STS-51

La misión STS-51 fue una misión del transbordador espacial Discovery de la NASA que lanzó el satélite de tecnología de comunicaciones avanzadas (ACTS) en septiembre de 1993. El 17.º vuelo del Discovery también incluyó el despliegue y la recuperación del satélite SPAS-ORFEUS y su cámara IMAX , que capturó imágenes espectaculares del Discovery en el espacio. También se realizó una caminata espacial durante la misión para evaluar herramientas y técnicas para la misión de mantenimiento del telescopio espacial Hubble (HST) STS-61, que se llevaría a cabo más adelante ese mismo año. La STS-51 fue la primera misión del transbordador en volar un receptor del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), un Trimble TANS Quadrex . Estaba montado en una ventana superior donde el campo de visión (FoV) limitado y la atenuación de la señal por el vidrio afectaron gravemente el rendimiento del receptor. ^{[ 1 ]} El GPS de 3 hilos con triple redundancia completa no se implementaría hasta 14 años después con la misión STS-118 en 2007.

La misión STS-51 fue notable por haber sido cancelada tres veces en la plataforma de lanzamiento, cada vez después de que la tripulación hubiera abordado la nave espacial: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El satélite de tecnología de comunicaciones avanzadas (ACTS) fue construido por Lockheed Martin Astro Space para la NASA en East Windsor, Nueva Jersey. ^{[ 8 ]} El satélite se desplegó el primer día de vuelo y sirvió como banco de pruebas para conceptos y tecnología avanzados de satélites de comunicaciones experimentales. Su etapa superior de transferencia orbital (TOS) se encendió puntualmente 45 minutos después del despliegue e impulsó el satélite a la órbita geoestacionaria el primer día de la misión.

El primer intento de despliegue del ACTS se retrasó cuando la tripulación perdió la comunicación bidireccional con el Centro de Control de Misión (MCC) unos 30 minutos antes de la hora prevista. Los controladores de vuelo podían recibir telemetría y comunicaciones de voz del Discovery , pero la tripulación no podía recibir comunicaciones desde tierra. La tripulación canceló el despliegue previsto para las 14:43 CDT al no recibir la autorización del MCC, tal como se contemplaba en los planes previos al vuelo para este tipo de situaciones. Tras cancelar el despliegue, la tripulación cambió el sistema de comunicaciones de banda S del transbordador a una frecuencia más baja y restableció la comunicación bidireccional con tierra. La comunicación bidireccional se había perdido durante unos 45 minutos. Tras consultar con la tripulación, los controladores de vuelo comenzaron de inmediato a planificar el segundo despliegue, que finalmente resultó exitoso.

Durante el despliegue del 12 de septiembre de 1993, dos cordones explosivos Super*Zip en la cuna del Equipo de Apoyo Aerotransportado (ASE), diseñados para liberar la nave espacial (uno principal y otro de reserva), detonaron simultáneamente. Esto provocó pequeñas roturas en dos docenas de mantas aislantes montadas en el mamparo entre la bahía de carga útil y el AFT cerca de la APU n.° 3. El anillo del ASE que sostenía el TOS también resultó dañado, y se observaron restos eyectados a medida que el conjunto se alejaba del orbitador.

El Satélite de Tecnología Avanzada de Comunicaciones (ACTS), una actividad clave del Programa de Comunicaciones Espaciales de la NASA, permitió el desarrollo y las pruebas de vuelo de tecnología satelital de comunicaciones avanzadas de alto riesgo. Mediante el uso de múltiples antenas de haz puntual y sistemas avanzados de conmutación y procesamiento a bordo, ACTS fue pionero en nuevas iniciativas en tecnología satelital de comunicaciones. El Centro de Investigación Glenn de la NASA fue responsable del desarrollo, la gestión y la operación de ACTS, como parte de una larga tradición de satélites de comunicaciones experimentales.

