---

Posádka :
Brand,V.D.[VE] | Gibson,R.L.[PL] | McCandless,B.[MS] | McNair,R.E.[MS] | Stewart,R.L.[MS]

---

Popis letu : (převzato z L+K 10-11/84 se svolením Mgr. A.Vítka)

STS-41-B

V PROSTORU BEZ LANA

Ing. JOSEF KRUPIČKA, CSc.
ANTONÍN VÍTEK, CSc.

Desátý start amerického raketoplánu - čtvrtá expedice Challengeru - byl předznamenán dramatickým závěrem předchozího letu Columbie: v průběhu jejího přistávání vysadily postupně dva palubní počítače AP-101 a požár na palubě, zaviněný únikem hydrazinu, vyvrcholil výbuchem této látky několik minut po přistání.

Příčinou úniku hydrazinu ze dvou APU v motorovém prostoru bylo poškození umělohmotového těsnění ve spojovacích přírubách potrubí. Zbytky hydrazinu ve styku s vlhkostí projevily své žíravé účinky, přičemž dvanáctiměsíční odstavení Columbie po roce nepřetržitého provozu poskytlo dostatečnou lhůtu k dovršení díla zkázy.

U Challengeru bylo těsnění v potrubí vystaveno účinkům zvlhlého hydrazinu jenom několik dní, ale vedení NASA přesto rozhodlo vyměnit všechny tři jeho čerpadla APU za zbrusu nová.

Také počítače AP-101 byly z raketoplánu vymontovány již před vánocemi a odeslány výrobci (IBM) k revizi, zda v pouzdrech integrovaných obvodů nezůstaly po pájení mikroskopické kovové částečky, které zavinily zmíněný výpadek na Columbii.

Jelikož se tyto částice vyskytly i zde, došlo nakonec k výměně čtyř počítačů z pěti, a k nim byl pro jistotu do Challengeru přidán ještě šestý, jakožto rezerva. K montáži AP-101 došlo až 27. 1. 1984, ovšem již před svátky bylo zřejmé, že revize dvojího zařízení způsobí skluz v termínech. Ředitelství NASA se proto rozhodlo odložit start z 31.1. na 3.2.1984.

Mezi vánocemi a Novým rokem se kvůli dovoleným veškeré práce zastavily, avšak již 6. 1. putoval Challenger do VABu k montáži startovacích motorů a vnější nádrže. Na rampu 39A šla celá sestava 12. 1. a 14. 1. začalo dvoudenní ukládání družic do nákladového prostoru. Po 15. 1. proběhly komplexní zkoušky systémů a 24. 1. se uskutečnil zkušební zážeh nových APU, vybraných z třetího raketoplánu Discoverý již začátkem ledna.

Vlastní odpočítávání se rozeběhlo 1. 2. v 02.00 místního času v době T-43 h, tedy s časovou lhůtou zkrácenou oproti letu STS-9 o hodinu. Třináctiminutové startovní okno začínalo 3. 2. v 08.00 místního času, což bylo podmíněno východem slunce na základně Edwards AFB v Kalifornii, která měla úlohu nouzového letiště po jednom obletu zeměkoule. Pro nouzové přistání skokem přes Atlantik a Atriku se počítalo s letištěm v Dakaru. Ani jedné z těchto přistávacích ploch nebylo zapotřebí. Challenger vzlétl za ideálních povětrnostních podmínek přesně na začátku povoleného okna. Motory SRB dohořely po 129 s, v T+8.48 min došlo k vypnutí hlavních motorů a dva postupné manévry OMS přivedly kosmickou loď na kruhovou dráhu ve výši 302 km nad povrchem Země, se sklonem k rovníku 28,5°.

Osádku raketoplánu tvořili: Vance D. Brand velitel letu, Robert L. Gibson, pilot, a letoví specialisté Bruce McCandless, Ronald E. McNair a Robert L. Stewart.

Jejich prvním úkolem bylo otevření nákladového prostoru. Užitečné zatížení zde umístěné tvořily především dvě telekomunikační družice: Westar 6, která měla sloužit pro vnitrostátní telekomunikaci v rámci USA, a Palapa B-2, určená pro regionální komunikaci v oblasti jihovýchodní Asie.

