STS-2

STS-2 là sứ mệnh tàu con thoi thứ hai được NASA thực hiện, và là chuyến bay thứ hai của tàu Columbia. Sứ mệnh có phi hành đoàn gồm Joe H. Engle và Richard H. Truly, được phóng vào ngày 12 tháng 11 năm 1981 và hạ cánh hai ngày sau đó vào ngày 14 tháng 11 năm 1981. STS-2 đánh dấu lần đầu tiên một phương tiện quỹ đạo có người lát có thể thể tái sử dụng trở lại không gian. Sứ mệnh đã thử nghiệm Hệ thống Radar Hình ảnh Tàu con thoi (Shuttle Imaging Radar – SIR) như một phần của tải trọng OSTA-1 (Văn phòng Ứng dụng Không gian và Trái đất – Office of Space and Terrestrial Applications), cùng với một loạt các thí nghiệm khác bao gồm cánh tay robot của tàu con thoi, thường được gọi là Canadarm.

Các thí nghiệm hoặc kiểm tra khác bao gồm Máy đo bức xạ hồng ngoại đa phổ Tàu con thoi, Thí nghiệm Nhận dạng và Định vị Đặc điểm, Đo lường Ô nhiễm Không khí từ Vệ tinh, Thí nghiệm Màu Đại dương, Khảo sát Quang học Sáng/Tối của Sét, Thử nghiệm Kỹ thuật Sinh học Heflex, và Gói Nhận dạng Hệ số Khí động học (ACIP). Một trong những thành tựu đạt được là các thử nghiệm khác nhau trên Hệ thống Cơ động Quỹ đạo (Orbital Maneuvring System – OMS) bao gồm khởi động và khởi động lại động cơ khi ở trong quỹ đạo và các điều chỉnh khác nhau đối với quỹ đạo của nó. Các thử nghiệm OMS cũng giúp điều chỉnh quỹ đạo của Tàu con thoi để sử dụng radar. Trong sứ mệnh, Tổng thống Reagan đã gọi điện cho phi hành đoàn STS-2 từ Trung tâm Điều khiển Nhiệm vụ ở Houston.

Trong giai đoạn lập kế hoạch ban đầu của chương trình Tàu con thoi, STS-2 được dự định là một nhiệm vụ lên trạm không gian Skylab để đẩy nó lên quỹ đạo cao hơn. Tuy nhiên, do sự chậm trễ trong quá trình phát triển của Tàu con thoi và quỹ đạo suy giảm của Skylab, nhiệm vụ như vậy đã không thể được thực hiện. Skylab cuối cùng đã mất quỹ đạo vào ngày 11 tháng 7 năm 1979, hai năm trước khi STS-2 được phóng.

Phi hành đoàn

Engle vốn được chọn làm Phi công Module Mặt Trăng cho sứ mệnh Apollo 17, nhưng đã bị thay thế bởi nhà địa chất Harrison Schmitt khi rõ ràng đây sẽ là chuyến hạ cánh Mặt Trăng cuối cùng. Do đó, cả Engle và Truly đều là tân binh trong STS-2 (Engle từng lái X-15 trên độ cao 80 km và đã được nhận phù hiệu phi hành gia của Không quân Hoa Kỳ, nhưng vẫn bị NASA coi là tân binh), tạo thành phi hành đoàn toàn tân binh đầu tiên kể từ Skylab 4 và là phi hành đoàn toàn tân binh duy nhất trong chương trình tàu con thoi. Engle là tân binh cuối cùng của NASA chỉ huy chuyến bay đầu tiên cho đến khi Raja Chari thực hiện điều tương tự vào năm 2021 với SpaceX Crew-3. Engle và Truly cũng từng là một trong hai phi hành đoàn tàu con thoi tham gia chương trình Thử nghiệm Tiếp cận và Hạ cánh (ALT) năm 1977.

Sau chuyến bay STS-2, NASA yêu cầu tất cả các chỉ huy tàu con thoi phải có kinh nghiệm bay vào vũ trụ trước đó.

