---

Posádka :
Covey,R.O.[VE] | Culbertson,F.L.[PL] | Gemar,Ch.D.[MS] | Meade,C.J.[MS] | Springer,R.C.[MS]

---

Popis letu : (text, určený pro L+K 8/91 poskytl Mgr. A.Vítek)

STS-38

Potíže s netěsností

ing. JOSEF KRUPIČKA, CSc, ANTONÍN VÍTEK, CSc.

Před letem STS-41, o němž jsme psali minule, se měly v loňském roce uskutečnit ještě dva další starty raketoplánu: STS-35, čistě vědecký, a STS-38, vojenský.

První z nich, zvaný též Astro-1 podle souboru astronomických přístrojů pro studium vesmíru v oblasti ultrafialového a rentgenového záření, byl původně plánován na počátek roku 1986 a měl tehdy následovat po tragickém letu Challengeru. Cílem astronomického pozorování v té době měla být především Halleyova kometa.

Start Columbie v loňském roce byl naplánován na 9. května 1990. Přípravy raketoplánu v OPF začaly ihned po vyložení družice LDEF, kterou raketoplán při letu STS-32 dopravil zpět na Zemi. Uprázdněné místo v nákladovém prostoru zaujaly dvě palety ze stavebnice Spacelab. Na jednu z nich namontovali technici západoevropský pointační systém IPS (Instrument Pointing System), který umožňuje libovolné zaměření tří astronomických přístrojů: ultrafialového dalekohledu UIT (Ultraviolet Imaging Telescope), Hopkinsova ultrafialového dalekohledu HUT (Hopkins' Ultraviolet Telescope) a Wisconsinského ultrafialového fotopolarimetru WUPPE (Wisconsin Ultraviolet Photo-Polarimeter).

Prvně jmenovaný přístroj UIT o hmotnosti 473 kg vyvinulo Goddard Space Flight Center v Greenbeltu. Tento dalekohled je schopen pořizovat snímky oblastí o průměru až 20 obloukových minut. Ritchey-Chrétienův dalekohled o průměru 320 mm je vybaven dvěma fotografickými kamerami, pracujíácími v oborech 120-170 nm resp. 125-320 nm. Každá kamera má možnost zvolit podle potřeby jeden ze šesti filtrů.

Druhý teleskop HUT připravila Johns Hopkins' University, po níž také nese své jméno. Na rozdíl od UIT nemá tento přístroj o hmotnosti 787 kg pořizovat snímky, ale spektra. Hlavní zdrcadlo o průměru 914 mm,pokovené iridiem, soustřeďuje světlo do spektrografu, pracujícího v rozsahu vlnových délek od 85 do 185 nm resp. 42,5 až 92,5 nm s rozlišením 0,3 nm.

Poslední z těchto tří přístrojů je určen k měření polarizace ultrafialového světla. Primární zrcadlo má průměr 508 mm. Spektrální rozlišení je 0,6 nm v oblasti 140 až 320 nm. Zařízení postavili technici na University of Wisconsin a jeho hmotnost činí 726 kg.

Mezi paletami s výše uvedenými přístroji a přetlakovou kabinou se v nákladovém prostoru nacházelo klimatizované válcové pouzdro, tzv. "iglú", které chrání elektroniku vědeckých přístrojů před přehřátím.

Zadní část nákladového prostoru byla vyhrazena pro širokopásmový rentgenový dalekohled BBXRT (Broad Band X-Ray Telescope), umístěný na zvláštní konstrukci TAPS (Two-Axis Pointing System). Dalekohled o hmotnosti přibližně 680 kg byl sestaven v Goddard Space Flight Center a měl za úkol zkoumat pozůstatky supernovy SN 1987a, která se objevila ve Velkém Magellanově mračnu. Do sestavy dalekohledů byl pojat až později. Jeho detektory jsou chlazeny tuhým argonem, který technici vložili do přístroje až těsně před ukončením prací v OPF. BBXRT je schopen detekovat záření v oboru od 0,3 do 12 keV. Mezitím probíhaly již od 14. března 1990 v sousední hale č. 2 budovy OPF přípravy raketoplánu Atlantis k vojenskému letu STS-38.

