STS-103/HST-SM 3A

Vánoční dárek astronomům

ing. Josef KRUPIČKA, CSc., Mgr. Antonín VÍTEK, CSc.

Z kosmonautického hlediska, tedy z hlediska letů raketoplánů, se právě uplynulý rok stal nejhorším rokem od havárie Challengeru. Z původně plánovaných osmi misí STS byly v roce 1999 uskutečněny pouze tři. Neradostnou situaci zavinily dvě okolnosti: především se následkem neutěšené hospodářské situace v Rusku opět zdržela výstavba stálé kosmické stanice ISS, avšak hlavní příčinou, která "uzemnila" flotilu raketoplánů, byl zcela nečekaný objev poškozené izolace na kabelech rozvodů elektrické energie; tato závada málem způsobila havárii raketoplánu Columbia při letu STS-93 (viz L+K 1999, 75, č. 19, s. 1256). Za dané situace bylo žádoucí pečlivě prozkoumat elektrické rozvody u všech raketoplánů.

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, známému spíše pod zkratkou HST. Ten byl vypuštěn do kosmického prostoru z paluby raketoplánu Discovery při letu STS-31 v dubnu 1990 a od té doby se již po dvakrát stal předmětem návštěv v rámci pravidelné údržby a výměny vědeckých přístrojů; nejprve se o to postaral raketoplán Endeavour (let STS-61 v prosinci 1993) a podruhé Discovery při letu STS-82 v únoru 1997.

Po této návštěvě, při níž došlo k výměně měřicích gyroskopů, 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 ISS neubrání skluzu, takže vedení NASA začalo uvažovat o urychlení údržbářské mise k HST. Proti tomu však měli námitky astronomové. Let HST SM-3 (Hubble Space Telescope Servicing Mission 3) měl 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. Počátkem října technici dokončili inspekci jeho elektrických rozvodů, při níž zkontrolovali přes 160 km kabelů. Do konce měsíce byla opravena všechna poškozená místa a ukončena následná prověrka kabeláže. Plánovaný přesun do budovy VAB, kde již na mobilním vypouštěcím zařízení MLP-2 čekaly sestavené startovací motory SRB výr. č. OI-26B/RSRM-73 spolu s odhazovací nádrží výr. č. ET-101/SLWT-5, se však pozdržel, protože na poslední chvíli bylo nutno vyměnit tepelné čidlo v nádrži č. 2 na kapalný dusík v trupu raketoplánu. Družicový stupeň proto dorazil do haly č. 1 v budově VAB až 4. listopadu a o den později byl připojen k ET. Během následných prověrek se zjistilo, že na jednom SRB je poškozený kabel, vedoucí k autodestrukčním náložím. Nutná oprava vedla k odsunutí plánovaného převozu na rampu, a proto bylo rozhodnuto postarat se zde i o hlavní motor SSME v pozici č. 3, na němž se těsně před plánovaným převozem objevila nečekaná závada a s jehož výměnou se proto počítalo až na rampě.

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. Hrubou stabilizaci HST, nezbytnou pro zachycení observatoře z raketoplánu, bylo však možno nadále udržovat.

V neděli 14. listopadu přiletěla na Cape Canaveral letová osádka, aby se zúčastnila zkušebního odpočítávání TCDT (Terminal Countdown Demonstration Test). Tvořili ji velitel plk. USAF Curtis L. Brown, Jr. (STS-47 v září 1992, STS-66 v listopadu 1994, STS-77 v květnu 1996, STS-85 v srpnu 1997 a STS-95 v říjnu 1998), pilot korv. kpt. US Navy Scott J. Kelly (nováček), velitel užitečného zatížení a letový specialista č. 1 (MS-1) Steven L. Smith (STS-68 v září 1994 a STS-82 v únoru 1997), MS-2 francouzský astronaut Jean-Francois Clervoy (STS-66 v listopadu 1994 a STS-84 v květnu 1997), MS-3 John M. Grunsfeld (STS-67 v březnu 1995 a STS-84 v lednu 1997), MS-4 C. Michael Foale (STS-45 v březnu 1992, STS-56 v dubnu 1993, STS-63 v únoru 1995 a dlouhodobý let STS-84/Mir/STS-86 v květnu až říjnu 1997) a jako MS-5 švýcarský astronaut Claude Nicollier (STS-45 v červenci 1992, STS-61 v prosinci 1993 a STS-75 v únoru 1996).

