La STS-8 fue la octava misión del transbordador espacial de la NASA y el tercer vuelo del transbordador espacial Challenger . Se lanzó el 30 de agosto de 1983 y aterrizó el 5 de septiembre de 1983, realizando el primer lanzamiento y aterrizaje nocturno del programa del transbordador espacial . También llevó al primer astronauta afroamericano , Guion Bluford . La misión logró con éxito todos sus objetivos de investigación planificados, pero se vio empañada por el descubrimiento posterior de que un cohete propulsor de combustible sólido casi había fallado catastróficamente durante el lanzamiento.
La carga útil principal de la misión fue el INSAT-1B , un satélite indio de comunicaciones y observación meteorológica , que fue liberado por el orbitador y lanzado a una órbita geoestacionaria . La carga útil secundaria, que reemplazó a un satélite de comunicaciones de la NASA retrasado, fue una carga útil ficticia de cuatro toneladas métricas, destinada a probar el uso del Canadarm (sistema de manipulación remota) del transbordador. Los experimentos científicos realizados a bordo del Challenger incluyeron la prueba ambiental de nuevo hardware y materiales diseñados para futuras naves espaciales, el estudio de materiales biológicos en campos eléctricos bajo microgravedad e investigación sobre el síndrome de adaptación espacial (también conocido como "enfermedad espacial"). El vuelo sirvió además como prueba preliminar para el satélite TDRS-1 lanzado anteriormente , que sería necesario para apoyar la posterior misión STS-9 .
Esta misión contaba con una tripulación de cinco personas, con tres especialistas de misión . Fue la segunda misión (después de la STS-7 ) en volar con una tripulación de cinco personas, la más grande llevada por una sola nave espacial hasta esa fecha. [1] La tripulación fue históricamente notable por la participación de Guion Bluford , quien se convirtió en el primer afroamericano en volar al espacio. [2]
El comandante, Truly, era el único astronauta veterano de la tripulación, habiendo volado como piloto en STS-2 en 1981 y en dos de las Pruebas de Aproximación y Aterrizaje (ALT) a bordo del Enterprise en 1977. Antes de esto, había trabajado como comunicador de cápsula (CAPCOM) para las tres misiones Skylab y la misión ASTP . [3] Brandenstein, Gardner y Bluford habían sido reclutados en 1978 y habían estado entrenando para una misión desde 1979. [4] La misión había sido originalmente planeada para una tripulación de cuatro, con Thornton agregado a la tripulación como tercer especialista de misión en diciembre de 1982, ocho meses después de que la tripulación fuera nombrada originalmente. [5] Al igual que Truly, era un recluta de la era Apolo , habiéndose unido a la NASA en 1967. [6] Su participación en la misión incluyó una serie de pruebas destinadas a recopilar información sobre los cambios fisiológicos relacionados con el Síndrome de Adaptación Espacial , más comúnmente conocido como "enfermedad espacial"; Esto se había convertido en un foco de atención en la NASA, ya que los astronautas sucumbieron a él durante las misiones del transbordador. [5]
El orbitador transportaba dos unidades de movilidad extravehicular (EMU) para su uso en caso de una caminata espacial de emergencia ; de ser necesario, serían utilizadas por Truly y Gardner. [7]
Un plan inicial para la STS-8, publicado en abril de 1982, la había programado para julio de 1983. Se esperaba que fuera una misión de tres días con cuatro miembros de tripulación, y lanzaría el INSAT-1B , un satélite indio, y el TDRS-B , un satélite de retransmisión de comunicaciones de la NASA. [9] Sin embargo, tras los problemas con la etapa superior inercial (IUS) utilizada para desplegar el TDRS-A en la misión STS-6 , se anunció en mayo de 1983 que el TDRS no iba a volar. Fue reemplazado en el manifiesto [10] por el artículo de prueba de vuelo de carga útil. [11] Después del rediseño del IUS, el TDRS-B finalmente se volvió a manifestar para la misión STS-51-L , y se perdió junto con el transbordador espacial Challenger y su tripulación cuando el lanzamiento falló en enero de 1986. [12]
