---

Posádka :
Casper,J.H.[VE] | McMonagle,D.R.[PL] | Harbaugh,G.J.[MS] | Runco,M.[MS] | Helms[ová],S.J.[MS]

---

Popis letu : (převzato z L+K 22/93 se svolením Mgr. A.Vítka)

STS-54 / TDRS-F / DXS

ZA TAJEMSTVÍM SUPERNOV

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

Hned den poté, co se raketoplán Endeavour vrátil po letu STS-49 na Kennedy Space Center, byl bez průtahů odvezen do haly č.1 v OPF. To bylo 21. září 1992; zůstal tam poctivé dva měsíce až do 23. listopadu. Odstrojení a výměna tří SSME za jinou trojici kyslíkovodíkových motorů si vyžádala svůj čas. Ještě k tomu dostal Endeavour nové vybavení; šlo o dva spektrometry difúzního rentgenového záření DXS. Každý z nich byl namontován na jednu stranu trupu v nákladovém prostoru.

Pak přišlo přestěhování do VAB, kde k němu technici připojili startovací motory SRB a odhazovací nádrž ET. Prověrky systémů a spojů nebylo třeba uspěchat. Čekalo se totiž na start Discovery z rampy 39A v rámci mise STS-53. K tomuto startu došlo 2. prosince, a hned o den později vyrazil Endeavour i s vypouštěcím mobilním zařízením na pásovém transportéru - ovšem na rampu 39B.

Tady ho očekávalo užitečné zatížení, představované spojovací družicí TDRS-F. Ta měla být zlatým hřebem programu, tedy letu STS-54.

Družice sem dorazila daleko dříve. Z Redondo Beach v Kalifornii, kde jsou závody firmy TRW Space Systems, přišla na KSC už v září. V budově VPF ji technici příslušně prověřili a také k ní připojili dvoustupňový IUS (výr. č.13). Urychlovací jednotka pocházela ze závodů firmy Boeing Aerospace Co. (Seattle, stát Washington), a také ona tu byla s předstihem. Ovšem celý komplet, tedy družice, IUS i otočné lůžko, to vše se dostalo na rampu až 10. listopadu a do nákladového prostoru ještě později, tedy 4. prosince.

Simulovaný countdown proběhl bez potíží, takže ředitelství letu stanovilo start na 13. ledna 1993.

Ostré odpočítávání začalo jako vždy o tři dny dříve, již 10. ledna od 13.00 místního času EST (18.00 UT) od obvyklých T -43 hodin. Ještě předtím přiletěla z Houstonu letová osádka a zabydlela se v OCB. Vzdor všem těm třináctkám běžel countdown až kupodivu jako na drátkách, přerušován pouze obvyklými plánovanými přestávkami. K první z nich došlo v T -27 hodin na čtyři hodiny, ta druhá, v T -11 hodin byla zahájena 12. ledna 1993 v 05.00 EST (10.00 UT). Tomuhle druhému přerušení přezdívá pozemní obsluha "dlouhé". Je charakteristické tím, že doba jeho trvání i při naprosto hladkém průběhu předstartovních operací se mění případ od případu. Operace od T -43 h do T -11 h totiž probíhají při každém startu raketoplánu ve standardním čase. Je ovšem nutno, aby další časový průběh byl přizpůsoben předpokládanému okamžiku startu. Různě dlouhá prodleva v T -11 h tedy v podstatě vyrovnává rozdíl mezi stereotypním začátkem a proměnlivým časovým koncem operací.

Od T -11 h totiž už nelze příliš měnit vyčkávací doby, protože hned po spuštění odpočítávání začne technická služba naplňovat nádrž ET kapalným kyslíkem a vodíkem. Takové látky nelze neomezeně dlouho skladovat.

Tentokrát trvalo "dlouhé" přerušení 12 hodin a 32 minut, takže stopky se znovu rozeběhly až v podvečer, v 17.32 EST (22.32 UT). Během doby technici bez potíží naplnili ET kryogenními látkami, takže ke spokojenosti zbýval už jen verdikt meteorologů. Ti naservírovali osádce raketoplánu k snídani zprávu o povětrnostní situaci na celém světě, přirozeně že se zvláštním zřetelem na počasí nad letištními plochami v Evropě, Africe i Americe, všude tam, kde by bylo možno přistát v případě nezdařeného startu.

Odpočítávání mezitím dospělo k T -3 h a to bylo signálem pro astronauty, aby sbalili kufry a napochodovali do transportního skříňového automobilu, který je dopravil na rampu 39B.

