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 los objetivos de investigación planificados, pero se vio empañada por el descubrimiento posterior de que un propulsor de cohete de combustible sólido casi había fallado catastróficamente durante el lanzamiento.
La carga útil principal de la misión era INSAT-1B , un satélite indio de comunicaciones y observación meteorológica , que fue liberado por el orbitador y impulsado a una órbita geoestacionaria . La carga útil secundaria, que reemplazaba un satélite de comunicaciones de la NASA retrasado, era 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 pruebas ambientales de nuevos hardware y materiales diseñados para futuras naves espaciales, el estudio de materiales biológicos en campos eléctricos bajo microgravedad y la investigación sobre el síndrome de adaptación espacial (también conocido como "enfermedad espacial"). Además, el vuelo sirvió como prueba de prueba para el satélite TDRS-1 lanzado anteriormente , que sería necesario para respaldar 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 mayor llevada por una sola nave espacial hasta esa fecha. [1] La tripulación se destacó históricamente 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, ya que había 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 un 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 se había planeado originalmente para una tripulación de cuatro personas, con Thornton agregado a la tripulación como tercer especialista de misión. en diciembre de 1982, ocho meses después de que se nombrara originalmente a la tripulación. [5] Al igual que Truly, fue un recluta de la era Apolo y se unió 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 Shuttle. [5]
El orbitador llevaba dos Unidades de Movilidad Extravehicular (EMU) para usar en caso de una caminata espacial de emergencia ; si fuera necesario, Truly y Gardner los utilizarían. [7]
Un plan inicial para STS-8, publicado en abril de 1982, lo había programado para julio de 1983. Se esperaba que fuera una misión de tres días con cuatro miembros de tripulación y lanzaría INSAT-1B , un satélite indio, y TDRS-B . , un satélite de retransmisión de comunicaciones de la NASA. [8] Sin embargo, tras problemas con la etapa superior inercial (IUS) utilizada para desplegar 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 [9] por el artículo de prueba de vuelo de carga útil. [10] Después del redesarrollo del IUS, 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. [11 ]
El elemento principal de la carga útil de la misión STS-8 fue 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, INSAT-1A , había sido lanzado por un vehículo de lanzamiento Delta en abril de 1982, pero tuvo que ser apagado poco después debido a una falla del sistema de control de reacción (RCS) a bordo. El satélite fue transportado en la parte trasera del compartimento de carga útil del transbordador y fue impulsado a una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) mediante un módulo de asistencia de carga útil (PAM-D), una pequeña etapa superior de cohete sólido , después de su liberación del orbitador. [12] El satélite, con su etapa superior, pesaba un total de 3.377 kg (7.445 lb), y la cuna pesaba otros 1.102 kg (2.429 lb), [13] y había costado alrededor de 50 millones de dólares. [14]
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El lanzamiento del Artículo de prueba de vuelo de carga útil (PFTA) estaba programado para junio de 1984 en STS-16 en el manifiesto de abril de 1982, [8] pero en mayo de 1983 se había adelantado a STS-11. Ese mes, cuando las misiones TDRS se retrasaron, se adelantó a STS-8 para llenar el vacío en el manifiesto. [10] Era una estructura de aluminio que se asemejaba 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 control remoto "Canadarm". Sistema manipulador , el "brazo robótico" del transbordador, y se movió para ayudar a los astronautas a adquirir experiencia en el uso del sistema. Estaba almacenado en la sección media del compartimento de carga útil. [15]
El orbitador llevaba la plataforma de Instrumentación de Vuelo de Desarrollo (DFI) en su compartimento de carga útil delantero; Este había volado previamente en Columbia para transportar equipos de prueba. La plataforma no estaba equipada con ningún instrumento de vuelo, pero se utilizó para montar dos experimentos. El primero estudió la interacción del oxígeno atómico ambiental con los materiales estructurales del orbitador y la carga útil, mientras que el segundo probó el rendimiento de un tubo de calor diseñado para su uso en los sistemas de expulsión de calor de futuras naves espaciales. [dieciséis]
Se transportaron cuatro cargas útiles Getaway Special (GAS). Se estudiaron los efectos de los rayos cósmicos en los equipos electrónicos. El segundo estudió el efecto del entorno gaseoso alrededor del orbitador utilizando mediciones de absorción ultravioleta , como precursor del equipo ultravioleta que se está diseñando para Spacelab 2 . Un tercero, patrocinado por el periódico japonés Asahi Shimbun , intentó utilizar vapor de agua en dos tanques para crear cristales de nieve . Este fue un segundo intento de un experimento realizado por primera vez en STS-6 , que tuvo que ser rediseñado después de que el agua en los tanques se congeló. El último fue similar a un experimento realizado en STS-3 y estudió los niveles ambientales de oxígeno atómico midiendo las velocidades a las que se oxidaban pequeñas obleas de carbono y osmio . [17]
