STS-69: Wake Shield Facility, friflyveren Spartan og test av forbedret romdrakt
Av Ivar Johansen
|
Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 26. årgang, nummer 97, januar-mars 1996, sidene 28-31 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.
|
Skriv ut
Tips bekjent
|
I romfergekretser på Kennedy Space Center er det et pulserende liv så å si døgnet rundt hele året. Det jobbes på høyt nivå på mange felt og man skulle, etter 70 romfergeferder, tro at mesteparten av arbeidet rundt en ferd stort sett er det vi kaller for «plankekjøring». Men den gang ei. Forsinkelser rundt romfergene har preget KSC i sommer og høst, noe som ikke gjør livet for de som er midt oppe i det noe mindre pulserende.
At NASA har lagt seg på syv romfergeoppskytinger som et mål per år, er nok ingen tilfeldighet, for jeg tror ikke jeg tar for hardt i når jeg sier at en romfergeferd og all aktiviteten både før og etter en gjennomført ferd aldri vil bli sett på som ren «plankekjøring»!
Romfergen Endeavour skulle benyttes på STS-69, og ikke før hadde man fått «flyttet» vekk hakkespettfamiliene fra Oppskytingsområde 39, dukket andre problem opp. Denne gangen var det langt alvorligere ting på gang.
Planlegging, orkan og reparasjoner
Etter å ha gjennomført STS-67, som endte med en landing ved Edwards Air Force Base (EAFB) den 18. mars, var Endeavour den 27. mars tilbake på KSC etter to mellom landinger på veien fra EAFB, fastspent på NASAs jumbojet. Hun ble så «skilt» fra NASAs transportfly for så å bli tauet inn i OPFs (Orbiter Processing Facility) Hangar 1. Nyttelasten for STS-67 ble så demontert og tatt ut av lasterommet, alle kriker og kroker ble inspisert før forberedelsene var i full gang for atter en ny nyttelast.
Endeavours lasterom skulle fylles opp med en rekke forskjellige nyttelaster, en installasjonsprosess som tok til i midten av mai og stort sett var unnagjort i slutten av juni. Hun ble transportert fra OPF til VAB-bygningen den 28. juni, og «møtet» med resten av romfergesystemet kunne så ta til.
Utrullingen til Oppskytingsplattform 39A fant sted den 5. juli, og astronautene gikk gjennom sine standardiserte evakueringsprosedyrer 14 dager senere. NASA gikk så ut med en pressemelding om at oppskytingen ikke ville skje «noe tidligere enn 3. august».
Man fulgte utviklingen av et uværsområde som nærmet seg Florida-kysten, og bestemte seg så for å rulle hele romfergesystemet tilbake til VAB, for å være sikre på at beskyttelsen rundt romfergesystemet var god nok. VAB-bygningen er konstruert for å tåle en vindstyrke på over 200 km i timen, så der var sikkerheten for all del på plass.
Nå ble ikke skadene så store ved de forskjellige installasjonene på KSC, i og med at orkanen Erin, som den het, passerte litt lenger nord enn det man hadde regnet med, og romfergesystemet ble så rullet ut igjen og var på plass ved Oppskytingsplattform 39 A den 8. august. Nå var det reparasjoner som kunne innledes.
Ved demontering og inspeksjon av alle faststoffrakettene etter STS-71 og STS-70 fant man kruttavleiringer og slitasje på tetningsringene lokalisert nederst rundt selve rakettdysen. Med tanke på hva som skjedde under Challenger-ulykken den 28. januar 1986, fant man det nødvendig å røntgenfotografere hele skjørtsegmentet og foreta reparasjoner.
Stillaser ble satt opp rundt hver faststoffrakett på romfergesystemet, og man begynte å demontere dysesegmentet slik at teknikerne fra produsenten Thiokol kunne foreta de nødvendige reparasjonene. Her ble en tetningsmasse, RTV (Room Temperature Vulcanizer), som sitter rundt hele omkretsen av dysen, byttet ut. Det var første gangen at slike reparasjoner ble foretatt ute på oppskytingsplattformen, en prosedyre som var meget tidkrevende, men som fungerte bra ifølge teknikerne fra Thiokol.