El elemento principal de la carga útil de la misión STS-8 fue el INSAT-1B. Fue el segundo de una serie de satélites meteorológicos y de comunicaciones multipropósito operados por la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO); el primero, el INSAT-1A , había sido lanzado por un vehículo de lanzamiento Delta en abril de 1982, pero tuvo que ser apagado poco después debido a un fallo del sistema de control de reacción (RCS) de a bordo. El satélite fue transportado en la parte trasera de la bodega de carga útil del transbordador, y fue impulsado a una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) por un módulo de asistencia de carga útil (PAM-D), una pequeña etapa superior de cohete sólido , después de su liberación del orbitador. [13] El satélite, con su etapa superior, tenía una masa total de 3.377 kg (7.445 lb), con la cuna pesando otros 1.102 kg (2.429 lb), [14] y había costado alrededor de 50 millones de dólares. [15]
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El artículo de prueba de vuelo de carga útil (PFTA) había sido programado para su lanzamiento en junio de 1984 en la STS-16 en el manifiesto de abril de 1982, [9] pero en mayo de 1983 se había adelantado a la STS-11. Ese mes, cuando las misiones TDRS se retrasaron, se adelantó a la STS-8 para llenar el vacío en el manifiesto. [11] Era una estructura de aluminio que se parecía a dos ruedas con un eje central de 6 m (20 pies) de largo, lastrada con plomo para darle una masa total de 3.855 kg (8.499 lb), que podía ser levantada por el sistema de manipulación remota "Canadarm" -el "brazo robótico" del transbordador- y movida para ayudar a los astronautas a ganar experiencia en el uso del sistema. Se almacenaba en la sección media de la bodega de carga útil. [16]
El orbitador llevaba en su compartimento de carga delantera la plataforma de Instrumentación de Vuelo de Desarrollo (DFI, por sus siglas en inglés), que ya había volado previamente en el Columbia para transportar equipos de prueba. La plataforma no estaba equipada con ninguna instrumentación de vuelo, pero se utilizó para montar dos experimentos. El primero estudiaba la interacción del oxígeno atómico ambiental con los materiales estructurales del orbitador y la carga útil, mientras que el segundo probaba el rendimiento de un tubo de calor diseñado para su uso en los sistemas de rechazo de calor de futuras naves espaciales. [17]
Se transportaron cuatro cargas útiles Getaway Special (GAS). Una estudió los efectos de los rayos cósmicos en el equipo electrónico. La segunda estudió el efecto del entorno gaseoso alrededor del orbitador utilizando mediciones de absorción ultravioleta , como precursor del equipo ultravioleta que se estaba diseñando para Spacelab 2. Una tercera, patrocinada por el periódico japonés Asahi Shimbun , intentó usar vapor de agua en dos tanques para crear cristales de nieve . Este fue un segundo intento de un experimento que se realizó por primera vez en la STS-6 , que tuvo que ser rediseñado después de que el agua en los tanques se congelara. El último fue similar a un experimento realizado en la STS-3 , y estudió los niveles ambientales de oxígeno atómico midiendo las velocidades a las que se oxidaban pequeñas obleas de carbono y osmio . [18]
La misión, en cooperación con el Servicio Postal de los Estados Unidos (USPS), también transportó 260.000 sobres postales franqueados con sellos de correo exprés de 9,35 dólares estadounidenses , que se venderían a coleccionistas, y las ganancias se dividirían entre el USPS y la NASA. Se adjuntaron dos cajas de almacenamiento a la paleta DFI, y se almacenaron más en seis de los botes Getaway Special. [19]
Se iban a realizar otros experimentos en el interior del compartimento de la tripulación del orbitador. Entre ellos se encontraba el sistema de electroforesis de flujo continuo, que se utilizaba por cuarta vez. Este sistema separaba soluciones de materiales biológicos haciendo pasar campos eléctricos a través de ellas; el experimento tenía como objetivo apoyar la investigación sobre tratamientos para la diabetes . [20] Se utilizó una pequeña jaula para animales que contenía seis ratas ; no se llevó a cabo ningún experimento con animales durante el vuelo, pero se planeó un proyecto de participación estudiantil para una misión posterior que utilizaría la jaula, y la NASA quería asegurarse de que se probara en vuelo. [21] El proyecto de participación estudiantil llevado a cabo en el STS-8 involucró a William E. Thornton utilizando técnicas de biorretroalimentación , para tratar de determinar si funcionaban en microgravedad . [21] Un experimento de fotografía intentaría estudiar el espectro de un resplandor atmosférico luminoso que se había informado alrededor del orbitador, y determinar cómo interactuaba con los disparos del sistema de control de reacción (RCS). [22]
