STS-51-F, ook bekend als Spacelab 2, was de 19e vlucht van het Space Shuttle-programma en de achtste voor de Challenger in de zomer van 1985. De missie is technisch uniek omdat het de enige shuttle-vlucht is waarbij een 'Abort to Orbit' (ATO) procedure werd uitgevoerd; dit gebeurde nadat een van de hoofdmotoren tijdens de lancering uitviel, waardoor de missie op een lagere orbitale hoogte werd uitgevoerd dan gepland.
De kern van de missie was de Spacelab 2-laboratoriummodule, waarin diverse wetenschappelijke experimenten werden uitgevoerd. Belangrijke aspecten waren:
- Astronomie: De heliumgekoelde infraroodtelescoop (IRT) observeerde 60% van het galactische vlak, wat leidde tot het inzicht dat toekomstige infraroodtelescopen als vrijvliegende eenheden gelanceerd moesten worden om storingen door de shuttle te voorkomen.
- Consumentenonderzoek: Een veelbesproken experiment tussen Coca-Cola en Pepsi testte het drinken van koolzuurhoudende dranken in microzwaartekracht, waarbij de astronauten uiteindelijk de voorkeur gaven aan Tang.
- Overige experimenten: Er werd onderzoek gedaan naar de ionosfeer via het Plasma Diagnostics Package en werden voor het eerst dinosauriefossielen in de ruimte gebracht.
De missie werd succesvol afgerond met een landing op Edwards Air Force Base op 6 augustus 1985.
STS-51-F
Hoewel de primaire lading van STS-51-F de Spacelab 2-laboratoriummodule was, kreeg de 'Carbonated Beverage Dispenser Evaluation' de meeste publiciteit. Dit was een experiment waarin zowel Coca-Cola als Pepsi probeerden hun koolzuurhoudende dranken beschikbaar te maken voor astronauten. Daarnaast werd er een heliumgekoelde infraroodtelescoop (IRT) meegenomen die, ondanks enkele problemen, 60% van het galactische vlak in infrarood licht observeerde.
Tijdens de lancering kampte de Challenger met meerdere sensorstoringen in de centrale hoofdmotor (Engine 1 Center SSME), wat leidde tot het uitschakelen van deze motor. Als gevolg hiervan moest de shuttle een noodprocedure 'Abort to Orbit' (ATO) uitvoeren. Dit is de enige Shuttle-missie waarbij een abort-procedure is uitgevoerd na de lancering. Door de ATO werd de missie uitgevoerd op een iets lagere orbitale hoogte dan gepland.
Bemanning
De bemanning was, zoals bij eerdere Spacelab-missies, verdeeld over twee ploegendiensten van 12 uur. Acton, Bridges en Henize vormden het 'Red Team', terwijl Bartoe, England en Musgrave het 'Blue Team' vormden. Commandant Fullerton kon indien nodig bij beide ploegen aansluiten.
Crewleden:
- C. Gordon Fullerton: Commandant (tweede en laatste ruimtevlucht)
- Roy D. Bridges Jr.: Piloot (enige ruimtevlucht)
- Karl G. Henize: Missie-specialist 1 (enige ruimtevlucht)
- F. Story Musgrave: Missie-specialist 2 / Vluchttechnicus (tweede ruimtevlucht)
- Anthony W. England: Missie-specialist 3 (enige ruimtevlucht)
- Loren W. Acton: Payload-specialist 1, Lockheed (enige ruimtevlucht)
- John-David F. Bartoe: Payload-specialist 2, Amerikaanse marine (enige ruimtevlucht)
De Challenger vervoerde twee Extravehicular Mobility Units (EMU) voor het geval dat er een noodzakelijke ruimtewandeling moest worden uitgevoerd door England en Musgrave.
Reservebemanning:
- George W. Simon: Payload-specialist 1, Lockheed
- Dianne K. Prinz: Payload-specialist 2, Amerikaanse marine
Stoelindeling
| Stoel | Lancering | Landing |
|---|
| 1 | Fullerton | Fullerton |
| 2 | Bridges | Bridges |
| 3 | Henize | Henize |
| 4 | Musgrave | Musgrave |
| 5 | England | England |
| 6 | Acton | Acton |
| 7 | Bartoe | Bartoe |
Opmerking: Stoelen 1–4 bevinden zich op het vliegdek, stoelen 5–7 op het middendek.
