STS-80: Rekordlang ferd med en skrue løs
Av Ivar Johansen
|
Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 27. årgang, nummer 101, januar-mars 1997, sidene 29-33 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.
|
Skriv ut
Tips bekjent
|
Romfergen Columbia/OV-102 (Orbiter Vehicle 102), som før STS-80 hadde gjennomført 20 romferder, er kanskje den romfergen som er best kjent på «folkemunne».
Ser man gjennom en anselig bunke med pressestoff og statistikker fra STS-1 i april 1981 og frem til i dag, finner man raskt ut at Columbia ikke akkurat er den romfergen som har vært mest brukt til EVA-aktivitet (Extra Vehicular Activity) i eller utenfor romfergens lasterom. Grunnen til det kan være for mye å gå inn på her og nå, men historisk sett er Columbia blitt brukt til mer vitenskapelige ferder, blant annet i forbindelse med Spacelab.
På romfergeprogrammets første operasjonelle ferd (STS-5) var det noe spesielt som skulle ha skjedd, ifølge den opprinnelige planen. Ferden ble gjennomført i tidsrommet 11.-16. november 1982. I artikkelen STS-5: Den første operative ferd med Columbia i Nytt om Romfart nummer 47, 1983, sidene 63-65 står det følgende under avsnittet om romsyke og problemer med de nye romdraktene: «Denne gangen ble to av astronautene om bord plaget av romsyke (Overmyer og Lenoir). William B. Lenoir og Joseph Allen skulle gjennomføre en spasertur i lasterommet. Så langt kom de imidlertid ikke. På grunn av romsyken til Lenoir ble utstigningsforsøket utsatt en dag, men på grunn av store tekniske problemer med de nye romdraktene ved utstigningsforsøket den 15. november, ble ledelsen nødt til å utsette hele spaserturen til neste ferd (STS-6)».
Resten av historien kjenner de fleste av oss fra før, og under STS-80 var to seks timers utflukter i lasterommet ett av de store høydepunktene. Man skulle også ha med de to friflyverne ORFEUS-SPAS og Wake Shield Facility. De to spaserturene skulle føye seg inn i rekken av slik aktivitet, hvor utprøving av fremtidig utstyr relatert til den internasjonale romstasjonen stod på timeplanen. Men som jeg har nevnt fra tid til annen i foregående artikler: En romfergeferd er ikke det vi kaller plankekjøring. Hver ferd har noe spesielt å by på, og STS-80 skulle minne oss alle om at ordet rutine bør vi bruke med andakt og følelse.
Forberedelser
Nyttelastene ORFEUS-SPAS-02 og Wake Shield Facility (WSF) ble gjenstand for en lang og tidkrevende forberedelsesprosess. De første elementene av ORFEUS-SPAS ankom KSC (Kennedy Space Center) i begynnelsen av juli måned i fjor, og etter å være blitt satt sammen element for element var denne friflyveren på plass i nyttelastkontaineren den 9. oktober. Dette arbeidet tok til ved KSCs Multi-Payload Processing Facility mens arbeidet med utsjekkingen av WSF, som ikke var fullt så tidkrevende, fant sted ved NASAs bygning AE, lokalisert ute på Cape Canaveral Air Force Station. Nyttelastkontaineren med disse to friflyverne ble transportert ut til oppskytingsplattform 39B den 11. oktober. Nå ventet man bare på romfergesystemet med Columbia på toppen.
Når det gjelder Columbia begynte forberedelsene til STS-80 umiddelbart etter at hun hadde landet ved KSC den 7. juli etter at STS-78 var unnagjort. Etter en rutinemessig klargjøringsfase transporterte man henne fra Orbiter Processing Facilitys hangar 1 over til VAB (Vehicle Assembly Building) den 9. oktober. Utrullingen til oppskytingsplattform 39B fant sted den 16. oktober, og astronautene var programmessig til stede ved evakuerings- og nedtellingssimuleringen den 22. og 23. oktober. En oppskyting for fjorårets siste romfergeferd så nå ut til å kunne berammes til midten av november...
