Skylab

Küldetés jelképe
A Skylab küldetés jelképe 1
A küldetés dátumai
Küldetés: Skylab
NSSDCA azonosító : 1973-027A
Hívójel: Skylab
Méretek: 90 607 kg
Indító: Saturn V , sorozatszám: SA-513
Legénység: Nincs legénység
Kezdődik: 1973. május 14., 13:00  UTC
Kezdő hely: Kennedy Űrközpont , LC-39A
Űrállomás: Skylab
Leszállás: 1979. július 11., 16:37 UTC
Leszállási hely: Ausztrálián keresztül történő újbóli belépéskor felégett
Repülés időtartama: 2249d
Föld körüli pályák: 34 981
Keringési idő : 93,4 perc
Apogee : 441,9 km
Perigee : 434,0 km
Fedett pálya: ~ 1 400 000 000 km
◄ ► előtt / után
Apollo 17 Skylab 2

A Skylab volt az első és eddig egyetlen tisztán amerikai űrállomás és az űrmissziók neve ebben az összefüggésben. 1973 és 1974 között nyolc hónapig összesen kilenc űrhajós dolgozott a Skylabon, három -három fős csapatokban.

tervezés

Miközben az Apollo programot készítették , a NASA már az emberes űrutazás jövőjét fontolgatta . Erre a célra a Szaturnusz / Apollo Alkalmazási Irodát 1965 augusztusában alapították. Ennek az volt a feladata, hogy keressen lehetséges felhasználásokat az Apollo fejlesztésekhez és infrastruktúrához. A cél az volt, hogy megőrizzék azoknak a mérnököknek a megszerzett tudását, akiket egyébként az Apollo -program befejezése után elbocsátottak volna. A javaslatokat nagyon korán fogadták el, hogy a Szaturnusz -rakéta felső szakaszát űrállomássá alakítsák, és a korábban nem használt Apollo űrhajókat és a Szaturnusz IB -t személyzet szállítására használják.

A NASA előre keresett új űrhajósokat. Ezúttal nem tesztpilótákat kérdeztek, hanem tudósokat. 1965. június 28 -án Owen Garriott , Edward Gibson , Duane E. Graveline , Joseph Kerwin , Frank C. Michel és Harrison Schmitt tudományos űrhajósokként mutatkoztak be a nyilvánosságnak .

Sok javaslat született a Szaturnusz rakéták és az Apollo űrhajók alapján . Az egyetlen Apollo Application Program projekt azonban megvalósult, egy háromfős keringő űrállomás . Eredetileg azt tervezték, hogy ezt egy Saturn IB-vel kezdik, és a kiégett S-IVB felső lépcsőt űrállomássá bővítik több járaton („nedves műhely” koncepció). Kiderült azonban, hogy ez a koncepció túl bonyolult. 1969 nyarán áttértek arra a tervre, hogy összeszerelik az űrállomást a földön, és elindítják egy Saturn V -vel, amelyben csak a két alsó szakasz járult hozzá a meghajtáshoz („száraz műhely”). Erre a SA-513 rakétát használták, amelyet korábban Apollo 18-hoz szántak . Az Apollo 20 küldetést 1970 januárjában eltávolították a holdprogramból, mert a Saturn V már nem volt elérhető. 1970 februárjától a Skylab nevet hivatalosan használták az űrállomás számára .

A McDonnell Douglas cég 1970 -ben két példányban gyártotta az űrállomást. Az egyiket kiképzésre használták, a másikat a repülőgépre. Voltak megfontolások , hogy a képzési modellt az űrbe vigyék Skylab B néven , de ezt pénzügyi okokból elvetették.