Ve válcovém pouzdru se nalézala cílová družice IRT pro nácvik setkávání raketoplánu s nespolupracujícím tělesem. Byl to balón z polyesterové fólie, ktery měl po naplnění dusíkem vytvořit kouli o průměru 2 m, nesoucí navíc zatížení asi 90 kg.

Na přední stěně nákladového prostoru byly zavěšeny dvě manévrovací jednotky MMU, tedy zařízení umožňující kosmonautům pohyb ve vesmírném prostoru pomocí dvou nezávislých skupin po 12 tryskách poháněných dusíkem.

Zbytek nákladu tvořila modulární plošina SPAS-01A, použitá již při letu STS-7, maketa palivového systému družice Landsat D a šest autonomních užitečných zatížení GAS.

Osádka raketoplánu se ujala především družice Westar 6, která byla pružinami vymrštěna do prostoru kolem 21.00 UT. Po 45 min letu setrvačností došlo k zážehu motoru jejího urychlovacího stupně PAM-D. Všechno se zdálo být v pořádku, avšak v době, kdy se Westar 6 měl dostat do zorného pole pozemních sledovacích stanic, nepodařilo se zachytit signály jeho telemetrie. Radarové a optické pátrání nakonec zjistilo, že družice dosáhla dráhy 352 - až 1404 km, místo přibližně plánovaných 200 až 36 000 km. Urychlovací motor musel hořet jen kolem 15 s, místo potřebných 80 s, za což nejspíše mohlo prohořelé hrdlo trysky.

Tato havárie - první po šestnácti úspěšných startech - způsobila převrat v plánovaném programu. Vypuštění další telekomunikační družice, určené na druhý den letu, bylo prozatím odvoláno a uvolněný čas kosmonauti věnovali cílové balónové družici.

I tu se však dostavil nezdar. Vymrštění kontejneru pomocí pružin proběhlo ještě bez problémů. Otevření jeho víka pomocí dvou lanek spojujících pouzdro (obsahující balón) s raketoplánem, se však nepodařilo. Lanka předčasně vyklouzla z úchytů a krycí víko se neotevřelo. Další dvě lanka, ovládající ventily láhve s dusíkem, sloužícím k naplnění balónu, fungovala bezvadně. Dusík, unikající do uzavřeného prostoru, způsobil přetlak, který po čase víko válce vyrazil avšak balón při tom nevydržel a praskl.

Tím sešlo z experimentů, při nichž měla být prověřena radarová aparatura na Challengeru. Původně se plánovalo vyhledání cílové družice a provedení přibližovacího manévru na základě dat zjištěných radarem. Místo toho všeho musel Challenger co nejrychleji odmanévrovat od oblaku trosek, který se po explozi vytvořil z 90kg wolframovýeh plíšků, tvořících zátěž balónu. Během vzdalovacího manévru vyzkoušela osádka raketoplánu na těchto troskách alespoň částečně funkci palubního radiolokátoru spolu s funkcí výpočetních programů, sloužících ke zpracování pořízených dat. Výsledek testů dopadl na výbornou, což však bylo jen malou náplastí za utrpěný neúspěch s cílovou družicí.

Smůla se však lepila osádce Challengeru na paty i nadále. Zástupci indonéské společnosti Perumtel sice dali souhlas k vypuštění družice Palapa B-2, ale při jejím startu čtvrtého dne letu se neblahá zkušenost s Westarem opakovala. Urychlovací motor PAM-D zhasl tentokrát již po 8 sekundách, takže docílená dráha byla ještě nižší, pouhých 278 až 1200 km. Vypuštění druhé družice skončilo tedy rovněž fiaskem a odborníci se po rozboru situace rozhodli ponechat obě tělesa svému osudu. K tomu vedly zejména tyto důvody:

Použití urychlovacího motoru, zabudovaného v družici k jejímu navedení na dráhu s periodou 12 h, by nepřineslo žádný zisk. Družice nelze zachytit raketoplánem, protože jejich dráha je příliš výstředná na to, aby s nimi raketoplán mohl vyrovnat rychlost. Korekce dráhy družic pomocí jejich manévrovacích trysek je rovněž obtížná vzhledem k řídkému operativnímu spojení se Zemí a k rotaci družic, která znemožňuje zapálit motorky na delší dobu. I v případě setkání s raketoplánem neexistuje zatím přípravek na uchopení družic tohoto typu a také není znám takový způsob jejich zpětného uložení v nákladovém prostoru, jenž by zajistil družicím ochranu před poškozením přetížením při návratu raketoplánu do atmosféry a jeho dosednutí na přistávací dráhu. Celkové náklady spojené s naznačenými operacemi a náklady na opětovnou přípravu družic ke startu by mohly vystoupit až na 80% pořizovací ceny nové družice.