En liten «story» om Story
Det er i astronautsammenheng ikke så mange som kan måle seg med den 61 år gamle Story Musgrave og hans erfaring. La oss nå kort se litt på Story og hans løpebane frem til i dag: Født 19. august 1935 i Boston, Massachusetts. En skolegang og utdanning som ble lagt merke til, og som la grunnlaget for hans militære karriere i United States Marine Corps, hvor han tjenestegjorde som flyelektriker og tekniker. Her var det ikke langt til neste oppdrag som mannskapsansvarlig for marinens fly under forskjellige oppdrag i Korea, Japan, på Hawaii og også om bord på hangarskipet USS Wasp i det fjerne østen. Etter å ha blitt ansatt hos Eastman Kodak Company ved Rochester, New York, i 1958 som planlegger og matematikkanalytiker, gikk det slag i slag i 1960-årene med diverse eksamener og avhandlinger innen medisin og klinisk kirurgi. Foruten å fungere som en ressurs innen opplæring av medisinsk personell og kirurger, jobbet han som deltidskirurg ved Denver General Hospital samtidig som han studerte psykologi og biofysikk ved Kentucky-universitetet, noe han også praktiserte etter at han fikk status som astronaut i NASA.
Han har fløyet 160 forskjellige typer sivile og militære fly, noe som igjen har resultert i 17 700 flytimer, hvorav 7500 i jetfly!! Foruten å være ekspert på de forskjellige instrumenteringene om bord på flesteparten av disse flyene, ble det også tid til å praktisere fallskjermhopping. Hør bare her: Antall hopp har han kanskje ikke tall på, men 500 frie fall er bokført, hvorav 100 kategoriseres som eksperimentelle, frie fall for studier av den menneskelige aerodynamikken!!
At dr. Musgrave skulle ende opp som astronaut var nok ingen tilfeldighet. Hans private og militære bakgrunn er en av de mest spekkede astronautbiografiene som finnes i dag, og når vi tenker på at han ble tatt ut som vitenskapsastronaut av NASA i august 1967, kommer han så absolutt inn under kategorien legende.
Etter at astronautstatusen var et faktum, jobbet han med design og utvikling i forbindelse med romstasjonen Skylab. Han var reservevitenskapspilot for den første Skylab-ferden samt «capcom» («capsule communicator») for de to neste. Han har som seg hør og bør hatt en finger med i spillet når det gjelder utviklingen av utstyr for aktivitet i rommet utenfor romfergen. Her har han vært en av dem som har hatt hovedansvaret for romdraktene og systemene rundt disse, luftsluse og lukedesign samt manøvreringsenhetene MMU og SAFER.
Med fem romfergeturer bak seg før STS-80 kan vi trygt se på Story Musgrave som en veteran, og dersom vi inkluderer STS-80 er han den første astronauten som har fløyet om bord på samtlige fem romferger: Columbia (STS-80), Challenger (STS-6, 51F), Discovery (STS-33), Atlantis (STS-44) og Endeavour (STS-61).
Ser vi på dette i verdenssammenheng er det bare to personer som har bokført seks romferder fra før: John Young fra USA, og fremdeles meget aktiv i «kulissene» i Houston, samt Gennadij Strekalov fra Russland. Her bør det nevnes at en av sistnevntes romferder bare varte i noen sekunder i og med at hans kapsel måtte skytes vekk fra en eksploderende bærerakett.
Musgrave er, i likhet med John Young, en astronaut som kanskje NASA ikke har «råd til» å miste. Så vi får håpe at han blir i NASA også i fremtiden, selv om det altså er uaktuelt med flere turer i bane rundt Jorden etter STS-80.
Nyttelast
En titt om bord i lasterommet til Columbia denne gangen gjør at vi først stanser opp ved nyttelasten ORFEUS-SPAS-02. Dette samarbeidsprosjektet mellom NASA og den tyske romfartsorganisasjonen (DARA) er plassert midt i lasterommet, og flys for andre gang.
Denne friflyveren er bygget for astronomiske observasjoner i det meget korte bølgelengdeområdet. ORFEUS-SPAS vil konsentrere seg spesielt om to spektrale klassifiseringsklasser, FUV (Far Ultraviolet Spectrograph) og EUV (Extreme Ultraviolet Spectrograph). Dette er en del av det elektromagnetiske spektrum som kan gi oss informasjon om livsløpet til stjerner som klassifiseres som kalde og varme.
Friflyverens teleskop, som måler 1 m i diameter, har det største optiske speil for bruk i rommet, dersom vi ser bort fra romteleskopet Hubble. Foruten den astronomiske eksperimentpakken på satellitten har man også denne gangen montert på et kamera av typen IMAX, som benytter 70 mm-film. Dette kameraet vil filme inn- og utplassering av friflyveren for fremtidig bruk og visning av en ny NASA-film, som vil gi oss litt historikk med tanke på romfergeprogrammet relatert til sammensetningen av den internasjonale romstasjonen i bane i fremtiden. ORFEUS-SPAS vil bli utplassert på ferdens første dag, drøye syv timer etter oppskyting, og vil ifølge planen tilbringe 14 dager i bane før den tas inn i lasterommet igjen. Friflyveren har en masse på 3600 kg, hvorav 1900 kg utgjøres av den astronomiske instrumentlasten.
