Nous vous serrons la main : 25 ans depuis la mission Near-Mir de STS-63
STS-63 – 67ème programme Shuttle Discovery dans l’espace
Membres d’équipage : Avec le commandant James D. Wetherbee, la pilote Eileen M. Collins, les spécialistes de mission C. Michael Foale, Janice E. Voss, Bernard A. Harris, Jr. et Vladimar G. Titov.
Faits saillants du lancement 
Ajustements apportés à la séquence de compte à rebours pour mieux s’adapter à la courte fenêtre de cinq minutes requise pour le rendez-vous avec Mir, y compris l’ajout de plus de temps d’attente à T-6 heures et T-9 minutes. Le premier lancement prévu le 2 février a été reporté à L-1 lorsque l’une des trois unités de mesure inertielle de l’orbiteur est tombée en panne. Le compte à rebours du 3 février s’est déroulé si bien qu’il restait du temps supplémentaire dans la minute T-9. Lancement marqué d’abord à 51,6 degrés d’inclinaison par rapport à l’équateur pour mettre l’orbiteur en ligne avec Mir, également à 51,6 degrés d’inclinaison.
Faits saillants de la mission
Le premier vol de la navette de 1995 comprenait plusieurs réalisations historiques : premier vol d’une femme pilote de navette et, dans le cadre de la phase I du programme de la Station spatiale internationale, deuxième vol du cosmonaute russe sur la navette et première approche et survol en navette avec la station spatiale russe Mir. À partir du premier jour de vol, une série de brûlures de propulseur a été effectuée quotidiennement pour aligner Discovery sur Mir. Le plan original prévoyait que l’orbiteur s’approche à au moins 10 mètres, ou 32,8 pieds, de Mir, puis survole complètement la station spatiale russe. Cependant, trois des 44 propulseurs du système de contrôle de réaction (RCS) de l’orbiteur – de petits jets de tir utilisés pour les manœuvres en orbite – ont fui avant le rendez-vous. Peu de temps après la coupure du moteur principal, deux fuites se sont produites dans les propulseurs principaux arrière, dont l’un – appelé R1U – était la clé du rendez-vous. La troisième fuite s’est produite plus tard en vol dans le propulseur principal avant, mais l’équipage a pu résoudre le problème.
Après de longues négociations et des échanges d’informations techniques entre les équipes spatiales américaines et russes, les Russes ont conclu qu’une approche rapprochée pouvait être réalisée en toute sécurité et l’équipage du STS-63 a été autorisé à continuer. Le collecteur du propulseur R1U a été fermé et le propulseur de secours sélectionné pour l’approche. Le contact radio navire-navire avec Mir a été établi bien à l’avance, et Titov, qui a vécu sur Mir pendant plus d’un an, a communiqué avec enthousiasme avec trois cosmonautes à bord de la station spatiale : le commandant de Mir 17 Alexander Viktorenko ; ingénieur de vol Elena Kondakova ; et Valery Polyakov, un médecin qui a battu le record de Titov pendant une longue période dans l’espace. Après avoir stationné à une distance de 400 pieds (122 mètres) de Mir et avec Wetherbee contrôlant manuellement l’orbiteur, Discovery a volé à 37 pieds de la station spatiale russe. « Alors que nous rapprochons nos vaisseaux spatiaux, nous rapprochons nos nations », a déclaré Wetherbee après que Discovery ait été au point d’approche la plus proche. « La prochaine fois que nous nous approcherons, nous vous serrerons la main et ensemble nous mènerons notre monde vers le prochain millénaire. »
« Nous sommes un. Nous sommes humains », a répondu Viktorenko. Wetherbee a ensuite reculé à 400 pieds (122 mètres) et a effectué une boucle et un quart de vol autour de Mir pendant que la station était filmée et photographiée. L’équipage de Mir n’a signalé aucune vibration ou mouvement de panneaux solaires à la suite de l’approche. L’équipage a également beaucoup travaillé avec les charges utiles à bord de Discovery. Voler dans la soute avant et activé le premier jour de vol était SPACEHAB-3. Le module développé commercialement effectuait son troisième vol sur la navette et transportait 20 expériences : 11 expériences de biotechnologie ; trois expériences de développement de matériaux avancés ; quatre démonstrations technologiques ; et deux pièces de matériel de support mesurant les accélérations en orbite.