Převoz naložené Columbia z haly č. 1 v OPF do VAB k montáži s nádrží ET a vzletovými motory SRB se proti plánu opozdil o tři dny. Zdržení způsobila netěsnost v hydraulickém systému, která se stala začátkem problémů s netěsnostmi vůbec.

Práce na přípravách ve VAB se také o něco protáhly, takže k dopravě zkompletované sestavy na rampu 39B došlo až v ranních hodinách 22. dubna 1990.

Pásový transportér č. 2 přepravující mobilní vypouštěcí zařízení s Columbií rychlostí necelého půldruhého kilometru za hodinu oslavil při té příležitosti malé jubileum. Během cesty, měřící 5,5 km, mu naskočilo na tachometru prvních 1000 mil (1609 km) ujetých ve službách NASA.

Slavnostní náladu však po několika dnech vystřídalo zklamání. Technici připravující na rampě 39B raketoplán ke startu objevili úbytek freonu v chladící smyčce jeho klimatizace. Zavinila ho netěsnost ventilu v přední části nákladového prostoru. Vedoucí pracovníci zodpovědní za start se rozhodli na svém zasedání ve dnech 8.-9 května, že se výměna vadného ventilu uskuteční přímo na rampě, aby časová ztráta byla co nejmenší. I tak se dalo počítat se dvou až třítýdenním zpožděním startu, který byl už předtím odsunut na 17. května.

Demontáž se technikům podařilo zvládnout do 15. 5.; o tři dny později ukončili připojení náhradního ventilu, ale přesto byl nový termín startu stanoven až na 30. květen v 00.30 místního letního času (EDT).

Předstartovní odpočítávání probíhalo hladce až do chvíle, kdy v T -5 h 30 min zahájila obsluha tankování nádrže ET kapalným vodíkem. Během první čtvrthodiny je třeba tuto operaci provádět pomalu, aby se vnitřek nádrže vychladil na potřebnou teplotu. Pak už lze rychlost napouštění zvýšit. Právě na tomto časovém přelomu však sensory zjistily zvýšenou koncentraci plynného vodíku v motorovém prostoru raketoplánu. Z bezpečnostních důvodů bylo tankování okamžitě přerušeno a start Columbie odvolán.

Zkouška těsnosti spojů plynným héliem za normální teploty však žádnou netěsnost neodhalila. Proto bylo 6. června tankování zkušebně opakováno, ale únik vodíku se znovu projevil. Vzniklo podezření, že závada tkví v rychlospoji mezi odhazovací nádrží a družicovým stupněm. To ovšem znamenalo dopravit raketoplán zpět do VAB k demontáži a celý let Astro-1 předběžně odsunout až na srpen.

Mezitím mohly pokračovat připravy k letu Atlantis s tajnou vojenskou družicí na palubě, s nímž se počítalo 7. července. Byl tu však jeden problém. VAB má sice čtyři velké haly, ale pouze dvě z nich jsou vybaveny pro montáže raketoplánů. Přitom v hale č. 1 v té době probíhalo kompletování sestavy pro let STS-38 a v hale č. 3 byl na vypouštěcím zařízení MPL sestaven jeden motor SRB kompletně a druhý z poloviny. Oba se připravovaly na let STS-40. Columbii tedy nebylo kam dát.

Nezbylo než nejprve vyvézt MPL s oběma motory na rampu 39B a potom, 12. června převézt na uvolněné místo v hale č. 3 Columbii určenou k demontáži. Ti, kteří přišli jen trochu do styku s technikou operací při montážích, si asi dovedou představit, jak se na tuto složitou záležitost tvářili nejen technici, ale i celé osazenstvo NASA.

Aby věc byla ještě pikantnější, odjela 16. června jiná MPL s raketoplánem Atlantis na rampu 39A a uvolněný prostor ve VAB zaujaly opět zčásti sestavené motory pro let STS-40.

To již byly rychlospojky z Columbie demontovány a zaslány firmě Rockwell International do Downey k přezkoušení. Tady se potvrdilo, že k úniku dochází jen při podchlazení na teplotu kapalného vodíku a že problém tkví ve špatném těsnění.

Další kalamita nastala 29. června. Při plnění ET u raketoplánu Atalantis na rampě 39A se únik vodíku projevil také. Byl sice desetkrát menší nežli předtím u Columbie, ale i tak překračoval maximálně povolenou hranici.