Litt bak ORFEUS-SPAS finner vi WSF-03 (Wake Shield Facility), godt forankret i lasterommet. Denne er med for tredje gang. STS-60 var den første ferden WSF var med på, men kommunikasjonsproblemer gjorde sitt til at den ikke kunne utplasseres (se artikkelen STS-60: Nytt historisk samarbeid i rommet i Nytt om Romfart nummer 90, 1994, sidene 49-54). Andre forsøk var STS-69, hvor den etter å være blitt utplassert fløy fritt i rommet i 73 timer (se artikkelen STS-69: Wake Shield Facility, friflyveren Spartan og test av forbedret romdrakt i Nytt om Romfart nummer 97, 1996, sidene 28-31).
WSF er av utseende lik en rund tallerken, og den er laget i rustfritt stål. Den har en diameter på 3,66 m, mens massen frittflyvende i rommet denne gangen er på 2097,9 kg, inklusive drivstoffet, som er 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 for STS-80 skal WSF utplasseres på ferdens fjerde dag, for så å bli hentet inn igjen tre dager senere.
Den vil i løpet av disse tre dagene ha fløyet 85 km bak Columbia med en hastighet på 27 353 km/h. 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 dytter unna de få atomene som finnes i den planlagte banehøyden på 351 km over jordoverflaten ved utplassering, danner grunnlaget for at WSF kan produsere meget rene og perfekte krystaller av typen GaAs (galliumarsenid). Renheten ved denne formen for produksjon av ultratynne filmer er 10 000 ganger bedre enn det som er mulig i et trykkammer på Jorden. Denne WSF-utplasseringen på STS-80 er den tredje av i alt fire planlagte utplasseringer fra romfergen.
Helt bakerst i lasterommet finner vi nok en gang EDO-pallen (Extended Duration Orbiter), som på denne ferden er med for niende gang i romfergesammenheng. Denne palleseksjonen inneholder, som vi husker, ekstra tanker slik at romfergen kan oppholde seg i rommet over et lengre tidsrom enn en normal romfergeferd, som vanligvis er på åtte til ti dager.
Oppskytingen
Man hadde fastsatt 8. november som oppskytingsdato, men denne ble forskjøvet til den 15. november mens man analyserte dyseseksjonene til faststoffrakettene som hadde «hjulpet» romfergen Atlantis opp i bane på STS-79. Her hadde man funnet riller, fordypninger og sår som man så meget alvorlig på. En detaljert analyse, som ble foretatt av NASAs Marshall Space Flight Center sammen med leverandøren av faststoffrakettene, Thiokol, viste at årsaken til dette var det varierende mønsteret av karbonfibrene som brukes i disse dysene.
Astronautene ankom SLF (Shuttle Landing Facility) ved KSC et kvarter over midnatt den 11. november. Nedtellingen for STS-80 ble startet klokken 19.00 dagen etter (norsk tid). Takket være meteorologene ved KSC, som på dette tidspunktet fulgte været med argusøyne, ble nedtellingen stoppet mens regn og sterk vind «skyllet» over KSC de neste dagene. I stedet for å prøve å få Columbia av gårde mellom to slike kraftige regnskyll, utsatte man oppskytingen ytterligere, og av den grunn tok man opp nedtellingen igjen ved T-19 timer den 18. november, da værutsiktene så mye bedre ut. Astronautene finpusset på sine oppgaver mens de befant seg på KSC, og alt lå nå til rette for oppskyting den 19. november.
Klokken 15.30 norsk tid denne dagen var drivstofftanken fylt opp, og nedtellingen gikk sin vante gang. Astronautene gjennomgikk sine vanlige rutiner på en oppskytingsdag, og inntok sine plasser om bord. Luken ble lukket og oppskytingskontrollen gjennomgikk de siste forberedelsene før oppskyting. Drivstofftanken ble satt under trykk, noe som skjer to minutter før planlagt oppskytingstidspunkt. Her hadde man hatt tegn til en aldri så liten lekkasje under fyllingen av drivstofftanken timene i forveien, og ved T-40 sekunder fikk man indikasjoner på at konsentrasjonen av hydrogen i romfergens motorseksjon var en tanke for høy. Man stanset så nedtellingen ved T-31 sekunder mens man avleste hydrogenkonsentrasjonen i antall ppm (parts per million), hvor tallet 600 er grensen. Etter å ha «holdt» Columbias nedtelling i drøye to minutter mens hydrogenverdiene ble rapportert hvert femte sekund, ble nedtellingen aktivisert igjen, og Columbia la i vei på sin 21. individuelle ferd i rommet klokken 20.55.46.953 norsk tid.