La misión también tenía previsto llevar a cabo una serie de pruebas con el satélite TDRS-1 que había sido desplegado por la STS-6 , para asegurar que el sistema estuviera completamente operativo antes de que se utilizara para apoyar el programa Spacelab en el próximo vuelo STS-9 . [23] El orbitador además llevaba equipo para permitir transmisiones encriptadas, que se probarían para su uso en futuras misiones clasificadas. [24]
La preparación para la misión comenzó el 3 de junio de 1983, con el ensamblaje de los cohetes propulsores sólidos (SRB) del transbordador en la Plataforma de Lanzamiento Móvil . Los propulsores se apilaron el 20 de junio de 1983, y el tanque externo (ET) se acopló al ensamblaje el 23 de junio de 1983. El Challenger llegó al Centro Espacial Kennedy el 29 de junio de 1983, y fue transferido a la Instalación de Procesamiento del Orbitador el 30 de junio de 1983. Después del mantenimiento posterior al vuelo y la preparación para la nueva misión, incluida la instalación de la mayoría de las cargas útiles de vuelo, el transbordador fue transferido al Edificio de Ensamblaje de Vehículos el 27 de julio de 1983, y se acopló a la pila de propulsores/tanque. La pila fue revisada el 29 y 30 de julio de 1983, y se trasladó al Complejo de Lanzamiento 39A el 2 de agosto de 1983. [25] El INSAT-1B fue cargado en el orbitador cuando estaba en la plataforma; El tiempo total de procesamiento desde que el Challenger llegó al KSC hasta que estuvo listo para el lanzamiento fue de solo sesenta y dos días, un récord para el programa en ese momento. [26]
El lanzamiento se había programado originalmente para el 4 de agosto de 1983, y luego se reprogramó para el 20 de agosto de 1983. [27] El requisito de realizar pruebas con el Sistema de Satélite de Seguimiento y Retransmisión de Datos (TDRSS) requirió un retraso de diez días para que el sistema estuviera listo, durante los cuales la pila permaneció en la plataforma de lanzamiento. [28] Durante el retraso en la plataforma, el huracán Barry (1983) golpeó la costa de Florida , tocando tierra justo al sur del Centro Espacial Kennedy en la mañana del 25 de agosto de 1983. La tormenta solo había sido identificada dos días antes, y no hubo tiempo para hacer retroceder al Challenger desde la plataforma; se tomó la decisión de asegurar la pila de lanzamiento y capear la tormenta. [29]
El Challenger finalmente fue lanzado a las 06:32:00 UTC (02:32:00 EDT ) el 30 de agosto de 1983, [30] después de un retraso final de 17 minutos debido a tormentas eléctricas cerca del sitio de lanzamiento. [31] La ventana de lanzamiento se extendió desde las 06:15 hasta las 06:49. [32] La cuenta regresiva para el lanzamiento fue convocada por Mark Hess, oficial de información pública.
El lanzamiento, que se produjo en la oscuridad antes del amanecer, fue el primer lanzamiento nocturno estadounidense desde el Apolo 17 , [33] y fue visto por varios miles de espectadores. La hora de lanzamiento inusual se debió a los requisitos de seguimiento de la carga útil principal, INSAT-1B; [1] el programa no tendría otro lanzamiento nocturno hasta STS-61-B en 1985. [34] La tripulación había intentado prepararse para ello entrenando en simuladores oscuros para mantener su visión nocturna , pero en la práctica se descubrió que la luz de los cohetes propulsores de combustible sólido hacía que el área inmediata alrededor de la plataforma de lanzamiento fuera prácticamente tan brillante como un lanzamiento diurno. [35]
Este lanzamiento fue el primero en utilizar un motor de alto rendimiento de nuevo desarrollo para los propulsores de combustible sólido, que proporcionaba aproximadamente un 7% más de empuje. El análisis posterior al vuelo mostró que casi se quemó la carcasa del cohete, un problema significativo que más tarde condenó a la misión 51-L (consulte la sección "Análisis de seguridad posterior al vuelo" a continuación para obtener más información). Este lanzamiento también fue el penúltimo en utilizar las carcasas de acero de masa estándar originales para los propulsores. Estas habían sido reemplazadas por una carcasa más delgada, ahorrando unos 1.800 kg (4.000 lb), en STS-6 y STS-7 , pero debido a preocupaciones de seguridad, los siguientes dos vuelos utilizaron las carcasas convencionales. [36]
