Hubble v nesnázích

Ladislav Pátek

 

 

   Hubble v nesnázích. S letem STS-103 se původně počítalo až na rok 2000, měla to být pravidelná údržbářská mise k zatím nejvýkonnější družicové astronomické observatoři, k Hubbleovu kosmickému dalekohledu. Při poslední návštěvě v únoru 1997 bylo vyměněno všech šest gyroskopů. Po této návštěvě se však zbrusu nová sada šesti setrvačníků nechovala podle očekávání. S postupem doby přestával fungovat jeden gyroskop po druhém. Příčina závad byla sice vystopována - zbytky kyslíku ze vzduchu uvnitř hermetické schránky gyroskopů působily korozi tenoučkých drátků, přivádějících elektřinu k rotorům elektromotorků roztáčejících setrvačníky - jenže něco takového se na dálku opravit nedalo.
    K plné orientaci dalekohledu je zapotřebí nejméně tři gyroskopů. Na přelomu let 1998 a 1999 sice ještě pracovaly čtyři, ale dva z nich už vykazovaly neklamné známky stárnutí. Přitom v té době bylo zřejmé, že se výstavba mezinárodní stanice neubrání skluzu, takže vedení NASA začalo uvažovat o urychlení údržbářské mise. Proti tomu však měli námitky astronomové. Výprava HST SM-3 měla totiž dopravit na observatoř nové vědecké přístroje; ty by však v dřívějším termínu nemohly být dohotoveny, natož důkladně na Zemi otestovány. V patové situaci se nakonec dospělo ke kompromisu: údržbářská mise byla rozdělena na dvě části, 3A a 3B, přičemž první z nich se měla uskutečnit v říjnu 1999 pod původním označením STS-103; druhou bylo rozhodnuto odsunout na pozdější datum.
    Třetí setrvačník na HST selhal 20. dubna 1999 a observatoř se tím ocitla bez jakékoliv rezervy. Bylo jen otázkou času, kdy bude nutno astronomická pozorování přerušit. Údržbářská mise 3A se stala tím naléhavější - a na svá bedra ji převzal raketoplán Discovery.
    Tento družicový stupeň byl 6. června 1999 po svém návratu z mise STS-96 přesunut do haly č. 1 budovy OPF, aby se zde podrobil obvyklé proceduře odstrojení a kontrol. Poté byl přesunut do budovy VAB, kde byla připojena odhazovací nádrž a startovací motory SRB. V sobotu 13. listopadu v ranních hodinách byla celá souprava přesunuta na rampu 39B, zde se již v bílém pokoji nalézalo kompletní užitečné zatížení, tvořené především montážním stolem FSS (Flight Support Structure) a upravenou paletou stavebnice Spacelab, která měla tentokrát sloužit jako nosič náhradních dílů ORUC (Orbital Replacement Unit Carrier).
    Právě toho dne selhal na HST čtvrtý měřicí gyroskop a palubní počítač převedl observatoř do bezpečnostního módu, do nějž spadalo i uzavření apertury dalekohledu, aby při náhodné orientaci jeho tubusu na Slunce nebyly poškozeny citlivé vědecké přístroje.
    V neděli 14. listopadu přiletěla na Cape Canaveral letová osádka, aby se zúčastnila zkušebního odpočítávání. Tvořilo ji sedm astronautů, z toho dva z ESA. Předběžný datum startu byl stanoven na 9.prosince.
    V pondělí 6. prosince se sice na Floridu vrátila letová osádka, avšak práce na opravách postupovaly pomaleji, nežli se čekalo, takže termín startu byl 7. 12. odsunut o dva dny. Avšak další závady a nepřízeň počasí odsunuly start raketoplánu až na neděli 19.prosince. V důsledku toho musel být program letu zkrácen, aby se raketoplán stihl vrátit zpět pře obávaným koncem roku.
    Devadesátý šestý let raketoplánu, označený STS-103 byl zahájen 19.prosince 1999 v 19.50 EST. Manévr OMS-2 přivedl družicový stupeň na výchozí dráhu ve výši 321 až 584 km s dobou oběhu 93,63 min; z té započalo stíhání observatoře.
    Po osmihodinovém odpočinku zahájili astronauti první úplný pracovní den ve vesmíru. Zatímco se piloti věnovali především korekcím dráhy, začali Grunsfeld a Nicollier prověřovat systémy skafandrů a Clervoy oživil a prověřil manipulátor.
