Skylab

Emblema misiunii
Datele misiunii
Misiune:	Skylab
ID NSSDCA :	1973-027A
Indicativ de apel:	Skylab
dimensiuni:	90.607 kg
Lansator:	Saturn V , număr de serie SA-513
Echipaj:	Fără echipaj
Începe:	14 mai 1973, 13:00  UTC
Locul de plecare:	Centrul spațial Kennedy , LC-39A
Statie spatiala:	Skylab
Aterizare:	11 iulie 1979, 16:37 UTC
Loc de aterizare:	Ars la reintrarea prin Australia
Durata zborului:	2249d
Orbitele pământului:	34.981
Timp orbital :	93,4 min
Apogee :	441,9 km
Perigeu :	434,0 km
Piesa acoperită:	~ 1.400.000.000 km
◄ Înainte / După ►
Apollo 17 Skylab 2

Skylab a fost prima și până acum singura stație spațială pur americană și numele pentru misiunile spațiale în acest context. Timp de opt luni între 1973 și 1974, un total de nouă astronauți au lucrat la Skylab, în ​​trei echipe de câte trei bărbați fiecare.

planificare

În timp ce se pregătea programul Apollo , NASA se gândea deja la viitorul călătoriilor spațiale cu echipaj . În acest scop, biroul de aplicații Saturn / Apollo a fost fondat în august 1965 . Aceasta avea sarcina de a căuta posibile utilizări pentru dezvoltarea și infrastructura Apollo. Scopul era să păstreze cunoștințele acumulate de inginerii care altfel ar fi fost demiși după încheierea programului Apollo. Propunerile au fost luate foarte devreme pentru a transforma o etapă superioară a unui lansator Saturn într-o stație spațială și pentru a utiliza nave spațiale Apollo neutilizate anterior și Saturn IB pentru a transporta personal.

NASA căutase în prealabil noi astronauți. De data aceasta nu au fost solicitați piloții de testare, ci oamenii de știință. La 28 iunie 1965, Owen Garriott , Edward Gibson , Duane E. Graveline , Joseph Kerwin , Frank C. Michel și Harrison Schmitt au fost prezentați publicului ca astronauți științifici .

Multe propuneri au fost făcute pe baza rachetelor Saturn și a navelor spațiale Apollo . Totuși, singurul proiect al Programului de aplicații Apollo care a ajuns la realizare a fost o stație spațială orbitantă de trei oameni. Inițial, a fost planificat să înceapă acest lucru cu un Saturn IB și să extindă etapa superioară S-IVB arsă într-o stație spațială în mai multe zboruri (conceptul „atelier umed”). Cu toate acestea, sa dovedit că acest concept era prea complex. În vara anului 1969, au trecut la planul de asamblare a stației spațiale la sol și pornesc cu un Saturn V, în care doar cele două etape inferioare au contribuit la propulsie („atelierul uscat”). Pentru aceasta a fost folosită racheta SA-513, care anterior era destinată Apollo 18 . Misiunea Apollo 20 a fost eliminată din programul lunar în ianuarie 1970, deoarece Saturn V nu mai era disponibil. Din februarie 1970 numele Skylab a fost folosit oficial pentru stația spațială .

Compania McDonnell Douglas a fabricat două copii ale stației spațiale în 1970. Unul era folosit pentru antrenament, celălalt era aeronava. Au existat considerații pentru a aduce modelul de antrenament în spațiu ca Skylab B , dar acest lucru a fost aruncat din motive financiare.

