STS-109/HST-SM-3B

ZNOVU VE SLUŽBÁCH ASTRONOMŮ

Mgr. ANTONÍN VÍTEK, CSc.

Nejstarší raketoplán americké flotily Columbia prošel od své poslední expedice STS-93 do vesmíru v červenci 1999 generální opravou. Během pobytu ve výrobním závodě v Downey v Kalifornii dostal kromě jiného novou palubní desku vybavenou plochými obrazovkami, integrujícími dřívější mechanické ručičkové i páskové ukazatele do virtuální elektronické podoby. Jedinou věc však změnit možno nebylo. Konstrukce tohoto družicového stupně je robustnější než u dalších modelů a proto i nosnost Columbie je nižší než u ostatních raketoplánů. Z tohoto důvodu bude i nadále určen k samostatným letům do vesmíru a budovanou Mezinárodní kosmickou stanici nikdy nenavštíví. Proto mu byla svěřena i údržba Hubbleova kosmického dalekohledu (HST).

Na vývoj, stavbu, vypuštění a provoz HST dosud vydali američtí daňoví poplatníci přes 6 miliard dolarů. Za to však mají astronomové celého světa zdarma k dispozici jeden z nejmocnějších hvězdářských přístrojů, který nebývalým způsobem v průběhu uplynulých téměř 12 let¹⁾ přispěl k pokroku v poznávání Vesmíru. Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) počítá s tím, že bude v provozu nejméně do konce tohoto desetiletí. Znamená to však, že je třeba zajistit jeho pravidelnou údržbu. Tento let, označený zkratkou HST SM-3B, je již v pořadí čtvrtým, který se vydal k této družicové observatoři.

Zpáteční cestu z generální opravy na floridský kosmodrom Kennedy Space Center (KSC) nastoupil na hřbetě transportního Boeingu 747-SCA s identifikačním číslem 905 ve čtvrtek 1. března 2001 a po několikadenní cestě, prodloužené vynucenými přestávkami kvůli nepříznivému počasí na trase, sem dorazil až v ponděli 5. března.

Po sejmutí s transportního letadla jej technici převezli do haly OPF-1, kde byl demontován aerodynamický kryt motorového prostoru, používaný při přeletech a makety modulů manévrovacích motorů OMS.

Pak následovaly měsíce úmorné práce na uvedení jeho systémů do letuschopného stavu. Teprve počátkem listopadu 2001 dostal družicový stupeň, pobývající v té době v hale OPF-3, trojici hlavních motorů s výrobními čísly 2056, 2053 a 2047. Pak již přípravy dostaly běžný rytmus.

V montážní budově VAB se sestavovaly pomocné startovací motory SRB (výr. č. BI-111PF), k nimž později přibyla i odhazovací nádrž ET (výr. č. ET-112A). Start byl tehdy stanoven na 14. února 2002.

Pak však nastala nenadálá komplikace: Technici ovládající systémy družicové observatoře HST z Goddardova střediska kosmických letů (GSFC) v Greenbeltu poblíže Washingtonu zjistili, že začal zlobit jeden z gyroskopů RWA, sloužících ke stabilizaci a orientaci observatoře. Dne 10. listopadu totiž došlo k sedmiminutovému výpadku telemetrických údajů z tohoto zařízení. Protože by jeho selhání ohrozilo činnost observatoře, a další údržbářská mise k HST byla naplánována až na přelom let 2004-2005, bylo rozhodnuto, že do náplně práce osádky STS-109 bude dodatečně zahrnuta i jeho výměna.

To ovšem znamenalo zdržení, protože bylo třeba nejen připravit samotnou gyroskopickou soupravu, ale hlavně dát čas osádce, aby nacvičila nezbytné úkony spojené s její výměnou v trenažéru WET-F, velkém bazénu v houstonském Johnsonově kosmickém středisku (JSC). Také bylo třeba připravit potřebné nářadí k této montáži a prověřit je, jak se již předtím stalo se 110 různými přípravky a nástroji - z nich 28 bylo nově vyvinuto speciálně pro let HST-SM-3B - na závěrečné oponentuře, která se konala 7. prosince v GSFC.

Management letu proto 19. prosince rozhodl odsunout plánovaný start nejméně o týden, tedy na 21. února s tím, že po Novém roce zhodnotí situaci znovu. Mezitím byly na KSC po dobu Vánoc jako obvykle přerušeny veškeré přípravy.

Na dalším zasedání managementu 10. ledna 2002 padlo rozhodnutí o dalším týdenním odkladu na 28. února, protože se zdálo, že čas na přípravy je nedostatečný a vedení NASA nechtělo věci uspěchat.

Mezitím v OPF-3 se blížily přípravy družicového stupně ke konci a ve VAB již čekaly startovací motory i odhazovací nádrž. K přesunu raketoplánu Columbia mezi halami došlo ve středu 16. ledna a hned následujícího dne byl družicový stupeň připojen k odhazovací nádrži. Od pondělí pak následovala běžná kontrola propojení všech částí sestavy, která proběhla hladce. Pak se však situace opět trochu zamotala.

Původně měl být raketoplán převezen na rampu již 23. ledna, ale pozemní obsluha zjistila závadu na řízení jednoho ze čtyř housenkových pásů obřího transportéru CT, který měl mobilní vypouštěcí zařízení MLP dopravit na rampu LC-39A. Jeho oprava si vyžádala čas a tak se Columbia dostal na místo startu až 28. ledna.

Ve dnech 31. ledna až 1. února proběhlo jako obvykle za účasti letové osádky zkušební odpočítávání TCDT a následná oponentura FRR shledala raketoplán v podstatě letuschopným a schválila 28. únor jako den startu s jedinou podmínkou.

Technici při studiu dokumentace totiž zjistili, že šrouby držící na místě hydraulická čerpadla APU neodpovídají specifikacím. Bylo proto rozhodnuto provést dodatečné prověrky zda nehrozí nebezpečí, že by se mohly tyto životně důležité prvky výbavy raketoplánu působením vibrací a přetížení v průběhu startu uvolnit či jinak poškodit. Studium tohoto problému se protahovalo a skončilo teprve 26. února, den poté, co začalo ostré odpočítávání.