    Druhý pracovní den astronauti manévrovali s raketoplánem a přibližovali se postupně k HST. V 00:31 UT začal francouzský astronaut Clervoy opatrně manévrovat patnáctimetrovým manipulátorem. Necelé tři minuty mu stačily na to, aby svorkou na konci RMS uchopil kotvičku na boku družicové observatoře. Trvalo ale ještě další hodinu, než byl HST pevně usazen do lůžka BAPS na montážním stole FSS v nákladovém prostoru. Teprve pak mohl Clervoy odpojit manipulátor RMS a využít televizní kamery na jeho konci k zevrubné prohlídce povrchu dalekohledu. Ukázalo se, že od poslední návštěvy skoro před třemi roky nedoznala jeho obšívka vážnější úhony. Souběžně s vizuální kontrolou proběhlo propojování systémů HST s palubou raketoplánu. Kolem 07:00 UT se mohla celá osádka Discovery odebrat ke spánku s pocitem dobře vykonané práce.
    Další pracovní den byl zahájen kolem 15:00 UT přípravami na první výstup. Původně se počítalo s tím, že první výstup potrvá přibližně 6 hodin, protože však byl počet výstupů snížen ze čtyř na pouhé tři, bylo rozhodnuto, prodloužit jeho trvání nejméně o hodinu, aby bylo možno provést veškeré opravy. Krátce po 19:00 UT, otevřeli astronauti výstupní průlez a vypluli do nákladového prostoru. Oba nejprve přemístili nářadí z přechodové komory a upevnili je na nosiče na manipulátoru RMS. Pak se oba přesunuli do zadní části nákladového prostoru, aby zde sňali dvě pracovní plošiny. Jednu z nich upevnili na konec kanadské ruky RMS, kde sloužila jako vysokozdvižná plošina, druhou umístili na montážní stůl FSS. Manipulátor ovládal od zadní palubní desky Clervoy a po jeho boku stál Mike Foale v roli koordinátora výstupu.
    Grunsfeld zaujal místo na plošině na konci RMS a pak už, kolem 20:15 UT, mohl být zahájen první krok k opravě dalekohledu. Tím byla výměna všech tří jednotek RSU ; opraváři měli na tento úkol vyhrazeny 2 hodiny a 40 minut.
    Nejprve byly povelem ze Země vypojeny zbývající dva setrvačníky v observatoři. Poté se mohli astronauti pustit do výměny. Jako první přišla na řadu jednotka RSU č. 2, poté č. 3 a nakonec č. 1.Výměna prvních dvou se neobešla bez drobných potíží, ale výměna třetí RSU s číslem 1 byla ještě komplikovanější, protože ta je umístěna uvnitř HST. Grunsfeld proto vlezl dovnitř do přístrojového úseku dalekohledu, kde musel pracovat sám a za stísněných podmínek. Smith mezitím v nákladovém prostoru připravoval nářadí k další práci. Výměna RSU č. 1 byla ukončena krátce před 23:00 UT.
    Nyní na oba astronauty čekalo otevření odvětrávacích ventilů chladicího systému přístroje NICMOS. Tuto operaci se jim však nepodařilo zvládnout - nebyli schopni s ventily pohnout. Aby se zbytečně nezdržovali, doporučilo jim řídící středisko pokračovat dalším bodem oprav. Tím bylo instalování nových bloků elektroniky, řídících nabíjení a vybíjení akumulátorových baterií. Než se však oba opraváři mohli pustit do výměny, přerušilo MCC ve 23:35 UT jejich práci s tím, že se objevila možnost, jak pohnout s ventily klimatizace. Odborníci totiž shledali, že při prvním pokusu nešlo o vlastní ventily, ale pouze o jejich umělohmotné krytky. Vzhledem k tomu, že chlazení přístroje NICMOS již stejně nefungovalo, nebylo nutno krytky šetřit. Ve 23:40 UT Smith znovu vlezl do nitra HST vyzbrojený kleštěmi a během necelé čtvrthodiny se mu podařilo krytky odstranit. Kolem 00:15 UT již byly oba ventily otevřeny, aby zbytky chladicího média mohly volně uniknout do kosmického vakua.