Tras cumplir su misión original como parte fundamental de la red de satélites Gigabit ACTS , la nave espacial continuó operando gracias a una colaboración entre la agencia espacial y un consorcio sin ánimo de lucro. Fue desactivada el 28 de abril de 2004, tras agotarse la financiación. El satélite fue puesto en rotación plana con los bordes de sus paneles solares orientados hacia el Sol , lo que, en teoría, debería impedir su reactivación. La nave espacial fue trasladada a su órbita de cementerio final a 105,2° de longitud oeste —donde representa un riesgo mínimo para otros satélites— después de que la NASA concluyera en el año 2000 que probablemente carecía del combustible necesario para ascender a una órbita de cementerio superior. No obstante, ACTS no debería reingresar a la atmósfera durante miles de años, según Richard Krawczyk, director de operaciones de ACTS en el Centro de Investigación Glenn. ^{[ 9 ]}

Otra carga útil de esta misión fue el telescopio ORFEUS (Orbiting Retrievable Far and Extreme Ultraviolet Spectrometer), montado en el satélite SPAS (Shuttle Pallet Satellite ), que transporta la carga útil. ORFEUS fue diseñado para proporcionar información sobre cómo nacen y mueren las estrellas , a la vez que estudia las nubes interestelares gaseosas . También se encontraba en la bodega de carga el instrumento LDCE (Limited Duration Space Environment Candidate Materials Exposure).

Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) comenzó el desarrollo del portador SPAS (que ya había volado en las misiones STS-7 , STS-41-B y STS-39 ) en 1986, convirtiéndolo en una plataforma astronómica de vuelo libre. El acuerdo DARA /NASA contemplaba cuatro misiones científicas cooperativas, en las que la Agencia Alemana de Investigación Espacial (DARA) proporcionaría el satélite, la NASA los servicios de lanzamiento y despliegue/recuperación del transbordador, y ambas partes compartirían los instrumentos científicos. La NASA proporcionó el transbordador gratuitamente a cambio del acceso a los datos y la inclusión de experimentos estadounidenses. ORFEUS, el espectrómetro orbital recuperable de ultravioleta lejano y extremo, diseñado para medir la radiación entre 400 y 1280 angstroms , fue liberado a las 14:06 UTC del 13 de septiembre de 1993 y recuperado a las 11:50 UTC del 19 de septiembre de 1993. Las contribuciones científicas provinieron de la Universidad de Tubinga , el Observatorio de Heidelberg, la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de Princeton (IMPAS). El telescopio de ORFEUS fue fabricado por Kayser-Threde en Alemania ; REOSC de Francia proporcionó el espejo de 1 m (3 pies 3 pulgadas) f/2.5. El espectrógrafo independiente de perfil de absorción del medio interestelar (IMAPS) de 950–1150 Å complementó las observaciones de objetos galácticos calientes y del medio interestelar con alta resolución espectral (240 000). Otras cargas útiles fueron el Monitor de Muestras Efectivas de Superficie del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y la Cámara de la Bahía de Carga IMAX de Canadá, que se utilizó para filmar el Discovery en órbita para la película IMAX « Destino en el Espacio» . Parte de este material también se incluyó en «Space Station 3D» . Este fue el cuarto vuelo de la plataforma SPAS, de un total de siete durante el programa del transbordador espacial. La versión SPAS-ORFEUS se reutilizó en la misión STS-80 en 1996.   

El 16 de septiembre de 1993, los astronautas James H. Newman y Carl E. Walz realizaron una actividad extravehicular (EVA) diseñada para evaluar herramientas, cables y una plataforma de sujeción para los pies. Sus hallazgos tranquilizaron a los diseñadores y planificadores del vuelo de mantenimiento del Telescopio Espacial Hubble (HST), confirmando que sus preparativos eran sólidos. Esta fue la tercera y última misión del transbordador que incluyó una EVA preparatoria, en respuesta a las deficiencias en el entrenamiento de EVA expuestas por la misión STS-49 . El nuevo equipo probado durante la extensa caminata espacial sería necesario posteriormente para la misión de mantenimiento del Telescopio Espacial Hubble de diciembre de 1993 , y era solo una parte de los objetivos de la caminata espacial, ya que Newman y Walz cumplieron con los demás objetivos al explicar detalladamente al Centro de Control de Misión las diferencias que percibían entre el trabajo en órbita y el entrenamiento en tierra. Los dos tripulantes de la EVA se adelantaron al cronograma durante gran parte del día y completaron más tareas de las previstas inicialmente. Mientras los dos astronautas limpiaban, una tapa de una caja de herramientas que se resistía a abrirse los retrasó, ya que tuvieron que forzarla para poder cerrarla antes del regreso del Discovery . La tapa de la caja de herramientas prolongó la caminata espacial unos 45 minutos más de lo previsto, y Newman y Walz acumularon un total de siete horas, cinco minutos y veintiocho segundos fuera de la nave. Esta fue la actividad extravehicular número 112 realizada en la historia de los vuelos espaciales tripulados.