TCDT proběhla ve dnech 16.-17. listopadu - tentokrát nikoliv bez problémů. Nečekaně se objevily závady v izolaci kabelů propojujících ET a SRB s vlastním raketoplánem, takže v pátek 19. listopadu nemohlo dojít ke schválení připravenosti ke startu. Nezbytnou opravu se technici rozhodli provést přímo na rampě (jednoduše omotáním vadných míst izolační páskou) a start Discovery byl předběžně stanoven na 9. prosince.

Ve středu 1. prosince proběhla znovu jeho oponentura ve FRR (Flight Readiness Review). Přítomní konstatovali, že je sice třeba dokončit některé drobné opravy, ale jinak byl devátý prosinec schválen, jakožto předběžné datum startu.

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.

Dne 8. prosince - krátce před zahájením ostrého odpočítávání však technici při uzavírání motorového prostoru zjistili, že u jednoho motoru SSME je zdeformováno potrubí recirkulace kapalného vodíku. Protože deformace mohla porušit těsnost, bylo nakonec rozhodnuto poškozený kus potrubí vyměnit přímo na rampě a potom opětovně provést kompletní zkoušku těsnosti palivových cest. To ovšem vedlo k dalšímu odkladu plánovaného data startu, tentokrát na 16. 12. Konečně - po devíti týdnech problémů a odkladů - začalo 14. prosince v 01:30 místního času (EST, tj. 06:30 UT) ostré odpočítávání, jako obvykle od T -43 hodin. Byl nejvyšší čas. Odpovědní činitelé NASA nehodlali riskovat možné problémy s počítači, jak na palubě Discovery, tak v řídicím středisku při přechodu letopočtu z roku 1999 na 2000, takže kladli důraz na to, aby se družicový stupeň vrátil nejpozději 27. prosince a poskytl technikům na Zemi čas na vypojení všech jeho systémů.

Odpočítávání proběhlo hladce, takže ředitelé letu mohli potvrdit startovní okno 16. prosince od 21:18:00 do 21:59:55 EST (03:18:00 až 03:59:55 UT 17. 12.).

Den před plánovaným startem se však ve výrobním závodě přišlo na to, že dělníci při sváření dílů právě vyráběné nádrže ET použili nevhodný materiál. Vzniklo podezření, že by tomu mohlo být i v případě nádrže ET-101/SLWT-5, připojené k Discovery. První prozkoumání výrobních protokolů všechny uspokojilo, takže pokračování příprav zdánlivě nic nebránilo. Také počasí vcelku spolupracovalo: meteorologové slibovali v době předpokládaného startu devadesátiprocentní šanci na příznivé meteorologické podmínky.

Krátce po poledni, ve 12:38 EST však přišla studená sprcha. Tým ředitelů si vyžádal dodatečnou kontrolu výrobních dokumentů jak u nádrže ET, tak u palivového potrubí v motorovém prostoru Discovery. Tohle se ovšem nedalo ve stanoveném termínu stihnout, takže čtvrteční termín startu musel být odvolán. Na pátek ovšem předpověď počasí ohlašovala šedesátiprocentní pravděpodobnost špatného počasí, což představovalo další problém.

Když se toho dne v 11:00 EST sešel tým vedoucích pracovníků, souhlasil se zahájením tankování nádrže ET, třebaže pravděpodobnost startu se již vzhledem k nepřízni počasí snížila na pouhých 20 %. Čas však na všechny tlačil. Kdyby start sklouzl o dalších 24 hodin, tedy na sobotu večer, což byl původně nejzazší možný termín pro rok 1999, znamenalo by to zkrácení letu a škrtnutí posledního ze čtyř plánovaných výstupů do volného prostoru.

Kolem 17:05 EST vyrazila letová osádka z budovy O&CB na rampu 39B; její členové postupně zaujali místa na palubě družicového stupně a očekávali start, který byl stanoven na dobu mezi 20:47:00 a 21:29:11 EST (01:47:00 až 02:29:11 UT 18. 12.).

Countdown dospěl do stavu T -9 minut, kdy dochází k poslednímu plánovanému přerušení, ale zde uvázl. Nad Cape Canaveral ležela masivní vrstva mračen, z nichž poprchávalo. Astronaut Charles Precourt, prověřující na Gulfstreamu situaci nad přistávací drahou SLF, ohlásil výskyt turbulence.

Ve 20:52 EST to středisko řízení startu vzdalo a start odvolalo. "Je to moc špatné," oznámil kapitán Cliff Stargardt od 45. meteorologické letky. "Povoleným normám nevyhovuje šest různých povětrnostních podmínek pro start. Zítra to snad bude lepší. Šanci odhaduji na 30%." Technici tedy vypustili pohonné látky z nádrže ET a vysušili ji, zatímco zklamaná osádka Discovery putovala nazpět do svého dočasného obydlí.

