La STS-51 fue una misión del transbordador espacial Discovery de la NASA que lanzó el Satélite de Tecnología de Comunicaciones Avanzadas (ACTS) en septiembre de 1993. El vuelo también incluyó el despliegue y la recuperación del satélite SPAS-ORFEUS y su cámara IMAX , que capturó imágenes espectaculares del Discovery en el espacio. También se realizó una caminata espacial durante la misión para evaluar herramientas y técnicas para la misión de servicio del Telescopio Espacial Hubble (HST) STS-61 más tarde ese año. La STS-51 fue la primera misión del transbordador en volar un receptor del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), un Trimble TANS Quadrex . Estaba montado en una ventana superior donde el campo de visión (FoV) limitado y la atenuación de la señal del vidrio afectaron gravemente el rendimiento del receptor. [1] El GPS de 3 cadenas con triple redundancia total no sucedería hasta 14 años después con la STS-118 en 2007.
La STS-51 se destacó por haber sido fregada tres veces en la plataforma de lanzamiento, cada vez después de que la tripulación hubiera abordado la nave espacial: [3]
El Satélite de Tecnología de Comunicaciones Avanzadas (ACTS) fue construido por Lockheed Martin Astro Space para la NASA en East Windsor, Nueva Jersey. [4] El satélite se desplegó el primer día de vuelo y sirvió como banco de pruebas para conceptos y tecnología de satélites de comunicaciones experimentales avanzados. Su etapa superior, la Etapa de Órbita de Transferencia (TOS), se encendió a tiempo 45 minutos después del despliegue y elevó el satélite a la órbita geoestacionaria el primer día de la misión.
El primer intento de desplegar el ACTS se vio retrasado por la tripulación cuando se perdieron las comunicaciones bidireccionales con el Centro de Control de Misión (MCC) unos 30 minutos antes de la hora de despliegue. Los controladores de vuelo podían recibir comunicaciones de telemetría y voz del Discovery , sin embargo, la tripulación no podía recibir comunicaciones desde tierra. La tripulación canceló el despliegue de las 2:43 pm CDT cuando no recibieron el visto bueno del MCC como se solicitaba en los planes previos al vuelo hechos para tal suceso. Después de la cancelación del despliegue, la tripulación cambió el sistema de comunicaciones de banda S del transbordador a una frecuencia más baja y restableció las comunicaciones bidireccionales con tierra. Las comunicaciones bidireccionales se habían perdido durante un total de aproximadamente 45 minutos. Después de consultar con la tripulación, los controladores de vuelo comenzaron de inmediato a planificar el segundo despliegue, que finalmente fue exitoso.
Durante el despliegue del 12 de septiembre de 1993, dos cordones explosivos Super*Zip en la plataforma del Equipo de Apoyo Aerotransportado (ASE, por sus siglas en inglés) diseñado para liberar la nave espacial, uno principal y el otro de respaldo, detonaron simultáneamente. Esto provocó pequeños desgarros en dos docenas de mantas aislantes montadas en el mamparo entre la bodega de carga útil y el AFT cerca de la APU n.° 3. El anillo del ASE que sostenía el TOS también resultó dañado y los escombros expulsados eran visibles a medida que la pila se alejaba del orbitador.
El Satélite de Tecnología de Comunicaciones Avanzadas (ACTS), una actividad importante del Programa de Comunicaciones Espaciales de la NASA, se encargó del desarrollo y las pruebas de vuelo de tecnología satelital de comunicaciones avanzadas de alto riesgo. Mediante el uso de múltiples antenas de haz puntual y sistemas avanzados de conmutación y procesamiento a bordo, el ACTS fue pionero en nuevas iniciativas en tecnología satelital de comunicaciones. El Centro de Investigación Glenn de la NASA fue responsable del desarrollo, la gestión y la operación del ACTS como parte de un largo legado de satélites de comunicaciones experimentales.