A Skylab építése

A Skylab felépítése

A Skylab főként a Saturn IB AS-212 második szakaszából állt (megegyezik a Saturn V harmadik szakaszával ), amelyet már a Földön elláttak kellékekkel és berendezésekkel. Tehát a Saturn V mindössze két szakaszát használták a kezdéshez. Ez volt a Saturn V első és egyben utolsó elindítása ebben a konfigurációban, mivel ezt a típusú rakétát korábban csak Apollo űrhajóknál használták . Az állomás ezen része az Orbitális Műhely (OWS) volt. Súlya 35,8 tonna volt. A személyzet a 275 m³ hasznos belső térfogatú hidrogéntartályban lakott és dolgozott. Az oxigéntartályt zárral látták el, és hulladékgödörként használták. Az OWS tartalmazta a berendezéseket, az összes élelmiszer -ellátást, az összes vízellátást és az üzemanyag nyomástartályait a helyzetszabályozáshoz. A lakó-, háló- és egészségügyi helyiségek mellett kísérleteket is végeztek ott, különösen az ablakon keresztüli földmegfigyelést és az orvosi vizsgálatokat. Az OWS -nek két kis zára volt a kísérletekhez az állomás oldalán a nap felé és a naptól távol; az előbbit véglegesen dokumentálták a hővédelem javítására. A lakható térfogatot többször osztották étkező- és pihenőhelyekre, valamint egyedi hálófülkékre, különösen rácsszerű padlóval, amelyekbe az űrhajósok speciális cipőkkel akaszthatták magukat. A nagy átmérő miatt 280 m³ térfogat volt lakható. Ezt a hangerőt csak a Mir haladta meg a végső bővítési szakaszban.

Meg kell jegyezni, hogy a Skylab nem rendelkezett (egyszerű) utántöltési lehetőséggel (tankolás vagy hasonlók), ami a későbbi felfogás szerint elengedhetetlen az űrállomás számára. Az erőforrások egy részét azonban - legalábbis egy külső küldetés keretében - ki lehetett egészíteni a Földön is használt szelepek használatával.

Az OWS -t a Saturn V műszergyűrűje követte, amelyet megtartottak annak érdekében, hogy elkerüljék az indítórendszerek megváltoztatását. Ő irányította a hordozórakétát, és felszállás után, amikor a Skylab pályára állt, átadta az irányítást a Skylab belső számítógépeinek. Az OWS -t a 22 tonnás légzsilip, az Airlock Module (AM) követte . Légzsilipet tartalmazott a kilépéshez, lezárta az OWS -t a dokkoló adaptertől, tartalmazta a távcsövek kezelőszerveit és az állomás összes gázát nyomástartályokban. Szélességük 6,7 -ről 3,04 m -re csökkent. Hossza 5,2 m, belső térfogata 17,4 m³.

Ezt követte a hengeres többszörös dokkoló adapter (MDA). Szélessége 3,04 m, hosszúsága 5,2 m, tömege 6260 kg. Két dokkolópontja volt az Apollo parancsnoki kapszulákhoz: egy radiális és egy a hossztengely kiterjesztésében. A sugárirányú dokkolópontot sürgősségi kapszulának szánták, amelyet akkor kellett elindítani, ha az első kapszulával való visszatérés nem lett volna lehetséges, de funkcionálisan egyenértékű az axiális kapszulával.

A napkutatáshoz, amely a Skylab fontos célja volt, az űrállomásnak volt egy megfigyelőközpontja, az Apollo Telescope Mount (ATM) is, amelyet a pálya elérése után az MDA oldalirányú helyzetébe hosszabbítottak. Súlya 11 066 kg volt, 6 m széles és 4,4 m magas. Napteleszkópjait 2,5 ív másodperc pontossággal lehetett igazítani. Az OWS -ről vezérelték, aminek következtében a fóliákat ki kellett cserélni egy külső manőver (EVA) részeként. Az energiaellátást úgy tervezték, hogy négy napelemmodult helyeztek el az ATM -en, és további kettőt a főmodulon. Egyedül az ATM napelemeinek fesztávolsága 31 m volt. Az ATM a holdmodul alkatrészeit használta, és az egész állomást a forgó kerekeihez igazította .

Végül ott volt a csatolt Apollo űrhajó parancsnoki és szolgáltatási modulként (CSM). A CSM átvett minden kommunikációt a Földdel, mivel a Skylab a fedélzeti telemetriáján kívül nem rendelkezett saját adóval. Továbbá a CSM életfenntartó rendszereinek havonta egyszer át kellett venniük a gáztisztítást, amikor a molekuláris szitákat a Skylab megsütötte . A CSM ezért az állomás szerves része volt.

Az állomás tömege meghaladta a 90 tonnát. Összességében a Skylab sokkal nagyobb volt, mint az 1971 áprilisában felbocsátott szovjet Salyut 1 űrállomás . Amikor a nap kedvező helyzetben volt, a Skylab szabad szemmel látható volt, mint fényes pont a nappali égbolton.

