STS-125

História poslednej servisnej misie

Raketoplán Columbia mal pôvodne navštíviť Hubblov ďalekohľad vo februári 2005. Hlavnou úlohou misie mala byť náhrada navádzacích senzorov a dvoch nefunkčných gyroskopov, umiestnenie ochrannej "pokrývky" na poškodenú izoláciu, výmena kamery Wide Field and Planetary Camera 2 novším modelom Wide Field Camera 3 a inštalácia prístroja Cosmic Origins Spectrograph (COS). Columbia sa však vo februári 2003 rozpadla pri vstupe do atmosféry. Vtedajší riaditeľ NASA Sean O'Keefe preto rozhodol, že aby sa zamedzilo podobnej tragédii, všetky budúce lety raketoplánov musia byť naplánované tak, aby raketoplán mohol dosiahnuť 'bezpečný dosah' Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS). Na ISS by bolo možné opraviť niektoré poruchy, aby sa raketoplán mohol bezpečne vrátiť na Zem. Raketoplány nie sú schopné dosiahnuť zároveň obežnú dráhu Hubbla a počas rovnakej misie sa dostať aj na obežnú dráhu ISS, ktorá má rozdielnu výšku a sklon. Všetky budúce pilotované lety k teleskopu boli preto zrušené. Toto rozhodnutie však kritizovalo mnoho astronómov, ktorí považovali hodnotu Hubblovho ďalekohľadu za dostatočne veľkú nato, aby človek podstúpil určité riziko. 
V januári 2004, uviedol administrátor NASA O´Keefe, že sa na základe veľkého nesúhlasu verejnosti a žiadosti Kongresu Spojených štátov amerických prehodnotil svoje rozhodnutie o zrušení poslednej servisnej misie HVD. 13. júna 2004 vydal panel Národnej akadémie vied Spojených štátov amerických odporúčanie, podľa ktorého má byť Hubble zachovaný aj napriek zjavným rizikám. V súhrne toto odporúčanie hovorilo, že by sa „NASA nemala žiadnym spôsobom pokúšať brániť vo vykonaní servisnej misie na Hubblovom vesmírnom ďalekohľade“. V auguste 2004 O´Keefe oficiálne požiadal Goddardovo centrum pre vesmírne lety, aby pripravilo detailný návrh na robotickú servisnú misiu HVD. Tieto plány však boli neskôr zrušené, pretože robotická misia bola opísaná ako „nereálna“. Ku koncu roka 2004 sa niekoľko členov Kongresu USA vedených senátorkou Barbarou Mikulski rozhodlo viesť verejnú diskusiu. S veľkou podporou verejnosti sa pustili do „boja“ s administratívou prezidenta George W. Busha a NASA. Ich cieľ bol zvrátiť rozhodnutie o zrušení záchrannej servisnej misie Hubblovho ďalekohľadu.
S príchodom nového administrátora NASA, Michaela D. Griffina, sa zmenil prístup k poslednej servisnej misii. Griffin uviedol, že je ochotný znovu zvážiť možnosti uskutočniť servisnú misiu za pomoci ľudskej posádky. Krátko po svojom uvedení do úradu požiadal Goddardovo centrum pre vesmírne lety, aby pokračovalo v prerušených prípravách servisnej misie s ľudskou posádkou. V októbri 2006 Griffin vydal konečné rozhodnutie a dal misii STS-125 definitívne zelenú.

Prípravy na štart

22. augusta 2008 sa raketoplán Atlantis premiestnil z hangáru OPF (Orbiter Processing Facility) do montážnej haly VAB (Vehicle Assembly Building). Tam bol pripojený k zostave vonkajšej palivovej nádrže (ET) a štartovacích motorov (SRB). 4. septembra bol celý komplex premiestnený na rampu 39-A. V dňoch 22. až 24. septembra 2008 prebehla skúška odpočítavania, tzv. TCDT (Terminal Count Down Test). Štart bol naplánovaný na 15. október 2008.
29. septembra však riadiaci počítač Hubblovho vesmírneho teleskopu prešiel do bezpečnostného módu a boli prerušené všetky vedecké pozorovania. V dôsledku tejto poruchy bol štart misie odložený na február 2009, neskôr až na máj 2009. Z tohto dôvodu musel Atlantis uvoľniť rampu raketoplánu Endeavour, ktorý mal najprv uskutočniť zásobovaciu servisnú misiu STS-126 k Medzinárodnej vesmírnej stanici. Atlantis sa teda v októbri 2008 vrátil do haly VAB.
31. marca 2009 sa celá štartovacia zostava Atlantisu presunula opäť na rampu 39-A v rámci príprav na štart plánovaný na 11. máj 2009 v čase 20:02 SELČ.

