Kako je popravljen svemirski teleskop Hubble?

Ponedjeljak, 08. lipnja 2009. u 01:46 sati

Slijetanjem space shuttlea Atlantis na pistu 22 zračne baze Edwards, u nedjelju 23.05.2009. u 17:39 (CET) uspješno je završena tehnički vrlo složena, skupa (vrijednost opreme blizu 900.000.000 US$) i sigurnosno vrlo rizična misija STS-125. Misija je bila iznimno uspješna što znači da je posada Atlantisa tijekom 5 svemirskih šetnji (EVA - Extra Vehicular Activity) izvršila sve postavljene zadatke koji su uključivali i 2 operacije popravka znanstvenih instrumenata na Hubbleu za koje nikada nije niti bilo predviđeno da budu servisirani na ovaj način u orbiti Zemlje.


Skinite si atraktivni poster misije STS-125 (11 MB)

Po pitanju sigurnosti je bila vrlo rizična pošto je orbita Hubblea na visini od oko 560 km, a tamo je vjerojatnost sudara sa "svemirskim smećem" oko 1:200. Iz toga razloga je tijekom misije u svemirskom centru Kennedy na lansirnoj rampi čekao spreman space shuttle Endeavour da u slučaju potrebe poleti u pomoć Atlantisu u roku 2-3 dana. U tom slučaju to bi bio definitivni kraj space shuttle programa i preostalih planiranih 8 letova ne bi bilo izvršeno. Samim time ne bi do kraja bila dovršena gradnja međunarodne svemirske postaje (ISS) jer ti preostali letovi su namijenjeni za upravo tu svrhu. Nakon uspješnog lansiranja 11.05.2009. u 20:01 (CET) Atlantis je trećeg dana leta (13.05.2009.), vođen rukom zapovjednika misije Scotta Altmana i pilota Gregory Johnsona, uspješno prišao Hubbleu. Tamo ga je operaterka robotske ruke K. Megan McArthur uspješno prihvatila u 19:14 (CET) i postavila na servisno postolje u teretnom prostoru Atlantisa u 20:12 (CET).

     
Lansiranje Atlantisa


Snimak lansiranja 

  


Snimak prihvata Hubblea 

  
Scott D. Altman

 
K. Megan McArthur 


Gregory C. Johnson  


Hubble teleskop uhvaćen robotskom rukom Canadarm 


Megan McArthur upravlja robotskom rukom Canadarm

Glavni dio posla na samom teleskopu su izvršila 4 astronauta podijeljenih u 2 EVA ekipe koje su ukupno kroz 5 šetnji izvele 36 sati i 56 minuta EVA aktivnosti. Grunsfeld i Massimo su veterani s 5 (ukupno 37 sati 32 min EVA) odnosno 2 (ukupno 14 sati 46 min EVA) svemirska leta. Feustelu i Goodu je ovo prva misija. Tijekom radova uvijek je jedan astronaut bio slobodno lebdeći, a drugi je stajao na posebnom postolju robotske ruke s priborom i alatima za rad.


John M. Grunsfeld  

 
Andrew J. Feustel

 
Michael J. Massimino  


Michael T. Good  

Zadaci su po svakoj EVA bili posloženi po prioritetima. EVA1, EVA2 i EVA4 su bile posebno problematične zbog problema s demontažom i instalacijom nekih dijelova opreme na samom Hubbleu ili one zamjenske koju su astronauti donijeli sa sobom. Ti problemi se vide i u njihovoj duljini trajanja, pa su tako EVA2 i EVA4 ušle u 11 najduljih EVA svemirskih šetnji ikada izvedenih. EVA4 - 6. mjesto, EVA2 - 11. mjesto. Detaljni popis možete vidjeti na ovom linku.


EVA1 (Grunsfeld & Feustel) - 7 sati 20min
(14.05.2009.)