V čele skupiny astronautů stál velitel plk. USAF John H. Casper (STS-36 v únoru 1990); druhým pilotem byl plk. USAF Donald R. McMonagle (STS-39, duben 1991 ). Dále se letu účastnili tři letoví specialisté: Gregory J. Harbaugh (STS-39), korv. kpt. USN Mario Runco (STS-44, listopad 1991 ) a mjr. USAF Susan Helmsová, které připadla úloha nováčka v týmu.

Ke konci odpočítávání se vynořily drobné technické potíže. Především to byly problémy se záložním topením v klimatizačním systému kabiny, dále přeplněná nádrž na pitnou vodu a do třetice stopy hélia v prostoru mezi kyslíkovou a vodíkovou nádrží v ET. To vše se podařilo včas vyřešit. Také meteorologický brífing z T -1 h ničím nehrozil. Nejhůře ze všeho dopadl jeden ze tří radionavigačních systémů TACAN, který si v poslední chvíli postavil hlavu a signalizoval vytrvale chybné hodnoty. Vedení letu ho prostě ignorovalo a povolilo start pouze se dvěma funkčními navigačními systémy. V podstatě moudré rozhodnutí, protože TACANy stejně přijdou ke slovu jen v závěrečné fázi při přistávání.

Horší už bylo, že ke konci odpočítávání přece jenom o sobě dali vědět "rosničkáři" s tím, že vysoko nad Cape Canaveral je poněkud vyšší rychlost větru, než povolují normy. Analýza vzniklé situace chvíli trvala, takže poslední přerušení countdownu v T -9 min se protáhlo z obvyklých desíti skoro na sedmnáct minut. Nakonec všechno dopadlo dobře, takže 13. ledna 1993 v 08.59.30 EST (13.59.30 UT) vyšlehl z trysek startovacích motorů Endeavour ohnivý chvost a v pořadí pátý exemplář amerického raketoplánu se zvolna odlepil od rampy 39B a zamířil nad Atlantský oceán. V T +125 sekund dohořely motory SRB a oddělily se. Řídicí středisko zjistilo v průběhu jejich funkce nečekané zakolísání tlaku v pravém SRB. Bylo to v T +67 s. Tlak v motoru vyskočil z normální hodnoty 4,4 MPa na 4,8 MPa. Zakolísání trvalo pouhé tři sekundy. Pak se tlak vrátil zpět do normálu. Konstrukční limit motorů sice udává 6,9 MPa a tlak v průběhu letu narůstá normálně až na 6,2 MPa - ovšem ne kolísavě. Proto byla okamžitě ustavena komise, která se měla touto anomálií zabývat.

Oba vyhořelé motory SRB se zvolna snášely na padácích k Zemi. Tam někde dole na hladině moře na ně čekaly vlečné lodi USS Freedom a USS Liberty, aby je odtáhly do Port Canaveral. Po vylovení budou motory rozebrány, prověřeny a znovu naplněny tuhou pohonnou látkou založenou na bázi polybutadienu, hliníkového prášku a chloristanu amonného.

Mezitím raketoplán nabýval pod tahem motorů SSME rychlosti potřebné k dosažení suborbitální dráhy. Činnost motorů skončila přesně v T +517 s a o dvanáct sekund později došlo k odhození téměř prázdné nádrže ET. O tu se ovšem nikdo nestará a také nemůže, protože její zbytky po průletu atmosférou skončí daleko od pevniny v mořských hlubinách.

Během navádění na suborbitální dráhu se projevila další závada: teplota chladicího oleje v čerpadle hydrauliky APU č. 2 vzrostla nad povolenou hranici a proto počítače čerpadlo vypojily. O přerušení letu se ovšem nedalo ani mluvit, protože dvě zbývající čerpadla stačila udržovat tlak v hydraulice na potřebné výši, čímž bylo zaručeno vychylování motorů SSME a tedy řiditelnost letu.

Příčinou závady bylo se vší pravděpodobností nahromadění vodního ledu v chladiči čerpadla, což nikoho příliš neznepokojovalo. Právem se dalo očekávat, že nahromaděný led v průběhu dalšího letu vysublimuje a APU č. 2 bude k dispozici pro řízení kormidla, aerodynamické brzdy a elevonu až dojde k návratu na Zemi.

Endeavour tedy prozatím stoupal vzhůru po protáhlé elipse suborbitální dráhy až do apogea. V T +39 min 55 s, ve výši 295 km nad Zemí, zažehly počítače oba motory OMS na dobu 146 s. Tím raketoplán přešel na operační dráhu s parametry hP = 296 km, hA = 300 km, P = 90,48 min, i = 28,47°, která měla být jeho parkovištěm pro nejbližší dobu. Bylo na osádce, aby se pustila do práce.

