STS -87 - STS-87

STS-87

AERCam Sprint , en av de USMP-4 nyttolaster, i flyg ovanför Columbia s lastfjärd
Uppdragstyp	Mikrogravitationsforskning Teknikutveckling
Operatör	NASA
COSPAR -ID	1997-073A
SATCAT nr.	25061
Uppdraget varaktighet	15 dagar, 16 timmar, 35 minuter, 01 sekunder
Resad sträcka	10 500 000 kilometer (6 500 000 mi)
Rymdfarkostens egenskaper
Rymdskepp	Rymdfärjan Columbia
Landningsmassa	102.717 kilo (226.452 lb)
Nyttolastmassa	4,451 kilo (9,813 lb)
Besättning
Besättningens storlek	6
Medlemmar
Uppdragets början
Lanseringsdag	19 november 1997, 19:46  UTC ( 1997-11-19UTC19: 46Z )
Lanseringsplats	Kennedy LC-39B
Uppdragets slut
Landningsdatum	5 december 1997, 12:20  UTC ( 1997-12-05UTC12: 21Z )
Landningsplats	Kennedy SLF Runway 33
Orbitalparametrar
Referenssystem	Geocentrisk
Regimen	Låg jord
Perigee höjd	273 kilometer
Apogee höjd	279 kilometer
Lutning	28,45 grader
Period	90,0 min
Vänster till höger - i orange: Chawla, Lindsey, Kregel, Kadenyuk; i vitt: Scott, Doi Rymdfärjeprogram ←  STS-86 STS-89  →

STS-87 var ett rymdfärjemission som lanserades från Launch Complex 39B i Kennedy Space Center den 19 november 1997. Det var rymdfärjans 88: e flygning och Columbia: s 24: e flygning . Uppdragsmålen var att utföra experiment med hjälp av USA: s Microgravity Payload (USMP -4), genomföra två EVA och implementera SPARTAN -201 -experimentet. Detta uppdrag markerade första gången en EVA utfördes från Columbia . En EVA från Columbia planerades ursprungligen för STS-5 1982 men avbröts på grund av problem med rymddräkten. Det markerade också den första EVA som utfördes av en japansk astronaut, Takao Doi .

Besättning

Placera	Astronaut
Befälhavare	Kevin R. Kregel Tredje rymdfärd
Pilot	Steven W. Lindsey Första rymdfärd
Mission Specialist 1	Kalpana Chawla First rymdflygning
Mission Specialist 2	Winston E. Scott Andra och sista rymdflygningen
Mission Specialist 3	Takao Doi , JAXA Första rymdflygningen
Nyttolastspecialist 1	Leonid Kadenyuk , NSAU Endast rymdflygning

Backupbesättning

Placera	Astronaut
Nyttolastspecialist 1	Yaroslav Pustovyi Första rymdflygningen

Rymdpromenader

• Scott och Doi - EVA 1
• EVA 1 Start : 25 november 1997 - 00:02 UTC
• EVA 1 Slut : 25 november 1997 - 07:45 UTC
• Längd : 7 timmar, 43 minuter
• Scott och Doi - EVA 2
• EVA 2 Start : 3 december 1997 - 09:09 UTC
• EVA 2 Slut : 3 december 1997 - 14:09 UTC
• Längd : 4 timmar, 59 minuter

Uppdragets höjdpunkter

STS-87 flög USA Microgravity Payload (USMP-4), Spartan-201, Orbital Acceleration Research Experiment (OARE), TEVA Demonstration Flight Test 5 (EDFT-05), Shuttle Ozone Limb Sending Experiment (SOLSE), Loop Värmerör (LHP), experimentet med natriumsvavelbatteri (NaSBE), experimentet Turbulent GAS Jet Diffusion (G-744) och experimentet Autonomous EVA Robotic Camera/Sprint ( AERCam Sprint ). Mittdäcksexperiment inkluderade Middeck Glovebox Payload (MGBX) och Collaborative Ukrainian Experiment (CUE).

USA Microgravity nyttolast

United States Microgravity Payload (USMP-4) var ett Spacelab- projekt som hanterades av Marshall Space Flight Center , Huntsville , Alabama. Komplementet till mikrogravitationsforskningsexperiment delades mellan två Mission-Peculiar Experiment Support Structures (MPESS) i nyttolastfacket. Den utökade uppdragsförmågan som erbjuds av Extended Duration Orbiter (EDO) -paketet ger en möjlighet för ytterligare vetenskaplig insamlingstid.