Det er jo sjelden at en utsettelse «passer» for astronautene, men for astronauten Michael L. Gernhardt var dette sammentreffet en tilfeldighet som gikk i hans favør. Etter et fall bare noen dager før Endeavour skulle vært skutt opp, fikk han sin høyre skulder ut av ledd, og man var redd for at hans deltakelse stod i fare. Av hensyn til hans planlagte spasertur i rommet sammen med kollega Voss, trente også Newman på de arbeidsoperasjonene som var planlagt i Endeavours lasterom, slik at han kunne ta del i denne utflukten omstendighetene tatt i betraktning.
Reparasjonsarbeidet med faststoffrakettenes dyser var vel i havn i siste halvdel av august måned, og man hadde satt 31. august som en ny dato, nesten en måned etter skjema.
Nyttelasten - Wake Shield Facility
Det er andre gangen at nyttelasten Wake Shield Facility er med i romfergesammenheng og det knytter seg stor interesse til denne frittflyvende nyttelasten, basert på hva man erfarte under den første ferden (STS-60), da WSF ikke kunne plasseres ut grunnet kommunikasjonsproblemer (se artikkelen STS-60: Nytt historisk samarbeid i rommet i Nytt om Romfart nummer 90, 1994, sidene 49-54).
WSF er av utseende lik en rund tallerkenstruktur laget i rustfritt stål. Den har en diameter på 3,66 meter mens massen frittflyvende i rommet er på 1682,8 kg inklusive drivstoffet som består av nitrogen. Det er Space Industries Incorporated i samarbeid med Space Vacuum Epitaxy Center (SVEC) ved University of Houston, Texas som står bak utviklingen og byggingen av WSF.
NASAs kommersielle utviklingssenter for industriell utnyttelse av rommet er oppdragsgiver. Ifølge ferdplanen skal WSF utplasseres på ferdens femte dag for så å fly 85 km bak romfergen med en hastighet på 27 353 km i timen. Takket være dette vil det utvikle seg et nærmest perfekt vakuum bak WSF hvor selve eksperimentpakken er montert.
Dette ultravakuumet som WSF genererer der den dyttes imot de få atomene som finnes i den planlagte banehøyden på 352 km over jordoverflaten ved utplassering, danner grunnlaget for at WSF kan produsere meget rene og perfekte krystaller av typen GaAs (galliumarsenid).
Det er ventet at renheten ved denne formen for produksjon av ultratynne filmer vil være 10 000 ganger bedre enn det som er mulig i et trykkammer på Jorden. I henhold til ferdplanen vil WSF fly fritt i 55 timer for så å bli hentet inn igjen i lasterommet ved hjelp av manipulatorarmen på ferdens syvende dag.
WSF-programmet består av fire utplasseringer via romfergen; WSF-3 i 1996 og WSF-4 i 1997.
Spartan 201-03
Spartan 201 er en frittflyvende nyttelast som vil ta for seg studier av solvinden og Solens korona. Med sin masse på 1289 kg vel utplassert ved hjelp av manipulatorarmen vil den kunne observere Solen i drøye 40 timer på denne ferden. Ser vi litt detaljert på ferdplanen, skal Spartan 201 utplasseres mens Endeavour befinner seg i sitt 17.omløp, banehøyden er da 372,2 km x 370,4 km.
Etter to dager med solobservasjoner vil nyttelasten bli hentet inn igjen under det 47. jordomløpet, banehøyden er da noe mer finjustert; 374,1 km x 368,5 km. Resultatene fra Spartan 201 vil bli kalibrert med resultatene fra romsonden Ulysses og dens passering over Solens nordpolregion. Det er tredje gangen at Spartan 201 utplasseres fra romfergen, og nyttelasten er tidligere fløyet på romfergeferdene STS-56 i april 1993 samt STS-64 i september 1994.
Nyttelasten er denne gangen plassert i lasterommets fremre del, godt forankret i et stativ på gulvet i lasterommet og det er Goddard Spaceflight Center i Greenbelt, Maryland som er ansvarlig for Spartan-prosjektet.
Med nyttelasten Spartan fremst i lasterommet og WSF plassert i midten var det ytterligere to stativer med nyttelaster lokalisert helt bakerst i Endeavours lasterom.
Den nest bakerste innehold IEH-1. Dette eksperimentet inneholder tre GAS-beholdere med små nyttelaster for observasjon av planeter, stjerner og Jordens atmosfære.