Její první a hlavní úkol spočíval ve vypuštění retranslační družice TDRS-F. V T +2 h 40 min došlo nejdříve k natočení celé sestavy o 29°, pak ve spolupráci se střediskem USAF v Sunnyvale (Kalifornie) proběhly nezbytné prověrky a po jejich ukončení - přibližně šest hodin po startu - vytočil Runco IUS i s družicí na plných 57° k podélné ose raketoplánu. O třicet minut později bylo slyšet z letové paluby konečné povely:

"Vypouštěcí zařízení odjištěno... odjištění potvrzeno... tři... dva... jedna... teď!"

Výbušné nýty uvolnily IUS z nosného prstence a osádka pocítila slabý otřes, když ocelové pružiny udělily celé soupravě o hmotnosti 17 353 kg potřebnou rychlost 0,1 m/s. IUS s družicí majestátně vyplula z nákladového prostoru.

"Tak už letí", hulákal Runco nadšeně. Casper mezitím uvedl do chodu motorky RCS a opatrně odmanévroval do bezpečné vzdálenosti. O 14 minut později se ozvaly i motory OMS, které zvýšily rychlost raketoplánu o 9,4 m/s, což ovšem znamenalo i změnu výšky dráhy na 300 až 330 km. Pak se ještě družicový stupeň natočil k sestavě TDRS/IUS břichem, aby spalné produkty z prvního stupně IUS nezaneřádily křemenná okna pilotní kabiny.

K zážehu motoru prvního stupně IUS - je na TPL - došlo ve 22.15 UT a doba hoření byla celkem 151 s. Tímto manévrem se celá sestava dostala na přechodovou dráhu a o družici se začalo starat středisko v Sunnyvale. Další osudy retranslační družice, nyní už s definitívním jménem TDRS-6 se už raketoplánu netýkaly, takže jeho osádka se mohla v klidu pustit do vědecké činnosti.

Jako první přišly na řadu dva identické spektrometry DXS. Byly určeny ke zjišťování vlnové délky a intenzity emisních čar rentgenového spektra v rozsahu 3,2 - 8,4 nm. Šlo tedy o sledování velmi horkého, ionizovaného plynu či plazmatu o teplotě kolem miliónu kelvinů, který je vyvrhován do mezihvězdného prostoru při explozi supernovy v okamžiku její katastrofy a zániku.

Nejsilnější zdroj takového záření má být podle astronomů totožný s pulsarem Geminga. Nyní šlo o to tuto domněnku pomocí experimentu DXS potvrdit.

Měření bylo zahájeno na 7. oběhu, ale bohužel už o tři oběhy později začal spektrometr, umístěný na levém boku, zlobit. Nejdřív vykazoval nesmyslně vysokou hodnotu intenzity rentgenového záření a po chvíli telemetrie nahlásila nepřiměřeně vysoké napětí v obvodu detektoru. Automatika proto přístroj raději vypojila, aby nedošlo k poškození čidel.

Astronauti měli prozatím s pozorováním utrum, ale to neznamenalo, že by celá osádka musela zahálet. Předem připravený záložní program činnosti spočíval v testování přesnosti navigačního systému raketoplánu pomocí hvězd zaměřovaných nitkovým křížem přístrojového hledáčku. To nebylo sice tak napínavé jako měření s DXS, ale astronauti se nakonec přece jen ukládali ke spánku spokojeně, s pocitem dobře vykonané práce.

Druhého dne věnovali piloti pozornost letové dráze. Pomocí motorů OMS (26 s hoření) poněkud snížili apogeum a zvýšili perigeum, takže Endeavour se teď pohyboval téměř po kružnici 302-304 km.

Letoví specialisté mezitím začali louskat problém se spektrometry. Na radu odborníků ze Země (ti si lámali hlavu celou předchozí noc) byly detektory vadného DXS naplněny novou dávkou pracovní plynu P-10, což je směs argonu a metanu. Propláchnutí plynem a následné zahřátí zbavilo detektory zbytků atmosféry, takže po opětovném zapojení fungovaly spolehlivě až do konce letu, i když nad přesností levostranného přístroje vědci přece jen kroutili hlavami.

Susan Helmsová se pustila do práce se zařízením CGBA, v němž bylo umístěno celkem 28 komerčních biologických experimentů. Na pořad se také dostal pokus PARE, při kterém astronauti sledovali chování krys, rozeběhl se i experiment CHROMEX věnovaný studiu dělení buněk a chromozomů v beztížném stavu.