Ted už vzklíčilo podezření, že nejde o prostou vadu těsnění při nízkých teplotách, ale o principiální konstrukční nedostatek. Vedení NASA proto okamžitě pozastavilo starty všech raketoplánů až do vyšetření příčin uvedených potíží.

Opětovný test s héliem znovu vyšel naprázdno, zato zkouška s kapalným vodíkem konaná 13. července potvrdila, že jde přece jen pouze o poškozené těsnění mezi ET a družicovým stupněm, které lze snadno vyměnit. Stejně příznivá zpráva došla i z Kalifornie, kde technici zjistili, že příčinou úniku plynného vodíku z Columbie bylo vadné těsnění jednoho ventilu v rychlospoji. Obě závady neměly tedy společného činitele, takže připravy raketoplánů ke startu se mohly nanovo rozeběhnout.

U Atlantis se oprava omezila na pouhé přitažení 48 šroubů, jistících těsnění v přírubě, takže to vypadalo na uskutečnění tajného vojenského letu v období kolem 10. srpna 1990.

U Columbie se počítalo s výměnou celé rychlospojky, kterou si technici sice "vypůjčili" z Endeavour, ale i tak nebylo lze očekávat start dříve než v polovině září.

To však ponechávalo dostatečnou časovou rezervu pro přípravu letu STS-41, jehož startovní okno vzhledem k sondě Ulysses leželo mezi 5. až 14. zářím 1990 a opakovalo by se až za 13 měsíců.

Jenomže i když všechny šrouby na přírubách těsnění u Atlantis byly přitaženy o 10 % více, než žádaly specifikace, objevil se 25. července při zkušebním plnění opět únik vodíku, takže raketoplán následoval osud Columbie a putoval k demontáži do VAB.

K hale dorazil 8. srpna avšak musel ještě den vyčkat, dokud opravená Columbia neodjela na rampu 39A, aby se znovu dostala do čela této podivné soutěže.

Dříve nežli Atlantis stačila zaujmout uvolněné místo, dokázala bouřka spojená s krupobitím vyrobit na povrchu dlaždic její tepelné ochrany na tisíc drobných ďolíčků. Konečně v úterý 14. srpna byl družicový stupeň odpojen od ET a převezen zpět do OPF, aby tady téměř dva měsíce čekal na dodávku nové, letuschopné odhazovací nádrže ET. Do VAB se Atlantis vrátila teprve 2. října.

U Columbie již 12. srpna proběhla přímo na rampě zkouška těsnosti pomocí hélia. Ukázala sice drobný únik plynu, ale ten byl v mezích povolené tolerance.

Přesto byl start plánovaný na 1. září odvolán. Způsobila to nutnost opravy boxu telemetrie u experimentu BBXRT. Nové datum startu, 6. září krátce po půlnoci místního času, se pro změnu stalo obětí opětovných potíží s těsněním. Necelou hodinu po začátku plnění ET zaregistrovaly přístroje v motorovém prostoru koncentraci 0,65 % vodíku, což je více než desateronásobek povolené tolerance.

Tentokrát padlo podezření na recirkulační čerpadlo motoru č. 3, které bylo promptně vyměněno. Zkoušky podezřelého čerpadla, uskutečněné v Houstonu, však žádnou netěsnost neodhalily.

Pravou příčinu závady objevili až 11. září technici na rampě. Únik měl na svědomí skutečně motor č. 3, jenže nikoliv jeho recirkulační čerpadlo, ale palivový ventil. Při demontáži této součástky vyšlo najevo, že plná třetina teflonového povlaku na ocelové těsnící planžetě byla stržena.

Po výměně těsnění a zpětné montáži stanovilo vedení letu start Columbie na 18. září. To byl poslední možný termín jejího letu. V případě dalšího odkladu měla dostat přednost Discovery se sondou Ulysses, beztak už připravená na rampě 39B.

K této fatální situaci také skutečně došlo. Když se po padesátitříminutovém zpoždění zaviněném bouřkou opět začalo s plněním odhazovací nádrže u Columbie, zaznamenaly indikátory znovu přímo dramatický nárůst koncentrace plynného vodíku. Když dosáhla hodnoty 0,4 %, dal Robert Sieck, vedoucí startovních operací, již počtvrté příkaz k odvolání startu. Nepomohlo tedy ani zvýšení povolené koncentrace unikajícího vodíku z 0,06 na 0,1 %, k němuž dal 14. září souhlas Robert Crippen, ředitel pilotovaných letů NASA.

