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Durante a Guerra Fria, com a evolução tecnológica e o desenvolvimento da chamada “Corrida Espacial”, tanto a União Soviética como os Estados Unidos procuraram implementar projetos espaciais de cunho militar. A primeira parte deste extenso estudo mostrou os experimentos soviéticos; esta segunda parte do artigo discorre sobre as implementações militares desenvolvidas pelos americanos.

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I – Avião espacial “espião-bombardeiro” Dyna-Soar

Os Estados Unidos, enquanto desenvolviam satélites não-tripulados para fotorreconhecimento, iniciaram um projeto onde um observador humano controlaria os instrumentos de espionagem orbital a partir do espaço. O Dyna-Soar (Dynamic Soaring – planagem dinâmica, também conhecido como Sistema de Armas 464L), seria um avião espacial pilotado por um astronauta, com 14 m de comprimento por seis de envergadura. A carga a bordo era de 450 kg. Era para ser lançado por um foguete Titan I para voos de teste suborbitais, depois por um Titan II, um Saturn I e, finalmente, um Titan III-C. Sua genealogia descendia dos estudos Sanger-Bredt de bombardeiros antípodas conduzidos na Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial. Esses veículos alados sem propulsão teriam alcance global entrando e saindo da atmosfera após serem impulsionados a altas velocidades suborbitais por grandes foguetes.

Desde então, muitos estudos teóricos e trabalhos experimentais em tipos semelhantes de aeronaves foram conduzidos nos Estados Unidos pela USAF, NASA e pela indústria. Uma grande agitação criativa em aviões orbitais começou no início dos anos 1950. Ela atingiu um crescendo à medida que experimentos cada vez mais favoráveis eram realizados em meados da década de 1950 – e quando o Sputnik I anunciou a Era Espacial.

O Departamento de Defesa afrouxou os cordões para o programa de desenvolvimento em 1958. Em abril daquele ano, a USAF selecionou a Boeing e a Martin entre nove empresas interessadas para competir pelo contrato do Dyna-Soar. Esta competição terminou em novembro de 1959, quando a Boeing foi selecionada para projetar e construir o planador, com a Martin sendo responsável pelo foguete-lançador.

O Dyna-Soar previa três fases:

• Dyna-Soar 1: seria um veículo de teste;
• Dyna-Soar 2: acrescentaria capacidade de fotorreconhecimento;
• Dyna-Soar 3: incorporaria capacidades de bombardeio.

A América pretendia trabalhar rápido, e usar a primeira versão em 1963 em testes de planeio, com testes propulsados no ano seguinte. Até então, esperava-se que o Dyna-Soar 2 ultrapassasse Mach 18 em voo propulsado. Esperava-se que um foguete baseado no programa Dyna-Soar entrasse em serviço em 1968, com o próprio avião espacial operacional em 1974.

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Em 1960, o design geral de aviões espaciais foi amplamente estabelecido, aproveitando a forma de delta e pequenos winglets para controle no lugar de uma deriva tradicional. A fim de gerenciar o calor da reentrada, o X-20 usaria superligas como a René 41 em sua estrutura e longarinas de molibdênio, carbono e zircônio, todas usadas para proteção térmica na parte inferior da nave.

Uma característica especial do Dyna-Soar era o uso de conexões fixadas por pinos entre os membros da estrutura. Este era um método de conexão ideal para permitir que a estrutura se expandisse uniformemente sem empenar durante o aquecimento intenso.

A segunda inovação estrutural eram os novos materiais. Uma cerâmica de grafite e zircônio era usada para o cone do nariz para suportar temperaturas máximas acima de 1.927˚ Celsius. Dois materiais foram testados com sucesso para os bordos de ataque das asas, um ponto com uma temperatura máxima de cerca de 1.093˚ C. Estes eram metais refratários, o molibdênio e o colômbio, todos com boa resistência em altas temperaturas. Mas eles exigiriam um grande esforço de desenvolvimento para encontrar um tratamento de superfície que os impedisse de oxidar rapidamente em uma corrente de ar quente.

Afinal, um tratamento de superfície adequado foi encontrado para ambos os materiais. Para acomodar a expansão térmica, as bordas de ataque do Dyna-Soar foram construídas em seções que se sobrepunham, no formato de telha. O restante do casco do veículo seria feito de Rene 41, uma liga de aço resistente desenvolvida originalmente para pás de turbinas em motores a jato, e que poderia ser curvado em folhas finas. Nenhuma junta de dilatação era necessária no casco, que era fixada em grandes telhas.

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A estrutura por baixo do casco “Era uma estrutura de alta temperatura usando uma superliga de níquel”, disse o Dr. Richard Hallion, ex-historiador-chefe da USAF. “As bordas de ataque da asa seriam feitas de uma liga ainda mais exótica. Havia provisão para resfriamento ativo.”

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Nesse mesmo ano, os astronautas foram escolhidos para pilotar no novo veículo. Entre eles estava um piloto de testes da US Navy e engenheiro aeronáutico de trinta anos chamado Neil Armstrong, que deixaria o programa em 1962 e anos depois seria o primeiro homem a pisar na Lua. No final desse mesmo ano, o programa recebeu a designação de oficial de X-20 e foi apresentado ao público em cerimônia realizada em Las Vegas. O bombardeiro Boeing B-52 Stratofortress foi escolhido para soltar o X-20 em testes de voo na atmosfera. O projeto estava incrivelmente à frente de seu tempo – embora de alguma forma também fosse totalmente viável com a tecnologia da época. No início da década de 1960, parecia quase certo de que a América logo estaria trabalhando com bombardeiros espaciais.

Uma vez construído, o primeiro mock-up do X-20 Dyna-Soar media 10,82 m de comprimento, com uma envergadura de 6,21 m. Ele usaria três suportes retráteis como trem de pouso. Embora tivesse seu próprio motor-foguete tipo A-4 ou A-9 para ajudá-lo a alcançar uma trajetória exoatmosférica, ele planaria efetivamente durante a maior parte de sua missão, mergulhando na atmosfera apenas o suficiente para criar sustentação, que usaria saltando no ar como uma pedra sobre um lago (daí o nome de planagem dinâmica). Ele continuaria a deslizar até perder velocidade suficiente para o ponto em que o piloto pilotaria a nave de volta para a Terra, como o ônibus espacial anos depois. Embora o conceito do X-20 fosse ousado, era tecnicamente viável, e os primeiros testes sugeriram que poderia de fato funcionar como anunciado. No entanto, o programa também era caro e, com a nova Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA), avançando com seu programa Gemini, os líderes civis dos EUA estavam se tornando mais interessados em colocar em campo uma espaçonave real que pudessem usar para competir com os soviéticos, em vez de uma arma que oferecia pouco em termos de prestígio internacional. “Se tivéssemos prosseguido [o Dyna-Soar] como um programa secreto como o [avião espião] U-2, ele poderia ter ido em frente”, explicou Hallion. “Nenhum problema técnico impediu o seu desenvolvimento.”

Em 10 de dezembro de 1963, o programa X-20 foi cancelado. Os Estados Unidos investiram US$ 410 milhões em seu desenvolvimento, ou mais de US$ 3,5 bilhões em dólares de 2021, mas ele ainda estava muito longe de ser o bombardeiro espacial que se esperava. Mesmo com a lembrança positiva do esforço, o X-20 ainda estava a pelo menos dois anos e meio de distância da fase operacional e teria exigido pelo menos outros US$ 370 milhões para ser concluído. O motivo do cancelamento: Um bombardeiro espacial realmente ofereceria alcance global, mas em 1957 a USAF havia demonstrado que o B-52, o mesmo bombardeiro encarregado de testar o X-20, poderia dar a volta ao globo por conta própria, sem qualquer necessidade de caros foguetes. Mesmo após o encerramento do programa, os testes de tecnologia continuaram: depois de duas tentativas, uma das quais sem sucesso, em julho de 1964 a USAF lançou o ASSET 3, um modelo em escala do Dyna-Soar no topo de um foguete Delta. O objetivo do voo era testar os materiais usados para a reentrada na atmosfera. Foi recuperado 12 horas depois do lançamento perto das Ilhas Ascensão. Outros testes ocorreram em outubro e dezembro do mesmo ano e em fevereiro de 1965.

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II – O MOL: Uma estação espacial militar

Quando o projeto Dyna-Soar foi abandonado, o Secretário de Estado da Defesa, Robert McNamara, anunciou a adoção do programa MOL. O MOL, Manned Orbiting Laboratory, era uma estação orbital que a USAF considerou com uma tripulação de seis homens para uma ocupação de um ano. Em 1965, em 25 de agosto, o projeto foi ratificado.

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O programa MOL começou com o estudo de uma estação para dois homens, que fariam missões de 40 dias. Seria um cilindro de três metros de diâmetro, 12,7 m de comprimento e pesando 11.340 kg – incluindo 8.620 kg para o próprio laboratório. O volume útil para a tripulação seria de 11,30 m³. Seu sistema elétrico seria alimentado por células de combustível e um painel solar. A frente seria ocupada por uma cabine Gemini modificada de 2.720 kg (chamada Gemini B), cujo escudo térmico foi equipado com uma porta que permitia a passagem dos astronautas diretamente para a estação, uma vez em órbita.

