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| 名前 | 宇宙輸送システム-8 |
|---|---|
| ミッションタイプ | 通信衛星の展開 |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| コスパーID | 1983-089A |
| SATCAT番号 | 14312 |
| ミッション期間 | 6日1時間8分43秒 |
| 移動距離 | 4,046,660 km (2,514,480 マイル) |
| 軌道完了 | 98 |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | スペースシャトル チャレンジャー |
| 打ち上げ質量 | 110,108 kg (242,747 ポンド) |
| 着陸質量 | 92,508 kg (203,945 ポンド) |
| ペイロード質量 | 12,011 kg (26,480 ポンド) |
| クルー | |
| 乗員数 | 5 |
| メンバー | |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 1983 年 8 月 30 日、午前 6 時 32 分UTC (東部夏時間午前2 時 32 分) |
| 発射場 | ケネディ、LC-39A |
| 請負業者 | ロックウェル・インターナショナル |
| ミッション終了 | |
| 着陸日 | 1983 年 9 月 5 日、07:40:43 UTC (太平洋夏時間午前12:40:43 ) |
| 着陸地点 | エドワーズ、滑走路 22 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道 |
| 政権 | 低軌道 |
| 近地点高度 | 348 km (216 マイル) |
| 遠地点高度 | 356 km (221 マイル) |
| 傾斜 | 28.51° |
| 期間 | 90.60分 |
| 楽器 | |
| |
 STS-8 ミッション パッチ  左から：ブランデンシュタイン、ガードナー、トゥルーリー、ソーントン、ブルーフォード。 | |
STS-8は、 NASAの 8回目のスペースシャトルミッションであり、スペースシャトルチャレンジャーの3回目の飛行であった。1983年8月30日に打ち上げられ、1983年9月5日に着陸し、スペースシャトルプログラムの最初の夜間打ち上げと夜間着陸を実施した。また、アフリカ系アメリカ人初の宇宙飛行士、ギオン・ブルーフォードも搭乗した。このミッションは計画されていた研究目的をすべて達成したが、打ち上げ中に固体燃料ロケットブースターが壊滅的な故障を起こしそうになったことがその後発覚し、失敗に終わった。
このミッションの主な搭載物は、インドの通信および気象観測衛星INSAT-1Bで、オービターによって放出され、静止軌道に打ち上げられた。遅延したNASAの通信衛星に代わる第2の搭載物は、シャトルのカナダアーム（遠隔操作システム）の使用をテストするための4トンのダミー搭載物だった。チャレンジャー号で実施された科学実験には、将来の宇宙船用に設計された新しいハードウェアと材料の環境テスト、微小重力下の電界における生物学的材料の研究、および宇宙適応症候群（別名「宇宙酔い」）の研究が含まれていた。さらに、この飛行は、その後のSTS-9ミッションをサポートするために必要となる、以前に打ち上げられたTDRS-1衛星のシェイクダウンテストを兼ねていた。
クルー
このミッションには5人の乗組員と3人のミッションスペシャリストが搭乗した。これは5人の乗組員を乗せた2番目のミッション（STS-7に続く）であり、当時としては単一の宇宙船に搭載された最大の乗組員数であった。[1]この乗組員は、宇宙を飛行した最初のアフリカ系アメリカ人となったギオン・ブルーフォードの参加で歴史的に有名である。 [2]