Después de una inserción exitosa en una órbita circular a 296 km (184 mi), comenzaron los primeros experimentos; las primeras dos muestras fueron pasadas por el Sistema de Electroforesis de Flujo Continuo y se tomaron mediciones para el estudio de luminosidad atmosférica. Una bomba de circulación hidráulica falló, pero se solucionó y se demostró que no tuvo impacto en las operaciones. [31]
El evento más importante del segundo día (31 de agosto de 1983) fue el exitoso despliegue del satélite INSAT-1B, que tuvo lugar a las 07:48 UTC, y el Challenger maniobró para evitar el disparo del motor de refuerzo cuarenta minutos más tarde. [37] Otros experimentos continuaron, aunque la telemetría a través del TDRS se perdió durante unas tres horas, lo que requirió intervención manual. [38] Una alarma de incendio sonó por la mañana, indicando signos de un incendio en el compartimento de aviónica , pero una segunda alarma permaneció en silencio y finalmente se determinó que era una falsa alarma. [39]
En el tercer y cuarto día (1 y 2 de septiembre de 1983), se comenzó a trabajar con el Sistema de Manipulación Remota del Canadarm y el artículo de prueba de carga útil, y continuaron las pruebas de comunicaciones a través del TDRS. El primero tuvo éxito, pero el segundo perdió contacto en varias ocasiones, debido a problemas en la estación terrestre de White Sands . [40] Como resultado, la tripulación tuvo que ser despertada temprano el 1 de septiembre de 1983, para lidiar con el problema. [41] Una pequeña fuga de presión de la cabina el 2 de septiembre de 1983, fue rastreada hasta el sistema de gestión de residuos, y rápidamente controlada. [40] El orbitador realizó un disparo del Sistema de Maniobra Orbital (OMS) el 2 de septiembre de 1983, para colocarse en una órbita más baja, donde la densidad del aire era mayor y los experimentos de interacción de oxígeno funcionarían de manera más efectiva. [42]
El quinto día (3 de septiembre de 1983) se continuó con las pruebas del Canadarm, incluidas varias pruebas opcionales de "lista de compras", y las pruebas del TDRS se llevaron a cabo con más éxito. [40] Se realizó una conferencia de prensa en vivo al final del día, la primera conferencia de prensa en vuelo desde el Apolo 17. [ 43] El sexto día (4 de septiembre de 1983) se completaron los experimentos y la tripulación se preparó para salir de la órbita. Se registraron dos fallas de sistemas en este último día, la más grave de las cuales involucró un fallo de sincronización en una de las computadoras de a bordo. [40]
Durante su estancia en órbita, el Challenger realizó una serie de ajustes de altitud y actitud para probar el comportamiento de un transbordador y realizar algunos experimentos en diferentes condiciones térmicas. Al exponer o proteger del sol áreas de una manera inusual, fue posible inducir condiciones particularmente cálidas o frías y observar los problemas resultantes. [44]
El plan de la misión preveía un aterrizaje en la Base Aérea Edwards , California , a las 121:28 tiempo transcurrido de la misión (MET). [45] En el plan original, esto habría sido a las 07:44 UTC del 4 de septiembre de 1983, antes de tener en cuenta el retraso de último minuto en el lanzamiento; [32] en el evento, esto se retrasó un día para permitir más pruebas de comunicaciones, y el Challenger aterrizó a las 07:40:33 UTC (00:40:33 PDT ), el 5 de septiembre de 1983, en la pista 22 de la Base Aérea Edwards, en la mañana del séptimo día de la misión. [30] Al igual que con el lanzamiento, este fue el primer aterrizaje nocturno del programa. Los orbitadores del transbordador no tenían luces a bordo, debido a la dificultad de diseñar luces de aterrizaje que sobrevivieran al reingreso, [24] por lo que la pista estaba iluminada por lámparas de arco de xenón de alta intensidad para guiar al orbitador. [32] No había un requisito operativo urgente para un aterrizaje nocturno, pero existía el deseo de demostrar que era posible. [1] Las imágenes del aterrizaje se mostraron en la película SpaceCamp de 1986 .
