STS-114

STS-114
Emblema missione
Dati della missione
Operatore	NASA
NSSDC ID	2005-026A
SCN	28775
Shuttle	Discovery
Lancio	26 luglio 2005, 10:39 a.m. EDT (14:39:00 UTC).
Luogo lancio	Rampa 39B
Atterraggio	9 agosto 2005, 8:11 a.m. EDT (12:11:22 UTC).
Sito atterraggio	Edwards Air Force Base (pista 22)
Durata	13 giorni, 21 ore, 32 minuti e 48 secondi
Parametri orbitali
Orbita	orbita terrestre bassa
Numero orbite	219
Apoapside	355 km
Periapside	350 km
Apogeo	355 km
Perigeo	350 km
Periodo	91.59 min
Inclinazione	51,6°
Distanza percorsa	9,3 milioni di km
Equipaggio
Numero	7
Membri	Eileen Collins; James Kelly; Soichi Noguchi; Stephen Robinson; Andrew Thomas; Wendy Lawrence; Charles Camarda
Programma Space Shuttle
STS-107	STS-121
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STS-114 è il codice della missione spaziale svolta dallo Space Shuttle Discovery a partire dal 26 luglio 2005.

I media di tutto il mondo hanno dato molto risalto a questa missione, perché è stata la prima dopo il disastro del Columbia del 1º febbraio 2003.

Il comandante era una donna, Eileen Collins. Forte della sua esperienza di volo sia in atmosfera sia nello spazio, Eileen è stata in grado di gestire senza problemi e con estrema precisione il difficile atterraggio del Discovery.

Equipaggio

Ruolo	Equipaggio
Comandante	Eileen Collins, NASA Quarto volo
Pilota	James M. Kelly, NASA Secondo volo
Specialista di missione	Soichi Noguchi, JAXA Primo volo
Specialista di missione	Stephen Robinson, NASA Terzo volo
Specialista di missione	Andy Thomas, NASA Quarto volo
Specialista di missione	Wendy Lawrence, NASA Quarto volo
Specialista di missione	Charles Camarda, NASA Primo volo

Stemma

Lo stemma della missione STS-114 rappresenta il ritorno al volo dello Space Shuttle e onora la memoria dell'equipaggio dello Space Shuttle Columbia che ha perso la vita nella missione STS-107. Lo Space Shuttle, di colore blu, contiene sette stelle della costellazione della Colomba, in commemorazione dei sette astronauti. La scia multicolore dello Shuttle rappresenta l'insieme di sfide poste da questa missione, tra cui il sistema di ispezione dello Space Shuttle e i rifornimenti alla stazione spaziale. Il pianeta Terra, che domina il disegno, rappresenta l'unità e la dedizione di tutte le persone che hanno permesso allo Space Shuttle di tornare a volare in sicurezza. L'orbita di colore azzurro attorno al pianeta rappresenta la Stazione spaziale internazionale. Nel nome dell'astronauta Noguchi, il cerchio rosso rappresenta i contributi dell'agenzia spaziale giapponese.

Missione

La missione STS-114 segnò il ritorno al volo dello Space Shuttle dopo l'incidente del Columbia e fu il secondo volo comandato da una donna (Eileen Collins, comandante anche della missione STS-93). Il volo era stato originalmente assegnato all'Atlantis, ma venne deciso di utilizzare il Discovery dopo la scoperta di un problema al sistema di frenata dell'Atlantis. Il Discovery fu anche il primo Space Shuttle a riprendere il volo dopo l'incidente del Challenger, nella missione STS-26 diciassette anni prima.

La missione comprendeva l'invio di rifornimenti alla Stazione spaziale internazionale, tuttavia lo scopo principale era il test e la valutazione delle nuove tecniche di sicurezza per i voli Shuttle, tra cui nuove procedure di ispezione e di riparazione. L'equipaggio utilizzò il nuovo Orbiter Boom Sensor System (OBSS), un insieme di strumenti collegati ad un braccio di 15 metri pensato per rilevare dei danni al sistema di protezione termico. Le aree controllate furono il naso anteriore, il bordo anteriore delle ali, il compartimento dell'equipaggio e altre regioni indicate dagli ingegneri a terra in base ai video ripresi durante il decollo.

Il volo venne classificato come Logistic Flight 1: oltre ai rifornimenti, venne riparato un giroscopio della stazione spaziale e fu trasportato il Multi-Purpose Logistics Module Raffaello (costruito dall'Agenzia Spaziale Italiana) e la External Stowage Platform-2.