Lancering
De eerste lanceerpoging op 12 juli 1985 werd gestaakt bij T−3 seconden nadat de hoofdmotoren waren ontstoken. Een defect aan het koelventiel van RS-25 motor nummer twee veroorzaakte een automatische afbreking.
De tweede poging op 29 juli 1985 was succesvol, na een vertraging van 1 uur en 37 minuten vanwege een probleem met de uplink van de 'table maintenance block update'.
Bij 3 minuten en 31 seconden na de start faalde een van de twee temperatuursensoren van de turbine-uitlaat van de brandstofpomp van de centrale motor. Twee minuten en twaalf seconden later faalde de tweede sensor, wat leidde tot het uitschakelen van de centrale motor. Dit was de enige in-flight RS-25 storing in het gehele Space Shuttle-programma. Ongeveer 8 minuten in de vlucht faalde een soortgelijke sensor in de rechter motor, en de resterende sensor van die motor gaf waarden aan die dicht bij de grens voor uitschakeling lagen. Booster Systems Engineer Jenny M. Howard adviseerde de bemanning om verdere automatische uitschakelingen van de RS-25 op basis van de resterende sensoren te blokkeren. Hiermee werd voorkomen dat een tweede motor zou uitvallen, wat mogelijk had kunnen leiden tot het verlies van bemanning en voertuig (LOCV).
De uitval van de RS-25 resulteerde in een 'Abort to Orbit' (ATO) traject, waardoor de shuttle een lagere orbitale hoogte bereikte dan gepland. In plaats van de geplande baan van 385 km bij 382 km, werd de missie uitgevoerd op een hoogte van 265 km bij 262 km.
Missieoverzicht
De primaire lading van STS-51-F was de laboratoriummodule Spacelab 2. Een speciaal onderdeel van het modulaire Spacelab-systeem, de "igloo", bevond zich aan het hoofd van een reeks van drie pallets en bood ondersteuning aan de instrumenten. De hoofddoelstellingen waren het verifiëren van de prestaties van de Spacelab-systemen, het bepalen van de interface-capaciteit van de orbiter en het meten van de omgeving gecreëerd door het ruimtevaartuig. De experimenten besloegen onder andere levenswetenschappen, plasmafysica, astronomie, astrofysica met hoge energie, zonnefysica, atmosferische fysica en technologieresearch. Ondanks de noodzakelijke herplanning door het ATO-traject werd de Spacelab-missie als een succes beschouwd.
De vlucht markeerde de eerste keer dat het Instrument Pointing System (IPS) van de European Space Agency (ESA) in een baan om de aarde werd getest. Dit instrument was ontworpen met een nauwkeurigheid van één boogseconde. In het begin waren er problemen bij het volgen van de zon, maar dit werd gecorrigeerd via software-updates. Daarnaast was Anthony W. England de tweede amateurradio-operator die tijdens de missie vanuit de ruimte uitzond.
Spacelab Infraroodtelescoop
De Spacelab Infrared Telescope (IRT) was een heliumgekoelde infraroodtelescoop met een opening van 15,2 cm, die licht observeerde tussen golflengten van 1,7 tot 118 μm. Men vreesde dat warmte-emissies van de Shuttle de data van lange golflengten zouden verstoren, maar de telescoop leverde desondanks nuttige astronomische gegevens op. Een ander probleem was een stukje mylar-isolatie dat losliet en in het gezichtsveld van de telescoop dreef. De IRT verzamelde infraroodgegevens van 60% van het galactische vlak.
Evaluatie van koolzuurhoudende dranken
In een veelgepubliceerd marketingexperiment dronken astronauten koolzuurhoudende dranken uit speciaal ontworpen blikjes van concurrenten Coca-Cola en Pepsi. Volgens Acton had Pepsi bij president Ronald Reagan aangedrongen dat Coke niet de eerste cola in de ruimte mocht zijn nadat Coke een experimenteel doseersysteem had ontwikkeld voor een eerdere vlucht. Het experiment werd uitgesteld totdat Pepsi een eigen systeem had ontwikkeld, waarna beide producten aan STS-51-F werden toegewezen.