Parmi les expériences de croissance des plantes figuraient Astroculture, volant pour la quatrième fois sur navette. L’objectif d’Astroculture est de valider les performances des technologies de croissance des plantes dans l’environnement de microgravité de l’espace pour une application à un système de survie dans l’espace. L’investigation a des applications sur Terre, car elle couvre des sujets tels que l’éclairage économe en énergie et l’élimination des polluants de l’air intérieur. L’une des expériences pharmaceutiques, Immune, a également des applications terrestres. Exploitant la tendance connue des vols spatiaux à supprimer le système immunitaire, l’expérience Immune a testé la capacité d’une substance particulière à prévenir ou à réduire cette suppression. Les applications cliniques pourraient comprendre le traitement d’individus souffrant de maladies immunosuppressives telles que le SIDA.
Le deuxième jour de vol, l’équipage a déployé le système d’étalonnage radar des débris orbitaux-II (ODERACS-II) pour aider à caractériser l’environnement des débris orbitaux pour les objets de moins de 10 centimètres (environ quatre pouces) de diamètre. Complément de six objets cibles de dimensions connues et avec des durées de vie orbitales limitées libérés en orbite et suivis par des radars au sol, permettant un étalonnage précis des radars afin qu’ils puissent suivre plus précisément de plus petits débris spatiaux en orbite terrestre basse. Également le deuxième jour de vol, l’équipage a soulevé avec le bras du système de télémanipulateur de l’orbiteur le SPARTAN-204 de sa structure de support dans la baie de charge utile. SPARTAN est resté suspendu au bras pour observer le phénomène de lueur de l’orbiteur et les tirs des propulseurs. SPARTAN-204 a ensuite été libéré du bras pour effectuer environ 40 heures de vol libre, au cours desquelles son instrument de spectrographie d’imagerie ultraviolette lointaine a étudié des cibles célestes dans le milieu interstellaire, le gaz et la poussière qui remplissent l’espace entre les étoiles et qui est le matériau à partir de laquelle de nouvelles étoiles et planètes sont formées.
SPARTAN-204 également utilisé pour l’activité extravéhiculaire (EVA) vers la fin du vol. Foale et Harris ont commencé EVA suspendu à l’extrémité du bras du robot, loin de la baie de charge utile, pour tester les modifications de leurs combinaisons spatiales pour garder les marcheurs de l’espace au chaud dans le froid extrême de l’espace. Deux astronautes devaient ensuite s’entraîner à manipuler environ 2 500 livres (1 134 kilogrammes) SPARTAN pour répéter les techniques d’assemblage de la station spatiale, mais les deux astronautes ont signalé qu’ils devenaient très froids – cette partie de la marche effectuée pendant une passe de nuit – et la manipulation de masse raccourcie. La sortie dans l’espace de la 29e navette a duré 4 heures et 38 minutes. Harris est le premier Afro-Américain à marcher dans l’espace. Autres charges utiles : avec ODERACS-II, les charges utiles Cryo System Experiment (CSE) et Shuttle Glow (GLO-2) ont été montées sur l’ensemble de support Hitchhiker dans la soute ; une caméra IMAX également située ici. Au pont intermédiaire, Solid Surface Combustion Experiment (SSCE) a volé pour la huitième fois. Le test Air Force Maui Optical Site (AMOS) ne nécessite aucun matériel embarqué.
La semaine dernière, l’astronaute américaine Christina Koch est revenue en toute sécurité sur Terre, concluant la plus longue mission spatiale jamais accomplie par une femme ; un étonnant 328 jour, dépassant facilement la détentrice du record précédent, Peggy Whitson, et venant à moins de deux semaines de dépasser la mission de 340 jours de Scott Kelly en 2015-2016. Les femmes établissent des records hors de la Terre depuis près de six décennies, depuis que la cosmonaute soviétique Valentina Terechkova est devenue la première femme dans l’espace en juin 1963. Depuis lors, des femmes sont sorties dans l’espace, elles ont travaillé pendant des centaines de jours à bord de stations spatiales et, il y a 25 ans, cette semaine, elles sont montées sur le « siège avant » du vaisseau spatial pour la première fois. En février 1995, Eileen Collins est devenue la première femme à servir comme pilote de la navette spatiale. Avec le temps, sa carrière la verra également commander deux missions, dont le premier vol après la tragédie de Columbia.