Priebeh letu

Atlantis úspešne odštartoval 11. mája v čase 18:01:56 UTC. Necelé dve minúty po vzlete narazil do dlaždíc tepelnej ochrany pravého krídla úlomok, ale podľa prvých analýz tímom DAT (Damage Assessment Team) poškodenie nebolo hlboké a preto nevzbudzovalo obavy. V čase 18:10:39 UT boli vypojené motory SSME. Vzápätí (18:10:46 UT) nasledovalo odhodenie nádrže ET. Manéver dvojicou orbitálnych motorov OMS (Orbital Maneuvering System) v čase 18:45:41 UT dostal Atlantis na stabilnú obežnú dráhu. Nasledovala bežná kontrola systémov orbitera a otvorenie jeho nákladového priestoru, aby sa umožnila správna činnosť radiátorov umiestnených v dverách do nákladového priestoru. V deň štartu došlo ešte k oživeniu manipulátoru RMS a jednému korekčnému manévru.
Druhý deň letu bol venovaný kontrole tepelnej ochrany stroja. Manipulátor RMS vybral z nákladového priestoru predlžovaciu tyč s prístrojmi OBSS (Orbiter Boom Sensor System) a postupne snímal povrch raketoplánu. Posádka tiež skontrolovala skafandre pre výstup do otvoreného priestoru a pripravila montážny stôl FSS (Flight Support System) na pripojenie ďalekohľadu. Hubble sa zatiaľ pripravoval na prílet raketoplánu tým, že uzavrel svoj tubus.

Priebeh letu po spojení s Hubblom

13. mája pokračovali približovacie manévre a napokon v čase 19:14 SELČ, s miernym oneskorením oproti plánu, Atlantis zachytil Hubblov vesmírny ďalekohľad. Následne ho posádka za pomoci robotického manipulátoru pritiahla do nákladového priestoru raketoplánu a v čase 18:12 UT ho pevne ukotvila na montážnom stole FSS. Zasunutím diaľkove ovládaného konektoru bol HST napojený na energetickú, povelovú a telemetrickú sieť raketoplánu. Predtým, než sa pre posádku začal odpočinok, ešte stihli vykonať jeho dvojhodinovú inšpekciu.

EVA-1

Nasledujúceho dňa po skončení odpočinku Grunsfelda a Feustela čakal prvý z piatich montážnych výstupov do kozmu. Výstup EVA-1 sa oficiálne začal v čase 12:52 UT a trval 7 hodín, 20 minút, čo bolo o viac než o hodinu viac, ako hovoril plán. Astronauti najprv vybrali z ďalekohľadu starý prístroj WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2), aby namiesto neho namontovali novú kameru WFC-3 (Wide Field Camera 3). Pri demontáži WFPC-2 sa objavili problémy s uvoľnením skrutky pridržiavajúcej kameru vo vnútri ďalekohľadu. Problematickú skrutku sa podarilo uvoľniť až v čase 14:47 UT. Nasledovala výmena starej poškodenej jednotky SI C&DHU. V nadpláne ešte nainštalovali do ďalekohľadu zariadenie LOCK (Latch Over Center Kit), ktoré umožnili rýchlejšie otváranie a zatváranie dverí do ďalekohľadu a tým úsporu času pri nasledujúcich výstupoch.