L'equipaggio effettuò tre passeggiate spaziali, la prima delle quali dimostrò le tecniche di riparazione dello scudo termico, la successiva installò il nuovo giroscopio a sostituzione di quello danneggiato. La terza passeggiata incluse l'installazione della External Stowage Platform e una delicata operazione sullo Shuttle, la prima mai effettuata durante una passeggiata spaziale sull'esterno di un veicolo in volo. Il 1º agosto era stato infatti annunciato che nella parte inferiore dell'Orbiter erano presenti due gap filler sporgenti e che durante la terza passeggiata sarebbero stati ispezionati. Questi due riempimenti che erano fuoriusciti dalla loro sede potevano rappresentare un problema incrementando il surriscaldamento durante il rientro. Robinson è stato fissato al braccio robotico Canadarm2 per poter arrivare alla parte inferiore dell'orbiter. I gap filler sono stati estratti manualmente con facilità. Durante la stessa giornata l'attenzione della NASA fu rivolta al rivestimento termico situato vicino al finestrino del comandante, ma attraverso test condotti a terra fu dimostrato che non erano presenti problemi per il rientro.

Il 30 luglio venne annunciato che la missione sarebbe stata estesa per un giorno, in modo che l'equipaggio del Discovery potesse aiutare l'equipaggio della stazione spaziale nei compiti di manutenzione. Tra le altre cose lo Shuttle fu utilizzato per far recuperare 1220 metri di altitudine alla Stazione Spaziale, che a causa dell'attrito con gli strati superiori dell'atmosfera perde circa 30 metri al giorno. ^[1]

Il rientro atmosferico e l'atterraggio erano stati pianificati per l'8 agosto a Cape Canaveral, ma le condizioni atmosferiche costrinsero a rimandare l'atterraggio il giorno seguente nella base Edwards Air Force Base in California, dove il Discovery toccò terra alle 12:11 UTC.

Anomalie al decollo

Video del detrito che vola via dal serbatoio esterno

Circa 2,5 secondi dopo il decollo, un grande volatile colpì la parte superiore del serbatoio esterno. La NASA non considerò l'evento pericoloso per la missione, sia perché non venne colpito l'orbiter sia per la bassa velocità a cui si stava muovendo lo Shuttle.

Un piccolo frammento di circa 38 mm venne scagliata via da una mattonella termica sul bordo dello sportello del carrello di atterraggio anteriore qualche momento prima della separazione dei Solid Rocket Booster. Nella posizione della mattonella apparve una piccola area bianca corrispondente al frammento mancante e fu possibile vedere il frammento in un frame del video che venne scaricato il terzo giorno e analizzato dagli ingegneri. Essi richiesero che l'area venisse ispezionata con l'OBSS. È attualmente sconosciuto se e quale oggetto possa aver colpito la mattonella per staccare il pezzo.

Circa 127,1 secondi dopo il decollo e 5,3 secondi dopo la separazione dei Solid Rocket Booster un grosso detrito si staccò dalla parte del serbatoio esterno detta Protuberance Air Load (vedere l'animazione a lato). Si pensa che il detrito misurasse 922 × 279 × 170 mm e pesasse circa 0,45 kg, circa la metà di quello che causò la perdita del Columbia ^[2]. Il detrito non colpì alcuna parte dell'orbiter. Dopo la separazione del serbatoio furono riprese delle immagini che mostrarono diverse zone in cui il rivestimento era mancante.

Dopo 20 secondi, un piccolo pezzo di schiuma si separò dal serbatoio esterno e colpì apparentemente l'ala destra dell'orbiter. In base alla massa del detrito e la velocità con cui avrebbe dovuto colpire l'ala, venne calcolato che esercitò solo un decimo dell'energia richiesta per provocare dei potenziali danni. La scansione con il laser e le immagini riprese attraverso l'OBSS non rivelarono alcun problema.

Il 27 luglio, NASA annunciò che tutti i lanci dello Shuttle sarebbero stati rimandati fino a quando non si fossero risolti i problemi con la perdita del rivestimento. L'amministratore della NASA, Michael Douglas Griffin affermò che il successivo Shuttle sarebbe stato lanciato non prima del 22 settembre, ma solo "se la prossima settimana i ragazzi avranno successo nell'individuare perché è caduto questo grosso pezzo". Ad agosto divenne chiaro che la data di settembre non era fattibile, e il successivo lancio sarebbe stato nel marzo 2006. A causa dell'uragano Katrina, che colpì la costa del golfo, il lancio successivo sarebbe stato ulteriormente rimandato: la distruzione della Michoud Assembly Facility della Lockeed Corporation e l'inondazione causata dall'uragano, spostò il lancio della successiva missione STS-121 al 4 luglio 2006.