船長のトゥルーリーは乗組員の中で唯一のベテラン宇宙飛行士で、1981年にSTS-2のパイロットとして、1977年にはエンタープライズ号で2回の接近着陸試験（ALT）に参加した。それ以前は、 3回のスカイラブミッションとASTPミッションのすべてでカプセル通信員（CAPCOM）として働いていた。 [3]ブランデンシュタイン、ガードナー、ブルーフォードは全員1978年に採用され、1979年からミッションの訓練を受けていた。 [4]当初、ミッションの乗組員は4人になる予定だったが、乗組員が最初に指名されてから8か月後の1982年12月にソーントンが3人目のミッションスペシャリストとして乗組員に加わった。[5]トゥルーリーと同様に、彼もアポロ時代の新人であり、1967年にNASAに加わった。[6]このミッションへの参加には、宇宙適応症候群（通称「宇宙酔い」）に関連する生理学的変化に関する情報収集を目的とした一連のテストが含まれていた。これは、シャトルミッション中に宇宙飛行士がこれに罹患したため、NASAの注目の的となっていた。[5]
オービターには緊急時の船外活動に備え、2つの船外活動ユニット（EMU）が搭載されており、必要に応じてトゥルーリーとガードナーが使用する予定であった。[7]
乗務員の座席割り当て
ミッション計画とペイロード
1982年4月に発表されたSTS-8の初期計画では、1983年7月に予定されていた。4人の乗組員による3日間のミッションになると予想され、インドの衛星INSAT-1BとNASAの通信中継衛星TDRS-Bが打ち上げられる予定だった。 [9]しかし、STS-6ミッションでTDRS-Aを展開するために使用された慣性上段ステージ（IUS）に問題が発生したため、1983年5月にTDRSは飛行しないことが発表された。マニフェスト[10]では、ペイロード飛行試験物品に置き換えられた。[11] IUSの再開発後、TDRS-Bは最終的にSTS-51-Lミッション用に再マニフェストされたが、 1986年1月の打ち上げ失敗時にスペースシャトルチャレンジャー号とその乗組員とともに失われた。 [12]
STS-8ミッションのペイロードの主要要素はINSAT-1Bであった。これはインド宇宙研究機関（ISRO）が運用する多目的気象・通信衛星シリーズの2番目のものであった。最初のINSAT-1Aは1982年4月にデルタロケットで打ち上げられたが、搭載された反応制御システム（RCS）の故障のため、その後まもなく停止しなければならなかった 。衛星はシャトルのペイロードベイの後部に搭載され、オービターから切り離された後、小型固体ロケット上段のペイロードアシストモジュール（PAM-D）によって静止トランスファー軌道（GTO）に打ち上げられた。[13]衛星とその上段の質量は合計3,377 kg（7,445ポンド）、クレードルの質量は1,102 kg（2,429ポンド）で、[14]約5,000万ドルの費用がかかった。[15]
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ペイロード飛行試験機 (PFTA) は、1982 年 4 月のマニフェストでは 1984 年 6 月の STS-16 で打ち上げられる予定だったが[9] 、 1983 年 5 月までに STS-11 に繰り上げられた。その月、TDRS ミッションが遅れたため、マニフェストの穴を埋めるために STS-8 に繰り上げられた。[11]これは、6 メートル (20 フィート) の中央車軸を持つ 2 つの車輪に似たアルミニウム構造で、鉛で重しをかけて総重量を 3,855 kg (8,499 ポンド) にしたもので、シャトルの「ロボット アーム」である「カナダーム」リモート マニピュレーター システムで持ち上げて移動させ、宇宙飛行士がシステムの使用経験を積むのに役立てることができた。ペイロード ベイの中央部に保管されていた。[16]
オービターは前部ペイロードベイに開発飛行計器（DFI）パレットを搭載していた。これは以前にコロンビアで試験機器を運ぶために飛行していたものだった。パレットには飛行計器は装備されていなかったが、2つの実験を搭載するために使用された。1つ目は周囲の原子状酸素とオービターおよびペイロードの構造材料との相互作用を研究するもので、2つ目は将来の宇宙船の熱除去システムで使用するために設計されたヒートパイプの性能をテストするものだった。[17]
4つのゲッタウェイ・スペシャル（GAS）ペイロードが搭載された。1つは電子機器に対する宇宙線の影響を研究するもの。2つ目は、スペースラブ2用に設計されている紫外線機器の前身として、紫外線吸収測定を使用してオービター周囲のガス環境の影響を研究するもの。3つ目は日本の朝日新聞がスポンサーとなり、 2つのタンク内の水蒸気を使用して雪の結晶を作ろうとするものだった。これは、タンク内の水が凍ってしまったため再設計を余儀なくされたSTS-6で最初に飛行した実験の2回目の試みだった。最後の実験はSTS-3で飛行した実験に似ており、小さな炭素およびオスミウムのウェハーが酸化される速度を測定することで、原子状酸素の周囲レベルを研究するものだった。[18]