Clădirea Skylab

Structura Skylab

Skylab a constat în principal din a doua etapă a Saturn IB AS-212 (identică cu cea de-a treia etapă a unui Saturn V ), care a fost deja prevăzută cu provizii și echipamente pe Pământ. Deci, doar două etape ale unui Saturn V au fost utilizate pentru început. Aceasta a fost prima și în același timp ultima lansare a unui Saturn V în această configurație, deoarece acest tip de rachetă fusese folosit anterior doar pentru navele spațiale Apollo . Această parte a stației a fost Atelierul Orbital (OWS). Cântărea 35,8 tone. Echipajul locuia și lucra în rezervorul de hidrogen cu un volum intern util de 275 m³. Rezervorul de oxigen a fost echipat cu o încuietoare și folosit ca o groapă de gunoi. OWS conținea echipamentul, toate alimentele, toate alimentările cu apă și rezervoarele sub presiune pentru combustibil pentru controlul poziției. Pe lângă încăperile de locuit, de dormit și sanitare, au fost efectuate și acolo experimente, în special observarea pământului printr-o fereastră și examinări medicale. OWS avea două mici încuietori pentru experimente pe partea stației, orientată spre față și îndepărtată de soare; prima a fost documentată permanent pentru repararea protecției termice. Volumul locuibil a fost împărțit de mai multe ori în zone de luat masa și relaxare, precum și cabine individuale de dormit, în special cu podele asemănătoare grilajului, în care astronauții se puteau prinde cu pantofi speciali. Datorită diametrului mare, un volum de 280 m³ era locuibil. Acest volum a fost depășit doar de Mir în etapa sa finală de expansiune.

Trebuie remarcat faptul că Skylab nu avea posibilitatea (simplă) de reumplere (prin realimentare sau altele asemenea), ceea ce, conform înțelegerii ulterioare, este esențial pentru o stație spațială. Cu toate acestea, unele dintre resurse ar fi putut fi completate, cel puțin în contextul unei misiuni externe, folosind supapele utilizate și pe Pământ.

OWS a fost urmat de inelul de instrumente al lui Saturn V, care a fost reținut pentru a evita modificările sistemelor de lansare. A pilotat lansatorul și, după decolare, când Skylab se afla pe orbită, a trecut controlul către computerele interne ale Skylab. OWS a fost urmat de blocajul de aer de 22 de tone, modulul Airlock (AM). Conținea un blocaj de aer pentru ieșire, încuia OWS de la adaptorul de andocare, conținea comenzile pentru telescoape și toate gazele pentru stația din rezervoarele sub presiune. Lățimea lor a scăzut de la 6,7 ​​la 3,04 m. Avea o lungime de 5,2 m și un volum intern de 17,4 m³.

A urmat adaptorul de andocare multiplu cilindric (MDA). Avea o lățime de 3,04 m, o lungime de 5,2 m și o masă de 6260 kg. Avea două puncte de andocare pentru capsulele de comandă Apollo: unul radial și unul în extensia axei longitudinale. Punctul de andocare radial era destinat unei capsule de urgență, care urma să fie lansată dacă nu ar fi fost posibilă o întoarcere cu prima capsulă, dar echivalent funcțional cu cea axială.

Pentru observarea solară, care a fost un obiectiv important al Skylab, stația spațială avea și un observator, Apollo Telescope Mount (ATM), care a fost extins la o poziție laterală pe MDA după ce a atins orbita. Cântărea 11 066 kg, avea 6 m lățime și 4,4 m înălțime. Telescoapele sale solare ar putea fi aliniate cu o precizie de 2,5 secunde de arc. Acesta a fost controlat de la OWS, prin care filmele trebuiau schimbate ca parte a unei manevre exterioare (EVA). Alimentarea cu energie a fost planificată cu patru module solare pe bancomat și încă două pe modulul principal. Numai panourile solare ale ATM-ului aveau o rază de acțiune de 31 m. ATM-ul a folosit componente ale modulului lunar și a aliniat întreaga stație cu roțile sale de rotire .

În cele din urmă, a existat nava spațială Apollo atașată ca modul de comandă și serviciu (CSM). CSM a preluat toate comunicațiile cu Pământul, deoarece Skylab, în ​​afară de telemetria sa de la bord, nu avea propriul transmițător. Mai mult, sistemele de susținere a vieții CSM au trebuit să preia curățarea gazelor o dată pe lună, când site-urile moleculare au fost coapte de către Skylab . Prin urmare, CSM a fost o parte integrantă a stației.