La misión, en cooperación con el Servicio Postal de los Estados Unidos (USPS), también transportó 260.000 sobres postales franqueados con sellos postales exprés de 9,35 dólares , que se venderían a coleccionistas y los beneficios se dividirían entre el USPS y la NASA. Se colocaron dos cajas de almacenamiento en la plataforma DFI y se almacenaron más en seis de los contenedores Getaway Special. [18]
Se iban a realizar otros experimentos dentro del compartimento de la tripulación del orbitador. Entre ellos se encontraba el sistema de electroforesis de flujo continuo , que se utiliza por cuarta vez. Esto separó 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 . [19] Se voló una jaula para animales pequeños que contenía seis ratas ; No se llevó a cabo ningún experimento con animales durante el vuelo, pero se planeó un proyecto de participación de estudiantes para una misión posterior que usaría la jaula, y la NASA quería asegurarse de que fuera probada en vuelo. [20] El proyecto de participación estudiantil llevado a cabo en STS-8 involucró a William E. Thornton utilizando técnicas de biorretroalimentación , para tratar de determinar si funcionaban en microgravedad . [20] Un experimento fotográfico 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). [21]
La misión también estaba programada para llevar a cabo una serie de pruebas con el satélite TDRS-1 que había sido desplegado por STS-6 , para garantizar que el sistema estuviera completamente operativo antes de que se utilizara para apoyar el programa Spacelab en el próximo vuelo STS-9. . [22] Además, el orbitador llevaba equipos que permitían transmisiones cifradas, que se probarían para su uso en futuras misiones clasificadas. [23]
Los preparativos para la misión comenzaron el 3 de junio de 1983, con el montaje de los propulsores de cohetes sólidos (SRB) del transbordador en la Plataforma Lanzadora Móvil . Los propulsores se apilaron el 20 de junio de 1983 y el tanque externo (ET) se acopló al conjunto 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. , 1983. Después del mantenimiento posterior al vuelo y la preparación para la nueva misión, incluida la instalación de la mayoría de las cargas útiles del 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 trasladada al Complejo de Lanzamiento 39A el 2 de agosto de 1983. [25] INSAT-1B se cargó en el orbitador cuando estaba en la plataforma; El tiempo total de procesamiento desde que el Challenger llega a KSC hasta que está listo para su lanzamiento fue de sólo sesenta y dos días, un récord para el programa en ese momento. [26]
El lanzamiento había sido programado originalmente para el 4 de agosto de 1983 y luego fue reprogramado para el 20 de agosto de 1983. [27] El requisito de realizar pruebas con el Sistema de Seguimiento y Retransmisión de Datos por Satélite (TDRSS) requirió un retraso de diez días para el sistema estuviera listo, durante el cual la pila permaneció en la plataforma de lanzamiento. [28] Durante el retraso en la plataforma, el huracán Barry (1983) azotó la costa de Florida y tocó tierra justo al sur del Centro Espacial Kennedy en la mañana del 25 de agosto de 1983. La tormenta sólo había sido identificada dos días antes, y allí No había tiempo para sacar al Challenger de la plataforma; Se tomó la decisión de asegurar la plataforma de lanzamiento y capear la tormenta. [29]
Challenger finalmente se lanzó 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 de 06:15 a 06:49. [32] La cuenta regresiva para el lanzamiento fue convocada por Mark Hess, oficial de información pública.
El lanzamiento, que tuvo lugar en la oscuridad previa al amanecer, fue el primer lanzamiento nocturno estadounidense desde el Apolo 17 , [33] y fue observado por varios miles de espectadores. El tiempo 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 entrenando en simuladores oscuros para mantener su visión nocturna , pero en la práctica se descubrió que la luz de los propulsores de combustible sólido hacía que el área inmediata alrededor de la plataforma de lanzamiento fuera prácticamente tan brillante como un lanzamiento diurno. [35]
El lanzamiento fue el primero en utilizar un motor de alto rendimiento recientemente desarrollado para los propulsores de cohetes sólidos, que proporcionó aproximadamente un 7% más de empuje. El análisis posterior al vuelo mostró que casi había quemado la carcasa del cohete, un problema importante que luego condenó 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 originales de masa estándar para los propulsores. Estos habían sido reemplazados por una caja más delgada, ahorrando unos 1.800 kg (4.000 lb), en STS-6 y STS-7 , pero por motivos de seguridad, los dos vuelos siguientes utilizaron cajas convencionales. [36]
Después de una inserción exitosa en una órbita circular a 296 km (184 millas), comenzaron los primeros experimentos; las dos primeras muestras se corrieron a través del Sistema de Electroforesis de Flujo Continuo y se tomaron medidas para el estudio de luminosidades atmosféricas. Falló una bomba de circulación hidráulica, pero se solucionó y se demostró que no tuvo impacto en las operaciones. [31]
El acontecimiento más importante del segundo día (31 de agosto de 1983) fue el despliegue exitoso del satélite INSAT-1B, que tuvo lugar a las 07:48 UTC, y el Challenger maniobró para evitar el disparo del motor propulsor cuarenta minutos después. [37] Otros experimentos continuaron, aunque la telemetría a través de TDRS se perdió durante aproximadamente tres horas, lo que requirió intervención manual. [38] Una alarma de incendio sonó por la mañana, indicando signos de incendio en el compartimiento de aviónica , pero una segunda alarma permaneció en silencio y finalmente se determinó que era una falsa alarma. [39]