Os astronautas precisavam ver não apenas o que o grande sistema óptico estava “vendo” naquele momento, mas também quais alvos em potencial estavam chegando. O MOL, portanto, tinha dois sistemas ópticos de aquisição, um por astronauta. Os astronautas trabalhariam lado a lado, “de costas” para a Terra. Cada um podia espiar por sua própria ocular, que mostrava o terreno à frente, bem como por outra ocular que mostrava o que o sistema óptico KH-10 estava vendo naquele exato momento. Essa ótica de aquisição basicamente “olhava por cima dos ombros” dos astronautas para o solo abaixo.

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Colocado a uma altitude de 250 km, em uma órbita inclinada a 65°, o MOL seria lançado da base de Vandenberg, na Califórnia, por um Titan III-C. A USAF, assim, iniciou a construção de um campo de lançamento na base californiana, o SLC 6. Em janeiro de 1967, começou a construção do SLC 6. Ao contrário dos “launch complex” LC 40-41 do Cabo Canaveral, o SLC 6 previa a montagem do foguete Titan III na própria plataforma de lançamento, ao contrário da prática mais ou menos usual de se montar o foguete num prédio separado e transportá-lo para o local de tiro. Incluía uma torre umbilical de 74 m, uma mesa de lançamento de 23 m por 15 m, uma torre de serviço de 96 m, um centro de controle e vários edifícios auxiliares (armazenamento de propelentes, corpo de bombeiros, estação elétrica, ferrovia, hospital, alojamento de astronautas, salas de simulação e escritórios). A Akwa Dowey Construction começou a construir o prédio de teste do MOL na LC 40 em Cabo Canaveral logo após o primeiro voo de um Titan III-C em outubro de 1965. O bunker de controle estava disponível em meados de junho de 1965, e a American Machine and Foundry terminou de instalar as plataformas de trabalho duas semanas depois. A construção foi concluída em novembro de 1968 (e custou US$ 30 milhões). Quando o programa foi cancelado, a SLC estava 90% concluída. Ela foi colocada em modo de suspensão enquanto aguardava reutilização.

A nave Gemini B para a estação MOL seria bem diferente da Gemini original da NASA, com a adição de um trem de pouso e uma torre de escape – ao contrário dos assentos ejetáveis da nave civil. A seção adaptadora, entre a base da cápsula e a borda frontal do cilindro da estação, era menor, abrigando os retrofoguetes, o sistema de controle ambiental e o túnel de ligação com o laboratório.

Para o MOL, a USAF solicitou trajes espaciais com equipamentos para atividade extraveicular. Esses trajes tinham que ser mais flexíveis do que os do projeto Apollo, e mais compactos. Além disso, eles deveriam ser de tamanho padrão, e não individualmente dimensionados. A Hamilton Standard Division fez sete propostas de trajes em 18 meses. A empresa ganhou o contrato em janeiro de 1967 e entregou 22 exemplares entre 1967 e 1969. A configuração final foi o MH 8 (MOL Hamilton 8) com seu sistema de suporte vital capaz de oferecer 10 minutos de autonomia em caso de problemas. A outra roupa era o MH 7, usado para treinamento. Foi derivada das roupas da Gemini, e modificadas pela USAF.

O projeto original do MOL previa dois voos não tripulados e uma série de cinco missões ao longo do período 1968-70, na chamada fase experimental. Em seguida, passaria para a fase operacional durante as décadas de 1970-80. Nesta fase, chamada MORL, Manned Orbital Research Laboratory, a estação seria lançada por um foguete Saturno I-B e seria uma nave maior, de 6,5 m de diâmetro, com 10 homens a bordo para voos longos. O MORL ficaria em órbita terrestre por dois a cinco anos.

Visão geral da estação militar MOL

Sete voos foram considerados pelo Departamento de Defesa, por 150 a 200 milhões de dólares. O projeto MOL seria abandonado em junho de 1969 pelo presidente Richard Nixon. Os programas civis e militares se fundiram e os astronautas selecionados formariam o Grupo 7 dentro da NASA. Grande parte da motivação para o MOL seria canalizada através da estação Skylab poucos anos depois. Nenhum dos cinco voos pilotados ocorreu e apenas um voo de teste foi lançado com uma cabine Gemini, a Gemini-2 reformada, que se tornou a primeira espaçonave (cápsula) americana a voar duas vezes no espaço.

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Esse único lançamento do MOL foi em 3 de novembro de 1966, do SLC 40 do Kennedy Space Center (KSC) com a Gemini-2 reformada, para testar o escudo de reentrada equipado com a escotilha, e um modelo de teste da estação MOL. A Gemini se separaria do foguete ainda em voo suborbital, enquanto a estação entraria em órbita. A McDonnell Douglas modificou a cabine da nave Gemini 2, que voara sem tripulação em janeiro de 1965. Rebatizada como GT 2R, foi instalada no abrigo da Akwa Dowey em 3 de outubro. O lançamento originalmente programado para o dia 28 foi adiado, e o lançador Titan III-C finalmente decolou às 08h50 min42s locais em 3 de novembro.

A cabine GT 2R realizou um voo suborbital de 33 minutos e retornou à atmosfera. Ela pousou perto da Ilha de Ascensão e foi recuperada pelo navio La Salla. O modelo do MOL continuou seu voo até 5 de janeiro de 1967, quando reentrou na atmosfera.

Como seria a GEMINI B para as missões MOL

Algumas mudanças foram feitas na cabine da Gemini para cumprir sua nova missão. Os sistemas internos foram colocados em contêineres para voos prolongados. O cockpit foi completamente redesenhado e novos instrumentos instalados. Os assentos ejetáveis foram removidos para dar lugar à escotilha traseira no escudo térmico. A atmosfera da cabine seria composta por uma mistura de hélio e oxigênio. O escudo térmico teve sua espessura aumentada. Os motores de manobra – Orbital And Attitude Maneuvering System OAMS – foram removidos, com a orientação da órbita sendo fornecida pelos motores Reaction Control System (RCS) dianteiros, no “nariz” da cápsula. O número de retrofoguetes passou para seis, ao contrário dos quatro usados na nave da NASA, para serem empregados também durante a subida para separar a cabine do lançador em caso de avaria no lançamento.

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Foguete Titan III-C

O Titan III-C foi o foguete escolhido para impulsionar o simulador do MOL e a cápsula Gemini reformada no primeiro teste orbital. Serviria como um ensaio para o futuro Titan III-M de série, que seria o propulsor dos MOL operacionais.

Esse Titan III-C era um lançador de três estágios e meio. No lançamento, os dois motores de propelente sólido SRM (Solid Rocket Motors, também chamados boosters) eram acoplados aos lados do corpo central, um míssil Titan II. Este último era acionado após a liberação dos propulsores. Uma versão melhorada do Titan III-A, o Titan III-C foi lançado em 1965. A modificação mais notável em relação ao Titan III-A foi a adição dos dois enormes propulsores da United Technologies que tinham 25 metros de altura e três metros de diâmetro e eram compostos de cinco segmentos individuais. Cada um poderia produzir um empuxo de 532.790 kgf. Os boosters queimaram propelente sólido de alumínio e perclorato de amônia. O motor do primeiro estágio de câmara dupla da Aerojet poderia produzir um empuxo total de 241.311 kgf. O motor do segundo estágio da Aerojet desenvolvia um empuxo de 45.812 kgf. Ambos queimavam propelente líquido de Aerozine 50/Tetróxido de Nitrogênio.

O simulador do MOL era chamado de “carga OV4-3” (Orbital Vehicle 4-3) e consistia em um reservatório de oxidante de um foguete Titan I imitando as características aerodinâmicas do MOL. Era acoplado a um estágio propulsor Transtage (construído pela Martin, equipado com dois motores Aerojet AJ10-138 de 7.257 kgf de empuxo), com comprimento total em torno de 17,5 metros e pesando 9.680 kg. Um total de 680 kg de experimentos tecnológicos foram adicionados ao tanque, dois detectores de micrometeoritos, uma antena ORBIS, experimentos em biologia, células a combustível, um sistema de controle de propelente, e um mock-up do sistema de controle de atitude.

No topo, estava instalada cabine Gemini B e, no adaptador da nave, três pequenos subsatélites, os OV1-6, OV4-1T e OV 4-1R.

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Depois de US$ 30 milhões gastos em estudos preliminares, o custo total do MOL foi estimado em US$ 1,5 bilhão. Esta soma incluiu os estudos, a construção e os lançamentos de 1968. A direção do programa foi confiada ao general B.A. Schriever, assistido pelo dr. Harold Brown. A Douglas foi designada para a construção do MOL e a General Electric forneceria o equipamento interno de espionagem. Os experimentos a serem realizados em órbita teriam como foco os controles de ar-condicionado, o registro de dados, o uso de câmeras e o estudo da psicologia espacial. Estavam previstas grandes antenas, bem como a montagem de vários módulos adicionais. Em novembro de 1965, muitos equipamentos da Gemini da NASA foram transferidos para a USAF e os astronautas do MOL foram convidados a treinar astronautas da agência espacial civil.