SPARTAN-201

Spartan 201-04 var en rymdfarkost för solfysik som utformats för att utföra fjärranalys av de heta yttre skikten i solens atmosfär eller solkorona . Den förväntades distribueras i omloppsbana 18 och hämtas i omloppsbana 52. Syftet med observationerna var att undersöka mekanismerna som orsakar uppvärmning av solkoronan och accelerationen av solvinden som har sitt ursprung i koronan. Två primära experiment var Ultraviolet Coronal Spectrometer från Smithsonian Astrophysical Observatory och White Light Coronograph (WLC) från High Altitude Observatory . Spartan 201 hade tre sekundära experiment. Technology Experiment Augmenting Spartan (TEXAS) var ett radiofrekvens (RF) kommunikationsexperiment som gav flygupplevelse för komponenter baserade på framtida spartanska uppdrag och en kommunikation och kontroll i realtid med de primära Spartan 201-experimenten. Denna länk användes för att ge en finpekande justering av WLC baserat på solbilder nedlänkade i realtid. Video Guidance Sensor (VGS) Flight Experiment var ett laservägledningssystem som testade en nyckelkomponent i systemet Automated Rendezvous and Capture (AR&C). Spartan Auxiliary Mounting Plate (SPAM) var en monteringsplatta med liten utrustning som gav en monteringsplats för små experiment eller hjälputrustning av Spartan Flight Support Structure (SFSS). aluminiumkärna.

Avancerad automatiserad riktningsfastningsugn

Advanced Automated Directional Solidification Furnace (AADSF) var en sofistikerad materialvetenskaplig anläggning som används för att studera en vanlig metod för bearbetning av halvledarkristaller som kallas riktad stelning. Stelning är processen att frysa material. I den typ av riktad stelning som används i AADSF stelnade vätskeprovet, inneslutet i kvartsampuller , långsamt längs den långa axeln. En mekanism flyttade provet genom varierande temperaturzoner i ugnen. För att börja bearbeta smälte ugnen alla utom en ände av provet mot den andra. När det hade kristalliserats kvarstod provet i ugnen för att undersökas efter flygning. Förstärkningsfronten var av särskilt intresse för forskare eftersom flödena som finns i det flytande materialet påverkar den slutliga sammansättningen och strukturen av fastämnet och dess egenskaper.

Begränsat Helium -experiment

Experimentet med begränsat helium (CHeX) gav ett test av teorier om gränsernas inflytande på frågan genom att mäta värmekapaciteten för helium eftersom det är begränsat till två dimensioner.

Isotermiskt dendritiskt tillväxtförsök

Isothermal Dendritic Growth Experiment (IDGE) var ett materialvetenskapligt stelningsexperiment som forskare använde för att undersöka en viss typ av stelning som kallas dendritisk tillväxt. Dendritisk stelning är en av de vanligaste formerna för stelnande av metaller och legeringar. När material kristalliserar eller stelnar under vissa förhållanden, fryser de instabilt, vilket resulterar i små, trädliknande kristallina former som kallas dendriter . Forskare är särskilt intresserade av dendritstorlek, form och hur dendriternas grenar interagerar med varandra. Dessa egenskaper bestämmer till stor del materialets egenskaper.

Experimentet Material pour l'Etude des Phenomenes Interssant la Solidification sur Terre et en Orbite ( MEPHISTO ), som är utformat för forskning om riktningsförstärkning av metalllegeringar, var främst intresserat av att mäta temperaturen, hastigheten och formen på stelningsfronten (punkten där fast och flytande i kontakt med varandra under stelning.) MEPHISTO samtidigt bearbetas tre identiska cylindriska prover av vismut och tenn legering . I det första provet mättes temperaturfluktuationerna för den rörliga stelningen elektriskt, vilket stör provet. Läget för den fasta till flytande gränsen bestämdes med hjälp av en elektrisk motståndsteknik i det andra provet. I det tredje provet märktes den fasetterade stelningsfronten med valda intervall med elektriska strömpulser. Proverna returnerades till jorden för analys. Under uppdraget korrelerades MEPHISTO -data med data från Space Acceleration Measurement System (SAMS). Genom att jämföra data bestämde forskare hur accelerationer ombord på skytteln störde fastämnet till vätskegränssnittet.