Las cargas útiles en la cabina incluían el Sitio Óptico de Maui de la Fuerza Aérea (AMOS), el Experimento de Fotografía Auroral (APE-B), el Crecimiento Comercial de Cristales de Proteínas (CPCG), la División de Cromosomas y Células Vegetales en el Espacio (CHROMEX), la Espectroscopia de Resplandor del Transbordador de Alta Resolución (HRSGS-A), IMAX, las Investigaciones sobre el Procesamiento de Membranas de Polímeros (IPMP) y el experimento del Equipo de Monitoreo de Radiación (RME-III). La Investigación sobre el Procesamiento de Membranas de Polímeros (IPMP) está diseñada para investigar la mezcla de varios sistemas de solventes en ausencia de convección, como ocurre en la Tierra, con la esperanza de controlar la porosidad de diversas membranas de polímero . El RME mide los niveles de radiación de rayos gamma , electrones , neutrones y protones en la cabina de la tripulación durante todo el vuelo.

A bordo, el especialista de misión James Newman se puso una visera especial para realizar un experimento médico que evaluaba la visión en ingravidez , como parte de las investigaciones sobre cómo la visión compensa la falta de equilibrio del oído interno en el espacio. Newman también probó con éxito un receptor del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) a bordo del Discovery , como parte de una evaluación del uso de dicho equipo para complementar la navegación del transbordador. Además, como anticipo de las operaciones en la estación espacial, una de las celdas de combustible del Discovery se apagó y se volvió a encender.

En otra evaluación médica, el comandante Frank Culbertson y el especialista de misión Daniel Bursch montaron en una bicicleta estática en la cubierta inferior del Discovery como parte de un estudio continuo sobre el uso del ejercicio para contrarrestar los efectos de la ingravidez en el cuerpo. La tripulación también puso en marcha un experimento que busca mejorar los filtros de membrana en condiciones de ingravidez y revisó otro experimento que ha estado funcionando bien estudiando los efectos de la microgravedad en las células vegetales .

Los astronautas Carl Walz y Jim Newman operaron los experimentos diseñados para estudiar el efecto de luminiscencia: un espectrómetro que registra el efecto en película con gran detalle y otro que lo registra en fotografías. Se espera que estos experimentos proporcionen información sobre qué tipos de gases, además del oxígeno atómico , generan la luminiscencia. La información sobre los gases presentes en las capas extremas de la atmósfera podría combinarse con el experimento de exposición de materiales en la bodega de carga para contribuir al diseño y la construcción de futuras naves espaciales.

Las cinco estrellas blancas y la estrella amarilla del emblema simbolizan la designación numérica del vuelo en la secuencia de misiones del Sistema de Transporte Espacial . El emblema también muestra el triángulo SPAS-ORFEUS a la derecha.

La tripulación del STS-51 fue seguida por un equipo de cámaras del Canal 4 del Reino Unido desde el día en que fueron asignados al vuelo, pasando por su entrenamiento y, finalmente, la misión en sí. El documental sobre esta tripulación se titula "Space Shuttle Discovery" y fue narrado por Heather Couper . Se estrenó en 1993.

• Lista de vuelos espaciales tripulados
• Lista de misiones del transbordador espacial
• Esquema de la ciencia espacial
• Transbordador espacial

• http://www.space.com/spacenews/archive04/actsarch_051004.html

• Resumen de la misión de la NASA. Archivado el 2 de marzo de 2009 en Wayback Machine .
• Vídeo con los momentos más destacados de la misión STS-51, archivado el 29 de octubre de 2013 en Wayback Machine .
• "Space Shuttle Discovery" , el documental del Canal 4 que narra la misión y su tripulación.