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STS-51-F

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1. 개요

STS-51-F는 1985년 7월 29일 발사된 챌린저 우주왕복선의 임무이다. C. 고든 풀러턴 사령관을 포함한 7명의 승무원이 탑승했으며, 스페이스랩 2를 주요 탑재체로 하여 생명 과학, 플라스마 물리학, 천문학 등 다양한 분야의 실험을 수행했다. 발사 중 엔진 고장으로 궤도 중단(ATO) 궤도로 비행했으나, 스페이스랩 임무는 성공적으로 완료되었다. 이 임무에서는 유럽 우주국의 기기 지향 시스템(IPS)이 처음 시험되었고, 아마추어 무선 통신이 이루어졌다. 1985년 8월 6일 캘리포니아주 에드워즈 공군 기지에 착륙했다.

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STS-51-F
미션 정보
임무 명칭STS-51-F
다른 이름우주 수송 시스템-19
스페이스랩 2
미션 유형천문 관측
운영 기관미국 항공 우주국
미션 기간7일 22시간 45분 26초
이동 거리5,284,350 km
궤도 회전 수127
발사 질량114,693 kg
착륙 질량98,309 kg
탑재 질량16,309 kg
승무원 수7
승무원C. 고든 풀러턴
로이 D. 브리지스 주니어
칼 고든 헤나이즈
스토리 머스그레이브
앤서니 W. 잉글랜드
로렌 액턴
존-데이비드 F. 바토
발사 날짜1985년 7월 29일 21:00:00 UTC (17:00 EDT)
발사 장소케네디 우주 센터, 케네디 우주 센터 발사 단지 39A
발사 계약자록웰 인터내셔널
착륙 날짜1985년 8월 6일 19:45:26 UTC (12:45:26 PDT)
착륙 장소에드워즈 공군 기지, 활주로 23
궤도 기준지구 중심 궤도
궤도 영역저궤도
궤도 근지점312 km
궤도 원지점320 km
궤도 경사49.49°
궤도 주기90.90 분
궤도 이심률gee
장비탄산 음료 디스펜서 평가
적외선 망원경 (IRT)
장비 지향 시스템 (IPS)
플라스마 진단 패키지 (PDP)
우주 왕복선 아마추어 무선 실험
STS-51-F 미션 패치
앞줄 (앉아 있음): C. 고든 풀러턴, 로이 D. 브리지스 주니어
뒷줄 (서 있음): 앤서니 W. 잉글랜드, 칼 고든 헤나이즈, 스토리 머스그레이브, 로렌 액턴, 존-데이비드 F. 바토
프로그램우주 왕복선 프로그램
이전 미션STS-51-G (18)
다음 미션STS-51-I (20)
기타
COSPAR ID1985-063A
SATCAT15925

2. 승무원

STS-51-F 임무에는 7명의 승무원이 탑승했으며, 12시간씩 2교대로 임무를 수행했다. C. 고든 풀러턴 사령관은 필요에 따라 두 교대조 중 하나를 맡을 수 있었다. "레드 팀"은 로이 D. 브리지스 주니어, 칼 고든 헤이즈, 로렌 액턴으로 구성되었고, "블루 팀"은 F. 스토리 머스그레이브, 앤서니 W. 잉글랜드, 존-데이비드 F. 바토로 구성되었다.[3] ''챌린저''호는 비상 우주 유영을 위해 두 개의 우주복(EMU)을 탑재했는데, 이는 앤서니 W. 잉글랜드와 F. 스토리 머스그레이브가 수행했을 것이다.[3]

2. 1. 기본 승무원

직책이름비고
사령관C. 고든 풀러턴두 번째이자 마지막 비행
조종사로이 D. 브리지스 주니어단 한 번의 비행
임무 전문가 1칼 고든 헤이즈단 한 번의 비행
임무 전문가 2
(비행 엔지니어)
F. 스토리 머스그레이브두 번째 비행
임무 전문가 3앤서니 W. 잉글랜드단 한 번의 비행
탑재체 전문가 1로렌 액턴록히드사 소속, 단 한 번의 비행
탑재체 전문가 2존-데이비드 F. 바토미국 해군 소속, 단 한 번의 비행

[3]

이전의 스페이스랩 임무와 마찬가지로 승무원은 두 개의 12시간 교대조로 나뉘었다. 액턴, 브리지스, 헤이즈가 "레드 팀"을, 바토, 잉글랜드, 머스그레이브가 "블루 팀"을 구성했다. 사령관 풀러턴은 필요에 따라 두 교대조 중 하나를 맡을 수 있었다.[3]