El tercer y cuarto día (1 y 2 de septiembre de 1983) se inició el trabajo con el sistema de manipulación remota Canadarm y el artículo de prueba de carga útil, y continuaron las pruebas de comunicaciones a través de 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 poder solucionar el problema. [41] Una fuga menor de presión en la cabina el 2 de septiembre de 1983 se rastreó hasta el sistema de gestión de residuos y se controló rápidamente. [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 del oxígeno funcionarían de manera más efectiva. [42]
El quinto día (3 de septiembre de 1983), continuaron las pruebas del Canadarm, incluidas varias pruebas opcionales de "lista de compras", y las pruebas TDRS se llevaron a cabo con mayor éxito. [40] A última hora del día se celebró una conferencia de prensa en directo, la primera conferencia de prensa a bordo 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 órbita. Este último día se registraron dos fallos en los sistemas, el más grave de los cuales se debió a un fallo de sincronización en uno de los ordenadores de abordo. [40]
Mientras estaba en órbita, el Challenger realizó una serie de ajustes de altitud y actitud para probar el comportamiento de un orbitador Shuttle y realizar algunos experimentos en diferentes condiciones térmicas. Exponiendo o protegiendo áreas del sol de manera inusual, fue posible inducir condiciones particularmente cálidas o frías y observar los problemas resultantes. [44]
El plan de la misión requería un aterrizaje en la Base de la Fuerza 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 caso, 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 a las Base de la Fuerza 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 Shuttle no tenían luces a bordo, debido a la dificultad de diseñar luces de aterrizaje para sobrevivir al reingreso, [23] por lo que la pista estaba iluminada por lámparas de arco de xenón de alta intensidad para guiar al orbitador. [32] Allí No había ningún 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 evidentes, pero el 27 de septiembre de 1983, durante la inspección posterior al vuelo de los propulsores sólidos del cohete, se descubrió una fuerte corrosión en el propulsor izquierdo. Se descubrió que el revestimiento de resina de tres ocho cm (3,1 pulgadas) de espesor que protege 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 dejaba alrededor de 14 segundos de tiempo de disparo antes de que la boquilla se rompiera, situación que habría resultado en la pérdida de control y la probable rotura 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 del quemado 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 provino de las contrapartes soviéticas 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 se produjeron en la parte inferior del orbitador. [48] Esta fue la incidencia más baja de daños importantes en losetas hasta al menos 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 Shuttle sin problemas significativos reportados para el sistema de protección térmica. [51] Se quitaron tres ventanas del orbitador debido a picaduras y novatadas. [52]
Finalmente se informó de un total de treinta y tres anomalías en vuelo. [53] Además de los problemas anteriores, 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 de INSAT fue un éxito, el satélite tuvo problemas para desplegar su panel solar una vez en órbita geoestacionaria y no estuvo en pleno funcionamiento hasta mediados de septiembre de 1983. Sin embargo, una vez funcional, brindó un servicio satisfactorio durante siete años, volviendo 36.000 imágenes de la Tierra y retransmisiones por televisión a miles de remotas aldeas indias. [37] La evaluación del artículo de prueba de vuelo de carga útil encontró que el sistema de manipulación remota Canadarm era capaz de mover masas voluminosas con cierta precisión, con una precisión de 5 cm (2,0 pulgadas) y 1° de alineación. [57]
En general, el programa TDRS-1 tuvo menos éxito: 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 previstas y pudo utilizar con éxito la conexión en unas cuarenta. [57] El equipo del sistema de electroforesis de flujo continuo funcionó según lo planeado, procesando varios cientos de veces más material de lo que hubiera sido posible en la Tierra, [58] y el experimento de cristales Asahi Shimbun , realizado por segunda vez, pudo producir cristales de nieve después el bote fue rediseñado. [57]
La investigación de Thornton sobre la enfermedad de adaptación espacial observó que los astronautas STS-8 habían escapado de casos graves y ninguno sufrió pérdida del control motor ; [59] Gardner sufrió un "caso leve", pero aún así pudo manejarse eficazmente, [60] mientras que Brandenstein, que había sufrido mareos inducidos durante las operaciones de entrenamiento, no se vio afectado en absoluto. [14] Se descubrió que los síntomas disminuyeron dentro de los tres días posteriores al lanzamiento. [59]
La NASA comenzó la tradición de tocar música para los astronautas durante el Proyecto Gemini , y la utilizó por primera vez para despertar a la tripulación de vuelo durante el Apolo 15 . Cada pista es elegida especialmente, a menudo por las familias de los astronautas, y normalmente tiene un significado especial para un miembro individual de la tripulación, o es aplicable a sus actividades diarias. [61] [62]
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