Девяносто шестой полёт шаттла. Двадцать седьмой полёт шаттла Дискавери. Третья миссия для обслуживания космического телескопа Хаббл. Астронавты выполнили три выхода в открытый космос (179, 180, 181).

Дискавери STS-103, миссия по обслуживанию телескопа «Хаббл»-3A.

«Попытка провести звездные наблюдения с Земли похожа на попытку наблюдать за птицами со дна озера». Джеймс Б. Одом, руководитель программы «Хаббл» в 1983–1990 гг.

Третья миссия по обслуживанию космического телескопа Хаббл, выведенного на орбиту в 1990 году, состоялась во время миссии STS-103 в декабре 1999 года. Во время миссии, первоначально запланированной на июнь 2000 года, но ускоренной на шесть месяцев из-за неожиданных отказов гироскопов управления ориентацией телескопа, астронавты восстановили полную функциональность объекта. Во время своей восьмидневной миссии, в которой участвовал первый экипаж космического челнока, отпраздновавший Рождество в космосе, команда из семи человек из США и Европы встретилась и захватила Хаббл, а четыре астронавта в сменных группах по два человека провели три длительных и сложных выхода в открытый космос для обслуживания и модернизации телескопа. Они оставили телескоп с большими возможностями, чем когда-либо прежде, чтобы продолжить его миссию.

После запуска космического телескопа Хаббл в 1990 году, обнаружилось, что его главное зеркало страдало от недостатка, называемого сферической аберрацией. Разочарование ученых было велико, они не смогли получить ожидаемые ими четкие изображения. Но благодаря встроенной функции обслуживания на орбите Хаббла, НАСА разработало план по исправлению оптики телескопа во время первой запланированной ремонтной миссии в 1993 году. Вторая миссия по обслуживанию в 1997 году улучшила возможности телескопа до следующей миссии, запланированной на три года позже. Но в 1997, 1998 и 1999 годах три из шести гироскопов телескопа вышли из строя. НАСА решило перенести некоторые задачи по обслуживанию из третьей миссии, разделив ее на миссии 3A и 3B, запланировав полет 3A в октябре 1999 года в рамках миссии Дискавери STS-103 в первую очередь для замены вышедших из строя гироскопов. Задержки полётов шаттлов, вызванные аномалиями во время запуска Колумбия STS-93 в июле 1993 года, сначала перенесли STS-103 на ноябрь, а затем на декабрь. Технические проблемы с самим Дискавери сдвинули дату запуска на середину декабря и вызвали опасения по поводу нахождения шаттла на орбите во время перехода календаря через тысячелетие из 1999 в 2000 год. После того, как запуск перенесли на 19 декабря, планировщики миссии сократили миссию с 10 до восьми дней, исключив один из четырех выходов в открытый космос, чтобы обеспечить возвращение до конца календарного года. Миссия по обслуживанию не могла состояться достаточно скоро, поскольку в середине ноября у Хаббла отказал четвертый гироскоп, Дискавери уже был на стартовой площадке для подготовки к миссии STS-103. Диспетчеры перевели Хаббл в безопасный режим до прибытия астронавтов.

Для выполнения третьей миссии по обслуживанию телескопа Хаббл в июле 1998 года НАСА отобрало опытную команду из четырех человек для выполнения рекордных шести выходов в открытый космос в ходе полёта, запланированного на июнь 2000 года. В число выходивших в открытый космос вошли специалисты миссии Стивен Л. Смит, исполнявший обязанности командира полезной нагрузки, Джон М. Грунсфельд, К. Майкл Фоэл и астронавт Европейского космического агентства (ЕКА) Клод Николье из Швейцарии. Присоединение в марте 1999 года командира Кертиса Л. Брауна, пилота Скотта Дж. Келли и специалиста миссии астронавта ЕК Жана-Франсуа А. Клервуа из Франции дополнило опытный экипаж, на счету которого были в общем 18 предыдущих космических полётов. Браун заслужил это звание, став всего лишь пятым человеком, совершившим шесть космических полетов. Для Келли STS-103 стал его первым космическим полётом. Смит, Клервуа и Грунсфельд каждый из них совершили по два космических полёта, Фоэл — четыре, включая длительную миссию на борту станции «Мира», а Николье — три. Смит участвовал в трех выходах в открытый космос во время второй миссии по обслуживанию Хаббла, а Николье выполнял функции оператора системы дистанционного манипулятора (RMS) или роботизированной руки во время первой.