- zamjena Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) sa Wide Field Camera 3 (WFC3)


Wide Field Camera 3

- zamjena pokvarene SI C&DH (Science Instrument Command and Data Handling) bez koje je nemoguće slati znanstvene podatke na Zemlju


Novi modul Science Instrument Command and Data Handling

- podmazana troja vrata na teleskopu
- instaliran tkz. Soft Capture Mechanism koji će služiti za neka od budućih spajanja svemirskih letjelica (najvjerojatnije za deorbitiranje Hubblea na kraju radnog vijeka)


Soft Capture Mechanism

Pri zamjeni WFPC2 Andrew Feustel nije mogao ni nakon višekratnih pokušaja nikako odvrnuti ključni vijak za njezinu demontažu, pa je primijenjen alat kojim je mogao primijeniti veću silu od dozvoljene za odvrtanje problematičnog vijka... To je uspjelo.
Svi ti pokušaji su zahtijevali dosta vremena.


Instaliranje nove kamere

     
Astronauti su imali pune ruke posla, vremena za odmor nije bilo


Nisu krili veselje nakon uspješno obavljenog posla


EVA2 (Massimino & Good) - 7 sati 56 min
(15.05.2009.)

- zamijenjeno svih 6 žiroskopa koji se nalaze u 3 RSU-a (Rate Sensing Unit)
- zamijenjene 18 godina stare baterije kojima se skladišti energija dobivena putem solarnih kolektora na teleskopu


Pozicija RSU jedinica na samom Hubble teleskopu

 

Pozicija i izgled baterija. Radi se o nikal-hidrogen baterijama koje se zbog svoje skupoće koriste isključivo na satelitima. Baterije imaju kapacitet 6 x 88 Ah ali zbog termalnog kontrolnog sistema na Hubbleu se ne pune preko 75 Ah što znači da tako napunjene daju kapacitet 450 Ah.

3 RSU (Rate Sensing Unit) jedinice sadrže svaka po 2 žiroskopa... znači ukupno 6. HST-u za rad minimalno treba 2. Uređaji su međusobno kompatibilni. Stanje prije ove misije je bilo da su samo 3 žiroskopa radila od svih 6, a RSU 1, 2, 3 su zamijenjeni zadnji put 1999. godine tijekom servisne misije 3A (STS-103).

Problem na EVA2 je bio da Michael Massimino nakon višekratnih pokušaja nikako nije mogao montirati RSU3 na svoje mjesto i nisu znali je li problem u ležištu uređaja na HST-u ili na samom uređaju. Pokušali su RSU1 staviti na mjesto RSU3 i uspjelo je, ali poslije opet RSU3 nije htio sjesti na mjesto RSU1. Na kraju su montirali pričuvni RSU (onaj koji je skinut i repariran na STS-103). Sve skupa tu je dosta vremena bilo izgubljeno. Zamjena baterija je išla vrlo glatko. 


Astronaut Michael Good salutira kroz prozor


Michael Good priprema alat u teretnom prostoru shuttlea


Astronaut Michael Good servisira svemirski teleskop Hubble


EVA3 (Grunsfeld & Feustel) - 6 sati 36 min
(16.05.2009.)

- uklonjen je COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement)


Montaža COSTAR-a 1993. godine na prvoj servisnoj misiji STS-61

- na njegovo mjesto je instaliran COS (Cosmic Origins Spectrograph)


Uređaj Cosmic Origins Spectrograph

- popravljen je uređaj ACS (Advanced Camera for Surveys)


Advanced Camera for Surveys

Demontiran je uređaj veličine frižidera COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) i na njegovo mjesto stavljen COS (Cosmic Origins Spectrograph) sa kojim će se raditi spektroskopija u ultraljubičastom području valnih duljina 115-320 nm. COSTAR je instaliran na servisnoj misiji 1 i služio za korekciju sferne aberacije leće HST-a zbog kojega se nije mogla fokusirati slika dobivena teleskopom. Tijekom servisnih misija 2, 3A i 3B su instalirani instrumenti koji su prilagođeni toj sfernoj aberaciji pa COSTAR više nije potreban.