Mnohem nepříjemnější byla tisková konference naplánovaná pro rozhlasovou stanici WOR v New Yorku. Konala se třetího dne letu a páni novináři si při té příležitosti neodpustili otázky o kvalitě funkce - dámy prominou - sociálního zařízení. To se ví, že se tomu neříkalo prostě a po lidsku záchod. To by vedení NASA nepřeneslo přes srdce. Příslušná věc v úřední nomenklatuře nese hrdý název Systém pro uchování odpadů (Waste Containment System). Osádka raketoplánu zavalená choulostivými dotazy připustila, že zmíněné zařízení, jehož vývoj přišel na 24 mil. dolarů funguje prozatím jedna báseň.

Když byla tiskovka zprovozena ze světa, všichni si spokojeně oddechli. Letoví specialisté se opět ujali pokusů, ze kterých byl snad nejzajímavější SSCE, opakovaný již po šesté. Jenže tentokráte při tom šlo poprvé o spalování kusu plexiskla.

Rozeběhl se také experiment, v němž astronauti sledovali tok nosného média a kapalných živin v malém rotujícím válcovém pouzdře, tzv. bioreaktoru. Prototyp tohoto zařízení byl odzkoušen za letu STS-44 v listopadu 1991. Bioreaktor má při některém z příštích letů sloužit ke studiu rakovinných buněk. Tyto buňky lze totiž na Zemi jen těžko pěstovat bez rušivých vlivů, jakými jsou např. kontakty se stěnami nádob.

Po všech těch vysoce specializovaných úkonech se však začalo připravovat také něco docela jiného. Tlak vzduchu v obytných prostorách Endeavour se snížil na 703 hPa, což neklamně signalizovalo výstup astronautů do kosmického vakua. Snížení tlaku způsobí pokles obsahu dusíku v krvi a tím se sníží i riziko kesonové nemoci, k níž by mohlo dojít při náhlém snížení tlaku ve skafandru při jeho poškození.

Ale předtím než došlo k EVA, očekávala osádku ještě zvláštní pedagogická povinnost. Astronauti, shromáždění před televizní kamerou, prováděli jednoduché experimenty s hračkami, ukazující zvláštnosti stavu beztíže, Pořad byl vysílán pro potřeby amerických základních škol, ale stejnou měrou pobavil i astronauty samotné. Harbaugh všem s chutí předváděl basketbal s malým míčkem z pěnového polyuretanu. Využíval jeho odrazů od stropu a dociloval jednoho koše za druhým za potlesku přihlížející osádky.

Runco se pochlubil s modelem autíčka, ujíždějícím na kruhovém prstenci. Upozornil malé diváky, že po zastavení už není vůz přitlačován ke dráze odstředivou silou, takže má snahu odplout do prostoru. Na Zemi by prostě spadl rovnou dolů.

"Vidíte, že fyzikální zákony platí pro všechno, dokonce i pro hračky," zakončil předvádění Casper poté, co celá osádka zodpověděla množství otázek školáků ze států New York, Oregon, Michigan a Ohio.

"Takže stojí za to učit se přírodním vědám a matematice ", pokračoval velitel. "Vzdělané lidi můžeme vždycky potřebovat, a možná, že za pár let poletíte vy sami do kosmu s novými a ještě zajímavějšími pokusy."

Pátý den pobytu na oběžné dráze se část osádky věnovala snímkování vybraných partií Země pro vědecké účely. Runco a Harbaugh zatím revidovali stav svých skafandrů a také začali vdechovat z masek čistý kyslík, aby se z jejich krve vyplavily poslední zbytky dusíku.

O den později se v přechodové komoře vítězoslavně nasoukali do skafandrů a začali si připravovat nářadí k práci. Všechno dohromady jim zabralo více času, nežli se počítalo, takže k otevření průlezu do nákladového prostoru došlo až v 11.50 UT se čtyřicetiminutovým zpožděním.

Runcova a Harbaughova EVA (Extravehicular Activity) představovala první ze série výstupů plánovaných na období 1993-1995, které mají sloužit k ověření postupů, jež budou později aplikovány při montáži dílů kosmické stanice Freedom. Jejich hlavním cílem je zjistit, nakolik se podmínky při nácviku v pozemních simulátorech, tj. v nádržích, kde vztlak vody částečně ruší přitažlivost, budou lišit od skutečného stavu beztíže.Při této první vycházce se pozornost soustředila především na schopnost astronautů přidržovat se jednou rukou úchytů a druhou táhnout těžký a objemný předmět. Jako břemeno pro tu chvíli posloužil Harbaughovi sám jeho kolega Runco. Harbaugh se ho snažil přetáhnout podél pravoboční stěny nákladového prostoru až k zádi raketoplánu - ale dopadl přitom pramizerně. Když si astronauti svoje úkoly vyměnili, nedařilo se Runcovi v roli nosiče nákladů o nic lépe.