Riparazione

Durante la terza passeggiata spaziale della missione, venne risolto il problema in due zone della parte inferiore dello Shuttle dove l'analisi delle immagini rivelò che erano presenti dei gap filler sporgenti. Secondo la NASA i gap filler non erano necessari per il rientro, quindi potevano essere semplicemente rimossi. I dettagli della situazione vennero inviati dalla Terra all'equipaggio, tra cui le procedure per la rimozione dei gap filler. L'equipaggio visionò dei filmati del personale a terra che dimostravano le tecniche da utilizzare. Sia i video che il documento di dodici pagine contenente le procedure sono disponibili sul sito web della NASA (EN) MSG 075 (11-0688) - GAP FILLER REMOVAL TASK SUMMARY NOTES (PDF), su nasa.gov, accesso=18 settembre 2025 (archiviato dall'url originale il 4 agosto 2020).. Durante l'operazione entrambi i gap filler furono estratti manualmente, senza l'ausilio di strumenti. Nel caso non fosse stato possibile estrarli si sarebbe proceduto a tagliarli.

Uno dei due gap filler rimossi serviva per evitare le vibrazioni delle mattonelle durante l'ascesa, durante i boom sonici che avvenivano dal naso dei razzi a combustibile solido e il serbatoio esterno. L'altro era in una posizione dove la distanza tra una mattonella e l'altra era maggiore, e serviva per ridurre questo interstizio.

La decisione di effettuare la riparazione fu presa bilanciando i rischi di un'attività extraVeicolare con quelli che si correvano lasciando i gap filler al loro posto. Si pensa che un tale problema sia stato presente anche nelle precedenti missioni, ma non sia stato osservato in orbita. Vennero effettuate attente considerazioni sul pericolo derivanti dall'uso del braccio robotico per portare un astronauta sotto l'orbiter e l'uso di uno strumento affilato che poteva danneggiare la tuta spaziale o le mattonelle dello scudo termico. Le attività di Robinson vennero monitorate attraverso le camere presenti sul braccio robotico e sull'elmetto della tuta.

Venne valutata un'ulteriore riparazione in orbita, costituita dalla rimozione di una parte di copertura termica danneggiata presente sotto il finestrino del comandante a babordo. I test effettuati nella galleria del vento tuttavia esclusero potenziali pericoli per il rientro, e la quarta passeggiata spaziale venne cancellata.

Cronologia

Video del lancio dello Shuttle

Mercoledì 13 luglio (lancio rinviato)

Alle 12:01 EDT, tra applausi e saluti l'equipaggio entrò nell'Astrovan per procedere verso il pad 39B. Dopo essere stati regolarmente imbarcati a bordo, alle 13:32 venne segnalato un problema con un sensore dell'idrogeno liquido e il direttore di lancio ordinò la cancellazione della partenza. Alle 13:59 l'equipaggio completò l'uscita dallo Shuttle.

Giovedì 14 luglio (nessun tentativo di lancio)

Venne effettuato un meeting tecnico, seguito da una conferenza stampa. La partenza fu rimandata almeno fino a domenica 17 luglio, e venne confermato che i preparativi dell'Atlantis per la missione successiva (STS-121) non sarebbero stati ritardati dal problema riguardante il sensore del Discovery.

Martedì 26 luglio (1º giorno, lancio)

Il lancio del Discovery alle 10:39 segnò il "ritorno al volo" della flotta di Space Shuttle e la ripresa dei lavori di assemblaggio della Stazione spaziale internazionale. Per la prima volta, il lancio di uno Shuttle veniva ripreso con un nuovo sistema di telecamere a terra e delle telecamere montate sulla connessione tra Orbiter e serbatoio esterno. La nuova procedura di sicurezza infatti richiedeva che tutti i video e le immagini del lancio fossero analizzate dagli ingegneri a terra per determinare eventuali problemi.

Mercoledì 27 luglio (2º giorno)

Dopo il risveglio l'equipaggio iniziò le nuove procedure per l'ispezione dello scudo termico dello Shuttle. La nuova tecnica, che venne provata per la prima volta in questa missione, utilizzò il nuovo Orbiter Boom Sensor System (OBSS). Esso consiste in un gruppo di sensori che venne montato a un'estremità del Canadarm dello Space Shuttle. In questo modo, manovrando il braccio robotico poté essere ripreso il rivestimento protettivo del Discovery. I dati raccolti furono inviati al controllo missione per essere analizzati.