Arbeid i bane
Oppskytingen gikk helt etter programmet, og etter at drivstoff3tanken var frakoplet åtte minutter og femti sekunder etter at man hadde forlatt oppskytingsplattform 39B, gikk man inn i en bane med parametrene 342 km x 61 km, en bane som ved hjelp av Columbias banemanøvreringsmotorer ble gjort sirkulær med parametrene 351 km x 351 km da ferden var 43 minutter gammel.
Man kunne nå så smått begynne å installere seg om bord, samtidig som utplasseringen av den første friflyveren, ORFEUS-SPAS-02, nærmet seg. Dr. Story Musgrave, Tamara Jernigan og Tom Jones gjennomgikk forberedelsene til denne utplasseringen for å være sikre på at satellitten hadde tålt oppstigningsfasen til jordbane.
Tamara Jernigan sjekket også ut manipulatorarmen samtidig som EDO-pallen ble aktivisert, og manipulatorarmen tok så tak i ORFEUS-SPAS-02. Utplasseringen fant sted over Stillehavet klokken 05.11 norsk tid den 20. november mens Columbia nærmet seg Peru. Ferdens første dag var som vanlig veldig hektisk, og med en av ferdens hovednyttelaster vel utplassert i rommet kunne man innlede en velfortjent hvileperiode. På ferdens andre dag fikk man aktivisert og startet på de sekundære eksperimentene, samtidig som man via den tyske ORFEUS-SPAS-02-kontrollen i Houston fikk rapporter om at friflyveren fungerte utmerket.
Ferdens tredje dag (22. november) var viet utplasseringen av WSF, en utplassering som, etter å ha blitt litt forsinket, var litt brutal i og med at WSF ble gitt en åtte graders rullebevegelse idet den nærmet seg romfergen litt raskere enn planlagt. Astronautene Cockrell og Rominger avfyrte romfergens banemanøvreringsmotorer idet man manøvrerte seg vekk fra WSF. Friflyveren gikk klar av romfergens kabinseksjon med drøye tre meter, noe som var litt for nær og derfor skapte mer spenning enn hva som var meningen.
WSF befant seg nå 92,6 km bak ORFEUS-SPAS-02, mens Columbia befant seg 32,1 km foran WSF etter at Rominger hadde gjort seg ferdig med sine manøvrer.
Begge friflyverne fungerte meget bra, selv om det ble en litt større utfordring enn ventet å ha to friflyvere som var ute og fløy samtidig. Mens WSF var midtveis med sin femte produksjon av ultratynne filmer, nærmet den seg ORFEUS-SPAS-02 raskere enn planlagt, og man vurderte om man var nødt til å hente inn WSF en dag tidligere enn planlagt. Etter å ha rådført seg med U.S. Space Command, som via radar overvåket det hele fra time til time for NASA, slo man seg til ro, for så å manøvrere ORFEUS-SPAS-02 ned i en lavere bane før nedhentingen av WSF den 25. november. ORFEUS-SPAS-02 befant seg 25,9 km bak WSF idet denne ble hentet inn igjen mens man fløy over det sentrale Sør-Amerika. WSF hadde utført sitt oppdrag med glans ifølge de impliserte parter på bakken. Syv produksjoner av halvledere bestående av lag på lag med ultratynne (6-20 atomer tykke) grunnstoffer ble gjennomført.
ORFEUS-SPAS-02 forsatte observasjonene med sine tre ultrafiolett-teleskoper, noe som også inkluderte Månen, Mars, Jupiter og Saturn.
Drakter på - drakter av
Et av ferdens høydepunkter var to spaserturer som skulle gjennomføres ute i lasterommet for å forsette å teste ut verktøy og sammensetningsteknikker for den internasjonale romstasjonen. Jernigan og Jones tok på seg sine romdrakter den 29. november og bega seg inn i romfergens luftsluse for å forberede seg til sin første arbeidsøkt på nesten syv timer i lasterommet. Via fjernsynskanalen CNN kunne vi nå følge spent med idet man fikk beskjed fra Houston om at man kunne åpne luken fra luftslusen og sveve ut i lasterommet.