El lanzamiento se llevó a cabo sin anomalías obvias, pero el 27 de septiembre de 1983, durante la inspección posterior al vuelo de los propulsores de combustible sólido, se descubrió una corrosión severa en el propulsor izquierdo. Se descubrió que el revestimiento de resina de 8 cm (3,1 pulgadas) de espesor que protegía la boquilla del cohete, que fue diseñado para erosionar aproximadamente la mitad de su espesor durante el disparo, se había quemado hasta tan solo 0,5 cm (0,20 pulgadas) en algunos lugares. Según algunas estimaciones, esto dejó alrededor de 14 segundos de tiempo de disparo antes de que la boquilla se hubiera roto, una situación que habría resultado en la pérdida de control y la probable ruptura de la nave espacial. Más tarde se determinó que esta falla se debía al lote particular de resina utilizado en este conjunto de propulsores. [33] El problema de la quemadura fue tratado como un pequeño percance por los medios de comunicación, y no recibió un interés significativo hasta después del desastre del Challenger en 1986; [33] la única crítica pública contemporánea importante vino de los homólogos soviéticos de la NASA . [46] Como resultado de este incidente, el vuelo del STS-9 se retrasó durante un mes mientras se cambiaban las boquillas de sus propulsores. [47]
La inspección posterior al vuelo de las placas del sistema de protección térmica encontró siete impactos importantes de escombros y cuarenta y nueve impactos menores, de los cuales tres y veintiséis respectivamente fueron en la parte inferior del orbitador. [48] Esta fue la incidencia más baja de daño importante en las placas hasta al menos la STS-74 , [49] y se compara muy favorablemente con el promedio del programa de veintitrés impactos importantes en la parte inferior. [50] Fue el primer vuelo del transbordador sin problemas significativos reportados para el sistema de protección térmica. [51] Se quitaron tres ventanas del orbitador debido a picaduras y neblina. [52]
En total, se reportaron treinta y tres anomalías en vuelo. [53] Además de los problemas mencionados anteriormente, los problemas menores del STS-8 iban desde termostatos defectuosos [54] hasta una cantidad inusualmente alta de polvo en la cabina. [55]
En general, la tripulación completó con éxito los cincuenta y cuatro objetivos de prueba de la misión planificados. [56] Si bien el despliegue del INSAT fue un éxito, el satélite tuvo problemas para desplegar su panel solar una vez en órbita geoestacionaria, y no estuvo completamente operativo hasta mediados de septiembre de 1983. Sin embargo, una vez funcional, proporcionó un servicio satisfactorio durante siete años, devolviendo 36.000 imágenes de la Tierra y transmitiendo televisión a miles de aldeas remotas de la India. [37] La evaluación del artículo de prueba de vuelo de carga útil encontró que el sistema de manipulación remota del Canadarm era capaz de mover masas voluminosas con cierta precisión, con una precisión de 5 cm (2,0 pulgadas) y 1° de alineación. [57]
El programa TDRS-1 tuvo menos éxito en general, ya que el satélite sufrió varios fallos informáticos y una pérdida general de telemetría durante varias horas. En total, el orbitador pudo utilizar el satélite en 65 de las 89 órbitas planificadas y pudo hacer un uso exitoso de la conexión en unas cuarenta. [57] El equipo del Sistema de Electroforesis de Flujo Continuo funcionó como estaba previsto, procesando varios cientos de veces más material del que habría sido posible en la Tierra, [58] y el experimento de cristales Asahi Shimbun , que voló por segunda vez, pudo producir cristales de nieve después de que se rediseñara el recipiente. [57]
Las investigaciones de Thornton sobre la enfermedad de adaptación al espacio indicaron que los astronautas del STS-8 habían escapado a casos graves, y ninguno había sufrido pérdida de control motor ; [59] Gardner sufrió un "caso leve", pero aún así pudo manejarse de manera efectiva, [60] mientras que Brandenstein, que había sufrido mareos inducidos durante las operaciones de entrenamiento, no se vio afectado en absoluto. [15] Se descubrió que los síntomas remitían a los tres días del lanzamiento. [59]
La NASA comenzó una tradición de tocar música para los astronautas durante el Proyecto Gemini , y utilizó música por primera vez para despertar a una tripulación de vuelo durante el Apolo 15. Cada pista es especialmente elegida, a menudo por las familias de los astronautas, y generalmente tiene un significado especial para un miembro individual de la tripulación, o es aplicable a sus actividades diarias. [61] [62]
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