Způsoby a prostředky k záchraně družic by tedy musely být nejprve vypracovány a mohly by být náplní některého z příštích letů. Osádka Challengeru nemohla pro věc nic podniknout a raději se věnovala svým vlastním úkolům. Úspěšně provedla materiálové pokusy na západoněmecké družici SPAS-01A, které ovšem byly jen opakováním pokusů z letu STS-7.

Zlatým hřebem programu však byly dvě vycházky do kosmického prostoru, poprvé bez zajištění kosmonauta lanem. Pátého dne letu, 7. 2., vystoupili Bruce McCandless a Robert Stewart ve skafandrech do nákladového prostoru raketoplánu. McCandless jakožto první letový specialista (MS-1), doplul k manévrovací jednotce (MMU-1), uložené v levém předním rohu nákladového prostoru. Během jednoho obletu prověřil její systémy a pak, v době kdy Challenger míjel Havaj, se zamkl do manévrovací jednotky, odpojil ji od jejího lůžka a vyplul do přední části nákladového prostoru.

"To by byl asi malý krok pro Neila," parafrázoval při tom MS-1 Armstrongův výrok z Měsíce, "ale pro mě je to po čertech velký krok."

Ve tmě nad Pacifikem, pouze při pracovním osvětlení nákladového prostoru, vyzkoušel McCandless obraty na místě. Pak přeletěl přes SPAS do prostoru před kolébkami po družicích a dovedně se s MMU proplétal mezi překážkami. Následoval let nad okraj raketoplánu a vzápětí sestup po hlavě zpět do nákladového prostoru.

Po těchto cvicích dostal McCandless od velitele Branda povolení k letu do vzdálenosti 45 metrů od raketoplánu. MS-1 vzlétl nejprve ve svislé poloze asi 4 m nad Challenger a pak se od něj vzdaloval pozpátku tak, aby měl raketoplán stále v dohledu.

"Už mám pod nohama Floridu," oznámil, když míjeli Texas. "Zkusím vám ji ukázat TV kamerou!"

Kamera, namontovaná na MMU, poskytovala pozemnímu středisku představu a tom, co kosmonaut sám vidí. Zájem se však především soustřeďoval na stabilitu obrazu a tedy na chování manévrovací jednotky. Let sám byl sice dosti stabilní, ale McCandless i Stewart tvrdili, že při dlouhodobém zapojení trysek pro urychlení pohybu se MMU dosti třese. Tento efekt je způsoben rychlým přepínáním různých skupin trysek, které se snaží zabránit tomu, aby se manévrovací jednotka s kosmonautem nedostala do rotačního pohybu.

McCandlessův výlet do vzdálenosti 45 m trval i s cestou zpět celkem 12 minut. Po návratu dostal povolení odletět na 90 m. Podle radarových měření se MS-1 dostal s MMU-1 dokonce do vzdálenosti 98 m od Challengeru a přitom si pochvaloval:

"Ten pohled co tu mám, to je něco docela jiného, než když člověk kouká z kabiny letadla. Tomuhle říkám panorama!"

Zatímco se McCandless kochal pohledem do hlubin vesmíru, zápasil jeho méně šťastný kolega Stewart s různými potížemi. Nedařilo se mu zasunout nohy do úchytů u stěny nákladového prostoru a stejně zápasil i s úchyty pro nářadí na montážní plošině na konci ramene dálkového manipulátoru RMS. Tato plošina má podobnou funkci jako zařízení, užívané při opravách pouličního osvětlení, a kosmonaut, který je v ní zachycen nohama, má volné ruce pro opravy a práci, řekněme, na povrchu kosmické stanice. Přitom se pomocí "kanadské ruky", ovládané ze vnitřku kabiny raketoplánu, přesouvá podle potřeby.