2. 2. 백업 승무원


  • 탑재체 전문가 1: 조지 W. 사이먼(George W. Simon) (록히드사 소속)[3]
  • 탑재체 전문가 2: 다이앤 K. 프린츠(Dianne K. Prinz) (미국 해군 소속)[3]

2. 3. 승무원 좌석 배치

좌석 1~4는 비행 갑판에 있고, 좌석 5~7은 중간 갑판에 있다.
[4]

좌석발사착륙
1C. 고든 풀러턴
2로이 D. 브리지스 주니어
3칼 고든 헤이니즈
4스토리 머스그레이브
5앤서니 W. 잉글랜드
6로렌 액턴
7존 데이비드 F. 바토


3. 발사

STS-51-F는 1985년 7월 29일 오후 5시(EDT)에 발사되었다. 최초 발사 시도는 1985년 7월 12일이었으나, T-3초에 주 엔진 냉각수 밸브 오작동으로 중단되었다.

1985년 7월 12일 T-3초에 중단된 발사 시도


STS-51-F 임무에서 셔틀의 제어 패널은 궤도 중단(ATO) 옵션을 선택한 것을 보여준다.


발사 과정에서 주 엔진 고장이 발생하여 궤도 중단(ATO) 궤도에 진입, 계획보다 낮은 궤도 고도에서 임무를 수행했다. 원래 계획은 385km × 382km 궤도였지만,[7] 실제로는 265km × 262km에서 임무가 수행되었다.[8]

3. 1. 발사 중단 및 엔진 고장

1985년 7월 12일, STS-51-F의 첫 발사 시도는 주 엔진 점화 후 T-3초에서 중단되었다. 이는 두 번째 RS-25 냉각수 밸브의 오작동으로 인한 자동 발사 중단 때문이었다.[9][10] 챌린저는 1985년 7월 29일 오후 5시 EDT에 테이블 유지 보수 블록 업데이트 업링크 문제로 1시간 37분 지연된 후 두 번째 시도에서 성공적으로 발사되었다.

상승 3분 31초에 중앙 엔진(RS-25)의 두 개의 고압 연료 터보 펌프 터빈 배출 온도 센서 중 하나가 고장났다. 2분 12초 후 두 번째 센서가 고장나면서 중앙 엔진이 정지되었다. 이는 우주왕복선 프로그램에서 유일한 비행 중 RS-25 고장이었다.[5] 비행 약 8분 후, 오른쪽 엔진의 동일한 온도 센서 중 하나가 고장났고, 남은 오른쪽 엔진 온도 센서는 엔진 정지를 위한 레드라인 근처의 값을 나타냈다. 비행 관제사 제니 M. 하워드(Jenny M. Howard)는 승무원에게 남은 센서의 값을 기반으로 추가적인 자동 RS-25 정지를 금지하도록 권고하는 신속한 조치를 취했다.[6] 이는 두 번째 엔진의 잠재적인 정지를 방지하여, 승무원과 우주왕복선의 손실을 야기할 수 있는 중단 모드를 막았다.

고장난 RS-25는 궤도 중단(ATO) 궤도로 이어져 셔틀은 계획보다 낮은 궤도 고도에 도달했다.

4. 임무 개요

STS-51-F의 주요 탑재체는 실험 모듈인 스페이스랩 2였다. "이글루"는 모듈식 스페이스랩 시스템의 일부분으로, 세 개의 팔레트 열차 맨 앞에 위치하여 팔레트에 장착된 기기들을 지원했다. 주요 임무 목표는 스페이스랩 시스템의 성능 검증, 궤도선의 인터페이스 능력 결정, 우주선이 생성하는 환경 측정이였다. 실험은 생명 과학, 플라스마 물리학, 천문학, 고에너지 천체 물리학, 태양 물리학, 대기 물리학, 기술 연구 등 다양한 분야를 다루었다. ''챌린저''호의 궤도 진입 실패로 임무 재계획이 필요했지만, 스페이스랩 임무는 성공으로 평가받았다.

이 비행은 유럽 우주국(ESA)의 기기 지향 시스템(IPS)이 궤도에서 처음 시험된 사례였다. 이 장비는 1초의 정확도로 설계되었다. 초기에 태양 추적 명령에 문제가 있었지만, 소프트웨어 수정으로 해결되었다. 앤서니 W. 잉글랜드는 이 임무에서 우주에서 아마추어 무선 통신을 한 두 번째 아마추어 무선 통신사였다.

STS-51-F 승무원들은 코카콜라펩시가 특별히 설계한 캔에 담긴 탄산 음료를 마시는 상업 실험도 진행했다.[21]

4. 1. 주요 임무 목표

스페이스랩 2 미션의 우주 예술, 페이로드 베이에 있는 다양한 실험을 보여준다.


