STS-105: LO SHUTTLE DISCOVERY PORTA IN ORBITA IL TERZO EQUIPAGGIO DELLA STAZIONE SPAZIALE
Scritto da Luca Frigerio   
Libera traduzione dell'articolo di Roelof Schuiling apparso sul numero 11, Vol. 43 del mese di Novembre 2001, della rivista Spaceflight. - Le immagini sono (C) copyright della NASA - spaceflight.nasa.gov - Selezione di Marco Zambianchi

PREMESSA
Lo space shuttle Discovery ha fatto ritorno alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), con lo scopo di ritirare l'equipaggio dell'Expedition Two, e di sostituirlo con quello dell'Expedition Three, come stabilito dal programma di rotazione degli equipaggi dell'ISS.
Lo shuttle, che ? decollato alle 5:10:14 pm di venerdi 10 agosto 2001, trasportava anche il Multi Purpose Logistic Module (MPLM) Leonardo, uno dei tre MPLMs usati per rifornire l'ISS con equipaggiamenti e materile vario, durante le visite delle navette della NASA.
L'ultima missione della Discovery ? stata l'STS-102 nel marzo del 2001. Essa trasportava ancora il modulo Leonardo, e aveva portato in orbita gli uomini dell'Expedition Two, il comandante Yuri Usachev, e gli ingegneri del volo Susan Helms e James Voss.
Il lancio della Discovery dal Launch Complex 39A del KSC, ? stato il trentesimo volo della Discovery, la centosesta missione di uno Space Shuttle, e l'undicesima missione di uno shuttle verso l'ISS.

EQUIPAGGIO
La Discovery trasportava 7 astronauti, di cui 4 componevano l'equipaggio dell'STS-105, e tre l'Expedition 3 Space Station Crew.
Il comandante era Scott J. "Doc" Horowitz, il pilota era Frederick W. "Rick" Sturckow, il mission specialist 1 era Patrick G. Forrester, mentre il mission specialist 2 era Daniel T. Barry.
Il comandante dell'Expedition 3 era Frank L. Culbertson Jr., e i suoi compagni di volo Mikhail Turin e Vladimir Nikolaevich Dezhurov.

PAYLOADS
Oltre all'MPLM, la STS-105 ha trasportato anche il serbatoio Early Ammonia Servicer (EAS), che ? stato montato su un Integrated Cargo Carrier, con altri esperimenti. Leonardo era stato precedetemente riempito con 12 racks di esperimenti ed equipaggiamenti. Sei racks, note come Resupply Stowage Racks, trasportavano equipaggiamenti, vestiario, cibo ed altri articoli per gli uomini dell'ISS. Quattro Storage Resupply Platforms trasportavano forniture logistiche ed hardware, mentre 2 Express Racks contenevano piccoli payloads destinati all'ISS.
Durante la missione, delle nuove racks sono state trasferite all'ISS, sostituendo quelle usate da riportare a Terra.
Durante la missione Leonardo, che ? un modulo pressurizzato lungo 6,4 m e largo 4,6 m, verr? rimosso dalla stiva dello shuttle tramite il Canadarm dell'orbiter, e verr? unito all'ISS. Dopodich? inizier? il trasferimento del carico alla Stazione. Leonardo pesava circa 4990 Kg, di cui 3073 Kg di materiale.
La Discovery ha trasportato anche degli esperimenti, come il Simplesat, l'AMTEC e il SEM, che erano stati montati tramite degli adattatori sulle pareti della stiva.
Il Simplesat ? un satellite test ingegneristico progettato per valutare l'uso di hardware commerciale ed economico da utilizzare su veicoli spaziali, ed era contenuto in un cesto Get Away Special (GAS), con un coperchio motorizzato che si sarebbe aperto per il lancio del satellite. Il suo scopo era la dimostrazione dell'efficienza del controllo dell'attitudine tramite il Global Positionig System (GPS), e del puntamento fine in orbita bassa.
AMTEC sta per Alkali Metal Thermal to Electric Converter, ed ? stato sviluppato per studiare un modo efficiente di conversione del calore in energia elettrica.
Il SEM (Space Exeriment Module), ? stato ideato con l'obiettivo di incrementare l'accesso allo spazio a scopo educativo, e si trattava di una serie di esperimenti forniti da alcune scuole.
Due unit? del Materials International Space Station Experiment trasportavano centinaia di campioni che andavano dai lubrificanti ai materiali per celle solari, che avrebbero speso 1 anno nello spazio attaccate all'esterno dell'ISS, allo scopo di fornire informazioni sugli effetti dell'ambiente spaziale su tali materiali.