Kompletní náklad, připravovaný dosud odděleně, dorazil na rampu LC-39A v pátek 15. února. Ještě před tím, než byl uložen do nákladového prostoru raketoplánu, technici na poslední chvíli vyměnili soupravu silových setrvačníků RWA, určenou pro družicovou observatoř, za jiný kus. Výsledky posledních zkoušek RWA nebyly totiž příliš uspokojivé.

Vlastní odpočítávání začalo jako obvykle za stavu T -43 hodin v pondělí 25. února 2002 v 10.00 místního času (EST, tedy 15:00 UT). Letová osádka dorazila na kosmodrom již v pondělí ráno. Tvořili ji velitel fregatní kapitán Scott D. Altman (*1959, 3. let do vesmíru), pilot podplukovník Duane Carey (*1957, nováček) a letoví specialisti dr. John Grunsfeld (*1958, 4. let), podplukovník Nancy Currieová (*1958, 4. let), dr. Richard Linnehan (*1957, 3. let), dr. James Newman (*1956, 4. let) a dr. Michael Massimino (*1962, nováček).

Odpočítávání probíhalo vcelku hladce. Jisté vzrušení vyvolala další otázka technického rázu, kterou vyvolaly pochyby o stavu ložisek u kol hlavního podvozku. Po důkladném studiu dokumentace však technici dospěli k názoru, že žádné nebezpečí nehrozí a že tedy výměna kol nebude nutná. Ta by způsobila nemalé zdržení.

Nicméně start zdržen přece jenom byl. Meteorologové totiž na okamžik startu předpověděli, že teplota ovzduší na kosmodromu poklesne na +6 °C, tedy pod přijatelnou hodnotu²⁾. Připomeňme si jen, že jednou z okolností, které způsobily havárii Challengeru, byla právě nízká teplota. Proto vedení letu na své obvyklé kontrolní schůzi před zahájením plnění nádrže ET kryogenními pohonnými látkami rozhodlo, že se čerpání vodíku a kyslíku a tím i start odsune o jeden den.

Na svém dalším zasedání 28. února večer řídicí tým odpovědných pracovníků NASA rozhodl pokračovat v přípravách startu raketoplánu Columbia, který byl stanoven na pátek 1. března na 11:22:02 UT, tedy v době rozbřesku na Cape Canaveral. Startovní okno, v němž mohl raketoplán odstartovat, trvalo 62 minut, tedy až do 12:24 UT. Předpověď počasí byla tentokráte vyhovující a meteorologové dávali sedmdesátiprocentní šanci na start. Teplota v době startu se měla pohybovat kolem 13 °C. Plnění odhazovací nádrže ET kapalnými pohonnými látkami zahájili technici v pátek 1. března v 02:20 UT.

Letová osádka měla budíček v 00:30 UT. Po snídani, krátké lékařské prohlídce a meteorologickém brífinku si oblékla lehké oranžové skafandry a ze svého dočasného obydlí v budově O&CB odjela na rampu kolem 07:30 UT.

Poté, co osádka zaujala svoje místa v raketoplánu, technici zahájili hermetické uzavírání vstupního průlezu, které dokončili v 09:58 UT. Operace se poněkud zdržela, protože technici neměli jistotu, zda se všechny zámky dveří správně uzamkly. Pak již přípravy ke startu pokračovaly nerušeně se dvěma plánovanými přestávkami v T -20 minut a T -9 minut.

Raketoplán Columbia odstartoval ke svému letu na začátku startovního okna 1. března 2002 v 11.22.02,080 UT (06.22.02,080 EST). Průběh vzletu byl normální: dvě minuty po startu dohořely pomocné startovací motory a raketoplán pokračoval hnán hlavními motory SSME až do T +510 sekund, kdy dosáhl suborbitální dráhy ve výši 62 až 579 km. Vše se zdálo být v pořádku, ale o pouhých šest sekund později, ještě před tím, než byla odhozena již nepotřebná nádrž ET, se situace dramaticky změnila.

Technici, odpovědní za termoregulační systém, zjistili z telemetrie, že průtok chladicího média (Freonu-21) v primární smyčce č. 1 termoregulačního systému klesl z normální hodnoty 136 kg/h nejprve na 102 kg/h, později dokonce na 88,5 kg/h, tedy na méně, než je nejnižší povolený limit pro funkční smyčku³⁾. Druhý okruh pracoval normálně.

Příčinou byla zřejmě nějaká nečistota nebo cizí těleso, které se uvolnilo působením vibrací během vzletu raketoplánu. V minulosti by takovéto zjištění vedlo okamžitě k přerušení letu a k přistání na Zemi při nejbližší příležitosti. Nyní již jsou pravidla mírnější, ale přesto vedení letu dali techniků pokyn, aby celou situaci prozkoumali a samo dalo souhlas pouze s podmíněným pokračováním v letu.

Ve 12:07:14 UT dosáhl raketoplán apogea své dráhy a piloti manévrem OMS-2 převedli družicový stupeň na výchozí dráhu ve výši 199 až 574 km.

Po nezbytné kontrole, kdy vše - kromě chladicího systému - pracovalo dobře, dostali astronauti souhlas s otevřením dveří nákladového prostoru. Nyní, kdy smyčky byly přepojeny do radiátorů na vnitřní straně dveří, se situace normalizovala. Ale vyhráno ještě nebylo, neboť závada se mohla znovu objevit před koncem letu, po opětném uzavření nákladového prostoru. Proto se vedení letu rozhodlo pečlivě sledovat termoregulační systém. Piloti mezitím v 15:58:03 UT a 16:44:12 UT uskutečnili dva stíhací manévry NC-1A a NC-1B a celá osádka se kolem 18:22 UT uložila k prvnímu odpočinku ve vesmíru.

V Houstonu se večer znovu sešlo vedení letu, zhodnotilo situaci s freonovou smyčkou a schválilo podmíněné pokračování letu na dalších 24 hodin.