Comme détaillé dans l’article sur l’histoire d’AmericaSpace du week-end dernier, STS-63 a été un vol de navette remarquable, non seulement en raison de la présence de Collins, mais aussi de la multitude d’activités réalisées au cours de ses huit jours en orbite. Le commandant Jim Wetherbee et les spécialistes de mission Bernard Harris, Mike Foale, le cosmonaute russe Vladimir Titov et Janice Voss ont rejoint Collins. Vingt-trois expériences biomédicales et technologiques ont été réalisées à l’intérieur du laboratoire pressurisé Spacehab-3 dans la baie de charge utile de la navette Discovery, le satellite SPARTAN-204 en vol libre a été déployé et récupéré pour mener deux jours de recherche solaire intensive, le premier britannique et afro-américain les marcheurs de l’espace se sont pavanés dans le vide… et, pour la première fois, la navette a donné rendez-vous à un autre vaisseau spatial habité en orbite : la station spatiale russe Mir.
Mais STS-63 a heurté un sérieux obstacle presque dès que la navette a atteint l’orbite, lorsque deux des 44 propulseurs du système de contrôle de réaction (RCS) – principalement nécessaires aux manœuvres orbitales – ont commencé à présenter des irrégularités. Les deux propulseurs en panne étaient situés à l’arrière du Discovery, un à bâbord (L2D) et un à tribord (R1U). Le premier a été « désélectionné » et est resté hors d’usage pour le reste de la mission, mais R1U a été classé comme propulseur principal pour le rendez-vous Mir et sa pleine fonctionnalité était primordiale si l’équipage du STS-63 devait être autorisé à avancer plus près que prévu à environ 1 100 pieds (330 mètres) de Mir. Les choses se sont aggravées lorsqu’un propulseur RCS monté sur le nez (F1F) a également commencé à fuir. Bien que le problème du propulseur de nez ait été résolu par la suite, celui du R1U a continué de persister.
Lorsque l’équipage s’est couché pour la nuit du 5 février 1995, la veille du rendez-vous Mir, Discovery traînait la station spatiale russe de 1 150 miles (1 850 km) et se rapprochait de sa carrière d’environ 80 miles (130 km) par orbite. Tôt le lendemain matin, le commandant de la STS-63 Jim Wetherbee a été réveillé par des nouvelles encourageantes : la fuite de R1U s’était ralentie et stabilisée, mais ne s’était pas encore arrêtée. Depuis les fenêtres du poste de pilotage arrière de la navette, Wetherbee a pu voir que son panache conique était moins prononcé et les contrôleurs de vol américains et russes sont parvenus à un accord sur deux plans futurs possibles. Le premier appelait Discovery à manœuvrer, comme prévu, à 33 pieds (10 mètres), tandis que le second adoptait une approche plus conservatrice, n’atteignant pas plus près que 400 pieds (120 mètres).
Lançant la dernière étape du rendez-vous, Wetherbee a tiré le RCS à 9 h 16 HNE et de nouveau à 10 h 02 pour réduire son taux de fermeture le long de la soi-disant «V-Bar», s’approchant de Mir par « derrière » le long de son vecteur vitesse, ou direction de déplacement, vers le module Kristall de la station. Plus tard, à 11h37, à une distance de 9,2 miles (14,8 km), il effectuerait le brûlage d’initiation terminale (TI), pour arrêter la navette à 400 pieds (120 mètres) « devant » Mir, environ une orbite plus tard à 13 h 16. À ce stade, le radar de rendez-vous de la navette commencerait à fournir des données de portée et de taux de portée, et Wetherbee prendrait le contrôle manuel juste après avoir passé environ un demi-mile (0,8 km) sous Mir.