V sobotu 18. prosince se vedení příprav sešlo opět v 10:00 EST. Na této schůzce se odpovědní činitelé rozhodli, že další pokus o start se uskuteční až v neděli mezi 19:50 a 20:32 EST (00:50 až 01:32 UT 20. 12.), protože počasí bylo prozatím jen o málo lepší než v pátek. Znamenalo to ovšem, že let bude zkrácen.

Nedělní ráno (19. prosince) vypadalo nadějněji. Nad rampami na písečné kose mezi Banánovou řekou a Atlantikem sice ležel mlžný opar, ale po nebi pluly jen zbytky roztrhané oblačnosti. Další zasedání managementu (v 10:00 EST) vydalo proto souhlas se zahájením plnění nádrže ET a potvrdilo stanovené startovní okno.

Krátce po 16. hodině místního času astronauti opět vyrazili na rampu a o půl hodiny později začali zaujímat přidělená místa. Jako první usedl do levého křesla na letové palubě velitel Curt Brown; švýcarský astronaut Claude Nicollier zabral místo úplně vpravo vpředu na obytné palubě jako další. Následoval druhý pilot Scott Kelly, kterému patřilo místo po pravici velitele. Jako čtvrtý nastoupil Mike Foale, jemuž letový plán přisoudil křeslo vlevo vpředu na obytné palubě; následoval John Grunsfeld, mířící na letovou palubu, do sedadla za pilotovými zády. Pak přišel na řadu Steven Smith; ten usedl do křesla hned u vstupního průlezu, tedy vlevo vzadu na obytné palubě. Jako poslední zaujal přidělené místo za velitelovými zády na letové palubě Francouz Jean-Francois Clervoy. Pak už, v 17:35 EST, uzavřeli technici vstupní průlez a o tři minuty později jej hermeticky utěsnili.

Zbytek odpočítávání proběhl zcela hladce a bez vzrušení. V 19:32 EST vyslovili odpovědní činitelé poslední souhlas se startem.

"Máte zelenou," oznámil ředitel startu Dave King. "Díky za trpělivost. A chceme vás vidět zpátky, nežli se zlomí letopočet!"

"Pošlete Hubbleovi zprávu, že jsme připraveni vyrazit na cestu," odpověděl Brown.

V neděli 19. prosince 1999 v 19:50:00,069 EST (20. prosince 00:50:00,069 UT) dospělo odpočítávání k dlouho očekávané nule. Elektrický impuls zažehl iniciační slože v motorech SRB, které přidaly svůj tah k naplno běžícím motorům SSME a o 26 milisekund později se kolos o hmotnosti 2 044 231 kg odpoutal od rampy.

Devadesátý šestý let raketoplánu, označený STS-103 byl zahájen.

V T +123 sekund se oddělily vyhořelé startovací motory, aby zakrátko přistály na padácích v Atlantiku. Družicový stupeň teď hnaly jen motory SSME (výr. č. 2053, 2043 a 2049). V T +505 sekund vydaly počítače příkaz k uzavření hlavních palivových ventilů. Trvalo ještě 6 sekund, než poslední zbytky žhavých plynů expandovaly z trysek do okolního vakua. O pár sekund později přerušila detonace náloží mechanické spojení mezi družicovým stupněm a téměř prázdnou nádrží ET, jež vzápětí přešla na samostatnou balistickou dráhu, vedoucí k jejímu zániku. Discovery se nacházel na suborbitální dráze ve výši 56 až 587 km, se sklonem 28,47° k rovníku.

Manévr OMS-2 v 01:40 UT přivedl družicový stupeň na výchozí dráhu ve výši 321 až 584 km s dobou oběhu 93,63 min; z té započalo stíhání observatoře HST. Po nezbytných prověrkách systémů dostala osádka souhlas s operacemi na oběžné dráze, takže a krátce nato, v 02:45 UT, byly otevřeny dveře nákladového prostoru.