Druhý den letu (2. března) začal budíčkem v 02:22 UT a spojař z Houstonu informoval osádku, že zatím může pokračovat další den v letu. Altmann a Carey opět v 05:14 UT korigovali dráhu (manévr NC-2) a přibližně hodinu nato snížili v prostorách raketoplánu v rámci příprav na chystané výstupy tlak z normální hodnoty 1014 hPa na 703 hPa.

Odpoledne přišel na řadu ve 14:17:54 UT další korekční manévr, NC-3. Letoví specialisti se mezitím věnovali nejrůznějším jiným činnostem: prověřili funkčnost dálkového manipulátoru RMS a prostřednictvím kamery na jeho konci zkontrolovali stav nákladu v nákladovém prostoru, připravili optické navigační prostředky pro setkání, zkontrolovali stav všech 4 skafandrů EMU, vybalili nástroje a připravili přechodovou komoru A/L na výstup. Pracovní den ukončili večerkou v 17:52 UT.

Týž den odpoledně v 19 hodin UT se v Houstonu konalo za předsednictví hlavního manažera letů raketoplánů Dana Dittemorea zasedání řídicího výboru odborníků, aby posoudilo situaci na palubě raketoplánu Columbia. Na základě dobrozdání techniků výbor rozhodl, že zjištěná snížená průchodnost jedné větve chladicího systému elektroniky neohrožuje bezpečnost raketoplánu ani jeho posádky, protože druhý identický okruh pracuje na plný výkon a dokonce i podezřelá větev pracuje sice se sníženým výkonem, ale stále ještě v případě potřeby postačujícím. Proto bylo rozhodnuto pokračovat v misi raketoplánu podle původního plánu a uskutečnit zamýšlenou opravu Hubbleova vesmírného dalekohledu.

Třetí den letu (3. března) vstávali astronauti o něco dříve, již v 01:52 UT. Po dvou korekčních manévrech - NPC dvěma motory OMS v 04:09:18 UT a NC-4 v 05:25:06 UT - se raketoplán přiblížil do bodu asi 15 kilometrů za družicovou observatoří. Tady počítače zahájily manévr Ti, kterým družicový stupeň přešel na závěrečnou setkávací dráhu. Po dalších čtyřech drobných korekcích dráhy vyrovnal velitel letu Scott Altman kolem 08:40 UT rychlost raketoplánu s pohybem družicové observatoře HST v bodě ležícím asi 180 metrů pod ní. Odtud opatrně ručním řízením přibližoval Columbii do bezprostřední blízkosti cíle. V 08:52 UT již klesla vzdálenost mezi oběma tělesy pod 100 metrů a letový specialista dr. John Grunsfeld sdělil řídicímu středisku, že HST vypadá v pořádku. Bylo to poprvé od poslední údržbářské mise v roce 1999, co se do takové blízkosti k tomuto astronomickému dalekohledu dostali lidé.

Setkání bylo ukončeno v 09:28 UT. Hubbleův dalekohled se vznášel asi 10 metrů nad nákladovým prostorem. Currieová, ovládající dálkový manipulátor od zadní palubní desky, zahájila opatrné přisunování úchopového mechanismu k observatoři a v 09:31 UT ji úspěšně zachytila.

V 10:32 UT složila Nancy Currieová Hubbleův vesmírný dalekohled na otočný montážní stůl FSS v nákladovém prostoru raketoplánu, automatické zámky zaklaply a pevně observatoř k FSS připoutaly.

V 10:51 UT se automaticky propojily konektory, kterými byly systémy družicové observatoře napojeny na rozvodnou síť raketoplánu. To proto, že v nejbližších okamžicích následovalo svinutí slunečních panelů observatoře do transportních pouzder a HST by jinak zůstal bez elektrické energie.

Tato operace byla zahájena ve 12:27 UT, kdy fotovoltaické baterie HST byly natočeny do polohy kolmo k podélné ose tubusu, do orientace nejvhodnější pro jejich zasouvání do transportních pouzder. Natáčení trvalo přibližně čtvrt hodiny. Pak byl dálkovým povelem pootočen montážní stůl tak, aby osádka Columbie dobře viděla na první namotávaný panel. Současně s tím astronauti zapojili televizní kamery rozmístěné v nákladovém prostoru, aby dokumentovaly průběh akce.

Konečně ve 13:20 UT řídicí středisko STOCC (Space Telescope Operations Control Center) v GSFC vyslalo povel k zahájení zasouvání prvního panelu. Protože však mikrospínač, který měl indikovat polohu panelu "VYSUNUTO", nereagoval správně, zasouvání panelu se nerozeběhlo. Teprve o tři minuty později, po resetování mikrospínače, se na druhý pokus pružný panel slunečních baterií pohnul a začal se namotávat do podlouhlé hranaté kazety. Po pěti minutách panel zmizel v pouzdře a servomotory se vypojily. Ze dvou mikrospínačů indikujících správné zatažení však dal signál jen jeden. Proto, aby měli technici jistotu, že je vše správně tak jak má být, vyslali v 13:40 UT ze STOCC opakovaný signál k zatažení panelu. Po dvou minutách napjatého očekávání se sepnul i druhý mikrospínač.

Pak byl HST otočen s celým pracovním stolem o 180°, aby bylo z kabiny dobře vidět na druhý panel, k jehož zasouvání byl vyslán první signál ve 14:38 UT. Situace na začátku i konci namotávání se opakovala téměř do puntíku, ale nakonec ve 14:46 UT byly již oba panely v pouzdrech.

Pro případ, že by se zatažení některého z panelů nezdařilo, měli astronauti v plánu neposlušné křídlo odhodit do prostoru a ponechat je svému osudu. Podobně byli nuceni jednat i jejich předchůdci, když se jeden nalomený panel nepodařilo v roce 1993 namotat.

Tím byl plán práce pro ten den splněn a osádka se mohla kolem 17:52 UT uložit k osmihodinovému odpočinku.