Helt bakerst i lasterommet stod en standardisert GAB nyttelastbro med forskjellige eksperimenter, blant annet ett som tar for seg oppvarmet ammoniakks trykk og temperatur kjørt via varmevekslere og dets rørsystem.
Oppskytingen
Med en berammet oppskyting den 31. august var alt klart for å ta fatt på årets femte romfergeferd, men da en av brenselcellene om bord ikke ville starte ved aktivisering åtte timer før planlagt oppskytingstidspunkt, måtte man bare avbryte nedtellingen og belage seg på en ny utsettelse.
Brenselcellene forsyner romfergen med blant annet elektrisitet mens man er i bane, så det er uhyre viktig at disse tre fungerer som de skal. Astronautene returnerte til Houston, og ny dato var nå 7. september. Denne forsinkelsen forskjøv Endeavours neste planlagte ferd, STS-72, fra 30. november til 10. desember i år.
Nedtellingen ble på nytt startet den 4. september, og astronautene ankom KSC samme dag. Her gikk man gjennom de siste planene for ferden mens nedtellingen sakte men sikkert nærmet seg oppskytingsdagen. Astronautene gikk gjennom den vanlige prosedyren på oppskytingsdagen den 7. september, været var lett overskyet, og fuglelivet på KSC «blomstret» som aldri før.
Etter å ha løst en del småproblemer i siste fase av nedtellingen, tente romfergens tre hovedmotorer samt faststoffrakettene, og Endeavour løftet seg fra plattform 39A klokken 17.09.0052 norsk tid, den 102. bemannede amerikanske romferd hadde startet!
Oppstigningsfasen gikk etter programmet, og Endeavours tre hovedmotorer ble slått av da ferden var åtte minutter og trettitre sekunder gammel, hastigheten var nå oppe i 27 400 km i timen, noe som var litt lavere enn først antatt.
Romfergen gikk nå inn i en direkte bane, med parametrene 363 km x 365 km, en bane som ble sirkulær etter at hennes banemanøvreringsmotorer ble avfyrt i tre minutter og tolv sekunder 42 minutter etter oppskyting. Banen man nå befant seg i var på 370 km x 370 km og ekvatorvinkelen var «satt» til 28,45°. Man kunne så smått løsne på sikkerhetsbeltene og begynne å installere seg om bord, både på øvre og midtre kabindekk. Lasteromsdørene ble åpnet, og den visuelle nyttelastbeskrivelsen ned til kontrollsenteret i Houston for å beskrive lasterommets tilstand kunne ta til.
To utplasseringer - to innhentinger
STS-69 er den første romfergeferden hvor det var planlagt å utplassere samt å hente inn igjen to friflyvere på en og samme uklassifiserte ferd. Den canadiskbygde manipulatorarmen, som også omtales, bokstavelig talt, som romfergens høyre arm, har vært en ubetinget suksess.
Det har ikke vært mye uregelmessigheter med denne manipulatorarmen gjennom årenes løp, og på ferdens andre dag ble den frittflyvende Spartan 201 utplassert av astronauten Gernhardt, mens de befant seg i sitt 17. omløp rundt Jorden. I løpet av de påfølgende 47 timene ble det foretatt drøye 1000 observasjoner av blant annet Solens korona. Spartan 201 var stabil og fin i baneplanet etter at den var utplassert, men virkelig ute av balanse da satellitten ble hentet inn igjen på ferdens fjerde dag og 30 jordomløp senere. Det at satellitten var ute av stilling og litt mer plundrete å gripe tak i med manipulatorarmen, skyldtes at batteriene om bord hadde vært nesten utladet, slik at Spartan 201 gikk inn i en «safe mode»-tilstand.
Nyttelasten WSF knyttet det seg som nevnt stor spenning rundt, i og med erfaringene fra den første ferden, STS-60, hvor man ikke fikk utplassert nyttelasten grunnet problemer med kommunikasjonen. Denne gangen gikk det derimot bedre, da manipulatorarmen slapp taket i WSF på ferdens femte dag, mens man befant seg i sitt 62. jordomløp. For første gang var WSF frittflyvende, en status den ifølge planen skulle hatt i 56 timer, noe som grunnet en masse små problemer, ble forlenget til 73 timer før den ble hentet inn igjen og forankret i Endeavours lasterom.
