STS-93

STS-93은 1999년에 우주왕복선의 95번째 발사, 컬럼비아의 26번째 발사, 그리고 우주왕복선의 21번째 야간 발사를 기록했다. 아일린 콜린스는 이 비행에서 첫 여성 우주왕복선 사령관이 되었다. 주 임무는 우주왕복선 시스템이 운반한 페이로드 중 가장 무거운 의 찬드라 엑스선 천문대를 발사하는 것이었다.

STS-93은 2002년 3월까지 컬럼비아의 마지막 임무였다. 그 동안 컬럼비아는 업그레이드를 위해 운용되지 않았으며, STS-109에서 다시 비행할 예정이었다. 발사는 원래 7월 20일로 예정되었으나, T-7초에 중단되었다. 비행은 3일 후에 성공적으로 발사되었다.

승무원

 승무원 좌석 배정 
 좌석 발사 착륙 150px좌석 1–4는 비행 갑판에 있다.좌석 5–7은 중간 갑판에 있다. 1 콜린스 2 애시비 3 토그니니 콜먼 4 홀리 5 콜먼 토그니니 6 미사용 7 미사용

상승 중 문제
섬네일|left|STS-93 SSME 발사 시 수소 냉각제 노즐 누출. 오른쪽 엔진 노즐에서 밝은 줄무늬로 보인다.

주 엔진 점화 시퀀스 동안, 우주왕복선 3번(오른쪽) 엔진의 산화제 포스트를 막는 데 사용된 금색 핀이 느슨해져 격렬하게 배출되었고, 엔진 노즐의 내부 표면을 강타하여 수소를 포함한 세 개의 냉각 튜브를 찢었다. 이 파열로 인해 주 연소실 상류에서 누출이 발생했다. 이 이상 현상과 누출에 대한 오른쪽 엔진 컨트롤러의 자동 반응은 발사 허용 기준을 위반하지 않았으며, 발사는 정상적으로 진행되었다. 그러나 발사 약 5초 후, 전기 단락으로 인해 중앙 엔진의 기본 디지털 제어 장치인 DCU-A와 오른쪽 엔진의 백업 장치인 DCU-B가 비활성화되었다. 중앙 및 오른쪽 엔진은 나머지 DCU를 사용하여 궤도로 향하는 동력 비행의 나머지 기간 동안 계속 작동했다. 각 엔진 컨트롤러에 있는 이중 DCU 세트는 컬럼비아와 승무원을 잠재적인 재앙으로부터 구했다. 왜냐하면 비행의 그 시점에서 두 엔진이 정지되면 성공을 보장할 수 없는 매우 위험한 비상 비상 중단으로 이어질 수 있었기 때문이다. 전기 단락은 나중에 잘못 연결된 배선이 노출된 나사 머리에 마찰되어 발생한 것으로 밝혀졌다. 이 배선 문제는 모든 궤도선에서 배선 검사를 프로그램 전체적으로 실시하게 했다.

오른쪽 엔진의 누출 때문에, 컨트롤러는 출력 또는 추력의 감소를 감지했다. 이는 누출되는 수소가 SSME의 두 개의 프리버너 또는 주 연소실에서 연소되지 않았기 때문에 주 연소실 압력으로 간접적으로 측정되었다. 엔진을 명령된 추력 수준으로 되돌리기 위해 컨트롤러는 산화제 밸브를 평소보다 조금 더 열었다. 수소 누출과 산화제 소비 증가는 오른쪽 엔진이 6.03의 목표 산소/수소 혼합비에서 벗어나 평소보다 더 뜨겁게 작동하는 결과를 초래했다. 상승 중 산화제 소비 증가는 외부 탱크의 액체 산소 수위가 낮게 감지되어 예상 연소 종료 부근에서 세 엔진 모두 조기 정지되는 결과를 낳았다. 조기 정지로 인해 속도가 목표보다  낮아졌지만, 비행체는 안전하게 의도된 궤도에 도달했고 계획대로 임무를 완료했다. 이 사건으로 인해 손상된 산화제 포스트는 이전에 행해지던 것처럼 의도적으로 막는 것이 아니라 제거하고 교체해야 하는 유지보수 관행이 바뀌었다.

사흘 전, 첫 발사 시도에서는 주 엔진 점화 시퀀스 직전인 T-7초에 발사가 중단되었다. 이는 상위 콘솔 운영자가 수동으로 카운트다운을 중단시켰기 때문이다. 나중에 밝혀진 바에 따르면, 세 개의 SSME가 위치한 우주왕복선 후방 격실의 수소 가스 농도를 모니터링하던 콘솔 운영자는 주 엔진 시작 직전에 단일 샘플에서 수소 증가량이 발사 허용 기준인 레드라인을 초과하는 것을 보았다. 이후 문제 해결 및 분석 결과, 가장 유력한 원인은 질량 분석기 기기가 고진공 영역에서 단일 샘플에 대한 데이터 이상을 겪었기 때문인 것으로 나타났다. 시스템 성능은 중단 전과 이후의 발사 시도 동안 정상이었다.