O Titan III-M

O Titan III-M, um derivado do Titan III-C, tinha um foguete central Titan alongado e dois boosters de propelente sólido UA1207 de sete segmentos (em oposição aos cinco segmentos da versão “C”). Cada um desses boosters, com diâmetro de 3,05 m e comprimento de 34,14 m, teria uma massa bruta de 319.330 kg e produziria empuxo de 725.731 kgf. O primeiro estágio, do foguete Titan propriamente dito, seria um Titan 3B-1 com massa bruta de 139.935 kg e motores com empuxo de 246.057 kgf, com diâmetro de 3,05 m e comprimento de 23,99 m usando como propelentes N2O4 e Aerozine-50 para alimentar dois motores LR-87-11.

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O segundo estágio, um Titan 3B-2, tinha massa total de 37.560 kg com um motor LR-91-11 com 46.938 kgf de empuxo. Tinha o mesmo diâmetro de 3,05 m e comprimento de 8,60 m, usando os mesmos propelentes do primeiro estágio.

Enquanto o Titan III-M acabou não sendo construído, os boosters UA-1207 de sete segmentos foram concluídos e entraram em serviço em um lançador comercial, anos depois, o Titan IV.

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Em março de 1967, a cabine da nave Gemini 6, que havia feito um voo espacial de cerca de um dia, foi transferida, como um artigo de teste estático (STA, static test article, em inglês) para o programa de treinamento de astronautas do MOL. O STA foi modificado para teste de câmara de vácuo e renomeado como Gemini 3A. Ele também seria designado com a espaçonave MOL Nº 1. A cápsula seria colocada depois em exibição no Museu da USAF em Daytona.

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O MOL começara com um cronograma de seis voos tripulados da nave Gemini com o laboratório MOL e seu sistema óptico DORIAN, mas em apenas dois anos e meio uma versão não tripulada da espaçonave foi adicionada ao programa e o número de voos tripulados foi reduzido para apenas três. A parte tripulada do MOL foi se desgastando durante o tempo de vida do programa. De acordo com a cronologia, em junho de 1965, antes que o programa fosse oficialmente aprovado pelo presidente Johnson, o plano era lançar um voo não tripulado e seis missões tripuladas, com o primeiro voo planejado para o final de 1968 e o último voo no início de 1970. O custo total foi projetado em US$ 1,653 bilhão. Quando Johnson aprovou o projeto em agosto daquele ano, uma dessas missões tripuladas havia sido eliminada e o custo do programa reduzido para US$ 1,5 bilhão. Mas, em dezembro de 1967, o custo do programa havia subido para US$ 2,807 bilhões, com o primeiro voo de qualificação sendo adiado para dezembro de 1970 e o primeiro voo tripulado para agosto de 1971.

Dois voos de qualificação não tripulados do módulo foram adicionados à programação no início de 1966. Eles foram separados do voo de teste de novembro de 1966 da espaçonave Gemini B.

No momento em que o programa foi cancelado, o custo havia se tornado insustentável. Ciente das capacidades de melhoria rápida dos sistemas não tripulados no NRO, as autoridades decidiram de que o MOL não valeria a pena. Embora houvesse pouco material tangível para os US$ 1,4 bilhão gastos, parte de sua pesquisa e desenvolvimento ajudaria mais tarde a NASA a desenvolver a estação espacial Skylab de três homens e o space shuttle. O cancelamento economizou pelo menos US$ 1,5 bilhão nos três anos seguintes, e o NRO recebeu alguns desses fundos para completar vários subsistemas e transformá-los em satélites não tripulados.

Após o cancelamento do programa MOL, a NASA convidou os astronautas militares mais jovens (com menos de 35 anos) para se juntarem ao seu corpo de astronautas. Bobko, Crippen, Fullerton, Hartsfield, Overmyer, Peterson e Truly foram transferidos em 14 de agosto de 1969, como astronautas do Grupo 7. Embora tenha demorado quase 12 anos, todos eles voariam no ônibus espacial, na década de 1980. Em uma reviravolta irônica, Crippen foi designado para comandar a planejada primeira missão de órbita polar do space shuttle (STS-62A) que teria sido lançada do SLC-6 de Vandenberg em 1986. Mas após o acidente da Challenger, a USAF decidiu reduzir sua confiança no shuttle como transportador e cancelou a missão. Além disso, Truly atuou como Administrador da NASA de 1989 a 1992 e Crippen foi o Diretor do Centro Espacial Kennedy de 1992 a 1995. A NASA também contratou Peterson, não como astronauta, mas como piloto, e ele permaneceu na agência até 1994. Dos astronautas do MOL que não atenderam ao requisito de limite de idade, muitos tiveram carreiras na agência. Abrahamson ingressou na NASA em 1981 como administrador associado de voo espacial tripulado e, em seguida, liderou a Iniciativa de Defesa Estratégica de 1984 a 1989. Herres tornou-se vice-presidente do Estado-Maior Conjunto de 1987 a 1990.

III – As missões militares dos ônibus espaciais

O 6555º Aerospace Test Group estabeleceu sua Divisão de Sistema de Transporte Espacial (Space Transportation System STS Division) em 1º de julho de 1974. Essa Divisão foi criada para garantir que os requisitos do Departamento de Defesa fossem incluídos nos planos para futuras operações de ônibus espaciais no Centro Espacial Kennedy. Como duas de suas primeiras realizações, a Divisão conseguiu que a NASA concordasse com os requisitos do Departamento de Defesa para instalações verticais de carga útil na plataforma de lançamento do shuttle e uma área de conferência segura na sala de lançamento do Centro de Controle de Lançamento do Shuttle (LCC). Sob a direção do tenente-coronel George L. Rosenhauer, a Divisão continuou a servir como intermediária entre o KSC e a equipe de carga útil do Departamento de Defesa. A Divisão não apenas deu à equipe uma melhor compreensão do cronograma e das restrições contratuais que afetavam as operações terrestres do KSC, mas também reuniu um conjunto detalhado de requisitos de carga útil militar para ajudar a NASA a suportar esses programas. A Divisão também ajudou o 6595º Grupo de Teste Espacial a desenvolver requisitos para um Sistema de Processamento de Lançamento de Space Shuttle na Base Aérea de Vandenberg.

Em 8 de junho de 1977, o tenente-coronel Warren G. Green (Chefe da Space Launch Vehicle Systems Division, Divisão de Sistemas de Veículos de Lançamento Espacial) sucedeu o tenente-coronel Rosenhauer como Chefe da Divisão STS. Naquela época, a Divisão estava ativamente envolvida no planejamento de operações de apoio em solo do estágio de propulsão IUS, incluindo operações de processamento. Em outubro de 1977, três técnicos especializados no IUS foram transferidos da Divisão de Sistemas de Veículos de Lançamento Espacial para a Divisão STS para ajudar a suportar a crescente carga de trabalho desse tipo de estágio propulsor. Em dezembro, a Divisão participou da Revisão de Projeto de 90% do Mecanismo de Manuseio em Terra de Carga Útil (Payload Ground Handling Mechanism, PGHM). O PGHM seria usado para testar e instalar todas as cargas destinadas à integração vertical nas duas plataformas de lançamento do ônibus espacial. A Divisão também estabeleceu critérios de seleção e informações básicas para ajudar a Organização de Sistemas Espaciais e de Mísseis a selecionar seu contratante de integração de carga útil do ônibus espacial. A Martin Marietta recebeu o contrato de integração de carga útil do shuttle em setembro de 1977. A Divisão STS e a Divisão de Sistemas de Satélite foram consolidadas para formar a Divisão de Naves Espaciais em 1º de novembro de 1983.

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Contribuições da Segurança Nacional para o programa do ônibus espacial

Os programas do National Security Space, ou NSS, concordaram em fornecer alguns dos recursos-chave de que o programa do space shuttle precisaria para atingir todos os seus objetivos. Como agente executivo no espaço para o DoD, a USAF financiou e administrou esses programas. Um desses, eventualmente conhecido como Estágio Inercial Superior, focava em um estágio de foguete que levaria uma espaçonave a partir do shuttle em órbita baixa da Terra para sua órbita-alvo final ou para uma trajetória de escape para uma missão interplanetária. Outra foi um local de lançamento para o shuttle na Costa Oeste, a Base de Vandenberg na Califórnia. O lançamento deste local permitiria ao shuttle alcançar órbitas de alta inclinação sobre os polos da Terra. Embora quase completo, foi fechado após o acidente da Challenger em 1986 e grande parte do equipamento foi desmontado e enviado ao KSC para melhorar ou expandir suas instalações. Outro programa foi um centro de operação de voo da USAF no Colorado. Este deveria ser o centro de controle de missão para voos de ônibus espaciais do NSS, facilitando a carga de trabalho no centro de controle em Houston, Texas, para essas missões classificadas. A USAF construiu as instalações e seu pessoal foi treinado no Johnson Space Center; no entanto, quando foi tomada a decisão de remover as missões NSS do manifesto do shuttle após o acidente da Challenger, a instalação não foi necessária para voos do shuttle e, eventualmente, foi usada para outros fins. A liderança do NSS amadureceu durante um período em que as espaçonaves e seus sistemas terrestres eram bastante simples e as operações orbitais não eram muito complexas. No início da década de 1980, ouvia-se com frequência um diretor sênior do programa NSS dizer: “Todas as operações necessárias para nós são um rolo de moedas e uma cabine telefônica”.

