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STS-41は、スペースシャトル計画の36回目のミッションであり、スペースシャトル・ディスカバリー号にとっては11回目のミッションでした。4日間のこのミッションの主な目的は、「国際太陽極ミッション」（ISPM）の一環として、ユリシーズ探査機を打ち上げることでした。
ディスカバリー号は1990年10月 6日午前7時47分16秒（東部夏時間）に打ち上げられた。打ち上げは、同日午前7時35分（東部夏時間）に開始された2時間半の打ち上げウィンドウから12分後のことだった。STS-41は当時としては最も重いペイロードを搭載しており、ディスカバリー号の重量は117,749kg （259,592ポンド）だった。[ 2 ]
主なペイロードは、太陽の極域を探査するために欧州宇宙機関（ESA）が建造したユリシーズ宇宙船でした。ユリシーズには、慣性上段（IUS）とミッション固有のペイロードアシストモジュールS（PAM-S）という2つの上段が取り付けられ、これらが初めて組み合わされてユリシーズを黄道外軌道へと送り出しました。その他のペイロードと実験には、シャトル太陽後方散乱紫外線（SSBUV）実験、インテルサット太陽電池アレイクーポン（ISAC）、染色体および植物細胞分裂実験（CHROMEX）、音声コマンドシステム（VCS）、固体表面燃焼実験（SSCE）、高分子膜処理調査（IPMP）、生理システム実験（PSE）、放射線モニタリング実験III（RME III）、シャトル学生参加プログラム（SSIP）、および空軍マウイ光学サイト（AMOS）が含まれていました。
ディスカバリーの打ち上げから6時間後、ペイロードベイからユリシーズが展開された。欧州宇宙機関とNASAの共同プロジェクトであるユリシーズは、太陽の極域を研究する最初の宇宙船だった。太陽への旅は、木星への16ヶ月の旅から始まり、木星の重力エネルギーを利用してユリシーズを惑星の軌道面から南へ押し出し、1994年に太陽の南極通過へと向かわせた。宇宙船は軌道面を再び横切り、1995年に太陽の北極通過を果たした。ディスカバリーがカリフォルニア州のエドワーズ空軍基地に着陸するまでに、ユリシーズは5年間のミッションで既に160万キロメートル（99万マイル）を移動していた。
ユリシーズ号の打ち上げに伴い、STS-41の乗組員は意欲的な科学実験のスケジュールを開始した。ケネディ宇宙センターとストーニーブルック大学の共同実験施設であるCHROMEX-2モジュールでは、開花植物のサンプルが栽培された。STS -29で実施されたこの実験の初期バージョンでは、根端細胞に染色体損傷が見られたが、地球上の対照植物には損傷は見られなかった。ディスカバリー号に搭載された植物サンプルを研究することで、研究者たちは根細胞の遺伝物質が微小重力にどのように反応するかを解明しようとした。得られた情報は、将来の長期宇宙探査を行う宇宙旅行者や、計画中の宇宙ステーション・フリーダムの研究者にとって重要であり、地球上の集約農業の進歩にも貢献する可能性がある。
微小重力下における火災の挙動を理解することは、スペースシャトルの安全性を向上させるための継続的な研究の一環でした。固体表面燃焼実験（SSCE）と呼ばれる特別に設計されたチャンバー内で、紙片を燃焼させ、その様子を撮影することで、対流のない状況下での炎の発生と動きを理解しようと試みました。この実験は、ルイス研究センター（LeRC）とミシシッピ州立大学の支援を受けて実施されました。
大気中のオゾン層破壊は、世界的に懸念される環境問題です。当時、NASAのニンバス7号衛星と米国海洋大気庁（NOAA）のテレビ赤外線観測衛星（TIROS）は、研究者がオゾンの傾向を把握できるよう、日々のデータを提供していました。ゴダード宇宙飛行センターのスペースシャトル太陽後方散乱紫外線（SSBUV）観測装置には、これらの衛星に搭載されているものと同じオゾン検出器が搭載されていました。ディスカバリー号の測定値をこれらの衛星観測データと比較することで、科学者たちは衛星搭載機器の校正を行い、可能な限り正確な測定値を得ることができました。
1990年、商業用使い捨てロケットが、低軌道上で通信衛星インテルサットVI を置き去りにした。STS-41に先立ち、NASAは1992年にスペースシャトルによる救出ミッションの可能性を検討していた。この救出に備え、衛星に搭載されていたものと同様の太陽電池アレイを低軌道環境にさらし、軌道上の原子状酸素によって何らかの変化が生じるかどうかを調べた。回収されたアレイを詳細に調べた結果、アレイに大きな損傷は見られなかった。この結果に基づき、NASAは1992年にSTS-49ミッションを実施した。
STS-41以前の研究では、微小重力への適応過程において、動物や人間は骨量の減少、心臓機能の低下を経験し、長期間（30日以上）経過すると、地上での不使用性骨粗鬆症に似た症状を発症することが示されていた。エイムズ研究センターとペンシルベニア州立大学細胞研究センターが後援するSTS-41生理システム実験（PSE）の目的は、薬理学的治療がこれらの障害の一部を軽減または解消するのに効果的かどうかを判断することであった。カリフォルニア州サンフランシスコのジェネンテック社が開発したタンパク質が、飛行中に8匹のラットに投与され、飛行に同行した別の8匹のラットには治療は行われなかった。
ポリマー膜加工に関する研究（IPMP）実験は、膜形成における対流の役割を解明するために実施されました。膜は、医薬品の精製、腎臓透析、海水淡水化などの商業用途で使用されています。この実験は、オハイオ州コロンバスにあるバテル先端材料センター（宇宙商業開発センター）の支援を受けて実施されました。
STS-41ミッションの乗組員スケジュールに空き時間があった際、宇宙飛行士たちは中学生向けの教育ビデオを作成するため、様々なデモンストレーションをビデオ撮影した。このビデオは後にNASAの教員リソースセンターネットワークを通じて全国に配布された。
宇宙飛行士たちはグラフィカルユーザーインターフェースの適合性を評価した。以前のスペースシャトル乗組員は、コマンドラインインターフェースを備えたGrid Systemsのラップトップコンピュータを使用していた。評価には、Macintosh Portableラップトップを含む、主に市販のハードウェアとソフトウェアが使用された。宇宙飛行士たちは、Portableのトラックボールが無重力状態ではうまく機能しないことを発見した。評価はSTS-43で継続され、今回はトラックボールを改良したMacintosh Portableが使用された。[ 3 ]
乗組員のその他の活動としては、機内テレビカメラを制御するための音声コマンドシステム（VCS）の実験や、オービターキャビン内の乗組員への電離放射線被ばく量の監視などがあった。
1990年10月 10日午前6時57分19秒（太平洋夏時間）、ディスカバリー号はカリフォルニア州エドワーズ空軍基地の滑走路22に着陸した。滑走距離は2,523メートル（8,278フィート）、滑走時間は49秒（制動テストを含む）であった。ディスカバリー号は1990年10月16日にケネディ宇宙センターに帰還した。
NASAはジェミニ計画中に宇宙飛行士に音楽を聴かせるという伝統を始め、これはアポロ15号で飛行クルーを起こすために初めて使用されました。各曲は特別に選ばれ、多くの場合家族によって選ばれ、通常はクルーの個々のメンバーにとって特別な意味を持つか、彼らの日常の活動に関連するものです。[ 4 ]
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