ACS (Advanced Camera for Surveys) ne radi još od 2006. godine i sada su zamijenjene 4 ploče s elektronikom što je išlo prilično brzo uz korištenje posebno dizajniranih alata za tu namjenu. Upravo ACS uopće nije dizajniran za ovakve servise i bilo je bojazni da će tu biti dosta problema, ali srećom sve je išlo jako glatko i cijeli posao je završen 1 sat prije predviđenog vremena.


Astronaut John Grunsfeld


Astronauti Andrew Feustel (gore) i John Grunsfeld (dolje) prilikom servisa HST-a


Astronaut Andrew Feustel uklanja modul COSTAR


EVA4 (Massimino & Good) - 8 sati 02 min
(17.05.2009.)

- servis STIS-a (Space Telescope Imaging Spectrograph)

Ovdje je servisiran STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) koji je van funkcije još od kolovoza 2004. godine. Kako uređaj nije uopće predviđen za servis u orbiti, malo teže je bilo doći do samih ploča s elektronikom. Trebalo je odvrnuti preko 100 vijaka i prethodno skinuti rukohvat s kućišta. Ono što su astronauti napravili bilo je da su korištenjem posebno dizajniranih alata skinuli sve te vijke, zamijenili ploče s pokvarenom elektronikom i instalirali nove te na kraju stavili nova "vrata" na kućište uređaja koja neće zahtijevati toliki broj vijaka za pristup. Tijekom rada je Michael Massimino imao prilično nevjerojatne probleme s jednim vijkom koji se nikako nije dao odvrnuti na spornom rukohvatu i samim alatom za odvrtanje kojemu se potrošila ili pokvarila baterija. U slučaju da se rukohvat ne skine onemogućen je dalji servis STIS uređaja. U dogovoru sa stručnjacima na Zemlji i nakon povećeg broja neuspješnih pokušaja, Massimino na kraju upotrebom čiste fizičke sile lomi rukohvat sa spornim vijkom.

Izgled sporne ručke i vijka te njihova pozicija na Hubbleu dok je još bio montiran specijalni alat za demontiranje:


Izgled sporne ručke


Pozicija zaglavljenog vijka


Problematična ručka na HST s pričvršćenim alatom za demontiranje


Ekipa iz Goddard Space Flight Centra testira kolika sila treba biti upotrijebljena da se rukohvat slomi.

Kod ovakve operacije postoji opasnost da se pojave krhotine metala koje mogu ugroziti sigurnost astronauta. Iz toga razloga je Michael Massimino mjesto loma prethodno dodatno osigurao ljepljivom trakom. Svi ovi problemi su uzrokovali prilično kašnjenje u planu EVA4 (+90-ak minuta) pa je zamjena potrošenih zaštitnih izolacijskih omota na oplati Hubblea odgođena za EVA5. EVA4 ovom duljinom trajanja ulazi na 6. mjesto na listi najduljih EVA šetnji.


Astronautkinja Megan McArthur i astronaut Mike Massimino


Astronaut Mike Massimino (u prednjem planu) i astronaut Michael Good (u pozadini)


Astronaut Michael Good na daljinskom manipulatoru popravlja svemirski teleskop


EVA5 (Grunsfeld & Feustel) - 7 sati 02 min
(18.05.2009.)

- zamijenjen je drugi sklop baterija
- instaliran je senzor za fino navođenje teleskopa, FGS (Fine Guidance Sensor)
- zamijenjeni su potrošeni zaštitni izolacijski omoti na oplati Hubllea s 3 nova kruta pokrova NOBL (New Outer Blanket Layer)


Najzanimljivije aktivnosti astronauta u EVA broj 5


Potrošeni izolacijski omoti i 2 kruta NOBL


Astronauti Andrew Feustel (u prvom planu) i John Grunsfeld


Astronaut John Grunsfeld


Astronauti John Grunsfeld (lijevo) i Andrew Feustel


Sve ove EVA operacije su s posebnim emocionalnim nabojem praćene u STOCC (Space Telescope Operations Control Centre) koji se nalazi unutar Goddard Space Flight Centra. Osoblje STOCC-a je radilo u koordinaciji s astronautima jer su morali pripremiti Hubble za radove koji su vršeni na njemu. Nakon instalacije novih uređaja morali su testirati da li imaju pravilni odziv na instrukcije koje su im upućene i zanimljivo je da svi novo ugrađeni ili reparirani uređaji rade za sada u redu što daje posebnu notu uspješnosti cijele misije STS-125. Kalibracija i podešavanje svih uređaja će potrajati nekoliko mjeseci i negdje u rujnu 2009. se očekuju prve nove slike sa Hubblea.