Dans leur ouvrage fondateur Shuttle-Mir : The United States and Russia Share History’s Highest Stage, Clay Morgan a noté que le directeur de vol STS-63, Bill Reeves, avait du mal à expliquer l’effet des problèmes du RCS à ses homologues russes. Après une présentation, ils lui ont posé une question un peu bizarre : « On comprend ce que vous dites, mais qu’en est-il de la boule de neige de 180 grammes ? Reeves les regarda fixement. « De quoi parles-tu ? » « La boule de neige de 180 grammes dans votre fax. » Il s’est avéré qu’une équipe d’ingénieurs de la NASA avait produit un plan extrêmement lointain et dans le pire des cas pour un propulseur RCS gelant et se remplissant de glace. Les liaisons de communication entre Moscou et Houston étaient relativement médiocres et le fax a été envoyé par erreur directement aux Russes, contournant Reeves, et se laissant ainsi dans la position peu enviable d’avoir à expliquer que le problème du RCS à bord du STS-63 n’était en aucun cas un problème critique.
Lors du rendez-vous final, le point de décision approchait pour savoir si Discovery effectuerait un survol de Mir à 400 pieds (120 mètres) ou continuerait jusqu’à 33 pieds (10 mètres). Cette décision a été relayée à l’équipage, non par Capcom Story Musgrave, mais par les cosmonautes russes Aleksandr Viktorenko, Yelena Kondakova et Valeri Polyakov, à bord de la station spatiale elle-même. « Nous testions une nouvelle radio VHF qui… tous les équipages parlaient directement avec Mir », se souvient plus tard Wetherbee. « Vous devez avoir la capacité pour les membres d’équipage de se parler, de coordonner les choses séparément de la boucle vocale air-sol, du centre de contrôle au sol à Moscou et de l’orbiteur au centre de contrôle à Houston. . Nous avons eu une communication séparée, directement avec Mir. Les deux centres de contrôle de mission coordonnaient l’approche et ils avaient finalement convenu qu’ils allaient nous laisser faire l’approche finale, mais Houston ne nous l’a pas dit tout de suite. Nous avons entendu de Mir, des cosmonautes russes, qu’ils allaient nous donner un Go. « 
Malheureusement, les actions de l’équipage du STS-63 ont été enregistrées et diffusées en direct à Houston, bien que sans audio, et il y a eu une certaine surprise lorsque le contrôle de mission a vu les astronautes et Titov applaudir et applaudir. Viktorenko, Kondakova et Polyakov avaient volé leur tonnerre, et Wetherbee a dû dire à son équipage de se calmer jusqu’à ce qu’ils reçoivent un Go définitif. Enfin, la voix de Musgrave a crépité sur les ondes : « Nous pensons que vous le savez, à cause de la réaction que nous avons vue, mais vous avez un dernier Go pour vous approcher à 10 mètres ! » Comme pour faire écho aux paroles de Musgrave, le STS-63 a « simulé » leur profonde euphorie pour la deuxième fois.
Pilotant l’orbiteur à partir d’instruments sur le pont d’envol arrière, Wetherbee a croisé la barre en V et après être passé à moins de 1 100 pieds (330 mètres) a commencé à exécuter des tirs RCS dans un mode dit «Low-Z», dans lequel il a utilisé des propulseurs légèrement décalés vers la station spatiale, plutôt que ceux qui pointaient directement vers Mir. Cela a permis d’éliminer la possibilité de contamination. Des données de télémétrie laser supplémentaires ont été fournies par le système de contrôle de trajectoire (TCS), monté dans la baie de charge utile de Discovery, et Wetherbee a utilisé la caméra centrale dans la fenêtre de toit de Spacehab-3. À 400 pieds (120 mètres), il a arrêté Discovery pour attendre la permission d’avancer plus près. À 200 pieds (60 mètres), des communications radio navire-navire VHF ont été lancées entre la navette et les équipages de Mir et, à 14 h 23 min 20 s,
C’était du moins le détail des communiqués de presse publiés. « Le point d’approche le plus proche entre les structures était de 33 pieds », a déclaré Wetherbee dans son histoire orale de la NASA. « Le nombre qui a été rapporté dans la presse était de 37 pieds, car c’était la distance entre le système laser et la cible sur Mir. Vous deviez trianguler et c’est la plus longue hypoténuse du triangle. Pas que cela importe ; c’était juste intéressant de voir que quand nous sommes revenus, il a été rapporté, et est toujours rapporté, comme 37 pieds, mais c’était vraiment 33 pieds et pas un centimètre plus près. Nous ne nous sommes pas rapprochés d’un pouce de Mir. Fidèle à sa parole, Wetherbee avait parfaitement et avec précision effectué le tout premier rendez-vous entre une navette et une station spatiale.
