连接实验舱的枢纽

STS-120是美国国家航空航天局的国际空间站组装任务,主要载荷是“和谐”号节点舱,另一个重点是搬迁P6桁架及太阳能电池翼。两项工程分别增加实验舱接口和供电能力,使后续运抵的欧洲“哥伦布”号与日本“希望”号能够接入空间站。

和谐号由意大利都灵的泰雷兹阿莱尼亚航天公司依照美国国家航空航天局与欧洲航天局的协议设计制造,波音公司供应多种子系统及主动式通用停泊机构。舱体长约7.2米、直径约4.4米,发射前资料列重31,500磅,约14.3吨。它既是人员通道,也分配空气、电力与水;停泊机构则负责将相邻加压舱段对准、锁定并形成气密连接。

参考:[1] [2]

发射与交接

2007年10月23日15时38分19秒协调世界时,发现号从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台升空。指令长帕梅拉·梅尔罗伊与驾驶员乔治·扎姆卡带领七人乘组,其中包括欧洲航天局宇航员保罗·内斯波利。斯科特·帕拉金斯基、道格拉斯·惠洛克承担主要舱外作业,斯蒂芬妮·威尔逊参与机械臂等操作。

发现号于10月25日12时39分57秒与空间站接触捕获,随后完成刚性连接。丹尼尔·塔尼上站接替克莱顿·安德森,座椅衬垫转移标志着乘组身份交接。返航时由安德森随发现号返回,塔尼留下参加第16长期考察组。

参考:[2]

先停靠,再搬迁

10月26日第一次出舱期间,帕拉金斯基和惠洛克为和谐号卸载安装做准备,同时拆除失效天线并断开部分桁架管路。机械臂将和谐号装到“团结”号节点舱的临时位置。它在这次飞行期间尚未占据“命运”号实验舱前端的最终位置;后续还须由留站乘组迁移对接适配器,再搬动节点舱。

10月28日,帕拉金斯基与塔尼从Z1桁架上分离P6。空间站与航天飞机机械臂协同完成转运,10月30日第三次出舱将它安装到左舷P5外端。P6此前承担临时供电任务,这次搬迁使太阳能电池翼能够在空间站桁架的外端重新展开。

参考:[1] [2]

展开事故改变出舱计划

重新展开过程中,2B电池翼顺利打开,4B电池翼却在展开到25个折叠单元时因导向线卡住而撕裂。原拟进一步检查右舷太阳能电池阵列阿尔法旋转关节的第四次出舱,因此改为抢修电池翼。修复破损后继续展开阵列,成为保障后续空间站供电的紧急任务。

11月3日,帕拉金斯基借助连接在空间站机械臂上的航天飞机轨道器检查伸杆接近破损处,惠洛克配合操作,完成修复后电池翼得以完全展开。第四次出舱持续7小时19分;全任务四次出舱合计27小时14分。临时维修占用了原定检查与试验的时间,隔热瓦修补材料施放器的演示也被推迟。

参考:[2]

带回地面的故障证据

除电池翼撕裂外,右舷旋转关节也出现异常。乘组取得关节中的碎屑,返回后送交肯尼迪航天中心材料失效分析实验室。2008年的技术报告记录了三份取样胶带,并以扫描电子显微镜、能谱与金相方法分析。多数碎屑被判定为15-5 PH不锈钢的渗氮层,较大碎片的断裂也局限在该硬化层,细小碎屑则显示明显机械损伤。这些实物把在轨观察转化成了可检验的材料证据。

发现号于11月5日10时32分03秒脱离空间站,11月7日18时01分协调世界时在肯尼迪航天中心着陆,结束约15天的飞行。和谐号交付、P6重定位与电池翼修复已经完成,节点舱最终迁位及旋转关节的后续维修则由留站乘组和后续任务继续推进。

参考:[2] [3]