Utrymmeaccelerationsmätningssystem

Space Acceleration Measurement System (SAMS), sponsrat av NASA Lewis Research Center (nu NASA Glenn Research Center ), var ett mikroprocessordrivet datainsamlingssystem utformat för att mäta och registrera mikrogravitationsaccelerationsmiljön hos USMP-bäraren. SAMS hade tre triaxiala sensorhuvuden som var separerade från elektronikpaketet för fjärrpositionering. Under drift producerade det triaxiella sensorhuvudet utsignaler som svar på accelerationsingångar. Signalerna förstärktes, filtrerades och konverterades till digital data. Den digitala accelerationsdata överfördes till optiskt diskminne för markanalys och nedlänkades till marken för analys i nära realtid. Varje accelerometer hade en massa upphängd av ett kvartselement som endast tillåter rörelse längs en axel. En spole fästes på massan och enheten placerades mellan två permanenta magneter. En applicerad acceleration förflyttade massan från dess viloläge. Denna rörelse avkändes av en detektor, vilket fick SAMS -elektronik att skicka en spänning till spolen, vilket producerar exakt det magnetfält som behövs för att återställa massan till sin ursprungliga position. Den applicerade spänningen var proportionell mot den applicerade accelerationen och matades ut till SAMS -elektroniken som accelerationsdata.

Orbitalaccelerationsforskningsexperiment

Medan de flydde separat i lastrummet var Orbital Acceleration Research Experiment (OARE), sponsrat av NASA Lewis Research Center (nu Glenn Research Center), en integrerad del av USMP-04. Det var ett mycket känsligt instrument utformat för att mäta aerodynamisk acceleration på låg nivå längs orbiterns huvudaxlar i frimolekylära flödesregimen vid orbitalhöjder och i övergångsregimen under återinträde. OARE-data nedlänkades också under uppdraget för analys i nära realtid till stöd för USMP-vetenskapsexperimenten. OARE-data stöder framsteg inom rymdmaterialbearbetning genom att tillhandahålla mätningar av lågnivå, lågfrekvent störningsmiljö som påverkar olika mikrogravitationsexperiment. OARE -data stödde också framsteg inom orbital dragprediktionsteknik genom att öka förståelsen för de grundläggande flödesfenomenen i den övre atmosfären.

Shuttle Ozon Limb Experiment

Målet för den Shuttle Ozon Limb Sounding Experiment (SOLSE) var att bestämma höjdfördelningen ozon i ett försök att förstå sitt beteende så att kvantitativa förändringar i sammansättningen av atmosfären kan förutsägas. SOLSE var avsett att utföra ozonfördelning som ett nadirinstrument kan uppnå. Detta utfördes med hjälp av CCD- teknik ( Charged Coupled Device ) för att eliminera rörliga delar i ett enklare, billigt, ozonmappningsinstrument. Experimentet inrymdes i en Hitchhiker (HH/GAS) behållare med en kapselförlängningsring och utrustad med en Hitchhiker Motorized Door Assembly (HMDA). Instrumenteringen inkluderade en ultraviolett (UV) spektrograf med en CCD -array -detektor, CCD -array och kameror för synligt ljus, kalibreringslampa, optik och förvirring. Väl i omlopp aktiverade en besättningsmedlem SOLSE som utförde lemmar och jordobservationer. Limbobservationer fokuserar på området 20 kilometer till 50 kilometer (31 mi) höjd över horisonten för jordens yta. Jordobservationer gjorde det möjligt för SOLSE att korrelera data med andra ozoninstrument för nadirvisning.

Slinga värmerör

Loop Heat Pipe (LHP) testar avancerad teknik för termisk energihantering och validerar teknikens beredskap för kommande kommersiella rymdfarkostapplikationer. LHP drivs med vattenfri ammoniak som arbetsvätska för att transportera värmeenergi med hög effektiv konduktivitet i noll gravitation. LHP var en passiv, tvåfas flödesvärmeöverföringsanordning som kunde transportera upp till 400 watt över ett avstånd av 5 meter genom semiflexibla rör med liten diameter. Den använde kapillärkrafter för att cirkulera tvåfasarbetsvätskan. Systemet var självprimande och totalt passivt i drift. När värme applicerades på LHP -förångaren förångades en del av arbetsvätskan. Ångan flödade genom ångtransportledningarna och kondenserades och släppte ut värme. Kondensationen återvände till förångaren via kapillärverkan genom vätsketransportledningarna.