Isso foi uma hipérbole, mas a questão era clara: planejar e preparar as operações orbitais não era uma prioridade. Não era inédito para um programa NSS com orçamento, cronograma ou pressões políticas lançar uma nova espaçonave antes que todos os detalhes de como operar a espaçonave em órbita tivessem sido completamente resolvidos. Logo no início, o pessoal de operações de voo da NASA ficou surpreso ao ver que os sistemas terrestres envolvidos na operação das espaçonaves do NSS mais críticas estavam pelo menos uma década atrás dos sistemas equivalentes civis. Alguns até expressaram preocupação de que, como os sistemas NSS eram tão antiquados, eles não tinham certeza de que as espaçonaves poderiam ser operadas com segurança com o ônibus espacial. Na NASA, as operações de voo eram um importante foco organizacional, desde os dias do Projeto Mercury. Líderes de operações de voo da agência, como John O’Neil, Jay Honeycutt, Cliff Charlesworth, e Gene Kranz tiveram voz importante na forma como o Programa do shuttle alocou seus recursos e em seus planos de desenvolvimento. Os gerentes de linha da NASA, incluindo Jay Greene, Ed Fendell e Hal Beck, trabalharam em estreita colaboração com o pessoal de operações de voo do NSS para fundir as operações da nave espacial NSS e do shuttle em uma única atividade. Muitos dos funcionários da agência espacial, especialmente diretores de voo, não tinham contrapartes na equipe NSS do governo. Para se preparar para uma missão, as operações de voo da NASA empregaram um processo muito completo que se concentrava em garantir que os controladores de voo estivessem prontos para qualquer problema que essa missão pudesse lançar contra eles. Isso incluiu sessões práticas nos centros de controle usando simuladores de espaçonaves melhores do que qualquer coisa que o pessoal do NSS já havia visto. O pessoal de operações de voo do NSS achou que tinha morrido e ido para o céu. Lá, finalmente, uma organização levou as “operações” a sério e comprometeu os recursos para fazê-lo da maneira certa. Conforme a parceria se desenvolveu, a NASA forçou, persuadiu e convenceu os programas do NSS a adotar uma abordagem mais completa para os processos de integração e prontidão de operações do ônibus espacial. Com o tempo, a abordagem civil da NASA “pegou” no NSS. Era simplesmente uma prática recomendada que valia a pena imitar. Outro componente do voo espacial tripulado civil – o papel do astronauta – era inicialmente muito estranho para o pessoal do NSS.

Os astronautas tendiam a colocar uma marca muito pessoal nos planos para “suas” missões, o que foi um choque para o pessoal do NSS. Alguns funcionários do NSS se irritaram com o esforço necessário para satisfazer o membro da tripulação que trabalhava com sua carga útil. Nas primeiras missões, o comandante ou outros membros de tripulação “sêniores” não começariam a trabalhar com a carga útil até os últimos seis meses ou mais antes do lançamento e gostavam de fazer mudanças nos planos. Isso causou algum atrito. O pessoal do NSS não queria lidar com mudanças de última hora tão perto do lançamento. Depois de algumas missões, conforme o relacionamento se desenvolvia, ajustes foram feitos por ambos os lados para amenizar esses “efeitos de última hora”.

1982-1992: National Space Security e NASA fazem 11 missões

A primeira carga útil do NSS foi lançada no sistema de transporte espacial (Space Transportation System, STS – o nome oficial do ônibus espacial) STS-4 em junho de 1982. Esta carga fixa (que nunca saiu do compartimento de carga), chamada “82-1”, transportava o Programa de Teste de Telescópio Spatial Cryogenic Infrared Radiance Instrumentation for Shuttle (CIRRIS) da USAF e vários outros pequenos experimentos. Esta missão foi originalmente programada para o 18º voo do ônibus espacial; mas, como o programa do shuttle foi afetado por atrasos, a gestão do NSS foi capaz de manter sua programação e estava pronta para integração no início de 1982. Como as duas primeiras missões do shuttle foram tão bem, a NASA decidiu permitir a carga útil “82-1” voar nesta missão de teste, apesar dos conflitos que essa decisão causaria com os objetivos da missão. Esse ato um tanto altruísta por parte da NASA foi característico do relacionamento positivo entre a agência e os programas do NSS assim que o shuttle começou a voar. Para os programas da NSS, um dos principais objetivos desta missão era ser um pioneiro para as missões subsequentes. Esta carga útil foi controlada a partir da estação Sunnyvale da USAF na Califórnia. Esta também foi a única missão do NSS em que os controladores de voo da agência de segurança falaram diretamente com a tripulação do ônibus espacial.

Todas as missões do shuttle tinham eventos básicos de voo em comum. Na decolagem, os três motores principais do orbitador disparavam em conjunto com dois propulsores auxiliares de propelentes sólidos para produzir aproximadamente 2.950.000 kgf de empuxo na decolagem. O veículo girava em sua trajetória de voo logo após a decolagem e mantinha sua configuração de lançamento até que os foguetes propulsores se separassem aproximadamente a dois minutos em voo. Por volta de T+520 segundos, os motores principais do orbitador desligavam e ele se separava de seu tanque externo. A tripulação do shuttle se preparava para a inserção orbital e o sistema de manobra orbital (Orbital Maneuvering System, OMS) do veículo acionava dois motores para acelerar o shuttle em uma órbita elíptica inicial. Assim que os motores OMS circulavam a órbita o Sistema de Controle de Reação (Reaction Control System, RCS) do orbitador a mantinha. Os propulsores RCS também permitiam que o shuttle manobrasse enquanto orbitava a Terra.

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Assim que as operações em órbita fossem concluídas, a tripulação preparava o shuttle para a reentrada e o pouso. O RCS era usado para virar o orbitador de “cabeça para baixo”. Nessa atitude, os motores OMS eram acionados para diminuir a velocidade do veículo e permitir sua reentrada segura na atmosfera da Terra. Uma vez que a velocidade fosse diminuída o suficiente, o RCS era disparado novamente para virar o veículo e colocá-lo na posição típica de “nariz para cima” para a reentrada. Quando o orbitador reentrava na atmosfera, um blecaute de comunicação era produzido pela fricção de superfície e ionização por calor. O blecaute durava cerca de dois minutos. O pouso ocorria cerca de meia hora depois em uma das pistas da Base Edwards da USAF ou no Shuttle Landing Facility no KSC.

Missão STS-4, Columbia

A STS-4 marcou o quarto e último voo de desenvolvimento do ônibus espacial e o primeiro voo com uma carga útil do Departamento de Defesa. Embora os detalhes relativos à natureza dessa primeira carga útil do shuttle/DoD permaneçam confidenciais, sabe-se que ela chegou ao Cabo em abril de 1982. Foi processada por uma equipe conjunta da USAF e da NASA, e carregada a bordo da Columbia (sendo que a nave espacial em si pesava 109.617 kg) instalada na plataforma 39A para a quarta e última missão de teste.

Após uma contagem regressiva de 87 horas, a Columbia decolou em 27 de junho de 1982. O capitão da US Navy Thomas K. Mattingly, II e o coronel da USAF Henry W. Hartsfield Jr., conduziram o experimento militar e vários experimentos civis, e os efeitos de longo prazo das mudanças de temperatura nos subsistemas do shuttle foram estudados junto com uma pesquisa de contaminação induzida pelos motores do orbitador na baía de carga da espaçonave. A órbita da espaçonave foi de 295 c 302 km, com inclinação de 28,5°. Um dos principais objetivos era o teste do Remote Manipulator Arm, Sistema de Manipulação Remota, manipulando um equipamento e levantando-o do compartimento de carga. O experimento IECM (monitor de contaminação por ambiente induzido), foi projetado para obter informações sobre gases ou partículas sendo liberados pelo orbitador em voo.

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A carga útil da USAF era o “DOD 82-1” com dois sistemas de detecção de lançamento de mísseis – o CIRRIS (Cryogenic Infrared Radiance Instrumentation), instrumento de radiação infravermelho criogênico, para obter espectros de escapamentos de foguetes e aeronaves. O CIRRIS permaneceu por toda a missão no compartimento de carga útil, e informações dão conta de que o aparelho não funcionou a contento. A tampa da lente falhou ao abrir. Um centro de controle de missão em Sunnyvale, Califórnia, participou do monitoramento do voo.

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A equipe conduziu uma pesquisa científica sobre relâmpagos com câmeras portáteis e realizou experimentos médicos neles mesmos para dois projetos de alunos.

A nave, pesando 94.776 kg, pousou em 4 de julho, e a duração da missão foi de sete dias, uma hora, nove minutos e 31 segundos. O pouso ocorreu durante a 113ª órbita. Este foi o primeiro pouso na pista de concreto de 4.500 metros na base de Edwards, a pista RW 22. Após este voo, os assentos ejetáveis da Columbia foram desativados e as tripulações do space shuttle não usariam trajes de pressão novamente até a STS-26 em 1988.

Missão STS-51C, Discovery

O capitão Thomas Mattingly foi selecionado para comandar a Discovery nessa missão altamente secreta – a primeira totalmente militar. O orbitador foi pilotado pelo coronel Loren J. Shriver da USAF, e os especialistas da missão eram o major Ellison S. Onizuka, também da USAF e o tenente-coronel James F. Buchli dos US Marines. O major da USAF Gary E. Payton serviu como especialista em carga útil. O lançamento foi adiado devido ao clima. Deixando os atrasos de lado, as últimas quatro horas da contagem regressiva ocorreram sem problemas e a Discovery decolou da plataforma de lançamento 39-A em 24 de janeiro de 1985.