Het Blue Team testte Coke en het Red Team testte Pepsi. Acton gaf aan dat het geavanceerde Coke-systeem frisdrank doseerde "zoals we dat op aarde gewend zijn", terwijl het Pepsi-blik eigenlijk een scheerschuimblik was met een Pepsi-logo op een papieren wikkel, dat frisdrank doseerde "vol bellen" die "niet erg drinkbaar" was. Na de vlucht onthulden de astronauten dat ze de voorkeur gaven aan Tang, mede omdat dit aan boord kon worden gemengd met bestaande gekoelde watervoorraden, terwijl er geen speciale koelapparatuur was voor de blikjes, die bovendien in microzwaartekracht overmatig bruisten.
Overige ladingen
Het Plasma Diagnostics Package (PDP), dat eerder tijdens STS-3 was gevlogen, keerde terug tijdens deze missie als onderdeel van experimenten om de ionosfeer van de aarde te bestuderen. Op de derde dag van de missie werd het PDP door de Remote Manipulator System (Canadarm) uit de payload bay gegrepen en zes uur lang losgelaten. Tijdens deze tijd manoeuvreerde de Challenger rond het PDP als onderdeel van een oefening in nabijheidsoperaties. Het PDP werd op de vierde dag weer teruggeplaatst.
In een ander experiment werden stuwraketten afgevuurd boven Tasmanië en Boston om twee "gaten" (plasma-depletieregio's) in de ionosfeer te creëren. Een wereldwijde groep geofysici werkte samen met de waarnemingen vanuit Spacelab 2.
Daarnaast nam Acton een eierschaal en het bot van een baby-Maiasaura (een hadrosaurid-dinosaurus uit het Krijt in Noord-Amerika) mee. Dit waren de eerste fossielen van dinosaurussen die ooit in de ruimte zijn gebracht.
Landing
De Challenger landde op 6 augustus 1985 om 12:45:26 PDT op Edwards Air Force Base in Californië, met een uitrolafstand van 2.612 meter. De missie was met 17 orbits verlengd voor extra payload-activiteiten vanwege de Abort to Orbit. De orbiter keerde op 11 augustus 1985 terug naar het Kennedy Space Center.
Missie-embleem
Het embleem is ontworpen door kunstenaar Skip Bradley uit Houston, Texas. De Space Shuttle Challenger wordt afgebeeld terwijl zij opstijgt naar de hemel op zoek naar nieuwe kennis op het gebied van zonnen- en sterrenastronomie met haar Spacelab 2-lading. De sterrenbeelden Leeuw en Orion worden getoond in de posities die zij tijdens de vlucht ten opzichte van de zon innamen. De negentien sterren geven aan dat dit de 19e shuttlevlucht was.
Nalatenschap
Een van de doelen van de missie was testen in hoeverre de Shuttle geschikt was voor infraroodwaarnemingen. De resultaten toonden aan dat de orbiter enkele nadelen had voor infraroodastronomie, wat ertoe leidde dat latere infraroodtelescopen als vrijvliegende eenheden vanaf de Shuttle werden gelanceerd.
STS-51-F
Hoewel de primaire lading van STS-51-F de Spacelab 2-laboratoriummodule was, kreeg de 'Carbonated Beverage Dispenser Evaluation' de meeste publiciteit. Dit was een experiment waarin zowel Coca-Cola als Pepsi probeerden hun koolzuurhoudende dranken beschikbaar te maken voor astronauten. Daarnaast werd er een heliumgekoelde infraroodtelescoop (IRT) meegenomen die, ondanks enkele problemen, 60% van het galactische vlak in infrarood licht observeerde.
Tijdens de lancering kampte de Challenger met meerdere sensorstoringen in de centrale hoofdmotor (Engine 1 Center SSME), wat leidde tot het uitschakelen van deze motor. Als gevolg hiervan moest de shuttle een noodprocedure 'Abort to Orbit' (ATO) uitvoeren. Dit is de enige Shuttle-missie waarbij een abort-procedure is uitgevoerd na de lancering. Door de ATO werd de missie uitgevoerd op een iets lagere orbitale hoogte dan gepland.
Bemanning
De bemanning was, zoals bij eerdere Spacelab-missies, verdeeld over twee ploegendiensten van 12 uur. Acton, Bridges en Henize vormden het 'Red Team', terwijl Bartoe, England en Musgrave het 'Blue Team' vormden. Commandant Fullerton kon indien nodig bij beide ploegen aansluiten.