Po druhém návratu McCandlesse k raketoplánu pomohl Stewart svému kolegovi s připínáním stykovacího adaptéru, upraveného k napojení na kotvičku, umístěnou na družici SSM. MS-1 šestkrát vyzkoušel spojení s maketou kotvičky na stěně nákladového prostoru a pak došlo i na Stewarta, aby si vyzkoušel pilotáž MMU-1. Vzhledem k časové ztrátě dostal povolení jen k jednomu letu, nejprve do vzdálenosti 45 m a po prověření zásob dusíku odletěl od Challengeru až na 93 m, rychlostí asi 0,6 m/s.

McCandless zatím převzal místo na plošině a nechal se McNairem přenášet na rameni "kanadské ruky". Rameno bylo velmi stabilní a k jeho vychýlení musel MS-1 vyvinout sílu 175 N, skoro dvojnásobek toho, co se předpokládalo. První skutečnou službu prokázalo celé zařízení při neplánované opravě přepínače na hmotovém spektrometru na SPAS-01A. Pak následovala demontáž plošiny, uložení nářadí a návrat do raketoplánu po 6 hodinách pobytu ve vesmíru.

Druhý výstup se konal po celodenním odpočinku, tedy 9. 2., sedmý den letu. Těsně před výstupem však Gibson zjistil závadu na záložním systému řízení bočního pohybu zápěstí manipulátoru. Podle letových pravidel to znamenalo zákaz použití plošiny SPAS, která měla na konci "ruky" sloužit jako pohyblivý cíl pro nácvik setkání kosmonautů s družicí.

Oba kosmonauti tedy nacvičovali létání pouze proti pevným cílům, umístěným v nákladovém prostoru. K tomu tentokrát použili MMU-2, garážovanou v pravém předním rohu. Když ji tam Stewart na konci práce vracel, došlo k uvolnění adaptéru, který předtím použil McCandless k uchycení nohou v nákladovém prostoru. Adaptér začal odplouvat ven.

Brand, velitel letu, si okamžitě ověřil, zda oba účastníci EVA jsou v pořádku a přidržují se. Potom začal manévrovat tak, jakoby kosmonaut letící s MMU v prostoru neměl možnost návratu k raketoplánu. McCandless rychle přeručkoval podél okraje nákladového prostoru až k pravému manévrovacímu motoru OMS a odtud naváděl Branda tak dlouho, až mohl rukou dosáhnout na uniknuvší adaptér a přitáhnout jej zpátky.

Tato vycházka trvala rovněž asi 6 hodin; MS-1 ještě znovu vyzkoušel létání s MMU-2 a Stewart simuloval tankování družic ve vesmíru pohonnými hmotami. Stejně jako v prvém případě, následoval i po druhé vycházce do kosmu odpočinkový den.

V den návratu, 11. 2., vyvstaly na Kennedy Space Center problémy s mlhou, která se rozplynula teprve 15 min před zapálením motorů OMS na Challengeru. Manévr započal nad Indickým oceánem, kdy 169 s brzdění přivodilo ztrátu rychlosti 96,5 m/s. Během sestupu měli piloti příležitost vyzkoušet chování příčně nevyváženého raketoplánu: v pravém modulu OMS bylo totiž úmyslně ponecháno asi o 800 kg více pohonných hmot.

Challenger přistál 11. 2. ve 12.16 UT na dráze 15 na KSC, přibližně 6 km od místa startu a 230 m od plánovaného bodu. Země se dotkl 587 m za prahem dráhy při rychlosti 350 km/h a jeho doběh činil 3285 m. Po zastavení mu zbývalo ještě 700 m, ačkoliv dráha na KSC je kratší než na Edwards AFB (všechna dosavadní přistání kromě STS-3) nebo na White Sands (STS-3).

Přistání na Floridě urychlilo přípravy k dalšímu startu o 6 až 8 dní protože odpadly přípravy k přeletu z Kalifornie i přelet sám. V 18.30 UT už tahač přepravoval raketoplán do budovy OPF, v níž byl Challenger asi po hodině zaparkován.

Během letu STS-10 se vyskytlo 25 drobných anomálií, mezi nimi i špatná funkce palubního záchodu. To byl tradiční nedostatek dosud každého letu.

Vážnější byla ztráta balónové družice a zvláště ztráta dvou družic telekomunikačních. Škodu sice nahradí pojišťovny prakticky v plném rozsahu ovšem na druhé straně hrozí zvýšením pojistného o 50 až 200%.