GIORNO DI MISSIONE 1
Dopo il lancio, gli astronauti della Discovery hanno passato la giornata eseguendo i lavori di routine post-decollo.
Poche ore dopo il lancio, c'? stata la prima di una serie di accensioni dei propulsori dell'orbiter, che hanno dato il via alla manovra di rendezvous, con il docking previsto per il giorno di missione 3.
Gli astronauti hanno cominciato il loro primo periodo di sonno alle 12:10 am (KSC time) di sabato 11 agosto e sono stati svegliati alle 8:10 pm.

GIORNO DI MISSIONE 2
L'equipaggio si ? svegliato con l'ISS che stava precedendo l'orbiter di circa 12500 Km, e l'equipaggio ha passato la giornata eseguendo le procedure di routine pre-rendezvous e pre-docking.
Il comandante Horowitz ed il pilota Sturckow, hanno utilizzato il propulsori di controllo dell'orbiter per rifinire la traiettoria orbitale verso la Stazione Spaziale, mentre i mission specialists Forrester e Barry hanno attivato il braccio robotico della navetta lungo 15,24 m, che ? stato usato per eseguire una ricognizione fotografica della stiva e del carico della Discovery. Inoltre, durante la missione, verr? usato per spostare l'MPLM Leonardo dallo shuttle all'ISS, e per muovere gli astronauti durante le EVA.
Infine gli uomini sono stati occupati nelle operazioni di controllo dei dispositivi di misura a lungo e corto raggio che sarebbero stati usati il giorno seguente, e del meccanismo di docking della Discovery; che ? stato controllato, estendendo anche il suo anello di docking esterno, e approntandolo per l'uso.

GIORNO DI MISSIONE 3
Alla sveglia degli astronauti, l'orbiter era circa 3200 Km dietro l'ISS, e il docking era previsto per il pomeriggio.
La Discovery ha raggiunto la posizione per la Terminal Initiation Burn, a circa 15,3 Km dietro l'ISS, poco dopo il mezzogiorno di domenica 12 agosto.
Nell'orbita successiva all'accensione, la Discovery si ? ulteriormente avvicinata fino ad una distanza di 0,8 Km sotto l'ISS. Quindi Horowitz ha preso il controllo manuale, portando l'orbiter ad un punto distante 183 m dalla parte inferiore dell'ISS, prima di eseguire un quarto di giro attorno alla Stazione fino a raggiungere un punto direttamente davanti ad essa. Lentamente, ha cominciato ad avvicinarsi ad una velocit? di circa 160 m/h raggiungendo una distanza di pocopi? di 9 m. Dopo una breve pausa per la verifica dell'allineamento, i metri finali sono stati percorsi ad una velocit? di circa 0,03 m/s. Il docking ? avvenuto alle 2:42 pm.
Per tutta la durata del rendezvous e del docking, i mission specialists Barry e Forrester hanno assistito il pilota ed il comandante utilizzando due misuratori di distanza portatili laser, ed un laptop computer.
Alle 4:41 pm, sono stati aperti i portelli fra i due veicoli spaziali permettendo ai rispettivi equipaggi di incontrarsi. Il primo a fare il suo ingresso nell'ISS ? stato il comandante dell'Expedition 3 Culbertson. Dopo i saluti, Usachev ha tenuto un veloce ripasso sulle procedure di sicurezza.