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As operações do sistema foram todas normais durante a fase de subida. Na separação do tanque externo, o sistema de voo reserva (BFS) não procedeu automaticamente para o modo principal. A tripulação executou os procedimentos manuais necessários, e o BFS operou satisfatoriamente. Gary Payton se tornou o primeiro astronauta americano com função estritamente militar no espaço. A nave foi colocada numa órbita de 332×341 km, com inclinação de 28,49°.

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Esta foi, portanto, a primeira missão de um space shuttle totalmente dedicada ao Departamento de Defesa, e a maioria das informações sobre ela permaneceu confidencial. Pela primeira vez, a NASA não forneceu comentários de pré-lançamento ao público até nove minutos antes da decolagem. O Estágio Superior Inercial da USAF dos EUA (IUS, Inertial Upper Stage) foi liberado e atendeu aos objetivos da missão, transportando, acredita-se, um satélite Magnum/ORION para a órbita (Gary Payton afirmaria em 2009 que a carga útil da STS-51C “ainda está lá em cima e ainda em operação”).

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Contrariamente aos números da NASA, de acordo com revista Aviation Week, o shuttle inicialmente entrou em uma órbita de 204×519 quilômetros, com uma inclinação de 28,45 graus em relação ao equador. Em seguida, executou três ignições do sistema de manobra orbital OMS, a última sendo executada na quarta órbita. A primeira queima, segundo a revista, foi conduzida para circular a órbita do shuttle em 519 quilômetros.

A missão durou três dias, uma hora e 33 minutos. A Discovery pousou na pista 15 do Kennedy Space Center em 27 de janeiro de 1985, às 21:23 UTC. Imagens IMAX do lançamento da STS-51-C foram usadas no filme de 1985, “The Dream is Alive”.

Missão STS-51J, Atlantis

A espaçonave foi lançada em 3 de outubro de 1985, a partir de Cabo Canaveral, da plataforma de lançamento 39-A. O comandante Karol J. “Bo” Bobko, foi designado para esse primeiro voo da Atlantis, junto com o piloto Ronald J. Grabe, os especialistas de missão Robert L. Stewart e David C. Hilmers, e William A. Pailes, do Departamento de Defesa, engenheiro de voo espacial. Grabe, Hilmers e Pailes estavam fazendo seu primeiro voo, enquanto Stewart fizera sua primeira missão na STS-41B.

O voo decolou em 3 de outubro de 1985 e, sendo uma missão secreta do DoD, teve poucos detalhes sobre as atividades da tripulação em órbita. A nave entrou em órbita de 476×486 km com inclinação de 28, 52°.

Anos depois, em 1998, o DoD desclassificou as cargas úteis primárias, identificando-as como um par de satélites de comunicações espaciais de defesa de terceira geração (DSCS-III) e divulgando fotos de sua ejeção a partir compartimento de carga útil do shuttle no topo de um estágio inercial IUS. A tripulação lançou os dois DSCS III, chamados USA-11 e USA-12 em órbitas geoestacionárias por seus IUS. Os satélites DSCS usavam frequências operavam na banda X, fornecendo serviços de uplink na banda 7900-8400 MHz e de downlink na banda 7250-7750 MHz. O espectro de frequência era dividido em seis bandas pelo uso de seis transponders de largura de banda limitada, que podiam ser alternados entre antenas pelo controle de solo.

A nave espacial DSCS-III pesava aproximadamente 1.171 kg. O corpo retangular da espaçonave tinha 1,8×1,8×2,1 metros, com uma envergadura de 11,5 metros com painéis solares estendidos. Esses painéis solares geravam 1.100 watts, diminuindo para 837 watts após cinco anos. Cada satélite DSCS III custava cerca de US$ 100 milhões e tinha uma vida útil projetada de dez anos, embora vários dos DSCS tenham excedido essa expectativa. Os satélites forneceram capacidade substancial para links de alta capacidade entre todos os terminais e para permitir comunicações e controle durante situações de crise e contingência.

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O desempenho das comunicações era otimizado permitindo que os transponders independentes fossem conectados a vários tipos de antenas. Isso permitia a seleção de cobertura da Terra (Earth Coverture, EC), cobertura de área (Area Coverture, AC), cobertura pontual, agrupamento de canais com modulação semelhante e relações de ganho/ruído da antena para atender às necessidades do usuário. Qualquer tipo de modulação ou acesso múltiplo podia ser usado desde que os transponders não processassem ou modulassem os sinais.

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O sistema de comunicação incluía uma antena multifeixe (MBA, Multi Beam Antenna) com 61 feixes de recepção e dois MBA de 19 feixes de transmissão, dois sinais de cobertura terrestre (ECH) de recepção e dois sinais de transmissão e uma antena parabólica móvel basculante (gimbal-drive antenna, GDA). Além disso, havia uma antena de transmissão e uma antena de UHF de recepção.

O subsistema de comunicações do DSCS III incluía seis canais de radio independentes, eletrônicos de localização de jammer (jammer location electronics, JLE), o MBA de 61 feixes de recepção, dois ECH de recepção (chamados E1R e E2R), os dois MBA de EC/cobertura estreita (NC) de 19 feixes (M1X e M2X), um transmissor GDA e dois transmissores ECH (E1X e E2X). Os canais 1 e 2 eram designados como de alta potência e cada um operava com um TWTA (Traveling-Wave Tube Amplifier) de 40 watts. Os canais 3 a 6, de baixa potência, operavam com uma combinação de TWTA de 10 watts/amplificadores de estado sólido de alta eficiência (High Frequency Solid-State Amplifiers, HESSA) e amplificadores de estado sólido lineares (Linear Solid–State Amplifiers, LSSA).

Em 7 de outubro, os astronautas fecharam as portas do compartimento de carga em preparação para a reentrada. Eles dispararam os motores de manobra orbital para desacelerar a velocidade e começar a descida de volta à Terra. Bobko pilotou a Atlantis (com uma massa de pouso de 86.925 kg) para um pouso suave na Edwards AFB, completando um voo de quatro dias, uma hora e 45 minutos. A tripulação completou 64 órbitas ao redor da Terra.

Missão STS-27R, Atlantis

No dia 2 de dezembro de 1988, a Atlantis decolou da plataforma de lançamento 39-B para a segunda missão dos shuttle após a tragédia da Challenger (ocorrida em janeiro de 1986). A nave espacial, de 86.616 kg estabeleceu-se em uma altitude de 437×447 km, com inclinação de 58,88°.

A tripulação era o comandante Robert “Hoot” Gibson, o piloto Guy Gardner e os especialistas da missão Mike Mullane, Jerry Ross e Bill Shepherd e sua missão era de lançar mais cargas úteis secretas para o Departamento de Defesa – supostamente um radar de imagem e um satélite de reconhecimento de vigilância para todos os climas, construído pela Lockheed Martin para o US National Reconnaissance Office (NRO) e a CIA, conhecido como Lacrosse (ou Onyx) e mais tarde batizado USA-34. O Lacrosse usa um Radar de Abertura Sintética como seu principal instrumento de imagem. Fotos de um Lacrosse supostamente em construção na década de 1990 mostram o satélite, que custava cerca de um bilhão de dólares por unidade, e equipado com uma grande antena de radar e painéis solares cuja envergadura total pode ter chegado a 50 metros. É capaz de ver através da cobertura de nuvens e também tem alguma capacidade de penetrar no solo, embora existam instrumentos mais poderosos colocados no espaço para esse propósito específico. O nome “Lacrosse” é usado para se referir a todas as variantes, enquanto “Onyx” às vezes é usado para se referir às espaçonaves mais recentes.

O satélite Lacrosse, depois batizado “USA-34”, com uma massa estimada em 20.000 kg, e com motores próprios, dispensando o uso de estágio propulsor, foi lançado no primeiro dia de voo.

Embora a missão aparentemente tenha ocorrido sem incidentes significativos, o voo da STS-27 levantou comentários e histórias contraditórias sobre um evento especial e perigoso no espaço. Algumas horas depois do lançamento, o especialista Mullane estendeu o braço RMS do compartimento de carga do ônibus e começou o processo de liberação da carga secreta.

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Em suas memórias, mais tarde, Mullane se lembrou do processo. “Pela primeira vez, a incrível beleza da Terra passou invisível abaixo de mim”, ele escreveu. “Eu tinha olhos apenas para a carga útil, a Atlantis e o braço robô… Direcionei a extremidade do braço sobre o suporte da garra de carga útil e disparei as travas, que emperraram rigidamente a carga junto ao braço.”

No deck inferior, na câmara de descompressão, Shepherd observou através de uma vigia para verificar a distância entre o satélite e as paredes do compartimento de carga. Por fim, Mullane conseguiu destravar as garras e manobrar a carga útil para sua atitude de ejeção e os controladores de voo emitiram um “Go” (sim) para o lançamento.

