STS-71: Første sammenkobling Atlantis/Mir
Av Ivar Johansen
|
Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 25. årgang, nummer 95, juli-september 1995, sidene 18-23 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.
|
Skriv ut
Tips bekjent
|
Det internasjonale romstasjonssamarbeidet består av tre utviklingsfaser. I løpet av fase 1, som strekker seg fra 1994 til 1997, vil som kjent amerikanerne og russerne foreta syv sammenkoplingsferder hvor romfergen Atlantis og romstasjonen Mir vil være hovedrolleinnhavere.
Denne perioden skal i sin helhet brukes til å lære hverandres rutiner og systemer innenfor de to nasjoners romfartøyer å kjenne, samtidig som man opparbeider en felles erfaring når det gjelder vitenskapelig samarbeid i rommet.
Fase 2 innledes i 1997, når monteringen av hovedmodulen til den nye internasjonale romstasjonen tar til. Under en toårsperiode vil vitenskapelig utstyr fra de to nasjoner bli prøvet ut og montert sammen, slik at vitenskapelig samarbeid i større skala kan begynne.
Tidsperioden fra 1999 til 2002, som danner fase 3, vil bli meget omfattende og begivenhetsrik, idet amerikanske astronauter vil ha hendene fulle med vitenskapelig arbeid som skal utføres fra deres egen modul i romstasjonskomplekset. Samtidig vil romstasjonen bli utstyrt med supplerende utstyr fra Europa, Russland, Canada, Japan og USA. Det er ifølge planene forventet at romstasjonen skal være komplett og operativ i 2002, slik at det første internasjonale mannskap, bestående av åtte personer, kan begynne med sitt planlagte vitenskapelige arbeid.
Beskrivelsen rent generelt av de tre fasene kan kanskje høres enkel ut, men vi skal huske på at det er et stort «puslespill» som skal legges, og noen av brikkene var vel i og for seg på plass allerede i 1975, dersom man ser litt nøkternt på det?
Historie innen bemannet romforskning preget sommeren for 20 år siden da ASTP-ferden (Apollo Soyuz Test Project) fant sted. Romfartøyene Apollo og Sojuz koplet seg sammen 230 km over Jorden den 17. juli 1975, og en ferd som bar mer preg av politikk enn forskning, var vel i havn. Et romsamarbeid så dagens lys, og rent historisk vil nok ASTP-ferden være en forsmak på det vi opplever i dag, med tanke på det amerikansk/russiske samarbeidet i rommet, et samarbeid som vil bane veien for den internasjonale romstasjonen Alpha. Men først var det altså generalprøven mellom romfergen Atlantis og romstasjonen Mir (Shuttle Mir Mission-1).
Nyttelasten
Etter å ha tatt lasterommet til romfergen Atlantis i øyesyn før STS-71, finner vi et kjent syn lokalisert bakerst. Modulen heter Spacelab, som vi kjenner godt fra før, utseendet er det ikke noe å utsette på, det eneste som skiller modulen litt fra tidligere ferder er at den er dekorert med det amerikanske og russiske flagget på toppen samt et emblem som bærer teksten «Life Sciences Spacelab Mir Microgravity - NASA - RSA».
Stikkordet «samarbeid» streifer oss mens vi lar blikket bevege seg fremover i lasterommet. Etter «flere» meter med Spacelab-tunnel stopper vi opp ved sammen-koplingsmodulen som er kledt i det samme hvite isolasjonsmateriale som Spacelab, bare iført et rødt deksel på toppen av den sorte ringen som inneholder den russiskbygde APDS (Androgynous Peripheral Docking System).
Under APDS befinner selve ODS seg (Orbiter Docking System), som denne gangen er selve blikkfanget i lasterommet. Fra ODS og fremover mot romfergens kabinmodul forserer vi enda litt mer tunnelstruktur før vi står fremme ved «snuten» av romfergen og stirrer rett inn i bokstavene Atlantis. Det hele er et flott syn for en romfergeentusiast; å se et så rent og flott lasterom kledt i hvitt, bare avbrutt av gule håndtakanordninger med tanke på astronautene dersom de skulle begi seg ut i lasterommet av en eller annen grunn.
Vi begir oss en tredjedel tilbake i lasterommet til Atlantis, og stopper opp ved sammenkoplingsmodulen ODS med APDS på toppen, som har følgende tekniske data:
Prislappen lyder på 95,2 millioner dollar der den «rager» 4,11 meter i høyde fra lasteromsgulvet og beslaglegger 1,98 meter i lengde og 4,57 meter i bredde.