Čtvrtý den letu (4. března) se konečně první dvojice astronautů dostala k vlastní opravě dalekohledu HST. Bezprostřední přípravy k výstupu zahájili Grunsfeld a Linnehan kolem 03:50 UT. Po oblečení skafandrů a jejich poslední kontrole nejprve uzavřeli v 06:14 UT hermeticky průlez do obytných prostor raketoplánu a po postupné dekompresi otevřeli v 06:32 UT poklop do nákladového prostoru. Oficiálně svoji vycházku zahájili v 06:37 UT přepojením skafandrů na vnitřní baterie.

Po přípravných pracích trvajících přibližně hodinu zahájili astronauti demontáž panelu slunečních baterií SA2 na pravoboku družicové observatoře. Nejprve sklopili nosník kazety s panelem a odpojili kabely, propojující sluneční baterie se systémy HST. V 08:22 UT Linnehan uvolnil zámek SADA dosud držící kazetu na místě. Pak jej Currieová, ovládající manipulátor RMS z kabiny raketoplánu, snesla i s kazetou zpět dolů do nákladového prostoru. Kolem 08:30 SEČ byla kazeta uchycena k nosiči nákladu RAC pro dopravu zpět na Zemi. I když se uzamkly jen tři ze čtyř jisticích zámků, dalo Linnehanovi středisko na srozuměnou, aby se tím zatím nezabývali a aby pokračovali raději v montáži. Proto se pustil bez otálení do vybalování nového panelu SA3 a diodového boxu. Grunsfeld mezitím vysoko nad nákladovým prostorem raketoplánu začal s demontáží starého diodového boxu, kterou skončil v 09:03 UT. Toto zařízení zabraňuje především tomu, aby při letu ve stínu Země, kdy Slunce nesvítí na panely slunečních baterií, nedocházelo k obrácení toku elektrického proudu, který by jinak tekl z palubních akumulátorů zpět do solárních článků. Montáž nových dílů samozřejmě probíhala v opačném pořadí. O tři čtvrti hodiny později byl již namontován nový box DBA. Poté se oba astronauti začali chystat na instalaci nového panelu slunečních baterií.

V 09:51 UT vyvezl Linnehan na "vysokozdvižné plošině" nový panel z nákladového prostoru raketoplánu k místu jeho upevnění na boku tubusu kosmického dalekohledu. V 10:25 UT byl již nový panel fotovoltaických článků SA3 uchycen na nosníku na boku tubusu dalekohledu a Grunsfeld zahájil propojování kabelů.

Linnehan se mezitím vrátil do nákladového prostoru a tady zápolil se čtvrtým zámkem poutajícím panel SA2 k plošině RAC, který se mu podařilo "přesvědčit" teprve ve 12:25 UT. Tím se dostal výstup přibližně do dvacetiminutového skluzu proti plánu. Pak se Linnehan vyšplhal zpět k novému panelu na boku tubusu HST. Zatímco jeho kolega pokračoval v propojování kabelů, Linnehan se pustil do rozklápění nového panelu. Nové panely nejsou narozdíl od původních svinovací, ale rozklápěcí. Mají přibližně o třetinu menší plochu, ale přesto dávají o 20 % vyšší výkon⁴⁾.

Rozložení panelu ukončil ve 12:41 UT. Potom bylo ještě třeba utáhnout všechny svorky, držící jej v rozloženém stavu.

Kolem 15:00 UT měli astronauti Grunsfeld a Linnehan již splněny všechny plánované úkoly, včetně instalace doplňkové tepelné izolace, která měla chránit elektroniku observatoře před podchlazením při plánovaném úplném odpojení dodávky elektrické energie během výměny centrální rozvodné energetické jednotky PCU. Teprve teď začali kosmičtí montéři uklízet nářadí a chystat se k návratu do nitra raketoplánu.

Do přechodové komory se vrátili v 13:26 UT, o čtyři minuty později ji hermeticky uzavřeli a zahájením její rekomprese ve 13:38 UT Grunsfeld a Linnehan oficiálně ukončili výstup v celkovém trvání 7 hodin a 1 minuty.

Neznamenalo to však pro ně konec pracovního dne. Bylo nutno udělat běžnou údržbu skafandrů po výstupu včetně výměny absorpčních patron s hydroxidem lithným, zahájit dobíjení akumulátorů a doplnit vodu do klimatizačních jednotek. Jejich kolegové mezitím připravovali další skafandry EMU a nářadí pro druhý výstup.

K odpočinku se osádka odebrala kolem 17:52 UT.

Pátý den letu (5. března), po budíčku v 01:52 UT, nastoupili k práci vně raketoplánu Newman a Massimino. Dekompresi přechodové komory zahájili v 06:24 UT, v 06:36 UT otevřeli výstupní průlez do nákladového prostoru a v 06:37 UT zahájili oficiálně druhý výstup do volného prostoru.

Zatímco Newman zahájil demontáž druhého panelu fotovoltaických článků. Massimino mezitím uvolňoval šrouby přidržující panel kryjící rozvodný blok PCU.

Když byl Newman v 07:51 UT s demontáží starého panelu baterií hotov, Massimino jej převezl na vysokozdvižné plošině, připevněné na konci "kanadské ruky" do nákladového prostoru. Jako předchozího dne, tak i tentokrát došlo na výměnu diodového bloku a konečně na montáž nového panelu slunečních baterií. Celá operace skončila v 10:50 UT a o čtvrt hodiny později jim řídicí středisko oznámilo, že i druhý panel dodává elektrickou energii.

Pak přišel na řadu blok silových gyroskopů RWA-1. Demontáž starého bloku zahájil Massimino kolem 11:10 UT, zatímco Newman připravoval nový blok RWA-1R k uvolnění z transportního nosiče.

Výměna proběhla rychle, vše bylo skončeno v 11:58 UT. Ve 13:11 UT řídicí středisko oznámilo, že nový silový gyroskop pracuje dobře a tak po neplánované přípravě pracoviště pro další výstup a úklidu již nepotřebného nářadí se kolem 13:50 UT oba montéři vrátili do přechodové komory. Oficiálně Newman a Massimino ukončili svůj výstup ve 13:56 UT. Trval tedy 7 hodin a 16 minut.