    Kolem 01:00 UT se Grunsfeld přesunul k přístrojovému úseku č. 3 nahoře na služební části dalekohledu. Zde otevřel přístupový kryt a zahájil instalaci prvních tří ze šesti bloků elektroniky VIK. Scott mezitím uklízel již nepotřebné nářadí v nákladovém prostoru. Montáž VIK proběhla během půl hodiny bez větších problémů. Řídicí středisko proto rozhodlo - třebaže už oba pracovníci byli venku přes šest a půl hodiny - aby se Grunsfeld vydal k úseku č. 2, kde usadil zbývající tři VIK, což se mu podařilo ukončit krátce před 02:00 UT. Dvířka úseku č. 2 byla uzavřena v 02:15 UT. Zbývalo již jen uklidit a uložit nářadí a nepotřebný materiál vrátit se na palubu. V 03:10 UT skončil první výstup oficiálně po 8 hodinách a 15 minutách. Tento čas představoval druhý nejdelší americký výstup do volného prostoru.
    Po odpočinku byl další pracovní den v kosmu zahájen kolem 15:00 UT. Tentokrát se začala připravovat na výstup do volného prostoru druhá směna, astronauti Foale a Nicollier. Oficiálně začal výstup v 19:06 UT. Foale se v kosmickém prostoru ocitl již potřetí, ale pro Nicolliera to byl nový zážitek. Clervoy opět převzal kanadskou ruku a Smith se od zadní palubní desky ujal funkce koordinátora.
    Příprava nářadí trvala asi půl hodiny. Pak Foale zaujal místo na plošince na konci RMS, aby ho mohl Clervoy přenést do blízkosti přístrojového úseku, v němž se nacházel řídicí počítač HST. Prvním úkolem druhého výstupu byla totiž jeho výměna. V 19:48 UT Foale otevřel kryt přístrojového úseku č. 1 a o šest minut později začal odpojovat konektory, propojující počítač se systémy družicové observatoře. Pak přišlo na řadu šest šroubů přidržujících původní přístroj - v podstatě osobní počítač s procesorem 386 - k tělesu HST. Demontáž byla ukončena ve 20:15 UT. Následovala úprava konektorů, které musely být kompatibilní s novým počítačem. Ten je kupodivu založen na bázi procesoru 486 s operační pamětí 2 MB a pracuje s frekvencí pouhých 25 MHz; úroveň jeho technologie tedy odpovídá první polovině devadesátých let. Je však třeba si uvědomit, že nejnovější procesory řady Pentium dosud nejsou k mání ve verzi, schopné odolat pronikavému záření v kosmu. Kolem 21:00 UT Foale definitivně usadil nový počítač do přístrojového úseku č. 1. Následovalo připojení konektorů a ve 21:19 UT začal Foale uzavírat dveře úseku.
    Nicollier, který vystřídal Foaleho na vysokozdvižné plošině, pak vyměnil detektor FGS o hmotno-sti téměř 250 kg. Celá montáž skončila v 01:15 UT. Než došlo k definitivnímu uzavření krytu přístrojo-vého úseku, pořídili Foale a Nicollier ještě pár dokumentačních fotografií. Mezitím technici na Zemi zahájili oživování a provozní zkoušky nového zařízení. Po úklidu nářadí a materiálu nastal čas návratu.
    Průlez byl uzavřen v 03:07 a o devět minut později byl druhý výstup do kosmu oficiálně ukončen přepojením na palubní zdroje energie. Tentokrát trval 8 hodin 10 minut a plánované úkoly druhé vycházky byly beze zbytku splněny.
    Další den se ke třetímu výstupu do kosmu začala chystat dvojice Smith-Grunsfeld. Na rozdíl od dřívějška se tentokrát přípravy k výstupu zkomplikovaly: baterie v záďovém vaku Grunsfeldova skafandru nevyhovovaly a tak nezbylo, než použít horní část skafandru Foaleho. Přes tuto komplikaci byly přípravy dokončeny včas a v 19:17 UT zahájili Smith a Grunsfeld oficiálně třetí a poslední výstup do volného prostoru.