Masa stației era de peste 90 de tone. În general, Skylab era mult mai mare decât stația spațială sovietică Salyut 1, care fusese lansată în aprilie 1971. Când soarele era într-o poziție favorabilă, Skylab putea fi văzut cu ochiul liber ca un punct strălucitor pe cerul din timpul zilei.

Începutul Skylab 1 și analiza daunelor

Lansarea laboratorului spațial

Lansarea Skylab (numele misiunii Skylab 1) a avut loc așa cum era planificat la 14 mai 1973 de la complexul de lansare 39-A din Cape Canaveral . Saturn V SA-513 utilizat pentru Skylab 1 a fost puțin mai scurt decât modelele utilizate pentru zborurile luna. Nu avea nicio rachetă de salvare , nicio navă spațială Apollo și niciun adaptor de modul lunar . În plus, această rachetă a folosit doar două etape. În locul celei de-a treia etape, a transportat stația spațială cu un carenaj în formă de con în partea de sus. La fel ca proiectul Apollo Soyuz de mai târziu , a fost lansat dintr-o platformă de lansare care a fost scurtată prin intermediul unui atașament. Acest zbor a fost ultimul dintr-un Saturn V. Orbita a fost aleasă cu o înclinare de 50 °, astfel încât părți mari ale suprafețelor terestre ale pământului să fie zburate peste.

Skylab, preluat de echipajul misiunii Skylab 4 la 8 februarie 1974. Se poate observa că una dintre cele două aripi primare ale celulei solare lipsește. Umbrela de culoare aurie a fost instalată în misiunile Skylab 2 și Skylab 3 ca înlocuitor al scutului termic rupt.

La doar 63 de secunde după decolare, stația de la sol a primit semnale alarmante de telemetrie. Când s-a încălcat bariera sonoră , întregul scut protector micrometeorit s-a rupt în doar trei secunde, ceea ce a deteriorat și doi purtători de module solare . Investigațiile ulterioare au arătat că eroarea a fost cauzată de o lipsă de coordonare între departamentele de proiectare (a se vedea sindromul Neinventat aici ). Stația spațială a atins orbita planificată, dar nu era funcțională. Controlul zborului a reușit să extindă cele patru module solare ale observatorului solar, dar păreau să existe probleme cu celelalte două module, astfel încât doar aproximativ jumătate din puterea electrică era disponibilă. Scutul de meteorit lipsă ar fi trebuit, de asemenea, să servească drept protecție termică, motiv pentru care temperatura din stație a crescut brusc, astfel încât trebuia să ne temem că mâncarea, medicamentele și filmele vor fi alterate.

A doua zi, pe 15 mai 1973, primul echipaj (numele misiunii Skylab 2 ) urma să urmeze cu un Saturn IB de la rampa de lansare 39-B. Era pentru prima dată când două rachete Saturn pregăteau numărătoarea inversă în același timp. Ceva similar se întâmplase deja în decembrie 1965, când Gemini 7 și Gemini 6 au fost lansate unul după altul. Ca primă reacție la daunele care au avut loc la început și la nelocuibilitatea rezultată a Skylab, începutul a fost amânat de două ori de cinci zile de fiecare dată până când se putea obține o imagine clară a situației. În plus, controlul de zbor a încercat să realizeze o aliniere favorabilă a Skylab. Dacă celulele solare funcționale ar fi orientate spre soare, s-ar putea obține suficientă energie, dar în același timp stația s-a încălzit puternic. Dacă ați răsucit stația astfel încât locul cu scutul de protecție lipsă să fie la umbră, celulele solare au dat, de asemenea, prea puțină energie și nivelul de încărcare a bateriilor a scăzut. Inginerii NASA au avut acum problema de a menține rezervele de energie, rezervele de combustibil și temperatura stației spațiale în limite rezonabile. Dacă nu s-ar putea repara daunele în câteva zile, stația s-ar pierde. Stația a fost controlată în acest fel timp de două săptămâni, în timp ce misiunea Skylab-2 era pregătită. Au fost întocmite planuri de reparații și dezvoltate instrumente, inclusiv un dispozitiv de tăiere bazat pe tăiere comercială și foarfece de tablă cu extensii, precum și tije și cabluri. Pentru a simula greutatea , echipa Skylab 2 a practicat pașii necesari într-un rezervor de apă.