ODS-modulen har en vekt på 1610,2 kg, mens den russisk-konstruerte APDS ikke er tyngre enn 286,67 kg. ODS-modulen er også forsynt med en rammekontruksjon basert på lasterommets unike pallestruktursystem hvor man her har montert flere kameraer som kommandør Gibson vil bruke under sammenkoplingsfasen.
Naturlig nok var det Rockwell Aerospace i Downey, California som tok seg av produksjonen av ODS, mens NPO Energia tok seg av selve sammenkoplingsenheten APDS. (Se artikkelen Sammenkoblingsenhet romfergen/Mir i Nytt om Romfart nummer 93, 1995, sidene 7-8.)
Forberedelser
Atlantis ankom KSC etter en flytur fra EAFB spent fast på toppen av NASAs 747 transportfly den 22. november i fjor. Hennes siste ferd, STS-66, var vel i havn og forberedelsene til en meget historisk ferd kunne ta til. Hun ble parkert i OPF hangar 3 (Orbiter Processing Facility) hvor det etter hvert var like mange russere som amerikanere involvert i klargjøringsprosessen.
Man hadde god tid på seg til å plassere nyttelasten for STS-71, og det skjedde ikke noe «stort» rent visuelt før den 13. mars, da ODS-modulen ble montert i lasterommets fremre del. Fire dager senere ble Spacelab-modulen heist ned i lasterommet og plassert helt bakerst til en forandring.
Det er ellevte gangen at Spacelabs trykkmodul blir brukt i romfergesammenheng, og på denne ferden vil Spacelab utelukkende fungere som et medisinsk laboratorium relatert til Mir-18s mannskap og deres nesten fire måneders opphold i rommet.
Tunnelene mellom Spacelab og ODS samt fra ODS og romfergens kabin ble så montert noen dager senere. Astronautene ankom KSC den 21. mars for å «sjekke ut» denne spennende nyttelasten. Astronautene tilbrakte en drøy uke inne i OPF hangar 3, hvor man den 29. mars simulerte flere sammenkoplingsforsøk ved hjelp av et russiskbygd passivt sammenkoplingsobjekt som via en kran «var» Kristalls sammenkoplingssluse.
Ved å heise denne slusen opp og ned mot APDS fikk man simulert virkemåten på beste måte før selve alvoret nærmet seg.
Den 20. april ble Atlantis transportert over til VAB hvor resten av romfergesystemet ventet. Her ble rutinemessig Atlantis koplet til sine to faststoffraketter og drivstofftank før utrullingen til Opp-skytingsplattform 39A tok til den 26. april.
Astronautene var nok en gang tilbake på KSC, denne gangen den 23. mai, da det var duket for den vanlige gjennomgangen med nedtelling, evakueringsprosedyre samt pressekonferanse, bedre kjent som TCDT (Terminal Countdown Demonstration Test).
Discovery: Hakkespetter og tilbakerulling
Datoen for oppskytingen av romfergen Atlantis ble nå berammet til «ikke noe tidligere enn 23. juni», som det het med tanke på romfergen Discovery og STS-70 som ifølge planene skulle ha vært skutt opp 8. juni. Men slik skulle det altså ikke gå.
Kennedy-romsenteret er et viltreservat noe utenom det vanlige i Florida, og når det gjelder fuglelivet er KSC helt unikt. Hvor mange arter som er lokalisert på KSC og området rundt Cape Canaveral, skal være uvisst, men en art skulle vise seg å stikke kjepper i hjulene for NASA.
En hakkespettart av typen «Northern Flicker», som sannsynligvis var blitt jaget fra sitt hjem i nærheten av Oppskytingsplattform 39B, hadde lagt sin elsk på drivstofftanken til Discovery, og av den grunn hakket hull i skumbelegget som dekker drivstofftanken. Hele 205 små hull ble oppdaget, og til å begynne med prøvde man å reparere skadene ute på plattformen, men da det viste seg at skadene var litt mer alvorlig enn først antatt, rullet man Discovery tilbake til VAB. Man var redde for at kondens som en følge av drivstoffets lave temperatur kunne danne isklumper, som igjen kunne falle av under oppskytingen, og av den grunn skade Discovery i oppstigningsfasen.
Vel tilbake i VAB den 8. juni kunne reparasjonsarbeidet ta til, og oppskytingen av Atlantis kunne så berammes til 23. juni.