このミッションでは、米国郵政公社（USPS）と協力して、 9.35ドルの速達切手を貼った郵便封筒26万枚も運び、収集家に販売し、利益をUSPSとNASAで分配する予定だった。2つの保管箱がDFIパレットに取り付けられ、さらに6つのゲッタウェイスペシャル容器に保管された。[19]
オービターの乗員室では、他にも数多くの実験が行われる予定だった。その中には、4度目の飛行となる連続フロー電気泳動システムがあった。これは、生体物質の溶液を電界を通して分離するものであり、糖尿病治療の研究を支援することを目的とした実験だった。[20] 6匹のラットを入れた小さな動物ケージが飛行した。飛行中に動物実験は行われなかったが、ケージを使用する後のミッションのために学生参加プロジェクトが計画されており、NASAは飛行試験を確実に行いたいと考えていた。[21] STS-8で実施された学生参加プロジェクトでは、ウィリアム・E・ソーントンがバイオフィードバック技術を使用して、微小重力下で機能するかどうかを判定しようとした。[21]写真撮影実験では、オービター周辺で報告されていた明るい大気の輝きのスペクトルを研究し、これが反応制御システム（RCS）の点火とどのように相互作用するかを判定しようとした。[22]
このミッションでは、 STS-6で展開されたTDRS-1衛星を使った一連のテストも実施する予定だった。これは、今後のSTS-9飛行でスペースラボ計画をサポートする前に、システムが完全に機能することを確認するためだった。 [23]さらに、この探査機は暗号化された通信を可能にする装置を搭載しており、将来の機密ミッションでの使用に備えてテストされた。[24]
サポートクルー
- ジョン・E・ブラハ
- メアリー・L・クリーブ
- ウィリアム・F・フィッシャー
- ジェフリー・A・ホフマン
- ブライアン・D・オコナー（CAPCOM 昇進）
ミッション概要
打ち上げ準備
ミッションの準備は、1983年6月3日、移動式発射台プラットフォーム上でのシャトルの固体ロケットブースター（SRB）の組み立てから始まった。ブースターは1983年6月20日に積み重ねられ、外部燃料タンク（ET）は1983年6月23日に組み立てられたものと結合された。チャレンジャー号は1983年6月29日にケネディ宇宙センターに到着し、 1983年6月30日にオービター処理施設に移送された。ほとんどの飛行ペイロードの設置を含む飛行後のメンテナンスと新しいミッションの準備の後、シャトルは1983年7月27日にビークル組立棟に移送され、ブースター/タンクのスタックに結合された。スタックは1983年7月29日と30日にチェックアウトされ、1983年8月2日に発射施設39Aに移動されました。 [25] INSAT-1Bは発射台上で軌道船に搭載され、チャレンジャーがケネディ宇宙センターに到着してから打ち上げ準備が整うまでの全処理時間はわずか62日で、当時のプログラムの記録でした。[26]
打ち上げは当初1983年8月4日に予定されていたが、後に1983年8月20日に再スケジュールされた。 [27]追跡およびデータ中継衛星システム（TDRSS）の試験を行う必要があったため、システムの準備が整うまで10日間の延期が必要となり、その間スタックは発射台に残された。[28]発射台上での遅延中に、ハリケーン・バリー（1983年）がフロリダの海岸線を襲い、1983年8月25日の朝にケネディ宇宙センターのすぐ南に上陸した。この嵐は2日前に確認されたばかりで、チャレンジャー号を発射台から引き返す時間はなかった。そのため、発射スタックを固定して嵐を乗り切ることが決定された。[29]
打ち上げ
チャレンジャー号は、発射場付近の雷雨により最終的に17分間の遅延があった後、1983年8月30日06:32:00 UTC（02:32:00 EDT ）にようやく打ち上げられた。 [30]発射時間は06:15から06:49に延長された。[32]打ち上げまでのカウントダウンは、広報担当のマーク・ヘスによって発表された。
夜明け前の暗闇の中で行われたこの打ち上げは、アポロ17号以来のアメリカの夜間打ち上げとなり、[33]数千人の観客が見守った。異例の打ち上げ時間は、主要ペイロードであるINSAT-1Bの追跡要件によるものであった。[1]この計画では、1985年のSTS-61-Bまで夜間打ち上げは行われなかった。 [34]乗組員は夜間視力を保つために暗いシミュレーターで訓練するなどして準備しようとしたが、実際には固体燃料ロケットブースターの光により、発射台のすぐ近くのエリアが昼間の打ち上げとほぼ同じくらい明るくなることがわかった。[35]