Tóm tắt sứ mệnh

Sứ mệnh tàu con thoi thứ hai được phóng từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy vào ngày 12 tháng 11 năm 1981, với thời điểm cất cánh lúc 15:10:00 UTC, 7 tháng sau nhiệm vụ STS-1. Thời gian phóng dự kiến lúc 12:30 UTC đã bị trì hoãn khi một đơn vị truyền dữ liệu bị lỗi trên Columbia được thay thế bằng một đơn vị từ tàu Challenger mới, vốn đã được vận chuyển xuyên đêm từ nhà máy ở Palmdale, California – nơi Challenger vẫn đang được chế tạo. Richard Truly trở thành phi hành gia đầu tiên bay vào vũ trụ vào đúng ngày sinh nhật của mình.

Ban đầu, vụ phóng dự kiến diễn ra vào ngày 9 tháng 10 năm 1981, nhưng đã bị trì hoãn do sự cố tràn nitrogen tetroxide trong quá trình nạp nhiên liệu vào các bình RCS (Hệ thống Kiểm soát Phản lực – Reaction Control System) phía trước. Sự cố này buộc phải tháo dỡ, khử nhiễm và lắp lại hơn 300 tấm cách nhiệt. Các tấm này có thể được tiếp cận từ các giàn thao tác tại Bệ phóng 39A, cho phép thực hiện công việc mà không cần tháo rời tàu Columbia và đưa nó trở lại Cơ sở Xử lý Tàu con thoi (Orbiter Processing Facility – OPF). Lần phóng tiếp theo được lên lịch vào ngày 4 tháng 11 năm 1981, nhưng lại bị hủy bỏ khi phát hiện áp suất dầu cao trong hai trong số ba Bộ Nguồn Phụ trợ (Auxiliary Power Unit – APU) điều khiển hệ thống thủy lực của tàu con thoi. Vấn đề này được xác định là do nhiễm bẩn hệ thống bôi trơn trong các APU bởi rò rỉ hydrazine.

Chuyến bay này đánh dấu lần đầu tiên một phương tiện không gian có người lái trên quỹ đạo được tái sử dụng với phi hành đoàn thứ hai. Trước khi phóng, tàu Columbia đã trải qua 103 ngày trong Cơ sở Xử lý Tàu con thoi. Nó một lần nữa mang theo gói DFI, cũng như tải trọng OSTA-l (được đặt tên theo Văn phòng Ứng dụng Không gian và Trái đất của NASA), bao gồm một số thiết bị viễn thám được gắn trên giá Spacelab trong khoang chứa tải trọng. Các thiết bị này, bao gồm Radar Chụp ảnh Tàu con thoi-A (SIR-A), đã thực hiện thành công việc viễn thám tài nguyên Trái đất, chất lượng môi trường, và điều kiện đại dương và thời tiết. Ngoài ra, Hệ thống Thao tác Từ xa “Canadarm” (Remote Manipulator System – RMS) do Canada chế tạo đã lần đầu tiên được vận hành thành công trong tất cả các chế độ hoạt động khác nhau của nó.

Trong sứ mệnh này, Tổng thống Ronald Reagan đã ghé thăm Trung tâm Kiểm soát Sứ mệnh. Ông dự định đến thăm trong STS-1 nhưng buộc phải hủy bỏ do một vụ ám sát nhằm vào ông vào ngày 30 tháng 3 năm 1981.