Oppskyting, et aldri så lite jubileum
Regnvær og torden over Florida fikk NASA til å utsette oppskytingen av Atlantis både den 23. og 24. juni. I tillegg til dette fant man det nødvendig å holde Atlantis på bakken i tre dager slik at man kunne få supplert mer flytende hydrogen til hennes tre hovedmotorer fra leverandøren i New Orleans. Etter at dette var levert via trailere, fortsatte nedtellingen, og Atlantis løftet seg fra Oppskytingsplattform 39A i starten på oppskytingsvinduet, som denne gangen var på ti minutter og åtte sekunder.
I og med at STS-70 ble forsinket, fikk STS-71 og Atlantis æren av å bli den 100. oppskytingen av et amerikansk bemannet romskip den 27. juni klokken 21.32.19 norsk tid. (De to første Mercury-ferdene samt Challengers siste ferd, som ikke nådde jordbane, er her tatt med).
Atlantis var på vei mot sin jordbane for 14. gang, og den 69. romfergeferden var endelig i gang. Ekvatorvinkelen var denne gangen på 51,6°, og i og med at romfergen gikk inn i en direkte bane, var det ikke nødvendig med den første avfyringen av Atlantis' banemanøvreringsmotorer, på fagspråket kalles denne avfyringen OMS-1 (OMS - Orbital Maneuvering System).
En avfyring (OMS-2) av disse motorene som hadde en varighet på to minutter og tolv sekunder, fant sted 42 minutter etter oppskyting. Baneparametrene til Atlantis var nå på 292,2 km x 157,4 km, og avstanden til Mir var 12 964 km, en avstand som krympet med 1629,7 km for hvert jordomløp.
Møte og sammenkopling
Vel oppe i bane kunne astronautene begynne å aktivisere de forskjellige systemer om bord, og samtidig som man løsnet på setebeltene, fikk man også føle vektløsheten for alvor. Da ferden var en time og atten minutter gammel, aktiviserte Gibson radiatorene på lasteromsdørene slik at disse kunne åpnes seks minutter senere.
Ute i lasterommet kunne astronautene og kosmonautene rutinemessig gi en visuell beskrivelse til bakken om hvordan det stod til med nyttelasten.
Nok en avfyring med banemanøvreringsmotorene ble foretatt tre timer og 39 minutter etter oppskyting, en avfyring som hadde en varighet på snaue to minutter, og som løftet banen til parametrene 388,9 km x 292,6 km.
Avfyringen bremset også hastigheten til Atlantis slik at hun nå nærmet seg Mir med 518,5 km for hvert jordomløp, som tok 91 minutter. Mir var på dette tidspunktet
10 000 km fra Atlantis, og etter at første arbeidsdag var over om bord i Atlantis, trakk mannskapet seg tilbake for sin første hvileperiode, fem timer etter oppskyting.
Neste dag, den 28. juni, ble aktiviseringen av Spacelab gjort ferdig, idet Precourt og Dunbar bega seg inn i modulen for å sjekke ut de siste systemene. Ferdspesialist Baker sjekket ut sammen-koplingsmodulen ODS samtidig som astronautene gjorde seg klare til en ny avfyring med banemanøvreringsmotorene.
Denne gangen hadde avfyringen, som fant sted klokken 12.48 norsk tid, bare en varighet på 14 sekunder, men det var nok til at baneplanet til Atlantis nå var tilnærmet lik Mirs. Banehøyden var 390,7 km x 300,0 km, forspranget til Mir skrumpet nå inn med 463 km per jordomløp, og avstanden til Mir var stipulert til 5556 km.
Astronautene gikk gjennom de fremtidige gjøremål «dagen før dagen» med kontrollsenteret i Houston, hvor de igjen avstemte dette videre med russernes kontrollsenter i Kaliningrad. På slutten av denne dagen var Atlantis «bare» 2463,1 km bak Mir.
Så kom dagen «alle» romfartsinteresserte hadde sett frem til lenge, mens mannskapet om bord i romfergen foretok de siste småjusteringer og avfyringer før selve møtefasen kunne innledes.
Mannskapet hadde Mir foran seg, og en 45 sekunders avfyring justerte Atlantis' posisjon i forhold til Mir idet hun «plasserte» seg 14,8 km bak romstasjonen. Nok en avfyring ett omløp senere, som hadde en varighet på ni sekunder, samt noen midtkurs korrigeringer ga nå beskjed om at møteprosedyren var innledet. Kommandør Gibson tok manuell kontroll over Atlantis mens hun befant seg drøye 800 meter under Mir, og fløy Atlantis opp til en avstand på 305 meter fra Mir.
Klokken var nå 12.50 norsk tid og Gibson fløy Atlantis med god assistanse av resten av mannskapet, som overvåket det hele både visuelt og via en IBM Thinkpad 755 datamaskin, som Precourt hadde ansvaret for.