この打ち上げは、固体ロケットブースターに新開発の高性能モーターを使用した初めての打ち上げであり、推力が約 7% 増加した。飛行後の分析で、ロケットケースがほぼ燃え尽きていたことが判明し、これが後に51-L ミッションの失敗の大きな原因となった(詳細は、以下の「飛行後の安全分析」のセクションを参照)。この打ち上げは、ブースターに元の標準質量の鋼鉄ケースを使用した最後から 2 番目の打ち上げでもあった。これらは、STS-6とSTS-7で約 1,800 kg (4,000 lb) の軽量化のために薄いケースに交換されたが、安全上の懸念から、次の 2 回の飛行では従来のケースが使用された。[36]
軌道上の運用
高度296km（184マイル）の円軌道への投入に成功した後、最初の実験が開始された。最初の2つのサンプルは連続フロー電気泳動システムに通され、大気の光度研究のための測定が行われた。油圧循環ポンプが故障したが、これは回避され、運用に影響がないことがわかった。[31]
2日目（1983年8月31日）の最大の出来事は、INSAT-1B衛星の展開が07:48 UTCに成功したことであり、チャレンジャー号はその40分後にブースターモーターの点火を回避するために操縦を行った。[37]その他の実験は続行されたが、TDRSによるテレメトリが約3時間失われたため、手動による介入が必要になった。[38]午前中に火災警報が鳴り、航空電子機器区画で火災が発生した兆候が示されたが、2回目の警報は鳴らず、最終的に誤報であると判明した。[39]
3日目と4日目（1983年9月1日と2日）には、カナダアーム遠隔操作システムとペイロード試験機の作業が開始され、TDRSによる通信試験が続けられた。前者は成功したが、後者はホワイトサンズ 地上局の問題により、何度か連絡が取れなくなった。[40]その結果、問題に対処するために、1983年9月1日の早朝に乗組員が起こされなければならなかった。[41] 1983年9月2日の客室の軽微な圧力漏れは、廃棄物管理システムに起因することが判明し、すぐに制御された。[40]オービターは、空気密度が高く、酸素相互作用実験がより効果的に機能する低い軌道に移動するために、1983年9月2日に軌道操縦システム（OMS）の点火を実行した。[42]
5日目（1983年9月3日）には、カナダアームのテストが続けられ、いくつかのオプションの「買い物リスト」テストが行われ、TDRSテストはより成功裏に実施された。[40]その日の遅くには生中継の記者会見が行われ、アポロ17号以来初の飛行中の記者会見となった。[43] 6日目（1983年9月4日）、実験は完了し、乗組員は軌道離脱の準備を整えた。この最終日には2つのシステム障害が記録され、そのうち最も深刻なのは搭載コンピューターの1つで同期障害が発生したことだった。[40]
軌道上では、チャレンジャー号は高度と姿勢を何度も調整し、シャトルの軌道船の挙動をテストし、さまざまな温度条件でいくつかの実験を行った。通常とは異なる方法で太陽から部分を露出させたり遮ったりすることで、特に暖かいまたは寒い条件を誘発し、その結果生じる問題を観察することができた。[44]
着陸
ミッション計画では、カリフォルニア州エドワーズ空軍基地に121分28秒のミッション経過時間（MET）に着陸することになっていた。 [45]当初の計画では、土壇場での打ち上げ遅延を考慮すると、1983年9月4日7時44分（UTC）になるはずだった。[32] 実際には、さらなる通信テストを行うために1日延期され、チャレンジャー号は1983年9月5日7時40分33秒（UTC 、PDT ）にエドワーズ空軍基地の滑走路22に着陸し、ミッション7日目の朝となった。[30]打ち上げと同様に、これはプログラム初の夜間着陸となった。スペースシャトルのオービターには機内照明が搭載されていなかった。これは再突入後も着陸灯を設計するのが困難だったためである。 [24]そのため、オービターを誘導するために滑走路は高輝度キセノンアークランプで照らされた。 [32]夜間着陸の緊急運用要件はなかったが、それが可能であることを証明したいという要望があった。[1]着陸の映像は1986年の映画「スペースキャンプ」で公開された。