Crewleden:
- C. Gordon Fullerton: Commandant (tweede en laatste ruimtevlucht)
- Roy D. Bridges Jr.: Piloot (enige ruimtevlucht)
- Karl G. Henize: Missie-specialist 1 (enige ruimtevlucht)
- F. Story Musgrave: Missie-specialist 2 / Vluchttechnicus (tweede ruimtevlucht)
- Anthony W. England: Missie-specialist 3 (enige ruimtevlucht)
- Loren W. Acton: Payload-specialist 1, Lockheed (enige ruimtevlucht)
- John-David F. Bartoe: Payload-specialist 2, Amerikaanse marine (enige ruimtevlucht)
De Challenger vervoerde twee Extravehicular Mobility Units (EMU) voor het geval dat er een noodzakelijke ruimtewandeling moest worden uitgevoerd door England en Musgrave.
Reservebemanning:
- George W. Simon: Payload-specialist 1, Lockheed
- Dianne K. Prinz: Payload-specialist 2, Amerikaanse marine
Stoelindeling
| Stoel | Lancering | Landing |
|---|
| 1 | Fullerton | Fullerton |
| 2 | Bridges | Bridges |
| 3 | Henize | Henize |
| 4 | Musgrave | Musgrave |
| 5 | England | England |
| 6 | Acton | Acton |
| 7 | Bartoe | Bartoe |
Opmerking: Stoelen 1–4 bevinden zich op het vliegdek, stoelen 5–7 op het middendek.
Lancering
De eerste lanceerpoging op 12 juli 1985 werd gestaakt bij T−3 seconden nadat de hoofdmotoren waren ontstoken. Een defect aan het koelventiel van RS-25 motor nummer twee veroorzaakte een automatische afbreking.
De tweede poging op 29 juli 1985 was succesvol, na een vertraging van 1 uur en 37 minuten vanwege een probleem met de uplink van de 'table maintenance block update'.
Bij 3 minuten en 31 seconden na de start faalde een van de twee temperatuursensoren van de turbine-uitlaat van de brandstofpomp van de centrale motor. Twee minuten en twaalf seconden later faalde de tweede sensor, wat leidde tot het uitschakelen van de centrale motor. Dit was de enige in-flight RS-25 storing in het gehele Space Shuttle-programma. Ongeveer 8 minuten in de vlucht faalde een soortgelijke sensor in de rechter motor, en de resterende sensor van die motor gaf waarden aan die dicht bij de grens voor uitschakeling lagen. Booster Systems Engineer Jenny M. Howard adviseerde de bemanning om verdere automatische uitschakelingen van de RS-25 op basis van de resterende sensoren te blokkeren. Hiermee werd voorkomen dat een tweede motor zou uitvallen, wat mogelijk had kunnen leiden tot het verlies van bemanning en voertuig (LOCV).
De uitval van de RS-25 resulteerde in een 'Abort to Orbit' (ATO) traject, waardoor de shuttle een lagere orbitale hoogte bereikte dan gepland. In plaats van de geplande baan van 385 km bij 382 km, werd de missie uitgevoerd op een hoogte van 265 km bij 262 km.
Missieoverzicht
De primaire lading van STS-51-F was de laboratoriummodule Spacelab 2. Een speciaal onderdeel van het modulaire Spacelab-systeem, de "igloo", bevond zich aan het hoofd van een reeks van drie pallets en bood ondersteuning aan de instrumenten. De hoofddoelstellingen waren het verifiëren van de prestaties van de Spacelab-systemen, het bepalen van de interface-capaciteit van de orbiter en het meten van de omgeving gecreëerd door het ruimtevaartuig. De experimenten besloegen onder andere levenswetenschappen, plasmafysica, astronomie, astrofysica met hoge energie, zonnefysica, atmosferische fysica en technologieresearch. Ondanks de noodzakelijke herplanning door het ATO-traject werd de Spacelab-missie als een succes beschouwd.
De vlucht markeerde de eerste keer dat het Instrument Pointing System (IPS) van de European Space Agency (ESA) in een baan om de aarde werd getest. Dit instrument was ontworpen met een nauwkeurigheid van één boogseconde. In het begin waren er problemen bij het volgen van de zon, maar dit werd gecorrigeerd via software-updates. Daarnaast was Anthony W. England de tweede amateurradio-operator die tijdens de missie vanuit de ruimte uitzond.