Enquanto o Lacrosse se perdia na escuridão, o primeiro boato sobre a STS-27 apareceu: a história da “EVA secreta” (EVA, atividade extraveicular). Esta história veio à tona mais de uma década depois, durante a STS-98, que deveria incluir a centésima caminhada espacial dos Estados Unidos. Mas enquanto os astronautas Tom Jones e Bob Curbeam se preparavam para fazer um comentário sobre a façanha histórica, eles foram informados de que uma contagem incorreta havia sido feita e que “a centésima caminhada espacial dos EUA ocorreria em seu próximo passeio”, alguns dias depois.

“Como isso pôde acontecer?” o historiador Michael Cassutt comentou em um artigo de agosto de 2009 para a revista Air & Space. “Houve uma caminhada secreta no espaço que nunca foi incluída nas contagens oficiais?”, até hoje, ninguém sabe. Mas um dos astronautas da STS-27 deixou escapar uma referência ao fato de sua carga ter passado por algum tipo de problema, que exigiu um reencontro e algum tipo de reparo. “Nós nos separamos dele e houve um problema”, Gibson lembrou em uma entrevista de 2001 para o Instituto Smithsonian. “Nós nos reencontramos com ele e ajudamos a consertá-lo, nos separamos novamente e o deixamos.”

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Cedo no dia seguinte, 3 de dezembro, a tripulação acordou com notícias preocupantes. Uma revisão do vídeo do lançamento mostrou um fragmento – provavelmente de isolante ablativo – escapando do nariz de um dos boosters cerca de 85 segundos após a decolagem e atingindo o Sistema de Proteção Térmica (TPS) da Atlantis. Se o escudo térmico fosse danificado, poderia significar um desastre durante o retorno para a Terra, e Gibson foi instruído a usar câmeras do RMS para adquirir imagens. Com horror crescente, a câmera revelou faixas brancas de danos ao longo da fuselagem do orbitador, evidência de que o revestimento preto externo fora danificado por um impacto. “Pudemos ver que pelo menos um ladrilho foi completamente arrancado da fuselagem”, Mullane escreveu. “As listras brancas ficavam mais grossas e desbotadas na traseira, além da visão da câmera. Parecia que centenas de telhas haviam sido danificadas e as cicatrizes se estendiam para fora em direção aos painéis de composto de carbono no bordo de ataque da asa.”

De qualquer modo, foi decidido prosseguir com o retorno e a Atlantis e sua tripulação tiveram sorte, pousando em Edwards, na runway 17, após uma missão de quatro dias e meio, no dia 6 de dezembro.

Quando os astronautas desembarcaram, viram um bando de engenheiros reunidos em torno do nariz da nave, balançando a cabeça em descrença sobre a extensão dos danos.

Mais de 700 telhas foram danificadas e uma, perto do nariz, estava faltando. O dano estendeu-se logo atrás da capota do nariz, ao longo da barriga e parou um pouco antes dos bordos de ataque da asa. O freio de velocidade da deriva foi atingido repetidamente e os casulos do OMS acusaram 14 impactos. Todos perceberam que Gibson, Gardner, Mullane, Ross e Shepherd enganaram a morte por um fio.

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Missão STS-28R, Columbia

A nave decolou em 8 de agosto de 1989, de Cabo Canaveral, na plataforma de lançamento 39-B; foi colocada em órbita de 289×306 km, inclinada em 57,0°. O orbitador, segundo consta, pesou 90.816 kg.

A carga útil militar foi o satélite DOD-02 SDS-B Nº1 “USA-40” com um estágio PKM, ejetado usando um tipo ainda desconhecido de mesa giratória para estabilização “spin table”. A carga útil foi supostamente ejetada na quinta volta em torno da Terra em uma órbita altamente alongada. O peso total da carga foi de cerca de 16.000 kg (o peso do satélite era de cerca de 4.500 kg, com o Orbus 21S Perigee Kick Motor – PKM – pesando 10.530 kg e suporte de lançamento, 1.020,5 kg). Outro satélite lançado foi, segundo se supõe, um veículo de reconhecimento por imagem KH-12.

A tripulação era formada pelo comandante Brewster H. Shaw Jr., o piloto Richard N. Richards, os especialistas de missão, James C. Adamson, David C. Leestma e Mark N. Brown.

Este voo foi a quarta missão dedicada ao Departamento de Defesa, e a maior parte das informações permaneceram, novamente, confidenciais. Pela quarta vez, a NASA não divulgou comentários de pré-lançamento ao público até os nove minutos antes da decolagem.

A tripulação colocou os satélites SDS-B, também chamado SDS-2 (USA-40), e KH-12 (USA 41) em órbita. Na verdade, as dúvidas sobre se este último era um KH-12 surgiram semanas após o lançamento, quando observadores em terra notaram que o satélite, regularmente, “brilhava” como a luz do sol refletida em seus painéis solares. Este fenômeno, eles concluíram, não era consistente com um satélite de reconhecimento.

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Certamente, não foi lançado pelo braço mecânico do Sistema de Manipulação Remota, que não estava instalado na STS-28. Embora não esteja claro como foi lançado, alguns observadores presumiram que foi de forma semelhante aos satélites civis Syncoms, com um sistema “frisbee” (uma montagem articulada basculante que girava o satélite para o lado do compartimento de carga, imprimindo-lhe ao mesmo tempo um movimento giratório estabilizador). Observadores notaram que o foguete propulsor de combustível sólido usado para colocar o SDS-B em sua órbita final era um Orbus-21, fisicamente idêntico ao motor mais tarde instalado no Intelsat-603 por astronautas em caminhada espacial na STS-49 em maio de 1992.

Também houve sugestões alternativas de que o SDS-B foi lançado “verticalmente” de um berço especial pivotante no compartimento de carga.

O SDS-2 tinha o mesmo chassi que os satélites LEASAT lançados em outras missões do space shuttle, o que levou a crer que provavelmente foi ejetado da mesma maneira. A USAF começou a desenvolver o SDS de primeira geração em 1973 para fornecer à comunidade de inteligência com uma rede de retransmissores orbitais, capazes de transmitir dados e imagens em tempo real de satélites de reconhecimento fora do alcance das estações terrestres. O SDS-B trabalhava em órbita de alto apogeu e baixo perigeu, variando de 480 km a 38.000 km, em inclinações que alcançavam seu ponto mais alto no hemisfério norte. Isso lhe permitia cobrir dois terços do globo, retransmitir dados de toda a massa terrestre soviética e cobrir toda a região polar norte em apoio às comunicações da USAF. Essa ampla cobertura não era possível para satélites em órbita geoestacionária.

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Ele apresentava duas antenas parabólicas de 4,5 metros de diâmetro adaptadas pela Hughes de seu satélite TDRSS-3. Ele também tinha um terceiro disco (2.01 metros de diâmetro) que servia para downlink de banda K. Ele tinha mais duas antenas, uma usada para uplink e outra de telemetria e comando, usada como backup. O corpo em si, baseado no LEASAT, era cilíndrico e tinha 4,26 m de diâmetro e 2,89 m de comprimento. Seus painéis solares geravam 1.238 watts de potência com suporte de três baterias de níquel-cádmio de 25 amp/h. No geral tinha uma massa de lançamento estimada em cerca 3.000 kg.

O SDS-2, entretanto, tinha um pacote adicional, o sistema de alerta infravermelho Heritage (Radiant Agate) para detecção de lançamentos de mísseis balísticos.

As primeiras fotografias de satélites SDS apareceriam na TV americana na primavera de 1998, quando o National Reconnaissance Office divulgou imagens e fitas de vídeo de um par de satélites militares.

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Um deles foi identificado como o SDS-B e a Hughes foi anunciada como seu contratante principal. Fisicamente, não era realmente diferente dos satélites Syncom e Leasat lançados em voos de shuttles anteriores, mas um pouco mais comprido. Em um artigo de 2009 para a revista Air & Space, o analista Michael Cassutt citou um oficial da USAF que estava familiarizado com o projeto SDS-B. “Isto é estranho”, disse o oficial a Cassutt, “trabalhar em um projeto secreto por dez anos e depois vê-lo em rede de televisão!”.

O pacote da câmera infravermelha com sensor de temperatura do shuttle (Shuttle Lee–Side Temperature Sensor, SILTS) fez seu segundo voo a bordo da Columbia nesta missão. O casulo cilíndrico e os ladrilhos pretos circundantes no estabilizador vertical do orbitador abrigavam esse sistema de imagem, projetado para mapear as condições termodinâmicas durante a reentrada, nas superfícies visíveis do topo da deriva. Experimentos de observação e fotos para visibilidade de pequenas estruturas na superfície da Terra foram feitos. A Columbia pousou em Edwards na Califórnia em 13 de agosto, após uma missão de cinco dias e uma hora, pesando 86.616 kg.

STS 33R – Discovery

A espaçonave Discovery foi lançada em 23 de novembro de 1989, a partir de Cabo Canaveral da plataforma de lançamento 39-B, entrando em órbita de 559 km, com inclinação de 28, 46°. Na decolagem, a espaçonave pesou cerca de 90.000 kg

Sua tripulação era composta pelo Comandante Frederick D. Gregory; Piloto: John E. Blaha; Especialistas de Missão: Story Musgrave, Manley L. Carter, Jr. e Kathryn C. Thornton.