Después de cumplir su misión original como parte clave de la red de satélites Gigabit ACTS , la nave espacial continuó sus operaciones a través de una asociación entre la agencia espacial y un consorcio sin fines de lucro. Se cerró el 28 de abril de 2004, después de que se agotara la financiación. El satélite se puso en un giro plano con los bordes de los paneles solares orientados hacia el Sol , lo que teóricamente debería evitar que alguna vez se reiniciara. La nave espacial fue trasladada a su órbita cementerio final a 105,2° de longitud oeste , donde representa un riesgo mínimo para otros satélites, después de que la NASA concluyera en 2000 que probablemente carecía del combustible para moverse a una órbita cementerio más alta. Sin embargo, ACTS no debería volver a entrar en la atmósfera durante miles de años, según Richard Krawczyk, el gerente de operaciones de ACTS en el Centro de Investigación Glenn. [5]
Otra carga útil de esta misión fue el telescopio ORFEUS (Espectrómetro ultravioleta lejano y extremo recuperable en órbita) montado en el transportador de carga útil del satélite Shuttle Pallet (SPAS). ORFEUS fue diseñado para proporcionar información sobre cómo nacen y mueren las estrellas , al tiempo que estudiaba las nubes interestelares gaseosas . También en la bodega de carga se encontraba el material candidato para exposición a entornos espaciales de duración limitada (LDCE).
En 1986, Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) comenzó a desarrollar el portador SPAS (que ya había volado en las misiones STS-7 , STS-41-B y STS-39 ) para convertirlo en una plataforma astronómica de vuelo libre. El acuerdo DARA /NASA preveía cuatro misiones científicas cooperativas: la Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) proporcionaría el satélite, la NASA los servicios de lanzamiento y despliegue/recuperación del transbordador y las dos partes compartirían los instrumentos científicos. La NASA proporcionó el transbordador de forma gratuita a cambio de acceso a los datos y la inclusión de experimentos estadounidenses. ORFEUS, el Espectrómetro Recuperable Orbital de Ultravioleta Lejano y Extremo, diseñado para medir la radiación entre 400 y 1280 angstroms , fue lanzado a las 14:06 UTC , el 13 de septiembre de 1993, y fue recuperado a las 11:50 UTC, el 19 de septiembre de 1993. Las contribuciones científicas vinieron de la Universidad de Tübingen , Sternwarte Heidelberg, la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de Princeton (IMPAS). El telescopio de ORFEUS fue fabricado por Kayser-Threde en Alemania ; REOSC de Francia proporcionó el espejo de 1 m (3 pies 3 pulgadas) f/2.5. El Espectrógrafo de Perfil de Absorción del Medio Interestelar (IMAPS) de 950–1150 Å independiente agregó a las observaciones de objetos galácticos calientes y el medio interestelar a alta resolución espectral (240.000). Otras cargas útiles fueron el monitor de muestras efectivas de superficie del Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) y la cámara de carga IMAX de Canadá, que se utilizó para filmar al Discovery en órbita para la película IMAX Destiny in Space . Una parte de este metraje también se incluyó en Space Station 3D . Este fue el cuarto vuelo de la plataforma SPAS, de un total de siete durante el programa del transbordador espacial. La versión SPAS-ORFEUS volvió a volar en la misión STS-80 en 1996.