Po osmihodinovém odpočinku (od 07:50 do 15:50 UT) zahájili astronauti první úplný pracovní den (20.-21. prosince) ve vesmíru. Zatímco se piloti věnovali především korekcím dráhy, začali Grunsfeld a Nicollier prověřovat systémy skafandrů a také snížili, jak je zvykem před plánovaným výstupem do volného prostoru, tlak v obytných prostorách z obvyklých 1014 na 703 hPa. Clervoy oživil a prověřil "kanadskou ruku", manipulátor RMS, který měl hrát zásadní roli při zachycení družicové observatoře HST. V druhé polovině dne se uskutečnila první tisková konference. Po ní piloti provedli dva korekční manévry: v 04:32 UT změnili pomocí motorů OMS rychlost o 24,1 m/s a v 05:27 UT motorky RCS ještě o 2,4 m/s. Po těchto korekcích se raketoplán pohyboval ve výši 571 až 590 km.

Po osmihodinovém spánku byl druhý pracovní den (21.-22. prosince) zahájen budíčkem v 15:20 UT. V té době se Discovery nacházel ještě 530 km od HST a blížil se k němu rychlostí téměř 200 km za jeden oběh. Tuto rychlost piloti drobnými korekcemi dráhy (v 19:38 a 19:26 UT) postupně snižovali, aby se družicový stupeň dostal do výchozí pozice, vhodné k zahájení závěrečného přibližování. Clervoy uvedl do pohotovosti manipulátor RMS a piloti pomocí malé parabolické antény navázali radarový kontakt s družicovou observatoří.

Ve 22:28 UT zažehli Brown a Kelly na 16 sekund motory RCS. Manévr TI (Terminal Initiate) převedl Discovery na Hohmannovu přechodovou dráhu. Po drobných korekcích, kolem půlnoci světového času 22. prosince, se raketoplán nacházel přímo pod HST. Piloti nejprve vyrovnali vzájemnou rychlost a poté, ze vzdálenosti 180 metrů, zahájili pomalé přibližování metodou R-bar*, rychlostí nepřevyšující 0,3 m/s. V 00:17 UT byl raketoplán vzdálen od svého cíle už jen 36 m a vzájemná rychlost přibližování klesla na 0,06 m/s. HST se pomocí povelů z řídícího střediska zorientoval do polohy vhodné pro zachycení kanadskou rukou. O šest minut později se k němu družicový stupeň přiblížil na 18 metrů a setkání bylo ukončeno v 00:28 UT. Observatoř se vznášela pouze necelých 10 metrů nad nákladovým prostorem Discovery.

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.

"Zachycení v pořádku," hlásil Clervoy z raketoplánu, letícího ve výši 594 km nad Mexickým zálivem. "Zachytili jsme Hubble!"

Trvalo však ještě přes hodinu, nežli byl HST v 01:26 UT pevně usazen do lůžka BAPS (Berthing and Positioning System) 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. po jeho ukončení ve 02:04 UT byly systémy observatoře zásobovány elektrickou energií z palivových baterií družicového stupně. Kolem 07:00 UT se mohla celá osádka Discovery odebrat na kutě s pocitem dobře vykonané práce.

Další pracovní den (22.-23. prosince) byl zahájen kolem 15:00 UT. Hned po budíčku si Smith a Grunsfeld nasadili dýchací masky s přívodem čistého kyslíku, aby ze svého krevního oběhu vyloučili co nejvíce rozpuštěného dusíku, jenž by při sníženém tlaku ve skafandrech mohl způsobit vážné zdravotní problémy**.

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.

Přípravy k výstupu se podařilo stihnout v předstihu a tak řídicí středisko mohlo v 18:05 UT dát souhlas s vypouštěním atmosféry z přechodové komory EAL (External Airlock), umístěné v přední části nákladového prostoru. Vlastní dekomprese začala v 18:18 UT. Po dosažení tlaku 345 hPa bylo vypouštění atmosféry - zcela podle plánu - dočasně přerušeno, aby oba astronauti, připravení na výstup, stačili prověřit, zda jejich skafandry jsou zcela hermetické; poté mohla dekomprese pokračovat. Vakua bylo prakticky dosaženo v 18:54 UT; Smith a Grunsfeld přepojili energetické systémy skafandrů, v hantýrce NASA nazývané EMU (Extravehicular Mobility Unit), na akumulátorové baterie, umístěné v záďových vacích. To je okamžik, považovaný v NASA za oficiální začátek výstupu. Zbývala ještě prověrka stavu zásob kyslíku a elektrické energie a pak, krátce po 19:00 UT, otevřeli astronauti výstupní průlez. V 19:04 UT vypluli do nákladového prostoru.

"Podívej se, jaký je to nádherný výhled, Johne," komentoval situaci Steve Smith, veterán tří výstupů.

"Ach," zalapal po vzduchu nováček Grunsfeld. Navíc se nezmohl.