Echipajele au reușit să repare daunele în timpul misiunilor Skylab 2 și Skylab 3 . Stația era atunci pe deplin funcțională. Mai multe despre lucrările de reparații (eng.: Service On-Orbit Service ) în articolele corespunzătoare.

Obiectivele misiunii și echipajele

Alan Bean în timpul unui EVA

Sarcinile echipajului includeau inițial repararea stației spațiale avariate. Spre deosebire de programul Apollo, care vizase în mod clar aterizarea pe Lună, obiectivele Skylab erau destul de vagi în avans. Obiectivele misiunii pot fi rezumate după cum urmează: observarea soarelui prin intermediul Apollo Telescope Mount (ATM) și observarea pământului, precum și dobândirea de cunoștințe în domeniile fizicii spațiale, cercetării materialelor și biomedicinei.

Trei echipaje de trei astronauți au petrecut fiecare în total 513 zile-om în spațiu. De când lansarea Skylab a fost considerată Misiunea 1, misiunile echipate încep cu numărul 2:

• Skylab 2 :
  • 25 mai 1973 - 22 iunie 1973
  • Echipaj: Charles Conrad , Paul J. Weitz , Joseph P. Kerwin

• Skylab 3 :
  • 28 iulie 1973 - 25 septembrie 1973
  • Echipaj: Alan L. Bean , Owen K. Garriott , Jack R. Lousma

• Skylab 4 :
  • 16 noiembrie 1973 - 8 februarie 1974
  • Echipaj: Gerald P. Carr , Edward G. Gibson , William R. Pogue

În timpul funcționării Skylab, o echipă de urgență a fost menținută în standby, pe care echipa primară ar fi putut să o salveze ( planul de salvare Skylab ). Pentru aceasta a fost disponibilă o capsulă Apollo cu încă două locuri sub original și un alt Saturn IB. Planul era ca Vance Brand și Don Lind să zboare la Skylab în doi și să-și aducă tovarășii înapoi. Această misiune nu a fost niciodată îndeplinită, dar ambii astronauți au venit în misiuni ulterioare.

Compilarea rezultatelor

În total, aproximativ 25% din totalul orelor de muncă lucrate la Skylab au fost utilizate pentru experimente științifice. Pe lângă rezultatele menționate mai jos, a putut fi observată și cometa C / 1973 E1 (Kohoutek) .

Observații solare

Cu camerele telescopice solare la bord, ar putea fi realizate peste 177.000 de fotografii. Pentru prima dată a fost posibil să observăm soarele pe o perioadă mai lungă de timp fără influența atmosferei terestre. Acest lucru a permis dobândirea de noi cunoștințe despre comportamentul coroanei și cromosferei .

Observații ale Pământului

Pentru studii privind cartarea solului salin, a plantelor de culturi, a ecosistemelor și a zăcămintelor minerale, au fost preluate mai mult de 46.000 de imagini din cei șase senzori de pământ (1 × fotografie în intervalul vizibil, 1 × fotografie în domeniul infraroșu, 2 × înregistratoare electronice de imagine în domeniul infraroșu, 2 × dispozitive radar pentru observare în gama microundelor) realizate. Ultimele două radare menționate - primul care a fost folosit vreodată în spațiu - au condus la rezultate de stabilire a tendințelor privind viteza vântului peste ocean, umflarea și înălțimea valurilor, localizarea aisbergurilor și a ploilor de gheață, precum și cartografierea formațiunilor geologice pe continent.