Columbie tedy musela ustoupit Discovery, ale nejen to. Jelikož na palubě raketoplánu Atlantis čekala výzvědná družice, určená pro podporu akcí v Perském zálivu, bylo rozhodnuto, že po ukončení letu STS-41 bude mít před Columbií přednost vojenská expedice.

Columbie měla být původně po úspěšném letu Discovery ponechána na rampě 39B, kam byla přesunuta již 8. října a měla zde také přečkat start Atlantis. Hrozba hurikánu však přinutila vedení KSC k jejímu uklizení do VAB.

Krátce předtím, 3. října, se věci ještě zkomplikovaly. Při zdvíhání družicového stupně Atlantis do vertikální polohy a jeho připojování k odhazovací nádrži, se ozvala z motorového prostoru dutá rána. Po jeho otevření technici shledali, že se tam zřítil hliníkový nosník, část přístupové plošiny, složené zhruba z 50 dílů a používané při práci v motorovém prostoru.

Nosník o hmotnosti 40 kg a délce 2,7 m zůstal v motorovém prostoru prostě zapomenut. Při svém pádu poškodil odvětrávací potrubí rozvodu kapalného kyslíku natolik, že část potrubí včetně pojistného ventilu musela být zcela vyměněna.

Celá sestava byla převezena na rampu 39A až v noci ze 12. na 13. října. Zpoždění čtyř dnů však tentokrát zavinil trvalý silný vítr, takže start vojenského letu byl určen na 10. listopad.

Mezitím se technici ve VAB věnovali odstrčené Columbii. Zjistili, že na ventilu v přívodu vodíku k motoru č. 2 došlo ke stejnému poškození jako v případě motoru č. 3. Stržené teflonové těsnění bylo vyměněno a 15. října putovala Columbie opět pod širé nebe, prozatím na rampu 39B.

Dne 23. října prošla Atlantis vítězně zkušebním plněním, při němž únik vodíku tentokráte nepřekročil ani 0,015 %.

O pět dnů později byla do nákladového prostoru umístěna tajná družice typu AFP-658, určená pro elektronický průzkum. Její hmotnost činila přibližně 10 tun do nichž spadal i urychlovací stupeň, který měl družici vynést na operační dráhu ve výši kolem 740 km.

Při prověrkách systémů družice se však 31. října objevily problémy, které si vynutily odklad startu až na 15. listopad. Odpočítávání bylo zahájeno čtyři dny před tímto datem ve 22.30 místního času (EST), tj. 12. 11. v 03.30 UT.

Následujícího dne v 06.00 EST však došlo k jeho plánovanému přerušení. Přednost dostal start rakety Titan 4 s družicí včasné výstrahy, který právě probíhal na rampě 41. "Countdown" Atlantis se proto znovu rozeběhl až 13. listopadu ve 12.01 EST, tj. v 17.01 UT. Odpočítávání proběhlo bez problémů, takže raketoplán zamířil za svým úkolem 15. listopadu 1990 v 18.48.15 EST (23.48.15 UT). Na palubě byla pětice astronautů: velitel plk. USAF Richard C. Covey a pilotem freg. kpt. Frank L. Culbertson. Trojici letových specialistů tvořili kpt. armády Charles D. Gemar, pplk. USAF Carl L. Meade a plk. námořní pěchoty Robert C. Springer.

Jako obvykle, v T +30 s byl automaticky snížen tah hlavních motorů SSME ze 104 % nominálního tahu na 72 %. Vzletové motory SRB byly odhozeny v T +125 s a za osm a půl minuty po vzletu se Atlantis již nacházela na suborbitální dráze a přibližně 40 minut po startu se manévrem motorů OMS dostala na pracovní dráhu ve výši 214-223 km. Perioda jejího oběhu činila 88,68 min, sklon k rovníku 28,47°. Během letu však raketoplán několikrát tuto svoji dráhu změnil.