캐나다 암에 의해 잡힌 플라스마 진단 패키지(PDP)


STS-51-F의 주요 탑재체는 실험실 모듈인 스페이스랩 2였다. 모듈식 스페이스랩 시스템의 특별한 부분인 "이글루"는 세 개의 팔레트 열차의 선두에 위치해 팔레트에 장착된 기기에 현장 지원을 제공했다. 주요 임무 목표는 스페이스랩 시스템의 성능을 검증하고, 궤도선의 인터페이스 능력을 결정하며, 우주선에 의해 생성된 환경을 측정하는 것이었다. 실시된 실험은 생명 과학, 플라스마 물리학, 천문학, 고에너지 천체 물리학, 태양 물리학, 대기 물리학 및 기술 연구를 다루었다.[20]

4. 2. 주요 실험 분야



STS-51-F의 주요 탑재체는 실험실 모듈인 스페이스랩 2였다. 스페이스랩 시스템의 특별 모듈은 "이글루"였으며, 3열 팔레트의 맨 앞에 위치하여 팔레트 상의 장비를 보호했다. 실시된 실험은 생명 과학, 플라스마 물리학, 천문학, 고에너지 천체 물리학, 태양 물리학, 대기 물리학, 기술 연구 등에 걸쳐 이루어졌다.

4. 3. 스페이스랩 적외선 망원경 (IRT)

스페이스랩 적외선 망원경(IRT)은 15.2cm 구경의 액체 헬륨 냉각 적외선 망원경으로, 1.7~118 μm 파장의 빛을 관찰했다.[11] 우주 왕복선의 열 방출이 장파장 데이터를 손상시킬 것으로 예상되었지만, 그럼에도 불구하고 유용한 천문 데이터를 반환했다.[11] 또 다른 문제는 마일라 절연재 조각이 떨어져 나가 망원경의 시야에서 떠다녔다는 것이다.[11] IRT는 은하 평면의 60%에 대한 적외선 데이터를 수집했다.[2]

4. 4. 기타 탑재체 및 실험



플라스마 진단 패키지(Plasma Diagnostics Package, PDP)는 STS-3에서 이전에 비행한 적이 있으며, 지구의 전리층을 연구하기 위한 일련의 플라스마 물리학 실험의 일부였다. 임무 셋째 날, 원격 조작 시스템(캐나다암)에 의해 탑재 화물칸에서 꺼내져 6시간 동안 방출되었다.[13] 이 시간 동안 ''챌린저''는 표적 근접 운영 훈련의 일환으로 PDP 주위를 기동했다. PDP는 캐나다암에 의해 성공적으로 잡혀 임무 넷째 날 초에 탑재 화물칸으로 반환되었다.[13]

대대적으로 홍보된 마케팅 실험에서 STS-51-F 우주 비행사들은 콜라 전쟁 경쟁사인 코카콜라펩시가 특별히 설계한 캔에서 탄산 음료를 마셨다.[14] 액턴에 따르면, 코카콜라가 이전 우주 왕복선 비행을 위해 실험용 디스펜서를 개발한 후, 펩시는 미국 대통령 로널드 레이건에게 코카콜라가 우주에서 최초의 콜라가 되어서는 안 된다고 주장했다. 이 실험은 펩시가 자체 시스템을 개발할 수 있을 때까지 연기되었고, 두 회사의 제품은 STS-51-F에 배정되었다.

블루 팀은 코카콜라를, 레드 팀은 펩시를 테스트했다. 실험의 일환으로 각 팀은 콜라 로고와 함께 사진을 찍었다. 액턴은 정교한 코카콜라 시스템이 "우리가 지구에서 마시는 것과 비슷한 방식으로 소다를 분배했다"라고 말한 반면, 펩시 캔은 종이 랩에 펩시 로고가 있는 면도 크림 캔이었고, "거품으로 가득 찬 소다"를 분배하여 "마시기에 좋지 않았다"고 말했다.[15] 액턴은 학교에서 연설할 때 청중들이 태양 물리학보다 콜라 실험에 훨씬 더 관심이 많다고 말했다. 비행 후, 우주 비행사들은 을 선호한다고 밝혔는데, 그 이유는 부분적으로 궤도에서 기존 냉수 공급과 혼합할 수 있었기 때문인데, 캔을 차갑게 보관할 전용 냉장 장비가 없었고, 미세 중력에서 지나치게 거품이 났기 때문이다.