飛行後の安全分析
打ち上げは目立った異常なく行われたが、1983年9月27日、固体ロケットブースターの飛行後検査中に、左側のブースターに深刻な腐食が発見された。ロケットノズルを保護する厚さ8cm (3.1インチ)の樹脂ライニング3枚は、発射中に厚さの約半分が侵食されるように設計されていたが、場所によってはわずか0.5cm (0.20インチ)まで燃え尽きていたことが判明した。ある推定によると、ノズルが破裂するまでの発射時間は約14秒残っており、破裂すると制御不能となり、宇宙船がおそらく分解していただろう。後に、この欠陥は、このブースターセットに使用された特定の樹脂のロットによるものであることが判明した。[33]このバーンスルー問題は、メディアでは小さな事故として扱われ、1986年のチャレンジャー号の事故の後まで大きな関心を集めなかった。[33]当時の唯一の大きな批判はNASAのソ連側からのものでした。[46]この事件の結果、STS-9の飛行はブースターのノズルを交換するため1ヶ月遅れました。[47]
飛行後の耐熱タイルの検査では、7件の大きな破片の衝突と49件の小さな衝突が見つかり、そのうち3件と26件はオービタの下面に衝突した。[48]これは少なくともSTS-74まではタイルの大きな損傷の発生率が最も低く、[49]下面への23件の大きな衝突というプログラム平均と比べても非常に良好である。[50]これは耐熱システムに重大な問題が報告されなかった最初のシャトル飛行であった。[51]穴あきと曇りのためオービタから3つの窓が取り外された。[52]
最終的に合計33件の飛行中の異常が報告されました。[53]上記の問題に加えて、STS-8のより軽微な問題には、サーモスタットの故障[54]から客室内の異常に高い量のほこりまでありました。[55]
科学的結果
全体として、乗組員は計画されたミッションテストの目標54件すべてを無事に完了した。[56] INSATの展開は成功したが、衛星は静止軌道上で太陽電池パネルを展開する際に問題が発生し、1983年9月中旬まで完全には運用されなかった。しかし、一旦機能すると、7年間満足のいくサービスを提供し、地球の画像36,000枚を送信し、インドの何千もの村にテレビ放送を行った。[37]ペイロード飛行試験物品の評価では、カナダアーム遠隔操作システムは、かさばる物体を5cm（2.0インチ）の精度と1°の位置合わせである程度正確に移動できることがわかった。[57]
TDRS-1計画は全体的にあまり成功しなかった。衛星はコンピュータの故障に見舞われ、数時間にわたってテレメトリが途絶えた。結局、軌道船は計画された89周回のうち65周回で衛星を使用することができ、約40周回で接続をうまく利用することができた。[57]連続フロー電気泳動システムの機器は計画通りに機能し、地球上で処理できる量の数百倍もの物質を処理した。[58] 2度目の飛行となった朝日新聞の結晶実験では、キャニスターの再設計により雪の結晶を生成することができた。[57]
ソーントンの宇宙適応病に関する研究では、STS-8の宇宙飛行士は重篤な症状を免れ、運動制御の喪失に苦しむ者はいなかったと指摘されている。[59]ガードナーは「軽症」だったが、それでも効果的に対処できた。[60]一方、訓練中に誘発された乗り物酔いに苦しんだブランデンシュタインは、全く影響を受けなかった。[15]症状は打ち上げ後3日以内に治まることがわかった。[59]
モーニングコール
NASAはジェミニ計画の頃から宇宙飛行士に音楽を流す伝統を始め、アポロ15号の時に初めて宇宙飛行士の目覚めに音楽を使った。各曲は宇宙飛行士の家族によって特別に選ばれることが多く、通常は宇宙飛行士個人にとって特別な意味を持つか、日常の活動に当てはまるものである。[61] [62]
参照
参考文献
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文献
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- NASAの主要な衛星ミッションと主要な参加者: 第3巻。第3巻。NASA。1983年。HDL :2060/19920075896。
外部リンク
- STS-8 情報 2008 年 6 月 16 日アーカイブ、Wayback Machine NASA ケネディ宇宙センター
- STS-8 ビデオハイライト 2008 年 10 月 23 日アーカイブ、Wayback Machine NSS