Koliko je situacija bila ozbiljna i napeta govori ovaj pogled


STOCC - Space Telescope Operations Control Centre

U svakom slučaju svemirski teleskop Hubble je sada skroz repariran i tehnološki unaprijeđen uređajima najnovije generacije što mu daje "peek preformance" status. S njima će mu radni vijek biti produljen bar još 5-10 godina i nema sumnje da će se s njim doći do novih otkrića u astronomiji kao i do sada. Misija STS-125 pokazuje i važnost svemirskih letova s ljudskom posadom jer eventualne robotizirane letjelice za ovakve namjene bi se za sada dostupnom tehnologijom mogle teško nositi s problemima na koje su naišli astronauti u ovom slučaju.

Iako Space Shuttle odlazi u mirovinu ljudi iz NASA-e su na tiskovnim konferencijama tokom ove misije priznali da će biti vrlo teško, pa i nemoguće, izvoditi ovakve radove bez postojanja nekakve slične letjelice... a takve baš i nema na vidiku.

19.05.2009. u 12:45 (CET) Atlantis se odvojio od teleskopa Hubble i krenuo na povratak kući. Michael Massimino i Michael Good su tokom razdvajanja bili spremni za izvesti vanrednu EVA u slučaju da dođe do nekakvih komplikacija pri operaciji razdvajanja, ali ipak nije bilo potrebe jer je sve prošlo glatko.


Snimak odvajanja

Posljednji pozdrav posade od mr. Hubble-a:


Trenutak odvajanja Hubblea od shuttlea Atlantis pomoću daljinskog manipulatora (robotske ruke)


Svemirski teleskop Hubble je napokon slobodan


Posljednji pogled na popravljeni teleskop koji se udaljava


Astronaut Scott Altman, zapovjednik misije


Astronaut Gregory C. Johnson, pilot shuttlea


Astronaut Gregory C. Johnson, pilot shuttlea pravi posljednje fotografije i astronautkinja Megan McArthur
pogledom ispraća Hubblea

Atlantis je zbog lošeg vremena u okolini svemirskog centra Kennedy (KSC) i primarne želje NASA-e da slijetanje bude upravo u KSC-u ostao 2 dana duže u orbiti od predviđenoga. Loše vrijeme na Floridi je ipak bilo presudno da se slijetanje izvršilo u zračnoj bazi Edwards u Kaliforniji koja je pružala gotovo idealne vremenske uvjete cijelo vrijeme. Misija je trajala 12 dana 21 sati 38 minuta i 19 sekundi, za vrijeme kojih je napravljeno 197 orbita oko Zemlje i prijeđeno 8.5 milijuna kilometara. Tijekom misije je snimljen i 3D IMAX film čiji glavni snimatelj je bio pilot Gregory C. Johnson... (to tek trebamo vidjeti).


Snimak slijetanja


Trenutak slijetanja space shuttlea Atlantis na pistu zračne baze Edwards u Kaliforniji


Sedam veličanstvenih, posada misije STS-125 koja je odradila najkompliciraniji servis HST-a u svemiru: Mike Massimino,
Gregory C. Johnson, Scott Altman, Megan McArthur, John Grunsfeld, Andrew Feustel i Michael Good


60-minutni video sa najznačajnijim trenucima misije STS-125


Još jedan zanimljivi prigodni video o ovoj misiji

Sve detalje oko ove fantastične svemirske misije možete pronaći na AstroForumu pa svakako zavirite i tamo.
Svi prikazani grafički, fotografski i video materijali u ovome članku dobiveni su ljubaznošću NASA-e. © Image/Video courtesy of NASA.