"Vítám tě ve světě výstupů do volného prostoru," pokračoval Smith.

"To je překrásný dalekohled," sebral se konečně jeho kolega, když zdvihl hlavu. "Edwin P. Hubble by na něj mohl být opravdu pyšný."

Na další úvahy nezbýval čas. Oba pracovníci 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.

Dalším úkolem bylo umístění provizorního ochranného krytu na všesměrovou anténu HST, aby při dalších operacích nedošlo k jejímu náhodnému poškození. Následovalo rozmístění pomocných poutacích lan v nákladovém prostoru, pak instalace televizní kamery na konec RMS a jako poslední krok umístění tepelné zástěny na otevřený poklop průlezu přechodové komory. Zástěna měla zabránit tepelné deformaci průlezu, což by mohlo zkomplikovat dokonalé hermetické uzavření po ukončení výstupu.

Grunsfeld nyní zaujal místo na plošině na konci RMS a pak už, kolem 20:15 UT, mohl být zahájen první krok k opravě dalekohledu HST. Tím byla výměna všech tří jednotek RSU (Rate Sensing Unit); opraváři měli na tento úkol vyhrazeny 2 hodiny a 40 minut.

Nejprve byly povelem ze Země vypojeny zbývající dva setrvačníky v observatoři. Teď šlo o to, uvolnit elektrickými šroubováky šrouby, držící krycí panely. Jako první přišla na řadu jednotka RSU č. 2. Po otevření krytu (ve 20:50 UT), odpojili astronauti oba konektory, a poté vadnou jednotku vysunuli a provizorně umístili do nákladového prostoru. Pak z transportního obalu vybalili tu náhradní, a ve 21:15 ji zasunuli do trupu HST. Zatímco Smith se lopotil s opětným připojením konektorů, Grunsfeld se snažil RSU přišroubovat. To se však neobešlo bez potíží. Mike Foale Grunsfeldovi poradil, že je důležité usadit alespoň jeden šroub, což se nakonec podařilo. U dalších dvou však znovu zápasil s nastavením otvoru proti otvoru. Nezbylo, než první šroub opětovně uvolnit a poté RSU pečlivěji usadit. Teprve pak se podařilo utáhnout všechny tři šrouby tak, jak se patří. První montáž byla ukončena ve 21:35 UT a astronauti vyzvali řídicí středisko, aby zahájilo oživování RSU č. 2. K problémům došlo i při ukládání staré jednotky do transportního obalu: jeho kryt přes veškerou snahu nešlo dokonale uzavřít. Středisko po chvíli astronauty vyzvalo, aby kryt prozatím nechali být s tím, že se věc bude řešit později.

Oba montéři se proto přesunuli k jednotce RSU č. 3. Kolem 22:00 UT už byl už další vadný gyroskop vymontován a na místo usazen nový. Jeho instalaci dokončili Smith a Grunsfeld ve 22:15 UT. 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 pracovníky čekalo otevření odvětrávacích ventilů chladicího systému přístroje NICMOS. Tuto operaci se jim však nepodařilo zvládnout - astronauti nebyli schopni s ventily pohnout. Aby se zbytečně nezdržovali, doporučilo jim MCC ve 23:15 UT pořídit pouze snímky vzdorujících ventilů elektronickou kamerou, kterou měli při ruce pro dokumentaci práce; později se na tento problém podívají technici na Zemi. Prozatím měli uzavřít zadní přístupový kryt a přikročit k dalšímu bodu oprav. Tím bylo instalování nových bloků elektroniky, řídících nabíjení a vybíjení akumulátorových baterií, sloužících k zásobování družicové observatoře v době, kdy se nachází ve stínu Země. Na HST byly dosud původní akumulátory; ačkoliv stále ještě sloužily docela dobře, přece jen se u nich začalo projevovat stárnutí. Proto bylo rozhodnuto instalovat raději nové bloky VIK (Voltage/Temperature Improvement Kit), u nichž se předpokládá optimalizace průběhu nabíjení tak, aby se akumulátory při něm zbytečně nepřehřívaly a nezkracovala se tím jejich životnost. 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 o pouze o jejich umělohmotné krytky, které se astronautům nepodařilo bez poškození sejmout. Vzhledem k tomu, že chlazení přístroje NICMOS již stejně nefungovalo, nebylo nutno krytky šetřit. Ve 23:40 UT Steve 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. Jakmile se tak stalo, mohli Smith a Grunsfeld konečně uzavřít dvířka na zadní části HST. Při tom je postihla drobná potíž: akumulátory jejich elektrických šroubováků byly už natolik vybité, že utažení šroubů dvířek nezvládaly. Opraváři proto museli sáhnout po jiných nástrojích, ale nakonec všechno skončilo ke spokojenosti.