임무 중 실험에서, 추진 로켓은 태즈메이니아 상공과 보스턴 상공의 지점을 향해 발사되어 전리층에 두 개의 "구멍"(플라스마 고갈 지역)을 만들었다. 전 세계 지구물리학자 그룹이 스페이스랩 2에서 얻은 관측 결과를 바탕으로 협력했다.[16]

5. 착륙

챌린저는 1985년 8월 6일 PDT 12시 45분 26초에 캘리포니아주 에드워즈 공군 기지에 착륙했다. 롤아웃 거리는 2612m였다. 궤도 진입 포기(Abort to Orbit)로 인해 임무 기간이 17 궤도 연장되었으며, 추가적인 탑재체 활동을 수행했다. 챌린저는 1985년 8월 11일 케네디 우주 센터로 돌아왔다.

6. 임무 휘장

임무 휘장은 텍사스주 휴스턴의 예술가 스킵 브래들리가 디자인했다. 휘장에는 스페이스랩 2 탑재체를 이용하여 태양 및 별의 천문학 분야에서 새로운 지식을 탐구하며 하늘로 올라가는 모습이 묘사되어 있다. 사자자리, 오리온자리 별자리는 비행 중 태양에 상대적인 위치로 표시되어 있다. 19개의 별은 이 임무가 19번째 우주 왕복선 비행임을 나타낸다.

7. 영향

STS-51-F 임무의 목적 중 하나는 우주왕복선이 적외선 관측 수행에 얼마나 적합한지를 시험하는 것이었고, IRT가 이 임무에서 운용되었다.[17] 그러나 우주왕복선은 적외선 천문학에 몇 가지 단점을 가지고 있는 것으로 밝혀졌고, 이는 이후 적외선 망원경이 우주왕복선에서 자유 비행하도록 하는 결과를 낳았다.[17]

참조

[1] 웹사이트 9 Weird Things That Flew on NASA's Space Shuttles - Final Shuttle Missions and NASA's Space Shuttle Souvenirs - NASA Shuttle Program http://www.space.com[...] Space.com 2011-07-07
[2] 웹사이트 Archived copy of Infrared Astronomy From Earth Orbit http://www.ipac.calt[...] 2016-12-21
[3] 웹사이트 Space Shuttle Mission STS-51F Press Kit http://www.jsc.nasa.[...] NASA 1985
[4] 웹사이트 STS-51F http://spacefacts.de[...] Spacefacts
[5] AV media NASA STS-51F space shuttle launch, SSME shutdown and mid-ascent Abort To Orbit (ATO) - July 29, 1985 https://www.youtube.[...] 2012-10-16
[6] 뉴스 Limits to inhibit http://www.jsc.nasa.[...] NASA Lyndon B. Johnson Space Center 1985-08-09
[7] 간행물 STS-51F Press Kit NASA 1985-07
[8] 웹사이트 Space Shuttle Missions Summary https://spaceflight.[...] NASA Scientific and Technical Information Program Office 2011-09
[9] 웹사이트 STS-51F Launch attempt #1 https://www.youtube.[...] NASA
[10] 뉴스 Radio Coverage of STS-51F launch attempt 1 https://www.youtube.[...]
[11] 저널 Galactic Structure from the Spacelab Infrared Telescope. II. Luminosity Models of the Milky Way https://adsabs.harva[...] 1991-09-01
[12] 뉴스 STATUS OF THE GAIA STRAYLIGHT ANALYSIS AND MITIGATION ACTIONS http://www.cosmos.es[...] ESA 2014-12-17
[13] 웹사이트 STS-51F National Space Transportation System Mission Report https://www.scribd.c[...] NASA Lyndon B. Johnson Space Center 1985-09
[14] 웹사이트 A Brief History of Space Marketing http://www.space.com[...] Space.com 2001-05-31
[15] 잡지 Loren Acton: The Coke and Pepsi Flight https://www.airspace[...] Smithsonian Institution 2010-11-18
[16] 웹사이트 Elizabeth A. Essex-Cohen Ionospheric Physics Papers http://harveycohen.n[...] 2007
[17] 웹사이트 The Space Review: From Skylab to Shuttle to the Smithsonian http://www.thespacer[...] 2017-10-16
[18] 웹사이트 9 Weird Things That Flew on NASA's Space Shuttles | Final Shuttle Missions & NASA's Space Shuttle Souvenirs | NASA Shuttle Program | Space.com http://www.space.com[...]
[19] 뉴스 Limits to inhibit http://www.jsc.nasa.[...] NASA Lyndon B. Johnson Space Center 1985-08-09
[20] 문서 Kent, et al. – Galactic structure from the Spacelab infrared telescope http://adsabs.harvar[...] 1992
[21] 웹사이트 A Brief History of Space Marketing http://www.space.com[...]



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