Møteteknikken som Gibson nå benyttet seg av var den såkalte «plus R-bar». Denne teknikken reduserte behovet for å foreta små avfyringer mot Mir, slik at han kunne bremse opp Atlantis Gravitasjonen «dro» Atlantis konstant vekk fra Mir, og Gibson «parkerte» Atlantis i en avstand på 500 meter.
Ved kontrollsenteret i Kaliningrad hvor NASA-sjefen Daniel Goldin og RSA-sjefen Jurij Koptev satt side om side, gjorde man de siste justeringer for å forsikre seg om at Mir var klar til å ta imot Atlantis. Den russiske ferdsjefen for Mir, Viktor Blagov, sendte Bob Castle, som var ferdansvarlig for Atlantis, følgende beskjed: «Alt er klart fra vår side, vi er klare for møte og sammenkopling»!!
Klokken var nå 14.23 norsk tid idet romfartøyene passerte øst for Buenos Aires. Gibson foretok de siste små avfyringer mens avstanden til Mir bare ble mindre og mindre. Romfartøyene var nå over Det kaspiske hav idet Gibson atter en gang «parkerte» Atlantis under Mir, denne gangen bare 55,5 meter unna.
Kontrollsentrene i Houston og Kaliningrad gikk gjennom sine siste kontrollrutiner før Gibson fikk beskjed om å fortsette møteprosedyren. Klokken var 14.55 norsk tid da Gibson tok fatt på de siste metrene før sammenkoplingen var et faktum.
Så fem minutter senere, mens Atlantis og Mir passerte sørøst av Bajkal-sjøen i Russland, kom følgende korte beskjed fra Gibson: «Houston, vi har sammenkopling»!
Glede og forventninger
Det Gibson nå nettopp hadde foretatt seg var «presisjonsmanøvrering» av høy klasse. I sammenkoplingsøyeblikket fløy veteranen Gibson, som har fire romfergeferder bak seg i fra før, Atlantis med en hastighet på 0,032 meter i sekundet i forhold til Mir. Han brukte 90,7 kg drivstoff mindre enn det som var planlagt, og romfergens vinkel i forhold til Mir var litt ute av «kurs», men bare med 0,4°.
Han hadde flere kameraer til sin disposisjon under møtemanøveren, slik at han til enhver tid visste hvor han var i forhold til Mirs Kristall-modul.
Etter at man hadde oppnådd fysisk kontakt med Mir, aktiviserte Precourt en datastyrt avfyring på 2,46 sekunder av romfergens små rakettdyser både foran og bak, for på den måten å «kjøre» romfartøyene sammen. Litt senere dro Harbaugh sammenkoplingsringen til Atlantis tilbake før 12 låser ble aktivisert slik at en hard sammenkopling var et faktum.
Det var selvfølgelig glede og stående ovasjoner ved kontrollsentrene i Houston og Kaliningrad. Om bord i Mir ventet besetningen utålmodig på å få besøk, og tilbake i Atlantis forberedte man seg på å få satt sammenkoplingsmodulen under trykk, slik at man kunne begi seg gjennom denne og inn i Mir. Kommandør Gibson var som seg hør og bør først i «køen» av astronauter og kosmonauter, og klokken 17.00 norsk tid, to timer etter sammenkoplingen, ble luken mellom Atlantis og Mir åpnet.
To minutter senere kom det historiske håndtrykket mellom kommandøren på Mir-18, Vladimir Desjurov og sjefen om bord i Atlantis, Robert «Hoot» Gibson. De øvrige besetningsmedlemmene fulgte så etter, og for Norman Thagard var nok dette øyeblikket et av de største i hans astronautkarriere. Det å få hilse på fem astronautkolleger på en gang, etter nesten 110 døgn uten å ha «sett en eneste amerikaner» føltes nok godt for Thagard.
Med ti astronauter og kosmonauter var det folksomt om bord i Mirs hovedmodul hvor gaver og lykkeønskninger ble utvekslet, samtidig som dette selvsagt ble overført direkte gjennom de største fjernsynsselskapene.
Mannskapet på Mir-18 i fokus
Atlantis og Mir var sammenkoplet i fem dager, og i løpet av disse dagene ble det, ved siden av at det ble fotografert en hel del, brukt en masse tid på medisinske undersøkelser av Mir-18 mannskapet.
Dette gikk ikke helt upåaktet hen, og man erfarte at man hadde med trette og slitne mennesker å gjøre. Mest av alt ville de kanskje hjem til Jorden så fort som mulig, men man hadde tross alt en del ting som skulle gjøres. Analysene som ble gjort var jo relatert til menneskets reaksjoner på langvarige opphold i vektløs tilstand, og agendaen over alt som skulle gjøres, virket til tider stressende og masete på Mir-18 mannskapet.