EVA-2

Druhý výstup do kozmu prebehol hneď nasledujúci deň (15. mája) a absolvovala ho dvojica Massimino a Good. Počas ich príprav na výstup prebehla vizuálna kontrola niektorých dlaždíc tepelnej ochrany na prednej časti raketoplánu, v miestach, ktoré neboli v plnom rozsahu monitorované ešte pred spojením s HST. Druhý výstup do otvoreného vesmíru sa začal v čase 12:29 UT. Prvá úloha, ktorá čakala dvojicu astronautov po opustení prechodovej komory, bola výmena troch jednotiek RSU, ktoré obsahujú gyroskopy. Good otvoril dvierka do služobnej sekcie ďalekohľadu a zaistil ich v otvorenej polohe. Massimino potom s Goodovou pomocou vybral prvú starú jednotku RSU a God začal inštaláciu prvého páru nového súboru gyroskopov. Počas inštalácie druhej jednotky RSU sa vyskytol problém s jej správnym umiestnením vo vnútri ďalekohľadu. Astronauti napokon museli druhý nový súbor vymeniť za posledný zo zostávajúcich nových súborov. Druhý súbor potom skúšali pripevniť na miesto tretieho, ale ani to sa im nepodarilo. Na miesto tretej jednotky preto museli namontovať záložný RSU. Po skončení tejto úlohy si Massimino doplnil zásoby kyslíka v prechodovej komore. Nasledovala výmena batérií ďalekohľadu, ktorá prebiehala bez problémov. Potom sa Massimino a Good vrátili do prechodovej komory a v čase 20:45 UT (plán 18:02 UT) sa EVA-21 oficiálne skončil. Trval 7 hodín 56 minút, čím sa zaradil medzi desať najdlhších výstupov do vesmíru.

EVA-3

16. mája dvojica astronautov Grunsfeld a Feustel vykonala tretí výstup do kozmu (EVA-3). Oficiálne bol výstup začatý v čase 13:35 UT. Astronauti demontovali z ďalekohľadu korekčnú optiku COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), ktorá korigovala optickú chybu ďalekohľadu už od roku 1993, kedy ju tam namontovala posádka prvej údržbárskej misie STS-61. Nakoľko všetky súčasné prístroje ďalekohľadu majú svoju vlastnú korekčnú optiku, COSTAR sa stal nepotrebným. Po demontáži ho uložili do schránky v nákladovom priestore Atlantisu, aby mohol byť prepravený na prevoz na Zem. Na jeho miesto bol namontovaný spektrograf COS (Cosmic Origins Spectrograph). Posledným bodom v programe výstupu bola prvá časť opravy kamery ACS (Advanced Camera for Surveys). Výstup sa skončil v čase 20:11 UT a trval 6 hodín 36 minút.

EVA-4

Štvrtý výstup uskutočnila opäť dvojica Massimino a Good. Výstup začal v čase 13:45 UT. Prvým bodom programu bola oprava spektrografu STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph). Pri tejto operácii však nastali problémy, pretože sa nepodarilo povoliť jednu zo skrutiek držiacich na STIS madlo, ktoré bránilo otvoreniu krytu elektroniky. Massiminomu zlyhal skrutkovač a musel si ísť po náhradný do prechodovej komory. V čase 20:11 UT riadiace stredisko začalo oživovanie STIS. Pre nedostatok času už astronauti nestihli prejsť k druhej úlohe výstupu (inštalácii vonkajšej tepelnej izolácie) a v čase 21:47 UT výstup skončil. So svojou dĺžkou 8 hodín 2 minúty prekonal výstup EVA-2. Pred koncom výstupu Massimino oznámil poškodenie dlane rukavice svojho skafandru, skafander však nestratil hermetickosť.

EVA-5

Piaty a posledný výstup so začiatkom v čase 13:16 UT vykonala dvojica Grunsfeld a Feustel. Ako prvá prebehla výmena starých batérií ďalekohľadu za nové. Súbor starých batérií zaistil Feustel v transportnom kryte na nosiči nákladu. Po zatvorení a zaistení prístupových dvierok k batériám sa Grunsfeld pokúsil otvoriť prístupové dvierka k pointačnému senzoru FGC, ktorý bolo potrebné vymeniť. Narazil však pritom na problémy. Ďalšie problémy nastali pri uvoľňovaní zámku, ktorý držal starý FGC na mieste. Až o 14:46 UT sa podarilo zámok uvoľniť a starý senzor vytiahnuť. Potom astronauti vyzdvihli z nákladového priestoru nový FGC (FGS-2R) a namontovali ho do ďalekohľadu. Poslednou úlohou výstupu bola výmena starej tepelnej izolácie za novú NOBL (New Outer Blanket Layer). Novú izoláciu sa podarilo namontovať aj na tých miestach ďalekohľadu, ktoré sa nestihli obaliť izoláciou pri predchádzajúcom výstupe. Na záver Grunsfeld ešte demontoval podložku na nohy MFR (Manipulator Foot Restraint) z manipulátoru SRMS a zložil ochranný kryt zo všesmerovej antény ďalekohľadu, ktorý tam bol namontovaný počas prvého výstupu. Pri tomto úkone však Grunsfeld nechtiac vrazil do antény vakom na chrbte skafandra a odrazil v nej viečko slúžiace ako tepelná izolácia. Ako náhradu zaň preto riadiace stredisko rozhodlo vrátiť kryt na anténu. Výstup skončil v čase 19:22 UT a trval 7 hodín 2 minúty.