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 uložit nefunkční blok gyroskopů RSU č. 1 do transportní bedny, ale i to proběhlo zcela hladce. Středisko poté usoudilo, že jednotka RSU č. 2 je pčes nedokonalý uzávěr dostatečně zabezpečená pro dopravu na Zemi. Smith ještě upevnil ochranou tepelnou izolaci na některá madla, rozmístěná na povrchu HST a pak už po úklidu nářadí - v 02:45 UT - oba úspěšní montéři opustili nákladový prostor a uzavřeli za sebou poklop průlezu přechodové komory EAL. V 03:10 UT, po přepojení systémů skafandrů na rozvodnou síť raketoplánu, skončil první výstup oficiálně po 8 hodinách a 15 minutách. Tento čas představoval druhý nejdelší americký výstup do volného prostoru***.

Po osmihodinovém odpočinku byl další pracovní den v kosmu (23.-24. prosince) zahájen kolem 15:00 UT. Tentokrát se začala připravovat na výstup do volného prostoru druhá směna, astronauti Foale a Nicollier. Přípravy opět proběhly rychleji, než předpokládal plán. Dekomprese přechodové komory byla ukončena v 18:57 UT a o čtyři minuty později dostali astronauti souhlas s otevřením výstupního průlezu. Oficiálně začal výstup v 19:06 UT (přepojení na vlastní baterie skafandrů). Foale se v kosmickém prostoru ocitl již potřetí (měl na kontě jeden výstup z raketoplánu a jeden ze stanice Mir), ale pro Nicolliera to byl nový zážitek. Clervoy opět převzal kanadskou ruku a Steve Smith se od zadní palubní desky ujal funkce koordinátora.

Právě on uvedl Nicolliera slovy: "Buď vítán mezi nás, do bratrstva EVA!"

"Díky," odvětil Švýcar. "Je to pro mě mimořádná čest."

Kratičké intermezzo skončilo - práce započala. 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. Nový počítač, který je desetinásobně výkonnější než jeho předchůdce, již v rámci prověrek vykonal jednu cestu do vesmíru na palubě raketoplánu Discovery během mise STS-95.

Clervoy snesl Foaleho se starým počítačem v náručí zpět do nitra nákladového prostoru, aby Nicollier mohl vyměněný přístroj uložit na nosič nákladu ORUC. Pak se oba pracovníci chopili nového počítače o rozměrech 457 x 457 x 330 mm a hmotnosti něco přes 30 kg a kolem 21:00 UT ho Foale definitivně usadil do přístrojového úseku č. 1. Následovalo připojení konektorů a ve 21:19 UT začal Foale uzavírat dveře úseku.

"Hubbbleho mozek byl právě vyměněn," ohlásil do střediska Grunsfeld z paluby Discovery.

"Claude a Mike odvedli výbornou práci," potvrdil spojař Steve Robinson. "Okamžitě se dáme do testování."

Mezitím, co probíhalo oživování nového počítače, byl HST na montážním stole dálkovým povelem otočen o 90°, aby měl Nicollier, který vystřídal Foaleho na vysokozdvižné plošině, lepší přístup k pointačnímu detektoru FGS (Fine Guidance Sensor), jehož výměna byla dalším bodem programu.

"Pánové, nejenže Hubble má nový mozek," potěšil montéry v průběhu této operace spojař Robinson, "ale dokonce už myslí."

Ve 21:45 UT začal Nicollier povolovat šrouby krytu, pod nímž se nacházel detektor FGS. O čtvrt hodiny později byla dvířka otevřena a zajištěna, aby se při práci nemohla samovolně zavřít. Teď musel opravář odpojit celkem osm konektorů, čtyři na každé straně přístroje, což v tlustých rukavicích nebyla žádná hračka. K Nicollierovi se proto připojil i Foale, aby mu pomohl. Každý si vzal na starost jednu stranu bloku FGS. Po odpojení konektorů přidělal Nicollier na detektor provizorní madlo, aby ho mohli z observatoře vyzvednout. Ve 23:43 UT konečně FGS - blok o hmotnosti téměř 250 kg - vyklouzl z nitra HST. Nicollier přístroj přidržoval, zatímco Clervoy opatrně manévroval s RMS, aby ho dopravil do nákladového prostoru, kde byl starý FGS kolem půlnoci světového času provizorně uložen. V 00:15 UT již měli oba montéři jeho nástupce před dvířky přístrojového úseku a pomalu ho natáčeli tak, aby nový detektor mohl po vodicích kolejničkách vklouznout dovnitř do observatoře. Po čtvrthodinové manipulaci se však FGS v těsném otvoru vzpříčil, protože Nicollier na své straně zatlačit s trochu větší silou, než jeho kolega. Celé zařízení bylo opět nutno vytáhnout a pokusit se o nové zasunutí. Tentokráte dávali astronauti větší pozor, takže v 00:42 UT se nový detektor ocitl na svém místě. Následovalo nasazení a dotažení upevňovacích šroubů, odstranění pomocného madla a opětovné připojení všech osmi konektorů.

