Jeśli nic niespodziewanego się nie wydarzy, już za 11 dni wahadłowiec Columbia i jego siedmioosobowa załoga rozpocznie misję STS-109. Co ciekawego NASA zaplanowała na ten lot?
Będzie to już czwarty lot serwisowy do kosmicznego teleskopu. Tym razem orbitalne obserwatorium dostanie nowe panele z bateriami słonecznymi, system zasilania oraz urządzenie do obrazowania nazwane ACS – Advanced Camera for Surveys – które zwiększy możliwości teleskopu. Oprócz tego kamera do obrazowania w podczerwieni otrzyma nowy system chłodzenia.
Początkowo NASA planowała przeprowadzić trzecią misję serwisową w czerwcu 2000 roku. Jednak w lutym 1999 zepsuły się trzy z sześciu żyroskopów służących do utrzymywania pozycji teleskopu wycelowanego w zadany rejon nieba. Pozostałe trzy co prawda wystarczały do prowadzenia obserwacji, jednak ewentualne uszkodzenie całkowicie unieruchomiłoby Hubble’a. Dlatego NASA zdecydowała o rozdzieleniu trzeciej misji serwisowej na dwie.
Pierwszą z tych misji (oznaczoną kodem 3A) zaplanowano na październik 1999 roku, jednak problemy techniczne, jakie dotknęły wahadłowiec, spowodowały opóźnienie i ostatecznie misja odbyła się w grudniu. Była ona dużym sukcesem – astronautom udało się wykonać praktycznie wszystkie zaplanowane naprawy. Zainstalowano nowe żyroskopy, komputer pokładowy, urządzenie do rejestracji zgromadzonych danych, nadajnik radiowy i regulatory napięcia, które poprawiły efektywność baterii. Obecnie przyszedł czas na misję 3B.
Zgodnie z obecnym planem, Columbia wystartuje 28 lutego 2002. Początek 64-minutowego okna startowego przypada na godzinę 12:48:14 naszego czasu. Jak to zwykle bywa z misjami realizowanymi przez NASA, nie jest to pierwotnie ustalony termin startu. Misja została „zepchnięta” z 14 lutego po tym, jak zdecydowano o wymianie uszkodzonego koła służącego do obracania teleskopem w przestrzeni.
Zdjęcie wykonano 1 lutego 2002 podczas ćwiczeń ewakuacyjnych na platformie startowej 39A w KSC. U góry od lewej stoją: specjalista misji John Grunsfeld, pilot Duane Carey, specjalista misji Richard Linnehan, dowódca Scott Altman i specjaliści: Michael Massimino i James Newman oraz Nancy Currie (poniżej). Za nimi z lewej strony widoczna jest jedna z rakiet na paliwo stałe oraz zewnętrzny zbiornik paliwa ciekłego. STS-109 jest misją serwisową Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, która rozpocznie się 28 lutego 2002.
Prom dotrze do Hubble’a dwa dni po starcie. Specjalistka misji Nancy Currie użyje 16-metrowego ramienia Columbii do umocowania teleskopu do czegoś w rodzaju ruchomego stołu warsztatowego w tylnej części ładowni Columbii. Do teleskopu zostanie podłączone zasilanie z promu. Spacery kosmiczne rozpoczną się kolejnego dnia.
Astronauci będą pracować w dwuosobowych zespołach. Grunsfeld i Linnehan wezmą udział w pierwszym, trzecim i piątym spacerze, podczas których zainstalują jedną z dwóch nowych baterii słonecznych, nowy system zasilania oraz chłodzenie kamery NICMOS. Newman i Massimino zainstalują drugą baterię słoneczną oraz nową kamerę ACS podczas drugiego i czwartego wyjścia w przestrzeń kosmiczną.
Nowe baterie słoneczne wytworzą 5270 watów mocy – to o 670 watów więcej niż obecne. Oprócz tego są one sztywniejsze, cięższe (ok. 320 kg/szt. wobec obecnych 170 kg) ale i sporo mniejsze (mierzą nieco ponad 7 metrów, podczas gdy obecne mają blisko 13 metrów). Wraz z nowym systemem zasilania baterie pomogą pokonać obecne ograniczenia – obecnie HST nie jest w stanie używać jednocześnie wszystkich czterech instrumentów obserwacyjnych z powodu zbyt małej wydajności zasilania.
Nowy zasilacz waży ok. 80 kg. Aby go zainstalować, inżynierowie NASA będą musieli całkowicie wyłączyć teleskop – to pierwsza taka konieczność w historii Hubble’a, który krąży po orbicie od 1990 roku. Jeśli podczas tego etapu prac coś pójdzie nie tak i załoga będzie zmuszona do wcześniejszego powrotu na Ziemię, teleskop będzie stracony. Co prawda szansa na taki obrót sprawy jest niewielka, ale dyrektor lotu Bryan Austin określa operację wymiany zasilacza jako „niezwykle wymagającą„.
„Zasilacz nie został zaprojektowany tak, aby móc go wyjąć i zastąpić nowym” – powiedział Austin. – „Ma on 36 złączy i jeszcze kilka innych połączeń z masą pod spodem. Astronauta, który będzie je odłączał, praktycznie nie będzie mógł ich widzieć„. Mimo że inżynierowie w NASA przewidują wystąpienie różnych niespodzianek, to są pewni, że astronautom uda się wykonać zadanie, co zapewni teleskopowi poprawne funkcjonowanie aż do końca jego orbitalnej służby w 2010 roku. Wymiana zasilania potrwa co najmniej 7 godzin, czyli o pół godziny dłużej, niż NASA normalnie planuje na odbywanie spacerów kosmicznych.
Kolejnym zadaniem będzie montaż kamery ACS. Nowe urządzenie ma dwukrotnie większe pole widzenia i pięciokrotnie większą czułość niż obecnie działająca szerokokątna kamera planetarna. ACS będzie zainstalowana w miejscu innego instrumentu – Faint Object Camera, który jest ostatnim urządzeniem korzystającym z zestawu dodatkowych luster COSTAR, które zainstalowano w 1993 roku, aby skorygować aberrację sferyczną teleskopu. ACS i nowsze instrumenty, które już działają na HST, mają własne elementy korygujące. Ostatecznie więc COSTAR stanie się zbędny i zostanie zdemontowany podczas czwartej misji serwisowej w sierpniu 2004 roku.
Oprócz tego astronauci przywrócą do życia spektrometr NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer). Nie fukcjonuje on od stycznia 1999, bo ciekły azot w systemie chłodzącym zużył się szybciej, niż to było zaplanowane. Nowa „lodówka” jako czynnika chłodzącego używa neonu. Jest również wyposażona w zewnętrzny radiator i turbinę, które pomogą w odprowadzaniu ciepła z urządzenia. Szacuje się, że w ten sposób uda się obniżyć temperaturę NICMOSa do minus 166 stopni Celsjusza. To trochę więcej niż optymalna temperatura pracy urządzenia, ale powinna wystarczyć do użytkowania spektrometru w celach naukowych. Advanced Camera for Surveys oraz naprawiony NICMOS zapewnią, że jeszcze przez co najmniej kilka lat Kosmiczny Teleskop Hubble’a będzie oferował konkurencyjną dla teleskopów naziemnych jakość obrazowania.
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, misja STS-109 potrwa 10 dni, 21 godzin i 57 minut i zakończy się lądowaniem w KSC 11 marca 2002.