A Skylab 1 elindítása és a sérülések elemzése

Az űrlabor elindítása

A Skylab (küldetési neve Skylab 1) elindítása a tervek szerint történt 1973. május 14-én a Canaveral-fokon lévő 39-A indító komplexumból . A Skylab 1-hez használt Saturn V SA-513 valamivel rövidebb volt, mint a holdrepülésekhez használt modellek. Nem volt mentőrakéta , Apollo űrhajó és holdmodul -adapter . Ezenkívül ez a rakéta csak két fokozatot használt. A harmadik szakasz helyett az űrállomást szállította kúp alakú burkolattal a tetején. A későbbi Apollo Soyuz projekthez hasonlóan ez is egy indítóplatformról indult, amelyet egy melléklet segítségével rövidítettek le. Ez a repülés volt az utolsó a Szaturnusz V. A pályát úgy választották meg , hogy 50 ° -os dőlésszöggel rendelkezzen , így a Föld szárazföldi területeinek nagy részét átrepülték.

Skylab, amelyet a Skylab 4 misszió legénysége vitt el 1974. február 8 -án. Látható, hogy a két elsődleges napelemszárny közül az egyik hiányzik. Az aranyszínű napernyőt a Skylab 2 és a Skylab 3 missziókba szerelték le a leszakadt hővédő pajzs helyett.

A földi állomás riasztó telemetriai jeleket kapott mindössze 63 másodperccel a felszállás után. A hanggát átlépésekor a teljes mikrometeorit védőpajzs mindössze három másodpercen belül leszakadt, ami két napelemmodul -hordozót is megrongált. A későbbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a hibát a tervezési osztályok közötti koordináció hiánya okozta (lásd: Nem feltalált-itt-szindróma ). Az űrállomás elérte a tervezett pályát, de nem működött. A repülésvezérlésnek sikerült meghosszabbítania a napelemes megfigyelőközpont négy napelemmodulját, de úgy tűnt, hogy a másik két modullal gondok vannak, így csak az elektromos energia mintegy fele állt rendelkezésre. A hiányzó meteoritpajzsnak is hővédelemként kellett szolgálnia, ezért az állomás hőmérséklete meredeken emelkedett, így félni kellett az élelmiszerek, gyógyszerek és filmek elrontásától.

Másnap, május 15-én, 1973-ban az első legénység (küldetés neve Skylab 2 ) az volt, hogy kövesse a Saturn IB származó ugródeszkát 39-B. Ez volt az első alkalom, hogy két Szaturnusz rakéta készítette el a visszaszámlálást egyszerre. Valami hasonló történt már 1965 decemberében, amikor a Gemini 7 -et és a Gemini 6 -ot egymás után dobták piacra. Az első reakcióként a rajtnál bekövetkezett károkra és a Skylab lakhatatlanságára adott válaszként a rajtot minden alkalommal kétszer, öt nappal elhalasztották, amíg világos képet nem kaptak a helyzetről. Ezenkívül a repülésirányítás megpróbálta elérni a Skylab kedvező összehangolását. Ha a funkcionális napelemek a nap felé néznének, elegendő energiát lehetne beszerezni, ugyanakkor az állomás erősen felmelegszik. Ha úgy fordította az állomást, hogy a hiányzó védőpajzsú hely árnyékban volt, a napelemek is túl kevés energiát adtak, és az akkumulátorok töltöttségi szintje csökkent. A NASA mérnökeinek most az volt a problémája, hogy ésszerű határokon belül tartsák az energiatartalékokat, az üzemanyag -tartalékokat és az űrállomás hőmérsékletét. Ha a károkat napokon belül nem lehet helyrehozni, az állomás elveszik. Az állomást két héten keresztül így irányították, amíg a Skylab-2 küldetést előkészítették. Javítási terveket dolgoztak ki és eszközöket fejlesztettek ki, beleértve a kereskedelmi metszésen alapuló vágóberendezést és a hosszabbítóval ellátott ónvágót, valamint rudakat és kábeleket. A súlytalanság szimulálása érdekében a Skylab 2 csapata víztartályban gyakorolta a szükséges lépéseket.

A legénységnek sikerült kijavítania a károkat a Skylab 2 és a Skylab 3 küldetések során . Az állomás ekkor teljesen működőképes volt. A javítási munkákról (eng .: On-Orbit Servicing ) bővebben a megfelelő cikkekben.

A küldetés céljai és legénysége

Alan Bean az EVA alatt

A legénység feladatai közé tartozott kezdetben a sérült űrállomás javítása. Ellentétben az Apollo programmal, amelynek egyértelmű célja a Holdra szállás volt, a Skylab céljai előre meglehetősen homályosak voltak. A küldetés célkitűzései a következőkben foglalhatók össze: a Nap megfigyelése az Apollo Telescope Mount (ATM) segítségével és a Föld megfigyelése , valamint ismeretek szerzése a térfizika, az anyagkutatás és a biomedicina területén.