Litt småproblemer med begge nyttelastene hadde man, noe som forsterket spenningen for de berørte ingeniørene på bakken når det gjaldt det vitenskapelige resultatet etter ferden.
Test av romdrakter
Den 16. september var det duket for spasertur i Endeavours lasterom, med astronautene Voss og Gernhardt i aksjon. På tidligere utflukter utenfor romfergen har astronautene klaget på kalde føtter og frosne fingre, noe som gjør de forskjellige arbeidsoppgavene svært vanskelige. På bakgrunn av dette har man oppgradert romdraktene med nye innebygde varmeelementer i støvlene og i hanskene.
Med små 3,7 V litiumbatterier hadde man nå varme i hver fingertupp, noe som astronautene kunne dirigere selv; om man ville ha på varme eller ikke. Romdraktens kjølesystem har man også oppgradert i den hensikt at astronautene selv kan bestemme hvor effektiv kjøling man vil ha rundt kroppen. Hvis man vil, kan man slå av hele kjølesystemet i romdrakten uten at dette får noen følger for den elektronikken og systemene ellers i romdrakten. Man har også montert sensorer i støvlene og ryggbeholderen slik at man kan måle temperaturene rundt astronautene.
Denne utflukten i lasterommet var den 30. så langt i romfergeprogrammet, noe som igjen brakte amerikanernes EVA-timer (Extra Vehicular Activity) opp i over 600, inkludert de timene som Apollo-astronautene tilbrakte ute på Månens overflate på de seks månelandingen fra 1969 til 1972. Halvparten av disse timene er kommet til takket være romfergeprogrammet, og ser vi fremover kan det bli mye interessant EVA-aktivitet i årene som kommer.
Voss og Gernhardt var ute i Endeavours lasterom i seks timer og førtiseks minutter, der de samtidig som romdraktene ble testet ut, også trente på nye arbeidsformer med og uten verktøy, samt nye varianter av festeanordninger. Hver av astronautene ble også spent fast lengst ute på manipulatorarmen i over 45 minutter, hvor så Newman manøvrerte armen slik at astronauten befant seg i det kaldeste mulige område i løpet av denne tiden. De to rapporterte ned til bakken hele tiden om hvordan de følte seg, om det var kaldt eller varmt, temperaturforskjeller eller ikke.
Det var helt klart at «gutta i lasterommet» hadde det meget komfortabelt i alle faser av denne utflukten, noe som tilsa at romdraktene fungerte prikkfritt, og at dette vil bli en fin løsning med tanke på fremtiden. Astronautene var fulle av lovord, noe som gjorde helhetsinntrykket av STS-69 litt bedre, med tanke på alle de små og litt unødvendige feilene som man ble konfrontert med under ferden. Det at toalettet om bord tettet seg mot slutten av ferden var liksom ikke noe nytt i NASA-kretser.
Landing
Kommandør David Walker og piloten Kenneth Cockrell avfyrte Endeavours banemanøvreringsmotorer klokken 12.35 norsk tid den 18. september mens romfergen befant seg over den sydlige delen av Det indiske hav, hjemturen til KSC var begynt.
Romfergens hastighet var på dette tidspunktet 102,7 meter i sekundet, banehøyden 342, 6 km over bakken. Oppbremsingen fant sted over Stillehavet, Mexico og den sørlige delen av USA, via fire meget bratte svinger, før Walker tok over for autopiloten idet Endeavour fløy inn over Florida. Han styrte så romfergen inn i en 270° «stupende sving» mot høyre før han var på linje med SLFs (Shuttle Landing Facility) Rullebane 33. Her satte han Endeavours hovedhjul ned klokken 13.37.56 norsk tid, og hun rullet ut til full stopp på hjulene ett minutt senere.
Astronautene deaktiverte så romfergen etter standardprosedyrene, før de selv kom ut og gikk den tradisjonelle inspeksjonsrunden rundt «sin» romferge tre kvarter etter landing. Walker kunne litt senere si på pressekonferansen at «Dette var en travel og krevende romfergetur, visst hadde vi mange små problemer, men alt i alt tror jeg vi løste det meste».
Endeavour ble så tauet til OPFs Hangar 3 hvor hun ble parkert klokken 18.50 norsk tid, og astronautene forlot KSC tre timer senere om bord i sine T-38 jetfly, den endelige destinasjonen var familiene hjemme i Houston.
| 