Mặc dù STS-2 đã được lên kế hoạch thực hiện trong năm ngày, với vài giờ mỗi ngày dành để kiểm tra cánh tay robot Canadarm, chuyến bay đã bị rút ngắn khi một trong ba tế bào nhiên liệu sản xuất điện (fuel cell) và nước uống bị hỏng. Sứ mệnh được rút ngắn xuống còn hai ngày, và các bài kiểm tra Canadarm bị hủy bỏ. Phi hành đoàn vẫn thức trong một phiên ngủ theo kế hoạch và tiến hành kiểm tra cánh tay robot, làm việc trong khoảng thời gian mất tín hiệu (loss of signal – LOS) khi không liên lạc được với Trung tâm Kiểm soát Sứ mệnh. Giai đoạn thoát quỹ đạo và tái nhập khí quyển của sứ mệnh này khác với STS-1, khi chuyến bay đầu tiên của tàu con thoi được thực hiện như một bài kiểm tra “vừa phải” về hướng dẫn tự động, thì thành công của sứ mệnh đó cho phép phi hành đoàn STS-2 khám phá các giới hạn ổn định trong khả năng của tàu. Hai mươi chín Đầu vào kiểm tra được lập trình (Programmed Test Input – PTI) đã được thực hiện thủ công trong chế độ Điều khiển Cần gạt (Control Stick Steering – CSS), với Engle tận dụng kinh nghiệm trước đây của mình trên X-15. Do những bất thường trong quá trình vào khí quyển của STS-1, thao tác xoay tàu đầu tiên đã được thực hiện thủ công và cánh liệng (elevon) được điều chỉnh để giảm tải cho cánh thân (body flap).

Phi hành đoàn Chase 1 gồm các phi hành gia “Hoot” Gibson và Kathy Sullivan hộ tống Columbia trong giai đoạn tiếp cận cuối cùng. Tàu hạ cánh trên đường băng 23 tại Căn cứ Không quân Edwards vào lúc 21:23 UTC ngày 14 tháng 11 năm 1981, sau chuyến bay 37 vòng quỹ đạo với tổng quãng đường 1.730.000 km trong thời gian 2 ngày, 6 giờ, 13 phút và 12 giây.

Mặc dù chuyến bay bị rút ngắn, hơn 90% mục tiêu của sứ mệnh đã được hoàn thành. Hơn nữa, các cải tiến của hệ thống giảm âm bằng nước tại bệ phóng, nhằm hấp thụ sóng áp suất quá mức từ tên lửa đẩy nhiên liệu rắn trong quá trình phóng, đã phát huy hiệu quả; không có tấm cách nhiệt nào bị mất và chỉ có 12 tấm bị hư hại. Columbia được đưa trở lại Trung tâm Vũ trụ Kennedy vào ngày 25 tháng 11 năm 1981.

STS-2 là chuyến bay Tàu con thoi đầu tiên ghi nhận hiện tượng rò rỉ vòng đệm (O-ring). Sau khi phát hiện thiệt hại, một O-ring khác đã bị cố tình làm hư hỏng thêm. Sau đó nó được đưa vào chuyến bay mô phỏng với áp suất gấp ba lần áp suất bay thực tế. Nó đã vượt qua bài kiểm tra và được chứng nhận đủ tiêu chuẩn bay. Vấn đề tương tự sẽ xảy ra trong mười bốn chuyến bay Tàu con thoi nữa, trước khi gây ra thảm họa tàu con thoi Challenger năm 1986.

STS-2 là chuyến bay tàu con thoi cuối cùng sử dụng thùng nhiên liệu ngoài (external tank – ET) được sơn trắng. Nhằm giảm trọng lượng tổng thể của tàu con thoi, STS-3 và tất cả các nhiệm vụ sau đó đã sử dụng thùng nhiên liệu không sơn, tiết kiệm khoảng 272 kg trọng lượng phóng. Việc không sơn đã tạo cho thùng nhiên liệu ngoài màu cam-nâu đặc trưng, cuối cùng trở thành biểu tượng của Tàu con thoi.

Hàng thập kỷ sau, vào năm 2006, một số người trong cộng đồng hàng không vũ trụ đã đặt câu hỏi liệu sơn trắng có ngăn chặn được vấn đề bong tróc băng đá dẫn đến tai nạn tàu Columbia hay không. NASA đã kết luận răng việc đó sẽ không ngăn chặn được.

Cập nhật lần cuối ngày 30/12/2025.