임무 목표
섬네일|alt=우주왕복선 컬럼비아가 STS-93 임무를 위해 이륙하고 있다.|STS-93 발사

STS-93 임무의 주요 목표는 관성 상단부 부스터를 사용하여 찬드라 엑스선 천문대(이전 명칭: 고급 엑스선 천체물리학 시설)를 배치하는 것이었다. 발사 당시 찬드라는 지금까지 건설된 가장 정교한 엑스선 천문대였다. 폭발한 별의 잔해에 있는 뜨거운 가스와 같은 우주의 고에너지 영역에서 발생하는 엑스선을 관측하도록 설계되었다.

STS-93의 다른 페이로드에는 중간 궤도 우주 실험(MSX), 펄스 국부 배기장치를 이용한 셔틀 전리층 변형(SIMPLEX), 남서부 자외선 영상 시스템(SWUIS), 졸 겔화: 응용 미세중력 연구(GOSAMR) 실험, 우주 조직 손실 – B(STL-B) 실험, 경량 유연 태양 전지판 힌지(LFSAH), 세포 배양 모듈(CCM), 셔틀 아마추어 무선 실험 – II(SAREX – II), EarthKAM, 미세중력 식물 성장 연구(PGIM), 상업용 일반 생물 처리 장치(CGBA), 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS) 및 캐니스터 내 생물학 연구(BRIC)가 포함되었다.

섬네일|아일린 콜린스는 이 임무 동안 우주왕복선 사령관이 된 최초의 여성이 되었다.

펄스 국부 배기장치를 이용한 셔틀 전리층 변형(SIMPLEX) 페이로드 활동은 궤도선과 OMS 엔진 분사로 인해 발생하는 초고주파(VHF) 레이더 반향의 원인을 연구했다. 주 연구자(PI)는 수집된 데이터를 사용하여 궤도 운동 에너지가 전리층 불규칙성에 미치는 영향을 조사하고 배기가스 배출과 함께 발생하는 과정을 이해했다.

섬네일|upright|찬드라 엑스선 천문대가 컬럼비아의 STS-93 임무를 위해 페이로드 베이 안에 놓여 있다.
섬네일|프랑스 국립 우주 연구 센터 우주비행사 미셸 토그니니는 1999년에 수행된 이 임무에서 미세중력 식물 성장 연구(PGIM) 및 캐니스터 내 생물학 연구(BRIC) 실험을 지원한 질소 냉동고와 함께 작업하고 있다.

남서부 자외선 영상 시스템(SWUIS)은 막스토프 설계 자외선(UV) 망원경과 UV 감지, 영상 증강 전하결합소자(CCD) 카메라를 기반으로 하며, 비디오 프레임 속도로 프레임을 촬영한다. 과학자들은 천문학적 목표물의 민감한 측광 측정을 얻을 수 있다.

졸 겔화: 응용 미세중력 연구(GOSAMR) 실험의 목표는 미세중력이 겔화된 졸의 처리에 미치는 영향을 조사하는 것이었다. 특히, 대형 입자와 작은 콜로이드 졸로 구성된 복합 세라믹 전구체가 우주에서 더 구조적인 균일성을 가지고 생산될 수 있음을 입증하는 것이 목적이었다.

우주 조직 손실 – B(STL-B) 실험의 초점은 비디오 현미경 영상 시스템을 사용하여 배양된 세포를 직접 비디오로 관찰함으로써 세포 반응을 감지하고 유도하는 거의 실시간 대화형 작업을 시연하는 것이었다.

경량 유연 태양 전지판 힌지(LFSAH) 페이로드는 형상 기억 합금으로 제작된 여러 힌지로 구성되었다. 형상 기억 배치 힌지는 태양 전지판 및 기타 우주선 부속물의 제어된 충격 없는 배치를 제공했다. LFSAH는 여러 힌지 구성에 대해 이 배치 기능을 시연했다.

세포 배양 모듈(CCM)의 목표는 미세중력 스트레스로 유도된 근육, 뼈, 내피 세포의 생화학적 및 기능적 손실 모델을 검증하고, 표적 세포의 세포골격, 물질대사, 막 무결성 및 단백질분해효소 활동을 평가하며, 조직 손실 약물을 테스트하는 것이었다.

셔틀 아마추어 무선 실험(SAREX-II)은 셔틀과 지상 아마추어 무선 운영자 간의 아마추어 단파 무선 통신 가능성을 시연했다. SAREX는 또한 전 세계 학교들이 셔틀에 탑승한 우주비행사들과 아마추어 무선을 통해 직접 대화함으로써 우주에 대해 배울 수 있는 교육 기회를 제공했다.

EarthKAM 페이로드는 탑재되었지만, 여름 방학으로 인해 학교들이 운영되지 않아 작동되지 않았다.