O satélite lançado por esta missão foi o DOD-03 Magnum Signal Intelligence Satellite ou “USA-48”/estágio IUS-5 com uma massa total de 17.457,8 kg (sendo que o satélite Magnum tinha massa de 2.714,7 kg)

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Este voo foi a quinta missão dedicada ao Departamento de Defesa, e a maior parte das informações a respeito novamente permaneceram confidenciais. Pela quarta vez, a NASA não forneceu comentários de pré-lançamento até nove minutos antes da decolagem.

O satélite de reconhecimento “Big Ear” Magnum de ELINT (Electronic Intelligence) substituiu o lançado pela STS-51C, que estava ficando sem o combustível necessário para manter sua posição sobre o Oceano Índico. O satélite foi lançado na 7ª órbita e acendeu seu estágio superior inercial IUS no nó ascendente da 8ª órbita, colocando-o com sucesso em uma transferência geossíncrona. Este foi o 8º IUS lançado a bordo do space shuttle e o sétimo lançado com sucesso. De acordo com Jim Slade, da ABC News, o objetivo do satélite era espionar comunicações militares e diplomáticas da União Soviética, China e outros estados comunistas.

A revista Aviation Week afirmou que o shuttle inicialmente entrou em uma órbita de 204×519 quilômetros com uma inclinação de 28,45 graus em relação ao equador. Em seguida, ele executou três queimas do Sistema de Manobra Orbital, a última em sua quarta órbita. A primeira queima foi para circular a órbita nos 519 quilômetros.

A STS-33 foi observada pelo telescópio de 1,6 m da Estação Ótica Maui da USAF (AMOS) durante cinco passagens sobre o Havaí. Imagens espectrográficas e infravermelhas do space shuttle obtidas com o Enhanced Longwave Spectral Imager (ELSI) tiveram como objetivo estudar as interações entre os gases liberados pelo sistema de controle de reação primário do shuttle e o oxigênio atmosférico residual e as espécies de nitrogênio em órbita. A espaçonave pousou em 28 de novembro, em Edwards AFB, pesando 88.125 kg.

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STS-36, Atlantis

A espaçonave Atlantis foi lançada em 28 de fevereiro de 1990 a partir de Cabo Canaveral, da plataforma de lançamento 39-A, e assumiu órbita de 198×204 km, com inclinação de 62,0°; a nave pesou na decolagem cerca de 86 toneladas.

Tripulação: Comandante: John O. Creighton; piloto: John H. Casper; especialistas de missão: Richard M. Mullane, David C. Hilmers e Pierre J. Thuot.

A trajetória de lançamento foi única para este voo, e permitiu que a missão atingisse a inclinação orbital de 62 graus, a órbita necessária para ejeção de sua carga útil – a inclinação máxima normal para um voo de shuttle era 57 graus. Esta trajetória chamada “perna de cachorro” viu a Atlantis voar para baixo em um azimute de lançamento normal e, em seguida, manobrar para um azimute mais alto uma vez sobre a água.

Embora a manobra tenha resultado em uma redução do desempenho, era a única maneira de alcançar a órbita necessária do Centro Espacial Kennedy (originalmente, o voo estava programado para ser lançado da Base da USAF de Vandenberg na Califórnia, até que as instalações de lançamento do shuttle lá foram desativadas em 1989). As regras de voo que proibiam o sobrevoo de terra foram suspensas, com a trajetória levando o veículo sobre ou próximo a Cape Hatteras, Cape Cod e partes do Canadá. A carga útil – um satélite de reconhecimento DoD-04 AFP-731 “Misty” Advanced KH-11, USA-53 (de 16.918,9 kg), usando o sistema estabilizado de ejeção de carga útil Stabilized Payload Deployment System, SPDS (supostamente ejetado no dia 29 de fevereiro), foi considerada importante para a segurança nacional, daí a suspensão das regras normais de voo.

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Este voo, a sexta missão dedicada ao Departamento de Defesa, teve mais uma vez a maior parte das informações a respeito sigilosas. Pela sexta vez, a NASA não forneceu comentários de pré-lançamento até os nove minutos da decolagem. O satélite de reconhecimento Advanced KH-11/USA-53, utilizava um sistema de imagem totalmente digital para retornar as fotos, e foi lançado no segundo dia em órbita.

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“Esperava-se que a carga útil fosse ejetada às 27 horas de início da missão,” escreveu o observador Ted Molczan, baseado na capital canadense, Toronto. No entanto, as observações feitas cerca de 28-31 horas na missão revelaram apenas o orbitador e, em algum lugar entre 34-35 horas, a órbita da Atlantis mudou ligeiramente, fornecendo evidências claras de uma manobra de separação da carga útil. “Portanto, a ejeção provavelmente ocorreu entre 31,5 e 35,3 horas”, concluiu Molczan. “É possível que tenha ocorrido antes e que as espaçonaves estivessem muito próximas para discerni-las com binóculos.” Certamente, a ignição do motor do satélite ocorreu na tarde de 1º de março e a carga útil foi avistada, em uma órbita de 248×260 km, cerca de 57 segundos “atrás” da Atlantis, na manhã do dia 2. O USA-53, apelidado de “Misty”, foi rastreado brevemente por observadores amadores de satélite em outubro e novembro de 1990.

Assumindo um espelho de 2,4 metros, a resolução teórica do solo sem degradação atmosférica seria de aproximadamente 15 cm. A resolução operacional seria pior devido aos efeitos da atmosfera. As diferentes versões do KH-11 variam em massa, com blocos anteriores variando de 13.000 a 13.500 kg, enquanto os blocos posteriores tinham uma massa de cerca de 19.600 kg. Acredita-se que seu comprimento seja de 19,5 metros e o diâmetro de três metros ou menos.

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Os dois conjuntos de telescópios ópticos “OTA” (não satélites completos) oferecidos à NASA pelo NRO em janeiro de 2011 são suspeitos, mas não confirmados, de serem “hardware extra” da série KH-11. Os OTA têm um design óptico anastigmat (TMA) de três espelhos (sem o terceiro espelho “terciário”). A abertura do espelho primário f/1.2 tem um diâmetro de 2,4 m, e a luz é redirecionada pelo espelho secundário para dar uma razão focal geral f/8, tornando o conjunto do telescópio óptico mais curto do que o do telescópio Hubble. Com a adição do espelho terciário, produziria um campo muito mais amplo do que o espelho duplo f/24 tipo Ritchey-Chrétien do Hubble, tornando-o um observatório potencialmente ideal para a energia escura ou outras pesquisas astrofísicas. O espelho secundário é montado em um hexápode para aumentar a capacidade de visão lateral e varredura do solo para a função de reconhecimento originalmente pretendida.

O KH-11 foi o primeiro satélite de reconhecimento equipado com a tecnologia de array de dispositivo acoplado de carga (CCD) para geração de imagens com resolução de 800×800 pixels. A espaçonave pousou com sucesso em 4 de março, na Edwards AFB, pesando no pouso 84.912 kg.

STS-38, Atlantis

A Atlantis foi lançada em 15 de novembro de 1990, da plataforma de lançamento 39-A em Cabo Canaveral, entrando em órbita de 260 por 269 km, inclinada em 28, 47°, com 88.000 kg na decolagem (De acordo com a revista Aviation Week, o shuttle inicialmente entrou em uma órbita de 204×519 quilômetros com uma inclinação de 28,45 graus). Em seguida, executou três ignições do sistema de manobra orbital, a última na quarta órbita. A primeira delas circulou a órbita em 519 quilômetros.

Comandante: Richard O. Covey; Piloto: Frank L. Culbertson Jr.; Especialistas de Missão: Robert C. Springer, Carl J. Meade e Charles D. Gemar.

Naquela época, o mundo estava à beira de um conflito total no Oriente Médio, após a invasão do Kuwait em agosto de 1990 pelo ditador iraquiano Saddam Hussein. Neste cenário tempestuoso de guerra iminente, que estabeleceria as bases para ataques posteriores ao Iraque e a eventual derrubada de Saddam, a Atlantis disparou em órbita na sétima missão secreta do shuttle para o Departamento de Defesa.

Até hoje, os detalhes exatos do que a tripulação da STS-38 fez durante seus cinco dias em órbita permanecem envoltos em segredo. Mas, como acontece com essas missões secretas, eventos reais e rumores tornaram-se estranhamente justapostos e não pode haver dúvida de que muitos anos se passarão antes que quaisquer fatos concretos sobre este voo misterioso vejam a luz do dia.

Esta foi a sétima missão do Departamento de Defesa, e informações sobre ele permaneceram, novamente, confidenciais. Mais uma vez, não houve comentários até nove minutos do lançamento.

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O objetivo principal era lançar o satélite de reconhecimento USA-67. De acordo com a Aviation Week, este satélite era um satélite espião eletrônico a caminho da órbita geossíncrona como os lançados por STS-51C e STS-33, usados para monitorar os eventos durante a primeira Guerra do Golfo em 1990.

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O USA-67, ou “DOD-05 AFP-658” SDS-B nº 2/PKM, foi ejetado usando uma mesa de rotação desconhecida, no segundo dia de voo. Uma falha no estágio de propulsão de perigeu, perigee kick motor (o PKM), deixou o satélite em uma órbita de transferência geossíncrona no estilo “Molniya” altamente alongada finalmente alcançando a órbita geoestacionária meses depois. Os satélites tinham pesos semelhantes aos da missão STS-28R.