Po obvyklé údržbě skafandrů a přípravě nových EMU se osádka odebrala k osmihodinovému odpočinku v 17:52 UT.

Šestý den letu (6. března) představoval vyvrcholení oprav Hubbleova kosmického dalekohledu. Nejobtížnější montážní vycházka amerických astronautů při údržbě Hubbleova vesmírného dalekohledu měla začít již kolem půl šesté světového času, ale v průběhu příprav došlo ke komplikacím.

Jeden ze dvou astronautů, jimž byl svěřen úkol vyměnit hlavní elektrickou rozvodnou jednotku PCU, John Grunsfeld, zjistil při posledních prověrkách, že z chlazeného spodního prádla jeho skafandru uniká voda. To je utkáno z bavlny s vpletenými tenkými umělohmotnými trubičkami, jimiž proudí chladicí voda, odvádějící tělesné teplo do klimatizační jednotky, kterou astronauti mají připevněnu na zádech skafandru. Protože kosmický oblek je téměř dokonale tepelně izolován od okolí, těžce pracující astronaut by se v průběhu několika desítek minut doslova "uvařil" ve vlastním potu.

Vedení letu po zvážení situace rozhodlo, že si Grunsfeld musí nově zkompletovat svůj skafandr. Vzal si novou horní polovinu, ale protože má vyšší postavu, musel si skafandr přizpůsobit. K tomu slouží distanční obruče v pase, jejichž kombinacemi je možno upravit kosmický oblek do celkem pěti možných velikostí. Vedení letu chvíli zvažovalo, zda v souvislosti se zdržením by nemělo dojít k odkladu na ten den plánovaného úkolu - výměny rozvodné jednotky PCU - na zítřek. Místo toho by astronauti instalovali novou hvězdářskou kameru ACS (Advanced Camera for Surveys), což byl podstatně jednodušší a časově méně náročný úkol. Výměnu PCU, kterou odborníci NASA přirovnávali k transplantaci srdce, by uskutečnila osádka Columbie až ve čtvrtek. Nakonec se však rozhodli plány neměnit a to i přes to, že astronauti měli mít vzhledem ke zpoždění mimořádně dlouhý pracovní den.

Po nové pečlivé kontrole skafandrů v 08:11 UT začali astronauti Grunsfeld a Linnehan vypouštět vzduch z přechodové komory. Když tlak poklesl na 5 % normální hodnoty, uskutečnili poslední prověrku vzduchotěsnosti svých obleků a po souhlasu řídicího střediska a dokončení dekomprese v 08:27 UT otevřeli dveře do nákladového prostoru. O minutu později přepojením skafandrů na vlastní akumulátorové baterie zahájili oficiálně třetí montážní výstup do volného prostoru.

Prvním úkolem pro Linnehana bylo odpojení šesti akumulátorových baterií od palubní sítě Hubbleova dalekohledu. Jeho kolega mezitím dokončoval instalaci tepelné izolace na dalších částech přístrojového úseku observatoře. Tyto práce byly dokončeny krátce před půl desátou světového času a pak, v 09:36 UT, byla vypojena na vesmírném dalekohledu elektřina. Od tohoto okamžiku začal pro astronauty závod s časem. Výměnu PCU bylo nutno ukončit dříve, než mráz kosmického prostoru podchladí elektroniku HST natolik, že by nastaly neodstranitelné škody.

Po otevření přístupových dvířek na boku observatoře začal v 10:26 UT Linnehan odpojovat první ze 36 konektorů rozvodné jednotky. Tato skříň o rozměrech přibližně 0,3 × 0,6 × 1,2 m na Zemi váží 75 kilogramů. V beztíži sice neváží nic, ale její setrvačnost je stále zachována, takže manipulovat s ní i ve vesmíru není úplně jednoduché.

V 11:28 UT už bylo odpojeno 30 ze 36 konektorů na levém boku PCU. Práce byla obtížná, protože se při konstrukci dalekohledu vůbec nepočítalo s tím, že by někdy mělo dojít k výměně PCU na oběžné dráze. Proto jsou konektory umístěny na nepřístupném místě a celou manipulaci s nimi museli astronauti dělat poslepu, vedeni jen hmatem a to v silných rukavicích skafandru. Nyní si Linnehan s Grunsfeldem vyměnili místa, aby Grunsfeld mohl odpojit zbývajících šest kabelů, připojených na spodní straně PCU. To netrvalo dlouho. V 11:34 UT mohl Grunsfeld uvolněnou PCU vytáhnout z nitra observatoře a Currieová ho odvezla i s nákladem v náručí do nákladového prostoru raketoplánu. Tady Grunsfeld předal PCU Linnehanovi, aby ji upevnil na transportní nosič. Pak od něho převzal novou jednotku PCU a opět na plošince na konci manipulátoru RMS vyjel k přístrojovému úseku observatoře. V 11:54 UT zasunul novou jednotku do nitra dalekohledu a začal ji upevňovat šrouby.

Krátce po 12. hodině UT začal Grunsfeld s připojováním kabelů k nové jednotce. Práce pokračovala svižně; poslední, třicátý šestý konektor byl připojen ve 13:18 UT. Pak se Grunsfeld pustil do instalace pojistkových bloků do čtyř podružných rozvodných skříní. Ty chrání jednotlivé spotřebiče na HST.

Ve 14:02 UT byla jednotka PCU zapojena a pozemní stanice začaly opět přijímat telemetrii z Hubbleova vesmírného dalekohledu. Astronauti začali k rozvodné síti observatoře připojovat původně odpojené akumulátorové baterie. Tento úkol byl dokončen ve 14:23 UT. O minutu později byla obnovena dodávka elektřiny z raketoplánu na HST a pozemní středisko začalo s postupným oživováním jednotlivých systémů a vědeckých přístrojů.

Nejkritičtější část celé údržbářské mise tak měla osádka STS-109 za sebou. Protože jim zbýval čas, tak na závěr astronauti ještě odstranili část nyní již nepotřebné tepelné izolace. Mezitím řídicí středisko uskutečnilo provozní zkoušky nové rozvodné jednotky PCU a shledalo, že pracuje podle předpokladů.

