man mye moro med å fange inn såkalte «jelly beans» som fløt rundt i kabinen. Neste kvinne i rommet vil bli Judith Resnick som skal være med STS-12 i mars neste år.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

Den indonesiske satellitten Palapa B forlot lasterommet mens Challenger befant seg over Atlanterhavet. Legg merke til satellittens nøyaktige utskytningsvinkel i forhold til romfergens haleror. Palapa B ble «skutt ut» med et fjærsystem, og rakett-trinnet ble avfyrt nesten én time senere, etter at Challenger hadde fjernet seg. (NASA)

SPAS fotografert fra romfergen mens den manøvreres med manipulatorarmen av Ride. På venstre side av plattformen ser man et «segl» hvor produsentens merke er pålimt (MBB for Messerschmidt-Bölkow-Blohm). Dette bidro til å gi SPAS et større «vindfang» under eksperimentet hvor stillingskontrollraketter ble avfyrt mot den. (NASA)

USAs første kvinne i verdensrommet, Sally K. Ride, fotografert med det amerikanske flagget som bakgrunn etter landingen. Hun viste at kvinner kan gjøre en vel så god jobb som menn i verdensrommet, og en blanding av både kvinnelige og mannlige astronauter gav en «lettere tone» i samtalene om bord, blant annet med mindre testflygerpreget prat. (NASA)

«Touchdown» for høyre landingshjul idet Challenger lander på Edwards Air Force Base i California. Værforholdene tillot dessverre ikke at man kunne gjennomføre den planlagte landingen på Kennedy Space Center. Under en undersøkelse av bremsene kort etter landingen oppdaget man at bremsene i høyre hjul var skadet. Ved normale forhold vil dette imidlertid ikke være kritisk, og astronautene merket ikke feilen. (NASA)