Biomedicină

S-au dobândit cunoștințe ample despre efectele șederii pe termen lung în greutate . Sa dovedit că consumul de resurse a fost semnificativ mai mic decât s-a presupus. Echipajul a trăit din aprovizionarea cu alimente, apă și gaze lansate cu Skylab 1. Inițial, al doilea și al treilea echipaj urmau să rămână în stația spațială timp de 56 de zile fiecare. Cu toate acestea, consumul mai mic a făcut posibilă o ședere de 59 și 84 de zile, ultimul echipaj adăugând ceva la proviziile lor și, în special, aducând filme suplimentare cu ei.

În plus, au fost efectuate câteva experimente pe animale cu pești și păianjeni.

Cercetarea materialelor

În experimentele de imponderabilitate au fost efectuate procese de topire, sudare și lipire, care au dovedit posibilitatea construirii de structuri tehnice de către astronauți în spațiu. Mai mult, miscibilitatea elementelor nemiscibile de diferite densități pe pământ a fost demonstrată în greutatea și experimentele de creștere a cristalelor care au eșuat pe pământ datorită accelerației gravitației ar putea fi, de asemenea, realizate cu succes.

Faza finală a stației spațiale și accident

După ce trei echipaje au locuit stația spațială timp de 28, 59 și 84 de zile, a fost împinsă pe orbita superioară pe 8 februarie 1974 de nava spațială Apollo de la Skylab 4 . Aproximativ o treime din alimentarea inițială cu apă de 2720 l (corespunzând la aproximativ 180 om-zile), oxigenul pentru aproximativ 420 om-zile și provizii similare cu aproape toate celelalte consumabile au rămas la bord. Potrivit calculelor NASA , Skylab ar trebui să rămână utilizabil încă vreo nouă ani după ce orbita a fost ridicată. Reintrarea în atmosfera terestră a fost estimat a fi martie 1983. În acel moment, era încă planificat ca în jurul anului 1979 o navetă spațială să poată cupla un modul de acționare la Skylab pentru a readuce laboratorul spațial pe o orbită superioară. Acest lucru ar trebui făcut cu misiunea anulată STS-2a . Cu toate acestea, nu au existat planuri specifice pentru utilizarea în continuare a stației, ceea ce ar fi fost problematic din cauza vechii tehnologii.

Majoritatea sistemelor stației spațiale au fost oprite (cum ar fi emițătorul de telemetrie pe 9 februarie 1974 la 2:10 AM EST). Skylab a orbitat pământul timp de câțiva ani fără să acorde nicio atenție. În martie 1978, contactul cu Skylab a fost reluat. Se pare că stația s-a rotit în mare măsură necontrolat cu o perioadă de șase minute pe rotație, iar aparatele de radio au funcționat doar când panourile solare erau în lumina soarelui. După o săptămână a fost posibilă încărcarea mai multor baterii de la distanță. Calculatorul central funcționa încă în mod satisfăcător, dar controlul poziției a fost considerabil afectat de defectarea unui senzor de stea și defectarea parțială a uneia dintre cele trei roți de rotire .

S-a dovedit că Skylab se scufunda mai repede decât s-a calculat. Motivul pentru aceasta a fost atmosfera ridicată neașteptată a pământului, datorită nivelului ridicat de activitate solară și decelerării crescute rezultate. Mai mult, se știa în acest moment că naveta spațială nu va fi gata la timp. O misiune alternativă - de exemplu cu un Titan III ca transportator - a fost abandonată. La 19 decembrie 1978, NASA a anunțat că Skylab nu poate fi salvat. Faceți tot posibilul pentru a minimiza riscul de deteriorare a căderii. În acest scop, NASA a lucrat îndeaproape cu Comandamentul de Apărare Aerospațială din America de Nord (NORAD). NASA și NORAD au folosit diferite metode de calcul pentru reintrare și, prin urmare, au venit cu rezultate diferite pentru timpul și locul declinului. Rezultatele NORAD au fost întotdeauna anunțate oficial.