"Kdepak. Nešlo to," prohlásil Harbaugh po skončení letu.

"Intuitivně jsme to s Runcem tušili, že to nepůjde zvládnout. A teď je to teda jasný. Na tuhle metodu budou muset stavitelé stanice rychle zapomenout!"

Jeho názor nikoho příliš nepřekvapil, protože k přesunům břemen se obvykle používá zcela jiná pracovní technika. Astronaut stojí uchycen na plošince připojené k dálkovému manipulátoru RMS, takže má obě ruce volné pro manipulaci s břemenem.

Runcova a Harbaughova EVA měla původně trvat plných pět hodin, ale středisko MCC v Houstonu ji ukončilo, přes opožděný začátek, přesně v plánovanou dobu, takže v 16.11 UT byli již oba astronauti zpět v přechodové komoře. Zkrácení EVA souviselo s otázkou přednosti jednotlivých aktivit, přičemž cvičné výstupy mají v letovém plánu poměrně nízkou prioritu a nesmí kolidovat s jinými experimenty. Protože na začátku letu došlo ke ztrátám při pokusech s DXS, dostalo tentokrát sledování rentgenových spekter přednost tím spíše, že experiment DXS má velmi vysoký koeficient priority. Řídicí středisko dokonce přepracovalo letový plán tak, aby se našel čas pro dalších 15 proměřování zářících plynů unikajících ze supernov. Díky této úpravě se podařilo nashromáždit kolem 88 000 sekund pozorovacího času. Ne nadarmo, protože předběžné poletové zhodnocení výsledků dává za pravdu teoriím, jež ztotožňují zdroj měkkého rentgenového záření s Gemingou, jakožto pozůstatkem supernovy, která explodovala před 300 000 lety.

Sedmý den proběhl ve znamení kontroly všech systémů družicového stupně, včetně zkušebních zážehů korekčních motorů. To byl signál, že se blíží konec letu.

Piloti v průběhu revize také úspěšně vyzkoušeli vypojení baterie č. 2 a její znovuzapojení o 10 hodin později. S vypínáním palivových článků se počítá do budoucna, až totiž raketoplány začnou sloužit jako zásobovací plavidla pro Freedom. V případě jejich zakotvení u stanice na delší dobu ušetří vypojení palivové baterie zásoby vodíku a kyslíku jakožto zdroje elektrické energie pro raketoplány. Nezbytné minimum elektřiny, které při parkování bude přece jen zapotřebí, se zajistí dodávkou přímo z Freedomu.

Mezitím, co se piloti zabývali prověrkami systémů, ukončil zbytek osádky vědecké pokusy a připravil je na zpáteční cestu.

Pro návrat na Floridu, tedy na místo startu, byly v ranních hodinách 19. ledna 1993 k dispozici dva termíny. Buďto na 95. nebo 96. oběhu. Přízemní mlha nad letištěm SLF sice ještě prodloužila pobyt Endeavour v kosmu o půl druhé hodiny ale pak už vše spělo k závěru, jako když hrom bije. Kolem 12.40 UT se nad Indickým oceánem naposledy rozburácely motory OMS jako umíráček letu STS-54.

Družicový stupeň snížil svoji rychlost, což znamenalo sestup dolů k atmosféře a k Zemi. Přišlo aerodynamické brzdění, přelet východní část Pacifiku a amerického kontinentu.

Nad Cape Canaveral Air Force Station, či spíše nad přilehlými vodami Atlantského oceánu, Casper u knyplu vykroužil elegantní pravotočivou zatáčku a nasadil na klouzavý sestup na dráhu 33.

Kola hlavního podvozku se dotkla betonu v 13.37.40 UT. V tom okamžiku byl raketoplán asi 407 m za prahem dráhy. O 15 sekund později druhý pilot McMonagle vypustil brzdicí padák. I s ním však doběh činil 2650 m. Endeavour se s konečnou platností zastavil v 13.38.17 UT. Let STS-54 v délce 5 dnů 23 hod a 38 min byl u konce. Pětice astronautů opustila obě paluby a družicový stupeň byl již kolem 19.00 UT zpátky v hale č.1 budovy OPF, aby ho tady technici odstrojili a připravili na misi STS-57.