Három, három űrhajósból álló legénység összesen 513 embernapot töltött az űrben. Mivel a Skylab indítását 1 -es missziónak tekintették, az emberes küldetések a 2 -es számmal kezdődnek:

A Skylab működése során készenléti állapotban tartottak egy sürgősségi csoportot, amelyet az elsődleges csapat menthetett meg ( Skylab mentési terv ). Ehhez kapható volt egy Apollo kapszula, két további ülőhellyel az eredeti alatt és egy másik Saturn IB. A terv az volt, hogy Vance Brand és Don Lind kettesben repülnek a Skylabra, és visszahozzák társaikat. Ezt a küldetést soha nem hajtották végre, de mindkét űrhajós később érkezett.

Az eredmények összeállítása

Összességében a Skylab-on dolgozott összes munkaóra körülbelül 25% -át használták tudományos kísérletekre. Az alábbiakban említett eredmények mellett a C / 1973 E1 (Kohoutek) üstökös is megfigyelhető volt.

Napi megfigyelések

A fedélzeti naptávcsöves kamerákkal több mint 177 000 képet lehetett készíteni. Először volt lehetőség a Nap megfigyelésére hosszabb időn keresztül a Föld légkörének hatása nélkül. Ez lehetővé tette új ismeretek megszerzését a korona és a kromoszféra viselkedéséről .

Föld megfigyelések

A sós talajok, növények, ökoszisztémák és ásványi lerakódások feltérképezésével kapcsolatos tanulmányokhoz több mint 46 000 képet készítettek összesen hat földi érzékelőből (1 × fényképezés a látható tartományban, 1 × fénykép az infravörös tartományban, 2 × elektronikus kép felvevők az infravörös tartományban, 2 × radar eszközök a mikrohullámú tartományban történő megfigyeléshez). Az utolsó két említett radar - az első, amelyet az űrben használtak - trendformáló eredményeket hozott az óceán fölötti szélsebességről, a duzzadtságról és a hullámmagasságról, a jéghegyek és jégtáblák lokalizációjáról, valamint a földtani képződmények feltérképezéséről a szárazföld.

Biomedicina

Széles körű ismereteket szereztek a súlytalanságban való hosszú távú tartózkodás hatásairól . Kiderült, hogy az erőforrások felhasználása lényegesen alacsonyabb, mint feltételezték. A legénység a Skylab 1 -tel elindított készletekből, élelmiszerekből, vízből és gázokból élt. Eredetileg a második és a harmadik személyzetnek 56 napig kellett tartózkodnia az űrállomáson. Az alacsonyabb fogyasztás azonban lehetővé tette az 59 és 84 napos tartózkodást, az utolsó stáb hozzáadott valamit a kínálatához, és különösen további filmeket hozott magával.

Ezenkívül néhány állatkísérletet végeztek halakkal és pókokkal.

Anyagkutatás

A súlytalanságban kísérleteket végeztek olvasztási, hegesztési és keményforrasztási eljárásokkal, amelyek bebizonyították annak lehetőségét, hogy az űrhajósok technikai szerkezeteket építenek az űrben. Továbbá a súlytalanság és a gravitáció gyorsulása miatt a földön kudarcba fulladt kristálynövekedési kísérletekben is kimutatták a különböző sűrűségű, elegyedhetetlen elemek keverhetőségét a földön.

Vége az űrállomásnak és a balesetnek

Miután három személyzet 28, 59 és 84 napig lakta az űrállomást, 1974. február 8 -án a Skylab 4 -ből származó Apollo űrszonda magasabb pályára állította. A fedélzeten maradt az eredeti 2720 literes vízkészlet (körülbelül 180 embernapnak megfelelő) harmada, az oxigén körülbelül 420 embernapra, és szinte minden más fogyóeszköz hasonló készlete. A NASA számításai szerint a Skylabnak még körülbelül kilenc évig használhatónak kell maradnia a pálya megemelése után. A Föld légkörébe való visszatérést 1983 márciusára becsülték. Ekkor még azt tervezték, hogy 1979 körül egy űrsikló csatlakoztathat egy meghajtó modult a Skylabhoz annak érdekében, hogy az űrlaboratóriumot magasabb pályára állítsa. Ezt a törölt STS-2a küldetéssel kell megtenni. Az állomás további használatára vonatkozóan azonban nem voltak konkrét tervek, ami a régi technológia miatt problémás lett volna.