Spacelab Infraroodtelescoop
De Spacelab Infrared Telescope (IRT) was een heliumgekoelde infraroodtelescoop met een opening van 15,2 cm, die licht observeerde tussen golflengten van 1,7 tot 118 μm. Men vreesde dat warmte-emissies van de Shuttle de data van lange golflengten zouden verstoren, maar de telescoop leverde desondanks nuttige astronomische gegevens op. Een ander probleem was een stukje mylar-isolatie dat losliet en in het gezichtsveld van de telescoop dreef. De IRT verzamelde infraroodgegevens van 60% van het galactische vlak.
Evaluatie van koolzuurhoudende dranken
In een veelgepubliceerd marketingexperiment dronken astronauten koolzuurhoudende dranken uit speciaal ontworpen blikjes van concurrenten Coca-Cola en Pepsi. Volgens Acton had Pepsi bij president Ronald Reagan aangedrongen dat Coke niet de eerste cola in de ruimte mocht zijn nadat Coke een experimenteel doseersysteem had ontwikkeld voor een eerdere vlucht. Het experiment werd uitgesteld totdat Pepsi een eigen systeem had ontwikkeld, waarna beide producten aan STS-51-F werden toegewezen.
Het Blue Team testte Coke en het Red Team testte Pepsi. Acton gaf aan dat het geavanceerde Coke-systeem frisdrank doseerde "zoals we dat op aarde gewend zijn", terwijl het Pepsi-blik eigenlijk een scheerschuimblik was met een Pepsi-logo op een papieren wikkel, dat frisdrank doseerde "vol bellen" die "niet erg drinkbaar" was. Na de vlucht onthulden de astronauten dat ze de voorkeur gaven aan Tang, mede omdat dit aan boord kon worden gemengd met bestaande gekoelde watervoorraden, terwijl er geen speciale koelapparatuur was voor de blikjes, die bovendien in microzwaartekracht overmatig bruisten.
Overige ladingen
Het Plasma Diagnostics Package (PDP), dat eerder tijdens STS-3 was gevlogen, keerde terug tijdens deze missie als onderdeel van experimenten om de ionosfeer van de aarde te bestuderen. Op de derde dag van de missie werd het PDP door de Remote Manipulator System (Canadarm) uit de payload bay gegrepen en zes uur lang losgelaten. Tijdens deze tijd manoeuvreerde de Challenger rond het PDP als onderdeel van een oefening in nabijheidsoperaties. Het PDP werd op de vierde dag weer teruggeplaatst.
In een ander experiment werden stuwraketten afgevuurd boven Tasmanië en Boston om twee "gaten" (plasma-depletieregio's) in de ionosfeer te creëren. Een wereldwijde groep geofysici werkte samen met de waarnemingen vanuit Spacelab 2.
Daarnaast nam Acton een eierschaal en het bot van een baby-Maiasaura (een hadrosaurid-dinosaurus uit het Krijt in Noord-Amerika) mee. Dit waren de eerste fossielen van dinosaurussen die ooit in de ruimte zijn gebracht.
Landing
De Challenger landde op 6 augustus 1985 om 12:45:26 PDT op Edwards Air Force Base in Californië, met een uitrolafstand van 2.612 meter. De missie was met 17 orbits verlengd voor extra payload-activiteiten vanwege de Abort to Orbit. De orbiter keerde op 11 augustus 1985 terug naar het Kennedy Space Center.
Missie-embleem
Het embleem is ontworpen door kunstenaar Skip Bradley uit Houston, Texas. De Space Shuttle Challenger wordt afgebeeld terwijl zij opstijgt naar de hemel op zoek naar nieuwe kennis op het gebied van zonnen- en sterrenastronomie met haar Spacelab 2-lading. De sterrenbeelden Leeuw en Orion worden getoond in de posities die zij tijdens de vlucht ten opzichte van de zon innamen. De negentien sterren geven aan dat dit de 19e shuttlevlucht was.
Nalatenschap
Een van de doelen van de missie was testen in hoeverre de Shuttle geschikt was voor infraroodwaarnemingen. De resultaten toonden aan dat de orbiter enkele nadelen had voor infraroodastronomie, wat ertoe leidde dat latere infraroodtelescopen als vrijvliegende eenheden vanaf de Shuttle werden gelanceerd.
Groetjes,