Natrium svavel batteri experiment

Natriumsvavelbatteri-experimentet (NaSBE) präglade prestanda hos fyra 40 ampere-timmars natriumsvavelbattericeller , vilket representerar det första testet av natriumsvavelbatteriteknik i rymden. Varje cell bestod av en natriumanod, svavelkatod och fast keramisk natriumjonledande elektrolyt och separator. Cellerna värmdes till 350 grader Celsius för att göra natrium och svavel flytande. När anoden och katoden väl hade gjorts flytande började cellerna generera elektrisk kraft. Väl i omlopp aktiverade en besättningsmedlem NaSBE, och sedan kontrollerades experimentet av GSFC Payload Operations Control Center (POCC).

Turbulenta gasstråldiffusionsflammor

Turbulent Gas Jet Diffusion Flames (TGDF) nyttolast var en sekundär nyttolast som använde standard Get Away Special -bäraren. Dess syfte var att få en förståelse för de grundläggande egenskaperna hos övergångs- och turbulenta gasstrålningsdiffusionsflammor under mikrogravitetsförhållanden och att inhämta data som hjälper till att förutsäga beteendet hos övergångs- och turbulenta gasstrålningsdiffusionsflammor under normala miljöer och mikrogravitationsmiljöer. TGDF påförde storskaliga kontrollerade störningar på väldefinierade laminära mikrogravitationsdiffusionsflammor. De var på axelsymmetriska störningar till laminära lågor. Variablerna för de föreslagna testerna var frekvensen hos störningsmekanismen, som antingen var 2,5 Hz, 5 Hz eller 7,5 Hz.

Get Away Special

Get Away Special (GAS G-036) nyttolastbehållare innehöll fyra separata experiment som hydrerade cementprover, registrerade konfigurationsstabilitet för vätskeprover och exponerade datorskivor, kompaktskivor och asfaltprover för exosfärförhållanden i orbiterns lastfack. Experimenten var Cement Mixing Experiment (CME), Configuration Stability of Fluid Experiment (CSFE), Computer Compact Disc Evaluation Experiment (CDEE) och Asphalt Evaluation Experiment (AEE).

Extended Duration Orbiter

Den Extended Duration Orbiter (EDO) Pall var en 15-fot (4,6 m) i diameter Cryo-kit skivstrukturen. Den vägde 352 kilo (776 lb) och gav stöd för tankar, tillhörande kontrollpaneler och flygteknisk utrustning. Tankarna lagrade 167 kilo (368 lb) flytande väte vid −250 grader Celsius och 1.417 kilo (3.124 lb) flytande syre vid −176 grader Celsius. Den totala tomma massan av systemet var 1 620 kg (3 570 lb). När den var fylld med kryogener var systemmassan cirka 3200 kg (7 100 lb). Syre och väte tillfördes orbiterns tre eldrivande bränsleceller , där de omvandlades till tillräcklig elektrisk energi för att stödja det genomsnittliga familjehuset i cirka sex månader. Cirka 1360 kilo rent dricksvatten producerades också av bränslecellerna. Med EDO -pallen kunde orbitern stödja en flygning i högst 18 dagar. Längre omloppsuppdrag gynnar mikrogravitationsforskning, biovetenskapsforskning, jord- och himmelsobservationer, mänsklig anpassning till noll-G-miljön och stöd till rymdstationen.

Middeck handskfack

Mittdäckshandskeboxen (MGBX) var en anläggning avsedd för materialvetenskap och biologisk vetenskaplig experimenthantering. Den bestod av två primära system; en gränssnittsram (IF) och en handskfack (GB). MGBX-anläggningen (med tillhörande elektronik) gav ett slutet arbetsområde för experimentell manipulation och observation på pendelns mittdäck. MGBX -experimenten på denna flygning var WCI - Syftet med Wetting Characteristics of Immiscibles var att undersöka påverkan av legerings-/ampullvätningsegenskaper på segregeringen av icke -blandbara vätskor under mikrogravitation. Experimentets mål för slutna laminära flammor (ELF) var att validera Burke-Schumann-modellen med noll-gravitation och den gravitation-beroende Hegde-Bahadori-förlängningen av modellen, undersöka vikten av det flytberoende flödesfältet som påverkas av oxidationsflödet på flamman stabilisera, undersöka tillståndsförhållandena för samflödesdiffusionslågor under påverkan av flytförhållanden (gravitation kontra tryck), och studera flödesvirvel och diffusionsflamma-interaktioner. Experimentmålen för partikeluppslukning och tryckning genom stelnande gränssnitt (PEP) var att generera ett exakt värde för den kritiska hastigheten i en konvektionsfri miljö, validera den nuvarande teoretiska modellen, förbättra den grundläggande förståelsen för dynamiken hos olösliga partiklar vid vätske/fasta gränssnitt, och förbättra förståelsen för fysiken i samband med stelning av blandningar av flytande metaller och keramiska partiklar.