At det ble en del diskusjoner og mye frem og tilbake om bord i Spacelab-modulen, skal ikke stikkes under en stol, men etter at man fikk «følt» seg litt frem, kom også effektiviteten frem etter hvert.
For kontrollsentrene i Houston og Kaliningrad artet dette seg til å begynne med som et aldri så lite tilbakeslag - inntil man innså at det ikke var noe vits i å stresse et mannskap med over 100 dager bak seg i vektløs tilstand. Blodprøver ble tatt, urinprøver likeså. Trykkposen LBNP (Lower Body Negative Pressure Unit) ble brukt for å jevne ut blodtrykket fra livet og ned, dog med vekslende samarbeidsevner fra de berørte kosmonauters side.
Thagard fungerte som en god medspiller for den vitenskapelige delen av STS-71, og man fikk til slutt «nøstet opp en masse løse tråder» underveis.
Frakopling og «ballett» rundt Mir
Den første sammenkoplingen mellom Atlantis og Mir tok slutt den 4. juli klokken 14.35 norsk tid, idet romfergen koplet seg fra Mir. Før dette skjedde hadde de to Mir-19 kosmonautene, Solovjev og Budarin, koplet seg fra Atlantis/Mir i sin Sojuz TM-21, hvorfra de litt senere filmet Atlantis' frakopling i fra Mir.
Gibson og Precourt fløy nå Atlantis vertikalt rundt Mir i en avstand av 213,5 meter fra romstasjonskomplekset, som altså nå var ubemannet. Gibson proklamerte dette som nå fant sted som en kosmisk ballett av Atlantis, Mir og Sojuz, en seanse som ble avbrutt tidligere enn planlagt. Grunnen til dette var at Mir så smått begynte å rotere, slik at kontrollsenteret i Kaliningrad fikk Solovjev til å kople seg til Mir fem minutter tidligere enn planlagt. Et IMAX-kamera i lasterommet til Atlantis filmet det hele.
Årsaken til at Mir kom i rotasjon var at høyde- og navigasjonskontrollen ble brutt som en følge av at noe av minnet til datamaskinen om bord i Mir ble slettet. Romstasjonen drev fritt en stund, inntil kosmonautene fikk orden på dataene om bord igjen.
Atlantis avfyrte sine banemanøvreringsmotorer slik at avstanden til Mir økte med 16,6 km for hvert jordomløp på 92 minutter.
Landing
Om bord i Atlantis forsatte man med noen sekundære eksperimenter, og i Spacelab-modulen avsluttet man de medisinske undersøkelsene av Mir-18 mannskapet.
Med seg om bord hadde man nå over 400 blod-, spytt- og urinprøver, mesteparten av dette hadde Mir-18 mannskapet samlet i løpet av de nesten fire månedene de hadde oppholdt seg om bord i Mir, i tillegg hadde man de avsluttende undersøkelsene som var gjort under STS-71, av astronautene Ellen Baker og Bonnie Dunbar.
Man kunne nå så smått begynne å gjøre seg klare til retur til Jorden, og dagen før landing gikk stort sett med til å pakke sammen alt utstyret om bord.
Spesielle seter ble installert på Atlantis' midtre kabindekket, slik at Mir-18 mannskapet kunne ligge på ryggen under tilbakevendingen, for at de skulle få en skånsom tilvenning når det gjaldt gravitasjonskreftene igjen.
Atlantis avfyrte sine bremsemotorer i 3 minutter og 32 sekunder klokken 15.45 norsk tid den 7. juli, og en snau time senere kom hun glidende inn over Florida. En historisk romferd nærmet seg slutten.
Gibson og Precourt satte Atlantis ned på Rullebane 15 ved KSC klokken 16.54.36 norsk tid, og for første gang i romfergeprogrammets historie var det flere romfarere om bord ved landing enn ved oppskyting.
De fem STS-71-astronautene og de tre Mir-18-kosmonautene ble ønsket velkommen hjem av NASA-sjefen Daniel Goldin og RSA-sjefen Jurij Koptev.
STS-71 var en ferd hvor både amerikanerne og russerne lærte en masse om samarbeid, både på godt og vondt. Når dette leses, er nok et utall av møter og sammenkomster tilbakelagt for begge parter, med tanke på hva som kan gjøres bedre hva samarbeid og arbeidsflyt angår ved neste møte mellom Atlantis og Mir.
Ja, vi kan bare glede oss til STS-74...
| 