NASA a planificat să controleze fricțiunea atmosferică orientând stația spațială pentru a întârzia sau accelera accidentul. Prin telecomandă, Skylab ar trebui apoi setat în rotație cu aerodinamică cunoscută la un anumit moment. Acest lucru a permis mutarea zonei de pericol în limite înguste.

Accidentul a avut loc apoi pe 11 iulie 1979. Ultima orbită a Skylab a fost în mare parte deasupra apei, iar NASA a dat comanda finală de control pentru a deplasa zona de pericol din America de Nord către Oceanele Atlantic și Indian . De fapt, stația s-a spart în mai multe părți mai târziu decât s-a calculat, astfel încât zona accidentului era mai la est decât era planificat. A fost afectată zona de sud-est a orașului Perth din vestul Australiei, lângă Balladonia , unde resturile au căzut în orele întunecate ale dimineții, fără a răni pe nimeni. Mai multe părți au fost recuperate, aduse în Statele Unite și identificate acolo după ce NASA a oferit o recompensă pentru prima descoperire. Comunitatea australiană Esperance Shire a trimis NASA o amendă de 400  USD pentru eliminarea necorespunzătoare a deșeurilor. NASA a refuzat plata; În 2009, un post de radio american a transferat suma.

Întreaga misiune a costat aproximativ 2,6 miliarde de dolari.

Vezi si

• Zbor spațial echipat
• Stația spațială Mir
• Stația spațială internațională ISS
• Lista zborurilor spațiale cu echipaj

literatură

• Bernd Leitenberger: Skylab: singura stație spațială din America , Space Travel Edition, Norderstedt 2016, ISBN 978-3-8423-3853-1

Următoarele cărți NASA (toate în limba engleză) sunt disponibile online:

• Skylab, prima noastră stație spațială
• Viața și munca în spațiu: o istorie a Skylab
• Astronomie și științe spațiale ale lui Skylab
• Un nou soare: rezultatele solare de la Skylab
• Skylab, Classroom in Space (descrie cele 25 de experimente științifice proiectate de studenți)

De asemenea, pe site-ul biroului de istorie NASA:

• TRĂIEȘTE ȘI MUNCĂ ÎN SPAȚIU, O ISTORIE A SKYLAB
• Skylab: A Chronology
• Skylab: Un ghid
• Raportul Comitetului de Investigații NASA privind anomaliile inițiale de zbor ale Skylab 1

Link-uri web

• extrasolar-planets.com - Skylab (germană)
• Stația spațială americană Skylab (Ger.)
• Skylab în Enciclopedia Astronautică (engleză)
• Skylab în catalogul NSSDCA Master (engleză)
• Fotografii NASA ale Skylab-ului
• Site-ul Skylab de Bernd Leitenberger

Dovezi individuale

1. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n} Jesco von Puttkamer : stația spațială "Skylab" - începe recolta. VDI-Z Volumul 116 (1974) Nr. 16, pp. 1283-1291
2. ↑ Richard D. Lyons: Skylab Debris Hits Sea and Australia; Niciun prejudiciu raportat. New York Times, 12 iulie 1979, accesat la 10 decembrie 2020.
3. ↑ Tom Joyner, Isabel Moussalli: Un accident de stație spațială a aterizat peste Esperance acum 40 de ani, punând în mișcare evenimente neobișnuite. ABC News, 12 iulie 2019, accesat la 18 octombrie 2020 . 
4. ^ Ian O'Neill: sărbătorim 13 iulie, „Ziua Skylab-Esperance”. Discovery News, 14 iulie 2009, accesat la 24 septembrie 2011 .