Последним полётом шаттла Дискавери была миссия STS-96, из которой он вернулся 6 июня 1999 года, в тот же день началась его подготовка к миссии STS-103. 4 ноября корабль переместили в здание сборки, где рабочие соединили его с внешним баком и двумя твердотопливными ускорителями, прежде чем выкатить стек на стартовую площадку 39B 13 ноября.

Начиная свой 27-й полёт в космос, Дискавери стартовал со стартовой площадки 39B в 7:50 вечера по восточному времени 19 декабря (00:50 UTC 20 декабря). Два дня спустя Браун и Келли маневрировали Дискавери в пределах досягаемости Хаббла, чтобы Клервуа, управляющий 50-футовым манипулятором, мог захватить телескоп и пришвартовать его в грузовом отсеке.

Смит и Грунсфельд провели первый выход в открытый космос миссии 22 декабря, на четвертый день полёта Дуэт, с помощью Клервуа, управляющего манипулятором изнутри Дискавери, выполнил две из самых приоритетных задач миссии. Они заменили вышедшие из строя гироскопы, установив три новых блока датчиков скорости, каждый из которых содержал два гироскопа, чтобы вернуть управление телескопу. Они также установили шесть комплектов регуляторов напряжения/температуры, чтобы предотвратить перегрев батарей телескопа по мере их старения. Выход длилась восемь часов 15 минут, на тот момент это был второй по продолжительности выход в открытый космос.

На следующий день Николье и Фоэл провели второй выход в открытый космос в рамках миссии. Главной задачей этого выхода была установка нового компьютера на борту Хаббла, заменившего оригинальный блок 1970-х годов. Новая радиационно-устойчивая система работала в 20 раз быстрее и имела в шесть раз больше памяти, потребляя при этом на треть меньше электроэнергии. Они также установили датчик точного наведения перед завершением выхода в открытый космос, который продолжался 8 часов 10 минут.

Смит и Грунсфелд вышли в открытый космос во второй раз, чтобы завершить третий и последний выход 24 декабря, в канун Рождества. Сначала они заменили старый катушечный магнитофон на твердотельный, обеспечивающий 10-кратное увеличение возможностей записи, и заменили вышедший из строя передатчик данных. Они установили семь новых крышек на дверцах отсека электроники Хаббла для дополнительной защиты телескопа. Этот третий выход в открытый космос длился восемь часов восемь минут.

На следующий день астронавты заслужили звание первого экипажа космического шаттла, который провел Рождество в космосе. Клервуа захватил Хаббл, вытащил его из грузового отсека и отпустил его в свободный полёт. Менеджер программы космического телескопа Хаббл Джон Х. Кэмпбелл сказал: «Хаббл управляется его новыми гироскопами под контролем его совершенно нового компьютера. [Он] теперь свободно вращается по орбите и находится в фантастической форме». После развертывания Хаббла астронавты насладились заслуженным рождественским ужином, а Клервуа предоставил французские деликатесы. 26 декабря экипаж провел, готовя Дискавери к возвращению на Землю, включая тестирование двигателей системы ориентации и аэродинамических поверхностей, а также укладку ненужного оборудования.

27 декабря астронавты надели скафандры и приготовились к возвращению на Землю. Они закрыли створки грузового отсека и запустили двигатели Дискавери, чтобы сойти с орбиты. Непосредственно перед посадкой Келли выпустил шасси корабля, а Браун провел Дискавери к плавной ночной посадке в Космическом центре Кеннеди, завершив полёт продолжительностью семь дней, 23 часа, 11 минут. Они облетели Землю 119 раз. Этот полет стал последним одиночным полетом шаттла Дискавери, поскольку во всех последующих миссиях он стыковывался с Международной космической станцией. Работники Космического центра Кеннеди начали готовить его к следующей миссии STS-92, которая была запланирована на октябрь 2000 года.

Космический телескоп Хаббл продолжает работать и сегодня, значительно превысив пятилетний срок службы, ожидаемый после последней из миссий по обслуживанию в 2009 году. Вместе с космическим телескопом Джеймса Уэбба, который был запущен в 2021 году эти два инструмента продолжают получать изображения неба в широком диапазоне электромагнитного спектра, чтобы предоставить ученым инструменты для получения беспрецедентных знаний о Вселенной и ее формировании.

25 Years Ago: STS-103, The Hubble Servicing Mission-3A