Nel frattempo gli ingegneri terminarono le analisi delle immagini riprese il giorno precedente durante il decollo e l'ascesa dello Shuttle. Grazie alla nuova telecamera montata sul serbatoio esterno vennero rilevati dei detriti che sembravano essersi staccate dalla parte inferiore del Discovery. Ulteriori analisi rivelarono che i detriti provenivano invece dal serbatoio esterno, e apparentemente non avevano colpito l'orbiter. Venne pianificato che il quarto giorno di missione sarebbe stato impiegato per effettuare delle ispezioni accurate con l'OBSS su richiesta degli ingegneri. Dopo aver terminato le riprese dello scudo termico, l'equipaggio inviò il nuovo materiale a Terra per le analisi.

Mentre lo Shuttle si avvicinava alla stazione, l'equipaggio si preparò per un'altra nuova procedura di sicurezza che venne impiegata per la prima volta durante questa missione e chiamata Rendezvous pitch maneuver.

La Rendez-vous Pitch Maneuver consiste in una rotazione completa dello Shuttle mentre si trova a qualche centinaia di metri dalla stazione spaziale, a una velocità di circa un grado al secondo. Durante la manovre, gli astronauti della stazione spaziale riprendono l'orbiter con telecamere e macchine fotografiche ad alta risoluzione. Questo ulteriore materiale viene successivamente inviato a Terra e si aggiunge alle altre fotografie e video che aiutano i responsabili del controllo missione a determinare accuratamente lo stato dello Shuttle e del suo scudo termico.

Giovedì 28 luglio (3º giorno)

La manovra venne ripresa a bordo della stazione dal comandante Sergei Krikalev e da John Phillips e subito dopo, alle 6:18 CDT, il Discovery si agganciò senza problemi alla stazione. Dopo l'apertura dei portelli e i saluti tra i due equipaggi, iniziarono i preparativi per le attività.

Venerdì 29 luglio (4º giorno)

I due equipaggi iniziarono le varie operazioni previste dalla missione. Lawrence e Kelly utilizzarono il braccio robotico della stazione per prelevare il Multi-Purpose Logistics Module Raffaello dalla stiva di carico del Discovery e installarlo sulla stazione, agganciandolo al modulo Unity. Camarda e Kelly iniziarono alcune ispezioni aggiuntive dello scudo termico dello Shuttle, anche se dalle analisi delle immagini non vennero rilevate aree danneggiate. Dopo aver installato l'MPLM, Lawrence e Krikalev iniziarono l'attivazione del nuovo modulo alle 12:49 UTC e vi entrarono alle 14:49 CDT. Noguchi e Robinson iniziarono i preparativi per la prima passeggiata spaziale che era prevista per il giorno successivo.

Krikalev e Philips spostarono il braccio robotico della stazione che venne spostato sul modulo Destiny e durante la prima passeggiata spaziale venne comandato da Kelly e Lawrence per aiutare gli astronauti a installare l'Attachment Device della External Stowage Platform 2.

Sabato 30 luglio (5º giorno)

Gli ingegneri della NASA comunicarono agli astronauti che le analisi dello scudo termico del Discovery erano state completate ed era in buone condizioni. I responsabili del controllo missione decisero di allungare di un giorno la missione per trascorrere più tempo sulla stazione spaziale. La prima passeggiata spaziale iniziò alle 09:46. Il primo compito fu il test delle tecniche di riparazione dello scudo termico. Noguchi e Robinson lavorarono nella stiva di carico del Discovery per riparare alcune mattonelle rinforzate carbonio-carbonio che erano state appositamente danneggiate e caricate sullo Shuttle per essere riparate nello spazio con il nuovo materiale NOAX (Non-Oxide Adhesive eXperimental). Aiutato da Thomas, installarono il cablaggio per la Stowage Platform e reinstradarono l'energia della stazione per alimentare il Control Moment Gyroscope 2, che si era spento a marzo in seguito ad un malfunzionamento in un circuito. Poiché il Control Moment Gyroscope 1 era malfunzionante, la stazione spaziale stava funzionando con soli due giroscopi. Gli astronauti hanno inoltre sostituito un'antenna GPS danneggiata e hanno avuto il tempo per compiere altre attività aggiuntive, come installare due esperimenti ideati per esporre allo spazio alcuni materiali. La passeggiata venne conclusa alle 16:36, dopo 6 ore e 50 minuti. Kelly e Camarda ripresero alcune fotografie del bordo anteriore delle ali dello Shuttle.

Domenica 31 luglio (6º giorno)

[1]

[2]