    Prvním úkolem vycházky byla instalace elektroniky pro pointační senzor FGS. Clervoy zdvihl Grunsfelda na konci RMS k přístrojovému úseku C, vysoko nad nákladový prostor, Smith se sem vyšplhal sám, přidržuje se madel. Foale, jenž ho dirigoval z nitra raketoplánu, přitom svému kolegovi kladl na srdce, aby se neustále poutal a nešťastnou náhodou neuletěl do prostoru. Opatrnost byla namístě, protože astronauti při stávajících výstupech nebyli vybaveni záchranných systémem SAFER, umožňujícím v případě úletu návrat k družicovému stupni.
    Ve 20:17 UT již měli montéři dvířka úseku C otevřena a mohli přistoupit k odpojování konektorů. Za necelou čtvrthodinku byla nová elektronika OCE na svém místě. Oba muži se přesunuli do nižší polohy, kde na ně čekala výměna jednoho ze dvou vysílačů pro pásmo S, který selhal v roce 1998. Oba pracovníci svůj úkol zdárně splnili krátce před 21:00 UT a mohli se vrhnout na třetí bod pracovního seznamu. Tím byla výměna starého magnetopáskového záznamového zařízení, které měla nahradit velkokapacitní polovodičová paměť. Do nové práce se pustil Grunsfeld - trvalo mu to i s opětovným uzavřením dvířek necelou hodinu - zatímco jeho kolega začal připravovat opravu tepelné a protimeteorické izolace povrchu dalekohledu. Astronauti přivezli s sebou do vesmíru materiál na pokrytí šesti přístrojových úseků novou izolací. Začali s úseky č. 9 a 10, které byly nejvíce poškozeny. Po jejich úspěšné opravě se však řídicí středisko rozhodlo, že celou akci uzavře, aby Smith a Grunsfeld měli dostatek času na úklid nákladového prostoru. Práce byly definitivně ukončeny na Boží hod vánoční v 01:45 UT. Poklop výstupního průlezu byl v rámci mise STS-103 naposledy uzavřen v 03:07 UT a v 03:25 UT byl třetí výstup oficiálně ukončen. Doba trvání třetího výstupu byla 8 hodin a 8 minut.
    Ve 14:50 UT začal další pracovní den. Hlavním úkolem bylo dokončení prověrek HST a jeho vypuštění na oběžnou dráhu. Ve 20:05 UT, poté, co veškeré opravy prošly kontrolou, uchopil Clervoy kotvičku na boku družicové observatoře kanadskou rukou. Ve 21:10 UT následovalo odpojení kabelů, zásobujících HST elektrickou energií z raketoplánu. O deset minut později se odemkly zámky poutající dalekohled na montážním stole a Clervoy ho kanadskou rukou vyzdvihl vysoko nad nákladový prostor. Nato byl HST natočen do polohy vhodné pro vypuštění, s tubusem směřujícím od Slunce. Ve 21:28 UT bylo možno otevřít poklop, zakrývající dosud aperturu dalekohledu, a po závěrečných prověrkách, ve 22:03 UT, ve výši 600 km nad Korálovým mořem, uvolnil Clervoy sevření kotvičky; Hubbleův dalekohled nastoupil znovu samostatnou cestu vesmírem. Do poloviny ledna však budou technici prověřovat jeho systémy a teprve pak ho předají do služeb astronomů. Po dvou úhybných manévrech byla snížena oběžná dráha Discovery. Proběhla také tisková konference.
    Poslední úplný den letu začal ve 13:50 UT. V jeho první polovině se konala další tisková konference a zbytek dne strávili piloti prověrkami systémů Discovery před přistáním. K poslednímu odpočinku na oběžné dráze se sedmičlenná osádka družicového stupně odebrala kolem 05:20 UT.
    Po budíčku ve 13:20 UT započaly závěrečné přípravy na přistání. Dveře nákladového prostoru byly uzavřeny kolem 18:30 Ve 22:20 UT dostala osádka raketoplánu zelenou pro brzdicí manévr.
    Dne 28. prosince 1999 v 00:00:47 UT dosedl Discovery po standardním sestupu hlavním podvozkem na dráhu 33 letiště SLF. Mise STS-103 trvala celkem 7 dní 23 h 10 min 47 s.
    Ještě téhož dne byl družicový stupeň odtažen do haly OPF, kde byly jeho systémy postupně vypojeny, aby případný problém s přelomem letopočtu neprovedl něco s počítači na jeho palubě.

 
k ZA 28
na Vesmírnou Odyseu
k ZA
na start