GIORNO DI MISSIONE 4
L'MPLM Leonardo ? stato rimosso dalla payload bay della Discovery, per essere agganciato al punto d'attracco inferiore del modulo Unity dell'ISS, dove nel corso dei giorni seguenti, sarebbe stato scaricato. Per questa operazione, Forrester ha ovviamente usato il braccio robotico della navetta.
I portelli del modulo logistico sono stati aperti alle 3:47 pm.
Il terzo equipaggio dell'ISS ha preso ufficialmente il controllo della Stazione Spaziale alle 3:45 pm, al termine dello scambio sistematico dei sedili anatomici della Soyuz, e delle tute spaziali , e durante le operazioni di scarico dell'MPLM. Ovviamente, da questo momento in poi, Yuri Usachev, Susan Helms e Jim Voss dell'Expedition 2, sono diventati membri effettivi della STS-105.

GIORNO DI MISSIONE 5
Le operazioni di trasferimento di materiale hanno occupato la quasi totalit? della giornata. I due Expedition crews hanno discusso fra loro, ed hanno eseguito il consueto passaggio di consegne.
Pi? tardi, Usachev e Dezhurov hanno caricato del software aggiornato nei computers del modulo di servizio Zvezda. Questo nuovo software permetter? ai controllori russi una migliore efficienza nelle fasi di comando dei sistemi russi, nel segmento russo della Stazione.
Horowitz e Sturckow, tramite 240 accensioni dei jets della Diacovery, hanno delicatamente innalzato l'orbita della Stazione di circa 3,2 Km.

GIORNO DI MISSIONE 6
Sono iniziati i preparativi per l'EVA del giorno seguente da parte dell'equipaggio dell'STS-105. Quindi, mentre i due Expedition crews erano ancora intenti a passarsi le consegne, gli uomini della Discovery si sono dedicati ai check delle tute e al controllo degli equipaggiamenti da usare nello spazio.
Il trasferimento di materiale dal modulo Leonardo stava continuando, e oltre 2200 Kg di materiale erano gi? stati trasferiti sull'ISS. A questo punto gli astronauti avevano anche iniziato a caricare il materiale da spedire a Terra dall'ISS sull'MPLM.
In vista dell'EVA, alle 5:42 pm sono stati chiusi i portelli fra l'ISS e la navetta, in modo tale da permettere l'abbassamento precauzionale della pressione della cabina della Discovery, onde evitare la formazione di bollicine di azoto (trombi), nei vasi sanguigni degli astronauti durante l'EVA.
Intanto, i controllori russi avevano terminato il caricamento del software aggiornato nei computers del modulo Zvezda. Questo software servir? anche per la gestione del Russian Docking Compartment (in arrivo a settembre), il nuovo punto di attracco per i veicoli russi.
Ad un tratto, un problema con un computer di Terra russo ha lasciato l'ISS fluttuare temporaneamente senza controllo. Rapidamente il controllo attitudinale ? stato ripreso dalla Discovery, che ha prontamente stabilizzato la Stazione.
Il carico del software era stato previsto da farsi, mentre la Discovery era aggnciata alla Stazione. Con l'ISS fuori dalla portata delle stazioni radio russe, la navetta ? stata in grado di mantenere il controllo dell'avanposto orbitale
La cerimonia formale del cambio di comandante dell'ISS, fra Usachev e Culbertson ? stata rinviata, vista la situazione.