Az űrállomás legtöbb rendszerét leállították (például a telemetria -jeladót 1974. február 9 -én, EST 2: 10 -kor). A Skylab több éven át kering a föld körül anélkül, hogy odafigyelne. 1978 márciusában folytatódott a kapcsolat a Skylab -lal. Az állomás nyilvánvalóan nagyrészt ellenőrizhetetlenül forog, fordulatonként hat perc alatt, és a rádiók csak akkor működtek, amikor a napelemek a napfényben voltak. Egy hét múlva több akkumulátort is lehetett távolról tölteni. A központi számítógép továbbra is kielégítően működött, de a helyzetszabályozást jelentősen rontotta a csillagérzékelő meghibásodása és a három centrifugálókorong egyikének részleges meghibásodása .

Kiderült, hogy a Skylab gyorsabban süllyed a kiszámítottnál. Ennek oka a nagy naptevékenység miatt a föld váratlanul kitágult magas légköre és az ebből adódó fokozott lassulás volt. Továbbá ezen a ponton tudták, hogy az űrsikló nem lesz időben kész. Egy alternatív küldetést - például a Titan III hordozóként - elvetettek. 1978. december 19 -én a NASA bejelentette, hogy a Skylab -ot nem lehet megmenteni. Tegyen meg mindent, hogy minimalizálja az esés okozta károk kockázatát. Ebből a célból a NASA szorosan együttműködött az Észak -Amerikai Repülési Védelmi Parancsnoksággal (NORAD). A NASA és a NORAD különböző számítási módszereket használt a belépéshez , ezért különböző eredményeket hoztak a hanyatlás idejére és helyére. A NORAD eredményeit mindig hivatalosan bejelentették.

A NASA a légköri súrlódást úgy tervezte, hogy az űrállomást a baleset késleltetésére vagy gyorsítására irányítja. Távirányítással a Skylab -ot ezután forgatni kell az ismert aerodinamikával egy adott időpontban. Ez lehetővé tette a veszélyes zóna szűk határok közötti áthelyezését.

A balesetre ezután 1979. július 11 -én került sor. A Skylab utolsó pályája többnyire víz felett volt, és a NASA kiadta a végső vezérlőparancsot, hogy a veszélyzónát Észak -Amerikától az Atlanti -óceánig és az Indiai -óceánig távolítsa el . Valójában az állomás a számításnál később több részre tört, így az ütközési terület a tervezettnél távolabb keletre volt. A Nyugat- Ausztráliában , Perthtől délkeletre eső területet Balladonia közelében érintették , ahol a hajnali sötét órákban törmelék hullott, anélkül, hogy bárki megsérült volna. Több alkatrészt előállítottak, az Egyesült Államokba hoztak és ott azonosítottak, miután a NASA jutalmat ajánlott fel az első leletért. Az Esperance Shire ausztrál közössége 400 dollár bírságot küldött a NASA  -nak a nem megfelelő hulladékkezelésért. A NASA elutasította a fizetést; 2009 -ben egy amerikai rádióállomás utalta az összeget.

A teljes küldetés körülbelül 2,6 milliárd dollárba került.

Lásd még

irodalom

  • Bernd Leitenberger: Skylab: Amerika egyetlen űrállomása , Space Travel Edition, Norderstedt 2016, ISBN 978-3-8423-3853-1

A következő NASA könyvek (mind angol nyelven) elérhetők az interneten:

A NASA Történelemiroda honlapján is:

web Linkek

Commons : Skylab  - album képekkel, videókkal és hangfájlokkal

Egyéni bizonyíték

  1. a b c d e f g h i j k l m n Jesco von Puttkamer : "Skylab" űrállomás - kezdődik az aratás. VDI-Z 116. kötet (1974) 16. szám, 1283-1291
  2. Richard D. Lyons: Skylab Debris Hits Sea and Australia; Nem jelentettek kárt. New York Times, 1979. július 12, hozzáférve 2020. december 10.
  3. Tom Joyner, Isabel Moussalli: Egy űrállomás -baleset 40 évvel ezelőtt landolt az Esperance felett, és szokatlan eseményeket indított el. ABC News, 2019. július 12, 2020. október 18 .
  4. ^ Ian O'Neill: Ünnepeljük július 13-án, a "Skylab-Esperance Day" -t. Discovery News, 2009. július 14., hozzáférés: 2011. szeptember 24 .