Další průběh letu byl plně utajen. Šlo totiž o poslední ze sedmi přísně tajných vojenských letů raketoplánů; další vojenské lety již podléhat cenzuře nebudou. K vypuštění tajné družice s krycím názvem USA-67 došlo až druhého dne letu Atlantis. Kolem této družice existuje spousta nejasností. V prvé řadě její vypuštění nebylo oficiálně po dlouhou dobu oznámeno k registraci v OSN; také označení USA-67 jí bylo přiřazeno až po startu družice Navstar 2A-01 (26. listopadu), která má krycí označení USA-66. Amatérští astronomové, kteří s oblibou sledují právě tyto vojenské lety raketoplánu, se vyznamenali i tentokráte. Sean Sullivan z Melbourne pozoroval objekt, předbíhající raketoplán o 24 sekund, který však na dalším oběhu zmizel. První vysvětlení znělo, že mohl být - v důsledku nějakých potíží - opět naložen na palubu. Dnes je však již téměř jisté, že mezitím došlo k zapálení prvního stupně IUS, který družici - pravděpodobně typu DSP - dopravil na dráhu přechodovou ke dráze geostacionární. Družice DSP slouží k včasné výstraze před útokem balistických raket.

Původně plánovaný čtyřdenní pobyt v kosmu byl nečekaně o jeden den prodloužen. Vojenská osádka raketoplánu sice již 18. listopadu ukončila veškeré experimenty a chystala se k přistání na příští den v odpoledních hodinách, s brzdicím manévrem plánovaným kolem 20.56 UT na 63. oběhu, avšak silný protivítr v Mojavské poušti si vynutil odklad. Nejprve o pouhý jeden oběh. Zdálo se totiž, že vítr slábne. Meteorologické podmínky nad Edwards AFB z letadla kontroloval astronaut Dan Brandenstein, který hodnotil situaci jako přijatelnou. Proto byl brzdicí manévr stanoven na 22.25 UT, ale pouhé čtyři minuty před zážehem motorů OMS ředitel letu Lee Driscoe přistávací manévr opět odvolal. Vítr se totiž stočil a vál téměř kolmo na přistávací dráhu 22.

"Odvoláváme přistání," oznámil lakonicky spojař astronaut Ken Bowersox osádce pouhých 90 sekund před ztrátou spojení přes družici TDRS East.

"Rozumím," potvrdil velitel Covey. "Jdeme na okruh. Už jsme sice spustili APU, takže ji zase musíme vypnout."

V té době měl již raketoplán samozřejmě uzavřeny dveře nákladového prostoru. I ty bylo nutno opět otevřít, vzhledem k možnému přehřátí, protože další pokus o přistání mohl přijít až následujícího dne. Meteorologická situace na základně Edwards se však nezlepšila ani 20. listopadu. V noci se přehnal nad základnou Edward AFB liják, který rozbahnil písečné dráhy na dně vyschlého Rogersova jezera a na dráze 22 stále platil zákaz přistávání pro silný nárazový boční vítr. Ani předpověď na 21. listopadu nevypadala nijak slibně. Záložní letiště na White Sands Missile Range v Novém Mexiku mělo podobné počasí. Naproti tomu povětrnostní situace na Cape Canaveral byla téměř ideální. Roztrhané mraky v 1200 m a 9000 m, neomezená dohlednost a slabý severovýchodní vítr o rychlosti 13 km/h. Počasí zde se mělo začít horšit až 21. listopadu a tak kolem 13 hodiny EST rozhodlo vedení letu o přistání Atlantis na Kennedy Space Center na Floridě.

Let skončil perfektním dosednutím na dráhu 33 dne 20. listopadu 1990 v 16.42.43 EST (21.42.43 UT) při rychlosti 352 km/h, po letu trvajícím 4 dny 21 h 55 min 22 s. Bylo to teprve šesté přistání přímo na místě startu z celkového počtu 37 letů raketoplánů. Častější využití letiště na KSC, oficiálně označovaného SLF (Shuttle Landing Facility), se nepředpokládá, ačkoliv by se tím ušetřilo 6 až 8 dní v cyklu příprav k dalšímu letu. Příčinou je nejen mnohem menší spolehlivost krátkodobé meteorologické předpovědi v této oblasti, ale zejména malá délka jediné letištní dráhy 15/33, která činí pouze 4572 m.