Krátce po 15. hodině se astronauti vrátili do přechodové komory, uzavřeli ji a v 15:16 UT zahájili její rekompresi. Výstup byl nakonec nejkratším v průběhu mise STS-109 a byl dokonce o 12 minut kratší, než počítal časový harmonogram. Trval 6 hodin a 48 minut.

Přesto se do postele osádka dostala až kolem 20. hodiny světového času.

Sedmý den letu (7. března) nastoupila do práce opět druhá dvojice kosmických montérů – Newman a Masssimino. Poté, co proběhla obvyklá kontrola skafandrů a snížení tlaku v přechodové komoře, otevřeli astronauti dveře do nákladového prostoru a přesně v 09:00 UT přepojením skafandrů na vlastní baterie zahájili svůj druhý výstup do volného prostoru.

Kolem 09:40 UT řídicí středisko vypojilo starou kameru FOC (Faint Object Camera) a astronauti začali uvolňovat zámky dvířek na spodku observatoře, aby získali přístup k vyměňovanému zařízení. V 09:54 UT Massimino začal od FOC odpojovat konektory kabelů.

Demontáž kabelů i šroubů, přidržujících starou kameru uvnitř přístrojového úseku observatoře, ukončili astronauti v 10:42 UT a Newman kameru vysunul z nitra HST. Pak ji dočasně upevnil na pomocný nosník v nákladovém prostoru a připravil novou kameru ACS k vyzdvižení z transportního nosiče.

Massimino mezitím instaloval nové kabely na vnější straně Hubbleova dalekohledu. Ty měly následujícího dne posloužit pro připojení nového chladicího systému. Pak se vrátil do nákladového prostoru, aby zde pomohl při transportu kamery ACS na místo instalace.

V 11:24 UT Newman, stojící na plošince na konci manipulátoru RSC, vyzdvihl kameru ACS ve velikosti menší telefonní budky z jejího dosavadního lože a astronautka Currieová ho i s jeho drahocenným nákladem v hodnotě 76 milionů dolarů⁵⁾ začala pomalu zdvihat nahoru. V 11:38 UT již byl před otevřenými dvířky na spodní části HST a za asistence Massimina, připoutaného k boku observatoře jisticím lanem, začal kameru zasouvat do nitra observatoře. Massimino naváděl svého kolegu, který přes rozměrný náklad neviděl.

Celá operace trvala přibližně pět minut. Pak následovalo přišroubování kamery na místo a připojení kabelů, které bylo ukončeno ve 12:09 UT.

Poté přenechali astronauti ACS na starosti pozemnímu středisku, které zapojilo proud a zahájilo prověrky nového vědeckého přístroje. Ty byly úspěšně dokončeny ve 12:33 UT. Newman a Massimino se mezitím vrátili do nákladového prostoru, kde sejmuli starou kameru FOC z jejího dočasného místa uložení a umístili ji do krytu, v němž byla na oběžnou dráhu dopravena ACS. Tady bude FOC čekat na dopravu na Zemi.

Krátce před půl druhou Mike Massimino na plošince dálkového manipulátoru vynesl k observatoři blok elektroniky pro řízení chladicího systému kamery NICMOS. Po její instalaci následovalo propojení konektorů, což bylo úspěšně dokončeno kolem 14:50 UT. Pak, když se astronauti přesvědčili, že kabely ničemu nepřekážejí, uzavřeli přístupová dvířka na zadní části dalekohledu a řídicí středisko oživilo blok řídicí elektroniky chladicího systému. V 15:11 UT ubezpečili technici ze Země astronauty, že i tentokrát jejich snaha byla korunována úspěchem.

Pak Massimino zkontroloval, zda jsou dobře uzavřena dvířka, za něž jejich předchůdci včera instalovali nový rozvodný systém PCU. Newman mezitím odstranil zbývající panely tepelné izolace, které chránily elektroniku Hubbleova dalekohledu před prochlazením během odpojení dodávky elektřiny při montáži PCU.

Po úklidu pracoviště a inventuře nářadí zamířili v 16:16 UT oba astronauti do přechodové komory, kterou za sebou uzavřeli v 16:24 UT.

Výstup astronautů Newmana a Massimina oficiálně skončil v 16:30 UT zahájením rekomprese přechodové komory. Trval tedy přesně sedm a půl hodiny, o plnou hodinu déle, než předpokládal plán.

Po nezbytné údržbě skafandrů zahájili astronauti v 19:52 UT odpočinek.

Osmý den letu (8. března) řídicí středisko nechalo spát astronauty o půl hodiny déle, aby si odpočinuli po námaze předchozích dní. Vstali až těsně před pátou hodinou světového času.

Přípravy k dalšímu výstupu začaly přibližně o dvě hodiny později a proti plánu se protáhly přibližně o 20 minut. Poslední, pátá vycházka z raketoplánu Columbia v rámci údržby HST tak začala až v 08:46 UT, kdy Grunsfeld a Linnehan přepojili svoje skafandry na vnitřní zdroje. Hlavním úkolem bylo instalovat nový chladicí systém pro přístroj NICMOS.

Přístroj NICMOS (Near Infrared Camera and Multi Object Spectrometer) byl na kosmické observatoři HST instalován v průběhu druhého servisního letu v roce 1997. Jak jeho název naznačuje, jedná se o kombinovanou kameru a spektrometr, které pracují v oblasti blízkého infračerveného - tedy tepelného - záření. Aby jeho detektory byly co nejcitlivější, musí být chlazeny na velmi nízkou teplotu. Proto byl vybaven zásobou dusíkového ledu, který měl po dobu několika let zajišťovat provozní teplotu -213 °C. Bohužel, konstrukční závada v tepelné izolaci způsobila, že tuhý dusík (svým způsobem obdoba suchého ledu) se spotřeboval mnohem rychleji, než technici předpokládali. Od roku 1999 je přístroj mimo provoz.