GIORNO DI MISSIONE 7
Sull'ISS, alle 6:00 am circa, i computers dello Zvezda, ancora una volta hanno comandato ai giroscopi della Stazione di assumerne il controllo dell'orientamento, visto che i controllori russi avevano terminato il caricamento del software aggiornato.
La mattina del 16 agosto 2001, ? stata una mattin storica per l'Expedition 3 e gli uomini dell'STS-105, perch? si ? celebrato il 1000simo giorno dal lancio del primo modulo dell'International Space Station, il 20 novembre 1998.
Il lavoro principale di oggi era la prima EVA dell'STS-105 di Barry e Forrester. Horowitz si ? messo ai comandi del braccio robotico dell'orbiter, per muovere gli spacewalkers, mentre Sturckow ha diretto le operazioni dal ponte di coda della Discovery. L'EVA ? iniziata alle 10:30 am, ed ? durata 6 h e 16', e si ? conclusa con l'installazione dell'Early Ammonia Servicer (EAS) e del Material ISS Experiment (MISSE) all'esterno dell'ISS.
Come sono usciti gli spacewalkers dalla camera di decompressione dell'orbiter, Horowitz ha portato il braccio robotico dell'orbiter nella posizione per afferrare l'EAS. Barry e Forrester, quindi, hanno allentato i dadi che fissavano l'EAS alla struttura di supporto. Horowitz ha usato il braccio robotico per sollevare l'EAS, ( mentre Barry e Forrester rimanevano attaccati ai suoi corrimano), e portarlo sopra il traliccio P6, dove doveva essere installato. L?, i 2 spacewalkers, hanno installato una piattaforma sulla quale hanno assicurato i propri piedi.
Horowitz ha comandato al braccio il rilascio della presa consegnando l'EAS a Barry. Forrester ha aiutato Barry ad allineare l'unit? per un dolce aggancio con la struttura. Un aggancio preliminare, si era realizzato tramite un uncino che Forrester ha assicurato con una spinetta. Quindi l'EAS ? stato fissato al traliccio con dei bulloni, e poi i 2 astronauti hanno effettuato i collegamenti elettrici. Infine Horowitz ha abbassato i 2 uomini portandoli nella payload bay, dove hanno raccolto i 2 contenitori MISSE. Horowitz li ha spostati verso l'airlock dell'ISS, dove hanno installato i containers appendendoli a due separati corrimano dellairlock. Il MISSE esporr? all'ambiente spaziale circa 750 campioni di materiale per i prossimi 18 mesi, prima del loro ritorno sulla Terra.
Al termine dell'EVA, la pressione interna della cabina della Discovery ? stata alzata per permettere la riapertura dei portelli fra l'ISS e la navetta.

GIORNO DI MISSIONE 8
Sono continuaiti i trasferimenti di materiale dall'ISS all'MPLM Raffaello. Oltre a caricarvi materiale logistico da rispedire a Terra, sono stati caricati anche gli effetti personali degli uomini dell'Expedition 2.
Poco dopo la chiusura dei portelli in vista della seconda ed ultima EVA dell'STS-105, ? stata tenuta una cerimonia ufficiale nella quale ? stato trasferito il comando dell'ISS ai nuovi residenti.
La squadra EVA composta da Barry e Forrester, ha ripassato le procedure, e ha controllato gli equipaggiamenti che avrebbe utilizzato durante il lavoro nello spazio, mentre Horowitz e Sturckow hanno condotto il secondo ed ultimo reboost dell'ISS della missione, accendendo i propulsori dell'orbiter 253 volte nell'arco di un'ora, innalzando la quota di volo di 3,5 Km, ad un'altezza di 397,5Km.

GIORNO DI MISSIONE 9
Alle 9:42 am del 18 agosto Forrester e Barry hanno cominciato la loro ultima EVA, che ? durata 5 h e 29' ed ? servita per preparare l'ISS per le future missioni di assemblaggio. Gli spacewalkers hanno installato dei corrimano sull'esterno del modulo Destiny, hanno legato dei cavi termici per il prossimo traliccio che verr? installato in futuro. Questi cavi denominati Launch to Activation Heater Cables, verranno usati durante la missione STS-110 per fornire energia al nuovo segmento di traliccio, che sar? il segmento centrale della struttura di tralicci, e sar? lungo 91 m.
Horowitz ha alzato, con il braccio robotico, Barry e Forrester che avevano con se le borse contenenti i cavi e gli 11 corrimano. Giunti all'altezza del Lab Destiny, sono stati installati 6 corrimano sul suo lato verso le stelle, e 5 sul suo lato verso la Terra. Gli uomini hanno anche spostato due corrimano gi? esistenti. Terminata l'installazione dei maniglioni, essi hanno fatto correre i cavi lungo i tratti predestinati collegandone un termine all'ISS, e posizionando l'altro in attesa di essere prossimamente connesso al segmento S0.
Gli spacewalkers sono rientrati nella Discovery alle 3:11 pm, completando la 26esima EVA in totale e la 12esima EVA del 2001 dedicate all'assemblaggio dell'ISS.