Vypustenie HST

Nasledujúci deň sa začali prípravy na odpojenie ďalekohľadu od raketoplánu. Massimino a Good boli pripravení vystúpiť do otvoreného priestoru v prípade, že by nastali problémy s odpájaním ďalekohľadu, ktoré by si vyžadovali zásah astronautov. Ďalekohľad bol však bezproblémovo vypustený 19. mája 2009. Najprv ho manipulátor RMS vyzdvihol nad nákladový priestor, potom sa otvoril hlavný poklop zrkadla. Odpojenie ďalekohľadu sa odložilo o niekoľko minút kvôli lepšiemu komunikačnému spojeniu. K uvoľneniu Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu došlo v čase 14:57 SELČ. Atlantis potom vykonal úhybný manéver a pohotovosť pre núdzový výstup do vesmíru skončila.

Priebeh letu po odpojení od ďalekohľadu

Po druhom separačnom manévri vykonal raketoplán motormi OMS ešte manéver na zníženie perigea. Posádka potom manipulačným ramenom opäť vyzdvihla z nákladového priestoru predlžovaciu tyč s prístrojmi OBSS a znova začala kontrola celistvosti tepelnej ochrany stroja. Prieskum neukázal žiadne poškodenia.
20. mája mala posádka odpočinkový deň. Uskutočnila sa tlačová konferencia, rozhovor medzi posádkou Atlantisu a posádkou Medzinárodnej vesmírnej stanice, ako aj rozhovor posádky s prezidentom USA Barackom Obamom. Pristátie bolo plánované na 22. mája. Nasledujúci deň teda začali prebiehať prípravy na pristátie, čiže upratovanie vnútorných priestorov raketoplánu a kontrola systémov a skúšobné spustenie motorov RCS aj hydraulického čerpadla APU (Auxiliary Power Units). Pre zlé počasie na Floride ale bolo pristátie odvolané a preložené na ďalší deň. Ani 23. mája  počasie nevyhovovalo, no pretože sa objavili náznaky jeho zlepšovania, riadiace stredisko rozhodlo o ďalšom jednodennom odklade. 24. mája zlé poveternostné podmienky pretrvávali a tak bola zvolená núdzová možnosť – pristátie na kalifornskej základni Edwards Air Force Base.   
Raketoplán teda začal uzavieranie dverí do nákladového priestoru, ktoré skončilo v čase 10:19 UT. V čase okolo 11:20 UT si posádka začala obliekať oranžové skafandre. O 14:07 UT riadiace stredisko vydalo súhlas s vykonaním brzdiaceho manévru pre pristátie na Edwards AFB. Orbiter sa vzápätí natočil do polohy pre brzdiaci manéver (tzn. zadnou časťou do smeru letu) a v čase 14:23:41 prebehol vyše dvojminútový zážih motorov OMS, ktorý znížil perigeum dráhy tak, aby Atlantis začal zostupovať do atmosféry. Prelet raketoplánu atmosférou bol bezproblémový. Hlavný podvozok dosadol na pristávaciu dráhu 22 v čase 15:39:05 UT, predný v čase 15:39:15 UT a po minútu trvajúcom dojazde sa raketoplán zastavil.

Ďalekohľad po oprave

Takmer mesiac po oprave ďalekohľadu zlyhal novovymenený počítač SI C&DHU (Science Instrument Command and Data Handling Unit). Technici ho uviedli opäť do chodu hardvérovým reštartom a nasledujúceho dňa sa podarilo obnoviť jeho normálne funkcie.
Po odlete raketoplánu prebiehali niekoľko nasledujúcich týždňov kontroly a kalibrácie ďalekohľadu. V júli 2009 sa však tieto testy prerušili a Matt Mountain, riaditeľ Space Telescope Science Institute v Baltimore, pridelil pozorovací čas tímu astronómov, ktorí chceli skúmať novovytvorenú tmavú škvrnu na Jupiteri. Táto škvrna vznikla pravdepodobne po dopade kométy do atmosféry tejto planéty. Nová kamera WFC3, napriek tomu, že v tom čase ešte nebola celkom kalibrovaná, urobila detailné snímky tejto škvrny.