Konstruktéři proto navrhli nový chladicí systém, který pracuje na podobném principu jako kompresorová mraznička. Místo čpavku nebo freonu však používá neon, proháněný chladicí smyčkou miniaturní turbinou, dosahující 400 000 otáček za minutu. Teplo je odváděno do kosmického prostoru pomocí radiátoru.

Výhodou nového systému je to, že neon se při práci chladicího systému (na rozdíl od pevného dusíku) nespotřebovává a že tedy toto chlazení může pracovat prakticky neomezenou dobu, i když bude chladit detektory "jen" na teplotu -203 °C.

Přibližně po třičtvrtě hodině přípravných prací v nákladovém prostoru raketoplánu se vydali Grunsfeld a Linnehan opět ke kosmické observatoři. Linnehan uchycený na pracovní plošině připevněné na konci manipulátoru RMS, který tentokrát ovládal z kabiny raketoplánu pilot Scott Altman, otevřel v 09:40 UT dvířka na přístrojovém modulu HST. Následovalo odpojení trubek, původně sloužící k vypouštění vypařeného dusíku z chladicí náplně přístroje NICMOS. Pak se astronaut pustil do vyřezávání otvorů ve stěně modulu, kterým měly být protaženy trubky pro cirkulující neon. Tyto přípravné práce byly dokončeny v 10:18 UT a Linnehan opět sjel na své vysokozdvižné plošině do nákladového prostoru Columbie, aby zde vyzvedl chladicí jednotku NCC (NICMOS Cryogenic Cooler). O deset minut později jej Altman i s NCC vyzvedl zpět k HST a zde toto zařízení oba montéři umístili na podlahu přístrojového modulu v bezprostředním sousedství přístroje NICMOS.

Pak Grunsfeld a Linnehan chladicí jednotku přišroubovali a v 11:09 UT dokončili její elektrické připojení. Tím byla splněna první polovina úkolů páté vycházky. Pro tu zbývající - instalaci radiátoru - si nyní vyměnili Linnehan s Grunsfeldem místo na vysokozdvižné plošině.

Kolem 11:40 UT Grunsfeld vyvezl k observatoři radiátor, kterým bude vyzařováno teplo z chladicího systému do kosmického prostoru, a zde jej o čtvrt hodiny později společně s Linehanem připevnili k boku Hubbleova vesmírného dalekohledu. První usazení radiátoru však nebylo dostatečně přesné. Proto jej museli odmontovat, znovu přesněji usadit a teprve pak definitivně přišroubovat. Montáž skončila ve 12:24 UT. Potom kosmičtí montéři pokračovali v propojování kabelů mezi NICMOS a jeho novým chladicím systémem.

Kolem 14. hodiny světového času byla instalace všech kabelů dokončena a astronauti uzavřeli přístupová dvířka do přístrojového modulu laboratoře. Pak ještě upravili podle pokynů ze střediska zástěnu, která má stínit radiátor před přímým slunečním světlem a poté zahájili úklid pracoviště.

Poslední výstup plánovaný pro let STS-109 raketoplánu Columbia skončil v 16:06 UT po 7 hodinách a 20 minutách zahájením rekomprese přechodové komory. Celkovým trváním 35 hodin a 55 minut všech uskutečněných výstupů byl překonán dosavadní rekord dosažený v průběhu jedné expedice raketoplánu, kterého dosáhla osádka Endeavour při prvním servisním letu STS-61 k Hubbleovu vesmírnému dalekohled v prosinci 1993 (35 h 25 min).

Celkově již astronauti během všech čtyř letů k této observatoři strávili montážemi ve vesmíru 129 hodin a 10 minut.

Ve zbytku pracovního dne piloti Columbie uskutečnili 36 minut trvající korekční manévr, při němž byla zvýšena dráha raketoplánu se stále připojeným dalekohledem přibližně o 5 kilometrů. Tím se kompenzovala ztráta výšky observatoře způsobená odporem atmosféry.

V době, kdy celá sedmičlenná osádka spala, řídicí středisko STOCC v Greenbeltu uskutečnilo komplexní prověrku všech systémů HST, která dopadla na výtečnou.

Přes noc bylo dobito i všech šest akumulátorových baterií teleskopu, takže nic nebránilo vypuštění HST. Krátce po sedmé hodině světového času proto uchopil Mike Massimino dálkovým manipulátorem RMS kotvičku na boku observatoře. Přibližně o hodinu později byly dálkovým povelem odpojeny i kabely, dosud dodávající do systémů observatoře elektrický proud z rozvodné sítě raketoplánu a kolem 10:00 UT byly konečně uvolněny i zámky, dosud poutající HST k otočné montážní plošině v zadní části trupu Columbie. Pak Massimino začal opatrně zdvíhat jedenáctitunovou vesmírnou observatoř vzhůru nad nákladový prostor. Tady ještě proběhly poslední prověrky.

V 09:40 UT otevřeli technici dálkovým povelem poklop na konci tubusu dalekohledu. Ten uzavíral po dobu oprav vstupní otvor, aby přímé sluneční světlo nezničilo citlivé astronomické přístroje.

V 09:53 UT dalo řídicí středisko STOCC svolení k vypuštění Hubbleova vesmírného dalekohledu a řídicí středisko MCC v Houstonu to vyřídilo astronautům. Operace musela proběhnout v rámci devatenáctiminutového startovního okna, které začínalo v 11:04 SEČ.

Piloti dočasně vypojili stabilizační trysky raketoplánu a přesně na začátku stanoveného intervalu Massimino uvolnil úchopový mechanismus na konci manipulátoru a opatrně vzdálil patnáctimetrovou kanadskou ruku od observatoře. Minutu po vypuštění HST uskutečnili piloti separační manévr, aby se raketoplán bezpečně vzdálil od Hubbleova dalekohledu, a v 10:38 UT opětovným zapálením motorků RCS na 10 sekund převedli Columbii na samostatnou dráhu. V rámci příprav na přistání pak ve 12:01 UT manévrem motory OMS snížili perigeum dráhy raketoplánu o téměř 80 kilometrů.