GIORNO DI MISSIONE 10
Ai comandi del Canadarm, Forrester, dopo la chiusura dei portelli fra il modulo e l'ISS e i consueti checks sulle perdite, e dopo che Frank Culbertson ha tolto i dadi che fissavano il modulo alla Stazione; ha rimosso l'MPLM Leonardo dalla Stazione stessa riponendolo nella stiva dell'orbiter alle 3:15 pm del 19 agosto. Leonardo era stato caricato con oltre 1360 Kg di materiale da riportare a Terra.
Nella nottata precedente, i controllori di Terra hanno riprogrammato i piani della missione per consentire agli astronauti di fruire di un po' di meritato riposo, dopo la ricollocazione di Leonardo nella payload bay dell'orbiter.

GIORNO DI MISSIONE 11
I 7 uomini della Discovery sono stati svegliati alle 4:40 am del 20 agosto, per prepararsi alla loro partenza dall'ISS.
Alle 8:00 am sono stati chiusi i portelli fra i 2 veicoli, e poco prima i 2 equipaggi si erano dati l'ultimo saluto prima del distacco.
Sturckow ha fatto arretrare l'orbiter dalla Stazione, e quando ha raggiunto una distanza di circa 137 m, ha incominciato la consueta lenta manovra di fly-around dell'ISS, girandole sopra, dietro, sotto di fronte ed ancora sopra. Infine, dopo che era stata completata la ricognizione fotografica della Stazione, e dopo che i membri dell'Expedition 2 avevano dato un ultimo sguardo a quella che era stata la loro casa per gli ultimi 5 mesi e mezzo, Sturckow ha potuto azionare i propulsori della Discovery per partire definitivamente dall'ISS.
Appena raggiunta una determinata distanza dalla Stazione Spaziale, gli uomini dell'STS-105 hanno lanciato dalla payload bay, un piccolo satellite, chiamato Simplesat, che ha il compito di dimostrare le possibilit? del controllo attitudinale, e del puntamento nello spazio, utilizzando gli equipaggiamenti relativamente economici del Global Positioning System.

GIORNO DI MISSIONE 12
L'orbiter, a questo punto, era circa 800 Km davanti all'ISS, e tale distanza si stava incrementando di 80,5 Km per orbita.
Come in tutte le missioni, il giorno prima dell'atterraggio, gli uomini si sono impiegati nei preparativi e nei controlli pre-landing.
Le possibilit? di atterraggio in Florida erano una alle 12:46 pm, e l'altra, alla successiva orbita, alle 2:23 pm.
Nel frattempo, a bordo dell'ISS, l'Expedition 3 si stava preparando per l'arrivo della Progress-5 con i rifornimenti, che era stata lanciata dal Cosmodromo di Baikonur nella mattinata alle 5:24 am.
In primo luogo gli uomini hanno dovuto prepararsi all'undocking della Progress-4 che era agganciata alla Stazione dalla fine di maggio. La manovra era stata fissata per le 2:05 am del 22 agosto, mentre il docking della Progress-5 era previsto per le 5:51 am di gioved? 23 agosto.

GIORNO DI MISSIONE 13
Gli astronauti della Discovery si sono svegliati alle4:10 am della mattina del 22 agosto 2001, con la navetta 2000 Km davanti all'ISS. I preparativi finali per il rientro sono iniziati alle 7:45 am, e i portelloni della stiva sono stati chiusi alle 9:00 am.
Sulla zona di atterraggio erano presenti ancora delle piogge che stavano diminuendo di intensit?, ma per maggior sicurezza, i mission managers hanno deciso di far atterrare la navetta nella seconda opportunit?.
Durante l'orbita 186, alla 1:15 pm, ? avvenuta quindi la deorbit burn durata 3' e 7".
A 31' dall'atterraggio (L-31), la superficie esterna della navetta subiva il massimo del calore generato dall'attrito con l'atmosfera, a L-30,5 la Discovery era ad una quota di 111 Km e ad una distanza di 7240 Km dal KSC, e la sua velocit?era di 25 Mach. A T-25:30 si era verificato il black out delle comunicazioni previsto dall'orientamento delle antenne dello shuttle.
Due bang supersonici hanno annunciato l'arrivo della Discovery al KSC, che ha subito proceduto ad una virata per imboccare la pista d'atterraggio Runway 15. La Discovery ? atterrata alla KSC Shuttle Landing Facility dopo un viaggio di 6,9 milioni di Km.

 

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