"Skvělá práce," pochválil montéry Robinson z MCC. "Trpělivost prostě přináší růže."

Celá montáž byla ukončena v 01:15 UT. Nežli došlo - kolem 01:30 UT - k definitivnímu uzavření krytu přístrojového úseku, pořídili Foale a Nicollier ještě pár dokumentačních fotografií. Mezitím technici na Zemi zahájili oživování a provozní zkoušky nového zařízení.

Oba montéři se teď přesunuli do nitra nákladového prostoru, aby definitivně uložili opotřebovaný FGS do přepravní bedny.

"Tak co bychom, pěkně prosím, mohli pro vás ještě dneska udělat?" zeptali se nakonec řídicího střediska.

"Díky za nabídku," zněla odmítavá odpověď, "je načase, abyste pomýšleli na návrat."

Během uklízení nářadí se Foalemu vynořila pod rukama nepříjemná závada. Když usazoval pracovní plošinu z RMS na transportní držák v trupu raketoplánu, uvolnil se její konec a celá deska se začala překlápět. Při návratu na Zemi by mohla narážet do trupu, takže hrozila možnost poškození raketoplánu. Porucha nejspíš souvisela se špatnou funkcí západky, jejíž přepínání umožňovalo astronautům, pracujících na vysokozdvižné plošině, natáčet se do stran. Po diskusi s řídicím střediskem bylo rozhodnuto přenést plošinu do obytných prostor, aby ji astronauti mohli podrobně prozkoumat.

V 02:37 UT zazněl Foalemu ve sluchátkách poplach, indikující, že v akumulátorech jeho skafandru dochází elektrická energie. Ještě předtím ho však spojař Robinson informoval, že má tento poplach ignorovat, protože v bateriích zbývá elektřina ještě nejmíň na 90 minut. Oba astronauti v té době již uklízeli nákladový prostor a stěhovali nástroje zpět do přechodové komory. Nicollier vstoupil do EAL v 02:54 UT a Foale ho následoval v 03:03 UT. 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.

Prohlídka plošiny pro RMS v prostorách raketoplánu přinesla zklamání. Opravit závadu přímo na místě nebylo možné. Naštěstí se však v nákladovém prostoru nacházela ještě druhá plošina, připojovaná k montážnímu stolu FSS, kterou bylo možno použít také na RMS.

Další budíček po osmihodinové pauze zazněl v prostorách raketoplánu ve 14:50 UT a ke třetímu výstupu do kosmu se 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.

"Johne, tak nám začíná další překrásný den venku," prohlásil Smith, když vyrazili do nákladového prostoru. "Podívej se na tu Zemi, to je ale nádhera!"

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. Kdyby se tedy něco takového přihodilo, musel by "muže přes palubu" zachraňovat raketoplán.

Ve 20:17 UT již měli montéři dvířka úseku C otevřena a mohli přistoupit k odpojování konektorů. Za necelou čtvrthodinku byla nová elektronika OCE (Optical Control Electronics) 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. Bylo to stále stejné: nejprve museli otevřít příslušná dvířka, pak odpojit konektory a konečně uvolnit přidržovací šrouby. Dále však - na rozdíl od předchozích montáží - byla v tomto případě situace složitější potud, že s výměnou vysílače se vůbec nepočítalo. Přesto 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. Vzhledem k tomu, že paměť tohoto typu nemá žádné pohyblivé součástky, je nepoměrně spolehlivější. 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; tam nesmělo zůstat nic, co by mohlo poletovat a vadit při návratu na Zemi. Práce byly definitivně ukončeny na Boží hod vánoční v 01:45 UT.