El 16 de septiembre de 1993, los caminantes espaciales James H. Newman y Carl E. Walz realizaron una actividad extravehicular (EVA) diseñada para evaluar herramientas, correas y una plataforma de sujeción para los pies. Sus hallazgos tranquilizaron a los diseñadores y planificadores del vuelo de servicio del Telescopio Espacial Hubble (HST) de que sus preparativos eran sólidos. Esta fue la tercera y última misión del transbordador que incluyó una EVA preparatoria en respuesta a las debilidades en el entrenamiento EVA expuestas por la misión STS-49 . El nuevo equipo probado durante la extensa caminata espacial sería requerido más tarde para la misión de servicio del Telescopio Espacial Hubble de diciembre de 1993 , y fue solo una parte de los objetivos de la caminata espacial, con Newman y Walz cumpliendo con los otros objetivos mientras explicaban detalladamente al Centro de Control de Misión las diferencias que percibían entre el trabajo en órbita y el entrenamiento en tierra. Los dos tripulantes de EVA se adelantaron a lo programado durante gran parte del día y completaron más tareas de las planificadas originalmente. Mientras los dos astronautas limpiaban, una tapa de caja de herramientas que no encajaba bien los frenó cuando tuvieron que abrirla y cerrarla para el viaje de regreso a casa del Discovery . La tapa de la caja de herramientas alargó la caminata espacial unos 45 minutos más de lo que se había planeado, y Newman y Walz registraron un total de siete horas, cinco minutos y veintiocho segundos de tiempo fuera del vehículo. Esta fue la 112.ª EVA realizada en la historia de los vuelos espaciales tripulados.
Las cargas útiles en la cabina incluyeron el Air Force Maui Optical Site (AMOS), el Auroral Photography Experiment (APE-B), el Commercial Protein Crystal Growth (CPCG), Chromosome and Plant Cell Division in Space (CHROMEX), High Resolution Shuttle Glow Spectroscopy (HRSGS-A), IMAX, Investigations into Polymer Membrane Processing (IPMP) y el experimento Radiation Monitoring Equipment (RME-III). La Investigación sobre el procesamiento de membranas de polímeros (IPMP) está diseñada para investigar la mezcla de varios sistemas de solventes en ausencia de convección encontrada en la Tierra con la esperanza de controlar la porosidad de varias membranas de polímeros . RME mide los niveles de radiación de rayos gamma , electrones , neutrones y protones en la cabina de la tripulación durante todo el vuelo.
A bordo, el especialista de la misión James Newman se colocó un visor especial para realizar un experimento médico en el que se probaba la visión en condiciones de ingravidez, como parte de las investigaciones sobre cómo la visión compensa la falta de equilibrio del oído interno en el espacio. Newman también probó con éxito un receptor del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) a bordo del Discovery , como evaluación del uso de dicho equipo para complementar la navegación del transbordador. Además, en un precursor de las operaciones de la estación espacial, una de las células de combustible del Discovery se apagó y se reinició.
En otra evaluación médica, el comandante Frank Culbertson y el especialista de la misión Daniel Bursch montaron una bicicleta estática en la cubierta inferior del Discovery como parte de un estudio continuo sobre el uso del ejercicio para contrarrestar los efectos de la ingravidez en el cuerpo. La tripulación también puso en marcha un experimento que busca mejorar los filtros de membrana en condiciones de ingravidez y verificó otro experimento que ha estado funcionando bien y que estudia los efectos de la microgravedad en las células vegetales .
Los astronautas Carl Walz y Jim Newman realizaron los experimentos diseñados para estudiar el efecto del resplandor: uno de ellos era un espectrómetro que registraba el efecto en película con gran detalle y otro que lo registraba en fotografías. Se espera que los experimentos proporcionen información sobre qué tipos de gases (además del oxígeno atómico ) crean el resplandor. La información sobre los tipos de gases en los confines de la atmósfera se puede combinar con el experimento de exposición a materiales en la bodega de carga para ayudar con el diseño y la construcción de futuras naves espaciales.
Las cinco estrellas blancas y una amarilla de la insignia simbolizan la designación numérica del vuelo en la secuencia de la misión del Sistema de Transporte Espacial . La insignia también muestra el triángulo SPAS-ORFEUS a la derecha.
La tripulación de la STS-51 fue seguida por un equipo de cámaras del Canal 4 del Reino Unido desde el día en que fueron asignados al vuelo y luego durante su entrenamiento y, finalmente, la misión en sí. El documental de esta tripulación se llama "Space Shuttle Discovery" y fue narrado por Heather Couper . Fue estrenado en 1993.
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