Samarbete Ukraina Experiment

Collaborative Ukraine Experiment (CUE) var en nyttolast på mellandäck som utformats för att studera effekterna av mikrogravitation på växttillväxt. CUE bestod av en grupp experiment som gjorts i Plant Growth Facility (PGF) och i Biological Research in Canisters (BRIC). Experimenten krävde också användning av en gasformig kväve (GN2) frys och fixeringshårdvara. Utredare i Ukraina och USA (Kansas State University och Louisiana State University) valde experimenten som en modell för vetenskapligt samarbete mellan de två länderna. PGF stödde växttillväxt i upp till 30 dagar genom att tillhandahålla acceptabla miljöförhållanden för normal växttillväxt. PGF bestod av följande delsystem: Delsystem för styrning och datahantering (CDMS), Fluorescent Light Module (FLM), Atmospheric Control Module (ACM), Växttillväxtkammare (PGC), Support Structure Assembly (SSA) och Generic External Skal (GES). Hela PGF ersatte ett mittdäckskåp och drev 28 V likström. Växtprovet som studerades i PGF var Brassica rapa (kålrot).

Extra fordonsaktiviteter

Extravehicular Activity Development Flight Test-05 (EDFT-05) bestod av nyttolastfackets hårdvaruelement i Detaljerade testmål (DTO) 671, EVA Hardware for Future Scheduled Extravehicular Missions. EDFT-05: s främsta mål var att demonstrera International Space Station (ISS) i omloppsbana, end-to-end EVA-montering och underhåll. De andra DTO: erna i detta test var DTO 672, Extravehicular Mobility Unit (EMU) Electrical Cuff Checklist och DTO 833, EMU Thermal Comfort och EVA Worksite Thermal Environment. Ett annat mål var att utöka EVA -erfarenhetsbasen för mark- och flygbesättningar. Två EVA utfördes på detta uppdrag för att uppnå dessa DTO.

Autonom EVA robotkamera

Autonoma EVA Robotic Camera/Sprint (AERCam/Sprint) var en liten, diskret, fritt flygande kameraplattform för användning utanför rymdfarkoster. Free-flyer hade ett fristående kallgasdrivsystem som ger det möjlighet att drivas med 6 grader av frihetskontrollsystemet. Ombord på gratisbladet fanns taktsensorer för att tillhandahålla data för en automatisk attitydhållningsförmåga. AERCam/Sprint var ett sfäriskt fordon som rörde sig långsamt och var täckt av ett mjukt dämpande material för att förhindra skador vid en kollision. Designfilosofin var att hålla energin låg genom att hålla hastigheterna och massan låg samtidigt som man tillhandahåller en mekanism för att absorbera all energi från en påverkan. Free-flyer-plattformen styrdes inifrån Orbiter med hjälp av en liten kontrollstation. Operatören matar in rörelsekommandon från en enda, Aid For EVA Rescue (SAFER) enhetskontroller. Kommandona skickades från kontrollstationen till gratisbladet via en radiofrekvens (RF) modemlänk som arbetar i ultrahögfrekvensområdet (UHF).

En komisk karaktär i rymden

Uppdraget markerade en mindre känd först för att ha en serietidning skapad för ett rymdgående uppdrag, den första som faktiskt flydde ut i rymden och den första som säkert återvände till jorden. Sponsorn och chefen för experimentet Enclosed Laminar Flames, Lewis Stocker , lade märke till experimentets förkortning som ELF och, eftersom han var en uttalad läsare av serietidningsserien Elfquest , bad seriens skapare Richard och Wendy Pini att skapa en logotyp. Ursprungligen hoppades han att seriens egen stjärnskådare, Skywise , kunde användas, men för att undvika upphovsrättsliga frågor skapades en unik karaktär som följde med experimentets insignier, vars namn kallades Starfire.

Se även

• Lista över mänskliga rymdfärder
• Lista över rymdfärdsuppdrag
• Kontur av rymdvetenskap

Referenser

externa länkar

• NASA -uppdragssammanfattning
• STS-87 videohöjdpunkter

 Denna artikel innehåller  material från offentligt område från webbplatser eller dokument från National Aeronautics and Space Administration .