Trvalo ještě řadu dní, než technici předali vesmírný dalekohled k dispozici astronomům. Bylo třeba vyladit všechny systémy HST tak, aby jejich funkce byla optimální⁶⁾.

Neděle 10 března byla pro astronauty odpočinková. Zpestřením byl dvacetiminutový rozhovor osádky Columbie se svými třemi kolegy na palubě Mezinárodní kosmické stanice ISS. Spojení mezi raketoplánem a stanicí nebylo přímé; zajišťovaly je sledovací družice systému TDRSS, pohybující se na stacionární dráze, a jejich propojení zařídilo houstonské pozemní řídicí středisko. V době navázání komunikace byly kosmické objekty od sebe vzdáleny přibližně 13 tisíc kilometrů: Columbia se nacházela na Atlantikem a blížila se k západnímu pobřeží Afriky, zatímco stanice letěla nad Tichým oceánem.

Jedenáctý den letu, pondělí 11. března, již byl pracovní. Velitel letu Scott Altman a druhý pilot Douane Carey prověřovali řídicí systémy raketoplánu, včetně zkušebního zapojení jednoho hydraulického čerpadla a zkušebních zážehů všech řídicích trysek RCS. Přitom zjistili, že jeden ze 44 motorků nepracuje správně. Protože však za poškozený motor mohly zaskočit tři jiné motorky, nepovažovalo vedení letu problém za významný.

Zbytek osádky jako obvykle uklízel vnitřní prostory raketoplánu, aby volně uložené předměty nezpůsobily během přetížení při sestupu atmosférou žádné škody.

Poslední pracovní den na oběžné dráze byl zahájen budíčkem v 01:22 UT. Vlastní přípravy k přistání zahájili piloti krátce po 03:00 UT, kdy začali zapojovat tu část počítačů a navigačního zařízení, která byla po dobu letu na oběžné dráze vypojena, aby se šetřily zásoby elektrické energie.

Protože počasí na Floridě bylo příznivé, po souhlasu řídicího střediska v 05:54 UT astronauti uzavřeli dveře nákladového prostoru a v 06:22 UT spustili v palubních počítačích program, řídící raketoplán v průběhu sestupového manévru a přistání. Těsně před tím však vyvstaly určité obavy. Velitel Altman při prohlídce nákladového prostoru televizní kamerou si nebyl jist, zda se neuvolnil jeden ze zámků, poutajících jeden ze starých panelů slunečních baterií observatoře HST, které s sebou odváželi na Zemi. Podrobná analýza záběrů v řídicím středisku v Houstonu však žádnou závadu neodhalila a proto osádka Columbie dostala souhlas s pokračováním příprav na přistání.

Ty běžely hladce. Také přistávací dráha SLF na floridském kosmodromu byla v pohotovosti a letový ředitel pro sestup, John Shannon, dal v 07:57 UT zelenou k brzdicímu manévru.

V 08:09 UT piloti přetočili družicový stupeň do polohy pro brzdicí manévr, tedy zádí proti směru letu a o devět minut později druhý pilot Carey spustil čerpadlo hydrauliky APU č. 2.

V 08:22:39 UT během letu nad Indickým oceánem řídicí počítače Columbie vydaly povel a oba motory OMS se na 244 sekund daly do práce. Rychlost raketoplánu sice poklesla jen o 127 m/s v souladu s plánem, ale to stačilo k tomu, aby družicový stupeň začal sestupovat k atmosféře. Po skončeném manévru se raketoplán přetočil do polohy pro vstup do atmosféry a Carey spustil zbývající dvě čerpadla hydrauliky.

V 09:01 UT vstoupil raketoplán rychlostí 7530 m/s ve výši 120 km do hustých vrstev atmosféry nad Tichým oceánem v blízkosti Havajských ostrovů. Od cílového letiště jej dělilo ještě 4574 kilometrů.

Po standardním klouzavém letu atmosférou dosedl družicový stupeň hlavním podvozkem na dráhu 33 letiště na Kennedyho kosmickém středisku na Floridě v 09:31:53 UT. O deset sekund se dotklo betonu i příďové kolo a v 09:33:11 UT se raketoplán zastavil. Let trval 10 dní 22 h 09 min 51 s.

Ještě téhož dne byl družicový stupeň přetažen do budovy OPF k poletovému odstrojení. Jeho příští let STS-107 je plánován na 19. července tr.

Nenastanou-li žádné mimořádné události, počítá Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) s tím, že příští servisní let k HST se uskuteční buď v druhé polovině roku 2004 nebo na jaře 2005. Samotný dalekohled má pracovat ve vesmíru nejméně do roku 2010.

-----------------

¹⁾ HST byl vypuštěn 24. dubna 1990.

²⁾ Konkrétní hodnota limitní teploty závisí na ostatních meteorologických parametrech, zejména na relativní vlhkosti vzduchu a na rychlosti větru. Může se pohybovat mezi +2 až +9 °C. Při poklesu pod mezní hodnotu hrozí nadměrné hromadění námrazy na vnějším povrchu nádrže ET.

³⁾ Minimální potřebný průtok jednou smyčkou je 95,7 kg/h.

⁴⁾ Příkon starých panelů byl 4600 W (na počátku života), u nových je 5270 W. Hmotnost jednoho křídla starých baterií byla 154 kg a rozměry 12,2 × 3,3 m, u nových 290 kg a 7,0 × 2,6 m.

⁵⁾ Finanční náklady na nové přístroje a zařízení pro HST včetně přípravků a nářadí a nákladů na jejich vývoj a zkoušky činily 172 mil. USD. Nejsou v tom započítány náklady na vlastní let raketoplánu.

⁶⁾ Zkoušky systémů pokračovaly a vědecká pozorování nebyla v plném rozsahu obnovena ani v době dokončování rukopisu tohoto článku (21. dubna). První vědecká pozorování po údržbě uskutečnila kamera WF/PC-2 dne 25. března, první zkušební pozorování novou kamerou ACS s vědeckými cíli proběhla 2. dubna.

[ Obsah | Pilotované lety | STS | STS-109 ]