Dans les heures qui ont précédé l’événement, il avait un autre problème en tête : les bons mots à dire sur la boucle de communication espace-sol lorsque les engins spatiaux pilotés par les États-Unis et la Russie ont atteint leur point le plus proche en orbite pendant près de 20 ans. Wetherbee savait que le rendez-vous serait regardé à la fois par un public américain et un public russe et il était déterminé à délivrer son message dans les deux langues. Cela s’est avéré plus facile à dire qu’à faire, car bien qu’il ait étudié un peu le russe, ses capacités de traduction étaient plus faibles et il a demandé de l’aide à Vladimir Titov. Il a écrit ce qu’il voulait dire, n’a montré aucun de ses autres coéquipiers et l’a passé à Titov, qui l’a lu et traduit sur sa planche à genoux. Armé de la traduction, Wetherbee a pratiqué une poignée de fois jusqu’à ce qu’il soit convaincu qu’il pouvait transmettre le message et prononcer correctement les mots.
« Alors que nous rapprochons nos vaisseaux spatiaux, nous rapprochons nos nations », a déclaré Wetherbee à Viktorenko, via la liaison radio VHF. « La prochaine fois que nous nous approcherons, nous vous serrerons la main et ensemble nous mènerons notre monde vers le prochain millénaire. » « Nous sommes un. Nous sommes humains », fut la réponse sincère de Viktorenko.
Pour les trois cosmonautes à bord de Mir, il n’y avait aucune vibration ou mouvement perceptible dans les panneaux solaires de la station et son système de contrôle d’attitude fonctionnait normalement. Wetherbee a maintenu Discovery à 37 pieds (12 mètres) pendant environ 15 minutes, avant de se retirer à une distance de 400 pieds (120 mètres) à 15 h 00. Il a ensuite effectué un survol lent d’un quart de boucle de Mir et a effectué une dernière manœuvre de séparation peu après 16 heures. Cela a positionné l’orbiteur « devant » Mir et a commencé leur départ, ouvrant la distance entre eux à chaque orbite successive. Heureusement, aucun autre problème de RCS n’est survenu lors du rendez-vous. Au cours d’une session de communication navire-navire ultérieure, relayée par un interprète à Houston, Wetherbee et Viktorenko ont partagé leurs points de vue personnels sur l’opération historique. Pour Wetherbee, le point culminant a été lorsque Mir a manœuvré dans une nouvelle attitude alors que Discovery effectuait le quart de boucle autour de la station. « C’était comme danser dans le cosmos », a-t-il déclaré à Viktorenko. « C’était super. » Les deux commandants se sont engagés à se rencontrer sur Terre après la fin de leurs missions respectives.
Avec les opérations Near-Mir derrière eux, l’équipage STS-63 a porté son attention sur le déploiement du satellite d’astronomie SPARTAN-204 le 7 février. Il a passé deux jours en vol libre, utilisant le spectrographe d’imagerie dans l’ultraviolet lointain (FUVIS) du Naval Research Laboratory pour des observations astronomiques, avant d’être récupéré et renvoyé à son poste d’amarrage dans la soute. Il a également été utilisé lors d’une EVA de cinq heures par les spécialistes de mission STS-63 Bernard Harris et Mike Foale – qui sont devenus, respectivement, les premiers marcheurs de l’espace afro-américains et britanniques – le 9, au cours desquels ils ont évalué de nouveaux vêtements et outils pour gérer le froid profond du travail dans l’obscurité orbitale. Après huit jours troublés mais finalement triomphants dans l’espace, Discovery est revenu sur Terre le 11 février.
Lancement :
3 février 1995 – 00 h 22 min 04 s HNE. Le lancement prévu le 2 février 1995 a été reporté la veille en raison de la panne de l’une des unités de mesure inertielle (IMU) embarquées de Discovery. L’IMU défectueuse a été remplacée avant le lancement. Le lancement du 3 février a eu lieu comme prévu, sans retard.