Dette skulle erfaringsmessig være en grei operasjon, men slik gikk det altså ikke! Håndtaket for å åpne luken ble aktivisert, men man fikk bare beveget den 30° av en full omdreining! Dette så i det hele tatt litt komisk ut via fjernsynsbildene fra rommet, men det var virkelig alvorlig, det som nå var i ferd med å skje. Både i Houston og på KSC simulerte man det samme problemet som man hadde i rommet, og via lufttrykket i luftslusen fikk man «blåst» opp den ytre termiske bekledningen som danner inngangspartiet til luftslusen ute i lasterommet.
Her kunne man via et kamera fastspent på manipulatorarmen se at stag tilknyttet håndtaket innvendig i luftslusen beveget seg, men så alt for lite. Det sitter seks låser langs ytterkanten til denne luken. En full omdreining av håndtaket vil åpne disse låsene slik at luken kan åpnes og astronautene kan begi seg ut i lasterommet. Man prøvet og prøvet, og veteranen Story Musgrave ble koplet inn, men det nyttet ikke.
Klokken 04.00 norsk tid denne natten besluttet man å kansellere denne første spaserturen etter at man hadde prøvd ut de muligheter som var å oppdrive i løpet av nesten tre timers problemløsning. Det var nesten ikke til å tro, men luken ville ikke opp! To meget skuffede astronauter kunne bare ta av seg romdraktene etter en stund, samtidig som man på bakken fortsatte å jobbe med problemstillingen.
Så i stedet for at man skulle konsentrere seg om fremtidig utstyr med tanke på den internasjonale romstasjonen dreide det seg om en eneste ting: Luken ut i lasterommet!
Dagen etter ble det også besluttet å kansellere den andre planlagte spaserturen da man ikke hadde noen god løsning på det som hadde skjedd. Hadde luken kilt seg under oppskytingsfasen? Var det noe galt med girkassen som det innvendige håndtaket var koplet til? Kanskje var det en skrue eller to som hadde løsnet?
Ja, det var mange teorier som ble luftet, men noe svar kunne man ikke få mens man befant seg i rommet.
Friflyveren ORFEUS-SPAS-02 ble hentet inn i lasterommet den 4. desember, etter å ha gjennomført 422 observasjoner av 150 interstellare objekter. Dette inkluderte en ekstra bonus på 50 observasjoner takket være en ekstra dag i fri flukt.
Landing
Takket være dårlig vær ved KSC ble landingen utsatt i to dager, slik at landingen fant sted den 7. desember klokken 12.49.05 norsk tid etter 279 omløp rundt Jorden. Dette gjorde STS-80 til den lengste romfergeturen så langt i programmet. Etter en ferd med en varighet på 17 dager, 15 timer, 54 minutter og 28 sekunder kunne astronautene relativt fornøyd forlate romfergen Columbia en time og tyve minutter etter at hun hadde landet ved SLFs rullebane 33 på KSC. En pressekonferanse hvor det meste dreide seg om luken som ikke ville åpne seg ble innledet samtidig med at man tauet Columbia inn i OPFs Hangar 1.
Løse skruer
Ja, det er jo vanligvis en tue som kan velte et stort lass, og dette fikk virkelig følger for aktiviteten i lasterommet på denne ferden, som avsluttet romfergeåret 1996. En skrue hadde løsnet inne i den omtalte girkassen, som forbinder håndtaket inne i luftslusen med låsene. Denne skruen hadde satt seg fast i drivmekanismen, og gjorde dermed sitt til at luken ikke lot seg åpne. En annen skrue var også i ferd med å løsne.
Denne «gearkassen» hadde ikke vært åpnet siden 1989, men hadde bestått alle funksjonstestene som ble gjennomført før ferden. Som en følge av dette vil kontroll og inspeksjoner selvfølgelig bli foretatt på romfergene Atlantis, Discovery og Endeavour, slik at man slipper slike kjedelige episoder senere. Vi kan jo bare tenke oss en sammenkoplingsferd med romstasjonen Mir eller den forestående, andre reparasjonsferden til romteleskopet Hubble uten å få opp luken.
Nei, det hele ville nok være litt for galt om noe slikt skulle skje. Hvordan det gikk på disse to ferdene, STS-81 til romstasjonen Mir og STS-82 til romteleskopet Hubble, som innledet romfergeåret 1997, vil vi komme tilbake til i neste nummer av Nytt om Romfart.
| 
