La STS-83 fue una misión del transbordador espacial de la NASA pilotada por el Columbia . Se trataba de una misión de investigación científica que alcanzó la órbita con éxito, pero la duración prevista fracasó debido a un problema técnico con una pila de combustible que provocó el aborto de la duración de 15 días. El Columbia regresó a la Tierra poco menos de cuatro días después. La misión se repitió como STS-94 con la misma tripulación más tarde ese año.
Esta misión se lanzó originalmente el 4 de abril de 1997 y estaba prevista que estuviera en órbita durante 15 días y 16 horas. La misión se vio interrumpida debido a un problema con la celda de combustible n.° 2 y aterrizó el 8 de abril, después de 3 días y 23 horas. La NASA decidió volver a realizar la misión como STS-94 , que se lanzó el 1 de julio de 1997.
La carga útil principal a bordo de la misión STS-83 era el Laboratorio de Ciencias de Microgravedad (MSL, por sus siglas en inglés). El MSL era una colección de experimentos de microgravedad alojados en un módulo largo (LM, por sus siglas en inglés) del Spacelab europeo. Se construyó sobre la base científica y cooperativa de las misiones del Laboratorio Internacional de Microgravedad (IML-1 en la misión STS-42 e IML-2 en la misión STS-65 ), las misiones del Laboratorio de Microgravedad de los Estados Unidos (USML-1 en la misión STS-50 y USML-2 en la misión STS-73 ), la misión japonesa Spacelab (Spacelab-J en la misión STS-47 ), la misión Spacelab Life and Microgravity Science Mission (LMS en la misión STS-78 ) y las misiones alemanas Spacelab (D-1 en la misión STS-61-A y D-2 en la misión STS-55 ).
El MSL contó con 19 investigaciones de ciencia de materiales en cuatro instalaciones principales. Estas instalaciones fueron el Gran Horno Isotérmico, el Rack EXPRESS (Expedite the Processing of Experiments to the Space Station), la Instalación de Procesamiento Electromagnético sin Contenedores (TEMPUS) y la Instalación de Engrosamiento en Mezclas Sólido-Líquido (CSLM), el Experimento de Combustión de Gotas (DCE) y la Instalación del Módulo de Combustión-1. Se realizarían experimentos tecnológicos adicionales en la Caja de Guantes de Cubierta Media (MGBX) desarrollada por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales (MSFC) y se utilizó el sistema de Televisión Digital de Alta Capacidad (HI-PAC DTV) para proporcionar video científico analógico en tiempo real de múltiples canales.
El Gran Horno Isotermal fue desarrollado por la Agencia Espacial Japonesa (NASDA) para la misión STS-47 Spacelab-J y también voló en la misión STS-65 IML-2. Albergó el experimento de medición del coeficiente de difusión mediante el método de celda de corte, el experimento de difusión de metales y aleaciones líquidos, el experimento de difusión en telururo de plomo-estaño líquido, el experimento de difusión de impurezas en fundidos iónicos, el experimento de sinterización en fase líquida II (LIF) y el experimento de procesos de difusión en semiconductores fundidos (DPIMS).
La instalación del Módulo de Combustión-1 (CM-1) del Centro de Investigación Lewis de la NASA albergó experimentos sobre el Experimento de Procesos de Hollín Laminar y el Experimento de Estructura de Bolas de Llama en Números de Lewis Bajos (SOFBALL).
El Experimento de Combustión de Gotas (DCE, por sus siglas en inglés) está diseñado para investigar los aspectos fundamentales de la combustión de gotas aisladas bajo diferentes presiones y concentraciones de oxígeno ambiental para un rango de tamaños de gotas que varían entre 2 milímetros (0,079 pulgadas) y 5 milímetros (0,20 pulgadas). El aparato DCE está integrado en un bastidor de ancho único del MSL Spacelab en la bodega de carga.
El bastidor EXPRESS reemplaza al bastidor doble de Spacelab y el hardware especial proporcionará las mismas conexiones estructurales y de recursos que tendrá el bastidor en la Estación Espacial. Albergará el experimento de Física de Esferas Duras (PHaSE) y el experimento Astro/PGBA.