미세중력 식물 성장 연구(PGIM) 페이로드 실험은 식물을 사용하여 식물 성장에 영향을 미치는 스트레스 조건을 우주 비행 환경에서 모니터링했다. 식물은 스트레스 조건에서 벗어날 수 없기 때문에 환경을 모니터링하고 해로운 조건에 효과적인 생리적 반응을 지시하는 메커니즘을 개발했다.

상업용 일반 생물 처리 장치(CGBA) 페이로드 하드웨어는 샘플 처리 및 보관 기능을 허용했다. 일반 생물 처리 장치 – 등온 격리 모듈(GBA-ICM)은 미리 설정된 온도 환경을 유지하도록 온도가 제어되었고, 실험 샘플의 활성화 및 종료를 제어했으며, 승무원 상호 작용, 제어 및 데이터 전송을 위한 인터페이스를 제공했다.

마이크로 전기 기계 시스템(MEMS) 페이로드는 발사, 미세중력 및 재진입 조건에서 MEMS 장치 세트의 성능을 조사했다. 이러한 장치에는 가속도계, 자이로스코프 및 환경 및 화학 센서가 포함되었다. MEMS 페이로드는 자체 포함되어 있었으며 활성화 및 비활성화만 필요했다.

섬네일|나비와 서식지

캐니스터 내 생물학 연구(BRIC) 페이로드는 작은 절지동물 및 식물 표본에 대한 우주 비행의 영향을 조사하도록 설계되었다. 비행 승무원은 정기적으로 페이로드/실험 작업을 모니터링하고 제어했다.

섬네일|alt=STS-93이 플로리다 케이프커내버럴에 착륙한다.|우주왕복선 컬럼비아가 KSC에 착륙한다.

컬럼비아의 케네디 우주 센터 착륙은 우주왕복선 프로그램 역사상 12번째 야간 착륙이었다. 5번은 캘리포니아의 에드워즈 공군기지에서 이루어졌고 나머지는 KSC에서 이루어졌다. 현재까지 KSC에서 19회 연속 착륙이 있었고 지난 26회 중 25회가 그곳에서 이루어졌다.

발사 시도

특별 화물
2001년, 코인 월드는 FOIA 문서 요청을 통해 미국 조폐국이 1999년 6월 웨스트포인트 조폐국에서 2000년 새커거위아 달러 금화 39개를 주조했다는 사실을 보도했다. 주화 원판은 특별히 준비된 0.5 트로이 온스 25달러 아메리칸 골드 이글 불리언 주화 원판에서 가져왔다. 왜 주조되었는지는 알려져 있지 않으며, 이는 조폐국이 2000년에 새로 출시된 새커거위아 달러와 함께 "프리미엄" 수집품을 제공하려는 시도였을 것이라는 추측이 있다.

27개는 곧 용해되었고, 나머지 12개는 1999년 7월 STS-93 임무를 위해 우주왕복선 컬럼비아에 탑재되었다. 그 후 두 개의 예시가 두 개의 별도 행사에서 나타났다. 하나는 1999년 8월 비공개 의회 만찬에서, 다른 하나는 11월 공식 첫 주조식에서였다. 이 동전들은 2001년에 포트 녹스로 이전될 때까지 조폐국 본부에 잠겨 보관되었다. 현행 주화 규정상 이 주조는 불법으로 간주된다.

2007년, 조폐국은 밀워키 위스콘신에서 열리는 미국 동전협회 세계 화폐 박람회에서 12개의 우주 비행 금화를 처음으로 공개 전시할 것이라고 발표했다.

기상 호출
잠자는 셔틀 우주비행사들은 종종 짧은 음악으로 깨어났는데, 이는 제미니 계획과 아폴로 계획 임무 동안 시작된 전통이었다. 각 곡은 특별히 선택되었으며, 때로는 가족에 의해 선택되었고, 보통 승무원 개개인에게 특별한 의미가 있거나 그들의 일상 활동에 적용될 수 있는 곡이었다.
 비행일 노래 아티스트/작곡가 재생 대상 링크 2일차 "Beep! Beep!" 루이스 프리마 아일린 콜린스 WAV 3일차 "Brave New Girls" 테레사 캐서린 콜먼 WAV 4일차 "Someday Soon" 주디 콜린스 / Suzy Bogguss 제프 애시비 WAV 5일차 "The Sound of Silence" 사이먼 & 가펑클 미셸 토그니니 WAV 6일차 "A Little Traveling Music"  "The Air Force Song" 배리 매닐로  로버트 매카서 크로퍼드 스티븐 홀리  아일린 콜린스, 캐서린 콜먼 WAV

 각주 

 외부 링크 

 NASA PAO STS-93 페이지 
 STS-93 임무 운영 책임자의 상승 이야기

 STS-93 아카이브 
 STS-93 비디오 하이라이트 
 "미국 조폐국, 공개되지 않은 금색 우주 동전 전시", collectSPACE

분류:우주왕복선 임무
분류:찬드라 엑스선 천문대
분류:1999년 발사한 우주선
분류:1999년 7월