Atterrissage :
11 février 1995 – 6 h 50 min 19 s HNE à la piste 15, Kennedy Space Center. La distance de déploiement était de 11 008 pieds. Le temps de déploiement était de 1 minute, 20 secondes. La durée de la mission était de 8 jours, 6 heures, 28 minutes, 15 secondes. L’atterrissage a eu lieu au cours de la 130e orbite.
Résumé des missions :
Il s’agissait du premier vol de la navette avec une femme pilote et du deuxième vol transportant un cosmonaute russe. L’un des principaux objectifs de Discovery était un rendez-vous avec la station spatiale russe Mir, lors d’une répétition générale pour une prochaine mission d’amarrage.
L’effort de rendez-vous a d’abord été compliqué par des fuites dans trois des 44 propulseurs du système de contrôle de réaction utilisés pour manœuvrer la navette en orbite. Des inquiétudes ont été exprimées quant au fait que les propulseurs qui fuient pourraient endommager Mir lors de l’approche rapprochée de Discovery.
Cependant, après une analyse approfondie et quelques modifications dans l’utilisation prévue des propulseurs, l’approbation d’une approche rapprochée a été accordée. Après avoir stationné à une distance de 400 pieds de Mir et avec le commandant Wetherbee contrôlant manuellement la navette, Discovery a été manœuvré à une distance de 37 pieds de Mir.
Discovery a été reculé à 400 pieds pour une boucle d’un quart et quart autour de Mir alors que la station spatiale était largement photographiée. L’équipage de Mir n’a observé ni vibrations ni effets néfastes sur les panneaux solaires du vaisseau spatial lors de l’approche de Discovery, ce qui a ouvert la voie à l’approbation des missions d’amarrage prévues.
La charge utile principale de la mission était le module pressurisé Spacelab-3, qui transportait 20 expériences en biotechnologie, développement de matériaux et démonstrations technologiques.
D’autres charges utiles comprenaient des expériences de croissance de plantes d’astroculture et le système d’étalonnage de radar de débris orbital-II (ODERACS-II), qui a libéré six cibles de moins de 4 pouces de diamètre pour l’étalonnage des systèmes de suivi au sol.
SPARTAN-204 a également volé, un satellite déployable / récupérable qui a observé des cibles célestes, un phénomène de lueur de l’orbiteur et des tirs de propulseurs de la navette.
Le 9 février 1995, les astronautes Foale et Harris ont effectué une sortie dans l’espace de 4 heures et 39 minutes pour tester les techniques d’assemblage de la station spatiale, les modifications de la combinaison spatiale conçues pour garder les astronautes au chaud et la manipulation de gros objets en utilisant le SPARTAN-204 comme cible de manipulation. C’était la seule sortie dans l’espace de la mission.
La manipulation de SPARTAN-204 a été réduite car les astronautes ont signalé un froid extrême dans leurs mains pendant les parties nocturnes de la sortie dans l’espace. L’astronaute Harris est devenu le premier Afro-Américain à marcher dans l’espace.
D’autres expériences à bord comprenaient les tests d’étalonnage Cryo System Experiment (CSE), Shuttle Glow-2 (GLO-2), caméra IMAX, Solid Surface Combustion Experiment (SSCE) et Air Force Maui Optical Site (AMOS).
Sortie dans l’espace de la navette Discovery
En 1995, le premier Américain d’origine britannique à marcher dans l’espace, Michael Foale (originaire du Lincolnshire), et le premier astronaute noir, le Dr Bernard Harris, ont testé une combinaison spatiale modifiée et l’endurance des astronautes depuis la soute ouverte de la navette spatiale de la NASA. Découverte. Ils ont passé 20 minutes dans la zone la plus froide de l’ombre du vaisseau spatial, immobiles, pour tester l’efficacité de la nouvelle isolation de leurs combinaisons spatiales. Le total de plus de trois heures passées à une température moyenne de -92 ° C était inférieur aux cinq heures prévues, écourtées par les instructions du centre de contrôle de la NASA lorsque les astronautes ont signalé avoir trop froid. Le Dr Harris portait avec lui un drapeau de la nation Navajo pour attirer l’attention sur les Amérindiens. Foale a émigré aux États-Unis en 1982 pour rejoindre la NASA. La première Britannique dans l’espace était Helen Sharman en 1991.
https://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/shuttlemissions/archives/sts-63.html