Před návratem do přechodové komory poděkovali Smith a Grunsfeld celému týmu pozemních pracovníků za úsilí, které všichni vynaložili, aby mise raketoplánu Discovery skončila úspěšně a nakonec popřáli lidem na Zemi šťastné a veselé Vánoce. 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. Přitom došlo k drobným potížím, když se Grunsfeldův skafandr nepodařilo připojit na palubní zdroje elektrické energie. Doba trvání třetího výstupu byla 8 hodin a 8 minut.

Ve 14:50 UT začal další pracovní den (25.-26. prosince). Hlavním úkolem bylo dokončení prověrek HST a jeho vypuštění na oběžnou dráhu, plánované na 22:50 UT.

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.

"Gratulujeme k perfektnímu vypuštění," komentoval celou operaci spojař Steve Robinson z Houstonu. "Díky za náramný dárek k Vánocům. Je to přesně to, co jsme si všichni přáli."

Po dvou úhybných manévrech, jedním motorky RCS bezprostředně po vypuštění, druhým ve 23:39 UT, jímž byla snížena oběžná dráha Discovery na 562 až 609 km, činila rychlost vzdalování od HST 9,5 km za oběh.

Nadešel čas na tiskovou konferenci, kterou osádka raketoplánu zahájila v 01:05 UT.

Poslední úplný den letu (26.-27. prosince) začal ve 13:50 UT. V jeho první polovině se konala další tisková konference a zbytek dne strávili piloti prověrkami systémů Discovery před přistáním. Na Kennedy Space Center k němu mohlo dojít na třech po sobě jdoucích obězích. Protože však přistání na Floridě ohrožoval silný boční vítr, byla do pohotovosti uvedena i základna Edwards AFB v Mojavské poušti v Kalifornii. 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 UT a v 18:52 UT aktivovali piloti programové vybavení pro přistávací manévr; nastalo čekání na souhlas se zahájením brzdicího manévru. Noční nebe nad Kennedy Space Center bylo sice bez mráčku, ale vál zde vítr od severozápadu, jenž převyšoval povolený limit 6,2 m/s o 0,5 m/s++. Kromě toho byla registrována v okolí SLF (Shuttle Landing Facility) slabá turbulence. Proto Wayne Hale, ředitel letu, odvolal ve 20:40 UT první možnost přistání a současně dal příkaz vypočítat jako alternativu parametry brzdicího manévru pro přistání na Edwards AFB, což se zakrátko ukázalo zcela zbytečné. Během jediného oběhu Discovery kolem Země, tedy za půldruhé hodiny, poklesla síla bočního větru na Floridě na přijatelnou hodnotu, takže ve 22:20 UT dostala osádka raketoplánu zelenou pro brzdicí manévr. Piloti zorientovali kosmickou loď motory proti směru letu a ve 22:48 UT byly oba OMS zažehnuty na dobu 285 sekund. Rychlost družicového stupně se snížila o 153 m/s a ten zahájil svůj sestup do zemské atmosféry. Její pomyslnou hranici ve výši 122 km proťal ve 23:29:41 UT.

Dne 28. prosince 1999 v 00:00:47 UT (27. 12., 19:00:47 EST) dosedl Discovery po standardním sestupu hlavním podvozkem na dráhu 33 letiště SLF. O 11 sekund později se betonu dotklo jeho příďové kolo a v 00:01:34 UT se raketoplán zastavil. 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, tzv. Y2K, neprovedl něco s počítači na jeho palubě. Další let raketoplánu Discovery - STS-92, alias ISS-3A - se neuskuteční dříve než 14. června 2000 a pro servisní misi k Hubbleovu kosmickému dalekohledu se předběžně počítá s nejstarším raketoplánem Columbia. Jeho let (STS-110) je orientačně stanoven na 7. červen 2001.

-----------
* R-bar, čili R s pruhem, je matematické označení radiusvektoru, tedy vektoru ve směru od středu Země.

** Ve skafandru se během výstupu udržuje tlak kolem 280 hPa. Při tomto tlaku by dusík, vyloučený v podobě bublinek, mohl způsobit tzv. kesonovou nemoc.

*** Zatím nejdelším (8 h 28 min) byl výstup astronautů Thuota, Hieba a Akerse z raketoplánu Endeavour v květnu 1992 za letu STS-49, během něhož byla zachycena družice Intelsat 603.

+ Původně byl HST vypuštěn s počítačem vybaveným procesorem zhruba odpovídacím modelu 286; procesorová deska byla doplněna koprocesorem 386 při předchozí údržbářské misi.

++ Pro přistání za denního světla je limit bočního větru 7,7 m/s.
-----------