La Instalación de Procesamiento Electromagnético sin Contenedores (TEMPUS) se utiliza para los experimentos sobre nucleación en diferentes regímenes de flujo, propiedades termofísicas de materiales avanzados en el experimento de estado líquido subenfriado, mediciones de la tensión superficial de aleaciones metálicas líquidas y subenfriadas mediante el experimento de técnica de gota oscilante, experimentos de subenfriamiento de aleaciones, el estudio de la estabilidad morfológica de dendritas en crecimiento mediante mediciones comparativas de la velocidad de las dendritas en aleaciones de Ni puro y Ni-C diluido en el experimento de laboratorio de la Tierra y el espacio, las fusiones subenfriadas de aleaciones con el experimento de orden de corto alcance politetraédrico, la expansión térmica de aleaciones metálicas formadoras de vidrio en el experimento de estado subenfriado, el experimento de calorimetría de CA y propiedades termofísicas de líquidos metálicos formadores de vidrio a granel y el experimento de medición de la tensión superficial y la viscosidad de metales líquidos subenfriados.
También se realizaron experimentos para medir la microgravedad, entre ellos el sistema de medición de la aceleración espacial (SAMS), el conjunto de medición de la microgravedad (MMA), el sistema de medición de la aceleración cuasi-estacionaria y el experimento de investigación de la aceleración orbital (OARE).
La instalación de la caja de guantes de cubierta intermedia (MGBX) respaldó el experimento de dinámica no lineal de burbujas y gotas (BDND), el estudio del funcionamiento fundamental de un dispositivo de transferencia de calor impulsado por capilaridad (CHT) en un experimento de microgravedad, el experimento de flujos internos en una gota libre (IFFD) y el experimento de combustión de gotas soportadas en fibra (FSDC-2).
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Antes del lanzamiento y durante la primera parte de la misión, los controladores de vuelo en tierra estaban monitoreando una anomalía en la celda de combustible generadora de energía eléctrica n.° 2 (de tres), lo que hacía parecer que el oxígeno y el hidrógeno podrían estar comenzando a mezclarse sin control, lo que podría provocar una detonación (un escenario similar al que causó la explosión en el Apolo 13 ). A pesar de la solución de problemas, la anomalía persistió y pareció empeorar. Las reglas de vuelo de la misión exigían que la celda de combustible se apagara una vez que se hubiera cruzado un cierto umbral de voltaje, y con solo dos de las tres celdas de combustible funcionando, eso invocó otra regla de vuelo que exigía que la misión se terminara antes de tiempo (la pérdida de una segunda celda de combustible requeriría apagones severos y peligrosos, aunque el transbordador opera normalmente con dos). El especialista en carga útil, el Dr. Linteris, describió la misión como "un ejercicio de gestión de crisis. La alarma del bus principal sonaba continuamente".
El astronauta Chris Hadfield trabajó como CAPCOM para la misión STS-83. Citó la decisión de la NASA de dar por terminada la misión como un ejemplo positivo de la aplicación del conjunto de conocimientos de las Reglas de Vuelo para garantizar la seguridad de los astronautas: "La belleza de las Reglas de Vuelo es que crean certeza cuando tenemos que tomar decisiones difíciles... En tiempo real, la tentación de correr riesgos siempre es mayor. Sin embargo, las reglas de vuelo eran inequívocas: el transbordador tenía que regresar a la Tierra". [5]
Al aterrizar, los directores de la misión decidieron que no era necesario procesar el Columbia según el flujo de mantenimiento habitual de fin de misión. En su lugar, solicitaron un nuevo vuelo sin precedentes de la misma misión, una vez que se pudiera completar el procesamiento normal (rellenar los tanques de combustible y otros consumibles como oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y agua, cambiar los motores principales, etc.). La misma tripulación realizó el nuevo vuelo, que se denominó STS-94 (el siguiente número de misión del transbordador disponible sin usar en ese momento), tres meses después, en julio de 1997. El parche de la tripulación se actualizó con el nuevo vuelo, cambiando el borde exterior de rojo a azul y cambiando el número de vuelo de 83 a 94.
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