Observadores especularam que o USA-67 era um satélite de comunicações militares SDS-2, como aqueles lançados na STS-28 e na STS-53. Uma imagem divulgada publicamente do estabilizador vertical e antepara superior de popa, semelhante à divulgada pela STS-53, confirma que o ASE (Airborne Support Equipment, Equipamento de Suporte Aerotransportado) para o estágio IUS estava ausente deste voo.

Quase uma década depois da missão, na primavera de 1998, imagens e fitas de vídeo de um SDS-B em construção foram divulgadas pelo National Reconnaissance Office (NRO), juntamente com a identidade de seu contratante principal, Hughes.

Fisicamente, o satélite lembrava o Syncom-4 – também chamado “Leasat” –, operados pela US Navy, que foram lançados a partir do space shuttle em um movimento lateral semelhante ao de um frisbee. O último Syncom-4 foi transportado na STS-32 em janeiro de 1990. Foi sugerido que o SDS-B ocupava uma órbita de alto apogeu e baixo perigeu, variando de cerca de 480 km e tão distante quanto 38.000 km e funcionando em inclinações acentuadas que alcançariam o apogeu sobre o hemisfério norte.

O SDS-B (possivelmente codinome “Quasar”) apresentava um par de antenas parabólicas de 4,5 metros de diâmetro e uma terceira parabólica menor para downlink de banda Ku. Acredita-se também que ele carregava o sistema de alerta infravermelho Heritage para detecção de mísseis balísticos. No geral, o satélite media quatro metros de comprimento e três metros de largura em sua configuração retraída, com uma massa de lançamento estimada na faixa de 2.300 kg e 3.000 kg.

Alguns observadores notaram que o foguete impulsionador de combustível sólido usado para o SDS-B era um Orbus-21, fisicamente idêntico ao motor mais tarde instalado no Intelsat 603 por astronautas que caminhavam no espaço durante a STS-49 em maio de 1992. Isso levou a sugestões alternativas de que o SDS-B foi lançado “verticalmente” de um berço especial no compartimento de carga útil, em uma orientação mais próxima da Intelsat 603 do que do Syncom-4.

Independentemente de como SDS-B partiu da Atlantis, é certo que a ejeção foi concluída nas primeiras horas de 16 de novembro, após cerca de sete horas de voo, após o qual o orbitador realizou uma ignição de separação para se mover para uma distância segura em antecipação ao disparo do motor do satélite.

No entanto, de acordo com o observador Ted Molczan, em fevereiro de 2011, o delta-V da queima da Atlantis era menos de um décimo do que deveria ser para um motor ligado a uma carga útil do tamanho de um SDS-B. Além disso, ele notou que o próprio satélite permaneceu por algum tempo na órbita baixa, ao invés de iniciar sua escalada para a altitude operacional no próximo nó ascendente disponível.

Uma carga secreta não divulgada e ejetada na STS-38 foi revelada por observadores amadores em 2011. Liderados por novamente pelo pesquisador Ted Molczan, esses analistas identificaram um satélite tipo HS-376 em órbita geossíncrona que foi rastreada até a STS-38 devido ao “kick motor” PAM que deixou para trás. A carga útil foi identificada como um “Prowler”, satélite manobrável de inspeção e interceptação de rádio para examinar espaçonaves geossíncronas soviéticas. Uma designação internacional não oficial de “1990-097E” foi proposta para esse Prowler. O satélite foi lançado na 7ª órbita e então acendeu seu motor de foguete no nó ascendente da 8ª órbita, para colocá-lo em uma transferência geossíncrona.

A tripulação do ônibus espacial, então, aparentemente, realizou uma manobra incomum, abaixando sua órbita, ao invés de elevá-la. Também parece que o SDS-B finalmente disparou seu perigee kick motor PKM durante um período de 16,5 horas que se sobrepôs ao disparo do próprio motor do Prowler. A detecção pela estação de escuta de sinais operada pelos soviéticos perto de Havana pode ter sido contornada, e Molczan continuou cronometrando a ejeção do Prowler com muito cuidado assumindo que a Atlantis passou além do horizonte do radar cubano.

A missão foi estendida um dia, devido a ventos cruzados muito fortes no local de pouso planejado original na Edwards AFB. Condições adversas contínuas levaram à decisão de mudar o pouso para o KSC. A espaçonave, efetivamente, pousou em 20 de novembro, em Cabo Canaveral.

STS-39, Discovery

A espaçonave Discovery foi lançada em 28 de abril 1991, de Cabo Canaveral, da plataforma de lançamento 39-A; entrou em órbita de 248 por 263 km, inclinada em 57,0°. O shuttle decolou pesando 112.031 kg. A bordo, a tripulação: comandante Michael L. Coats; piloto L. Blaine Hammond; especialistas de missão Guion S. Bluford Jr., Gregory J. Harbaugh, Richard J. Hieb, Donald R. McMonagle e Charles L. Veach. A tripulação foi dividida em duas equipes para operações ininterruptas. Na equipe vermelha estavam Blaine Hammond, Charles Veach e Richard Hieb. Na Equipe Azul estavam Gregory Harbaugh, Donald McMonagle e Guion Bluford. Michael Coats mantinha seu próprio horário, independente de qualquer turno designado.

A nave transportou aproximadamente 9.713 kg de carga: A paleta científica AFP-675 (Science Pallet), pesando 4,628 kg, uma coleção de instrumentos científicos para observar alvos como a atmosfera, a aurora e estrelas em comprimentos de onda infravermelho, ultravioleta distante, ultravioleta e raio-X.

Incluía os experimentos:

• CIRRIS-1A, AFGL-201, FAR-UV (Far Ultraviolet Camera), NRL-803, URA (Uniformly Redundant Array), AFTAC-801, HUP (Horizon Ultraviolet Program), AFGL-801A, QINMS Quadruple Ion–Neutral Mass Spectrometer (espectrômetro de massa quádrupla íon-neutro), AFGL-304A, SPAS-II (Shuttle Pallet Satellite)/IBSS Infrared Background Signature Survey Payload (carga útil de pesquisa de assinatura de fundo infravermelho) com três detectores;
• O CIV – Critical Ionization Velocity (Velocidade de Ionização Crítica, pesando 551 kg), que consistia em quatro tanques de gás comprimido (dióxido de carbono, neônio, xenônio e óxido nítrico) montados na parede lateral do compartimento de carga para liberação e observação pelo IBSS/SPAS-II;
• O CRO – Chemical Release Observation experiment (experimento de observação de liberação química, com peso 592.8 kg) e que consistia em três subsatélites, pesando 81,6 kg cada, ejetados e observados pelo IBSS/SPAS-II (o CRO-A usando monometil hidrazina como propelente, o CRO-B com dimetil hidrazina assimétrica, e o CRO-C com tetraóxido de nitrogênio).
• O STP-1 (cinco experimentos montados em um sistema de suporte externo), de 1.94 kg.
• O UVLIM – Ultraviolet Limb Imaging experiment; o ALFE, Advanced Liquid Feed Experiment (experimento avançado de alimentação líquida); o SKIRT, Spacecraft Kinetic Infrared Test (teste cinético infravermelho de espaçonave); o DSE, Data System Experiment (Experimento de Sistema de Dados) e o APM (tal como na STS-31R).

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Também foi transportado um contêiner de experimentos multifuncional MPEC (Multipurpose Experiment Canister) com funções não especificadas, chamado USA-70 com massa de 122,5 kg.

A missão STS-39 foi a primeira missão não totalmente secreta do shuttle dedicada ao Departamento de Defesa, destacada por observações ininterruptas da atmosfera, liberações de gás, disparos do motor da nave, liberação de gás por subsatélite e estudo do ambiente orbital em comprimentos de onda que variavam de infravermelho a o ultravioleta distante.

Além disso, estava a bordo o Equipamento de Monitoramento de Radiação III (RME III) e um aparelho para otimizar o uso de sistemas de defesa (CLOUDS-I).

O AFP-675 foi patrocinado pela Divisão de Sistemas Espaciais da USAF para uma melhor compreensão das dificuldades em identificar espaçonaves com sensores remotos e distinguir essas espaçonaves de fenômenos naturais. Os instrumentos também deveriam estudar vários alvos astronômicos de interesse.

O experimento IBSS da Strategic Defense Initiative Organization, montado na plataforma SPAS-II, foi lançado e recuperado pela Discovery para que pudesse observar os disparos do motor da nave à distância. O IBSS observou e registrou a assinatura infravermelha desses disparos e também realizou observações infravermelhas de outros alvos, incluindo os três subsatélites CRO liberados da Discovery. O IBSS observou os resíduos de queima dos combustíveis comuns tetraóxido de nitrogênio, monometil hidrazina e dimetil hidrazina liberados dos três subsatélites depois que eles foram lançados.

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O IBSS também observou as liberações dos gases dos recipientes do experimento CIV, simultaneamente com o IBSS. O IBSS foi patrocinado pela organização do sistema de defesa estratégica SDIO e as informações de seus estudos auxiliaram no desenvolvimento de sensores remotos para identificar mísseis.

O CIRRIS-1A foi o experimento de maior prioridade do AFP-675 e foi operado pela tripulação da Discovery a partir de um painel de comando na traseira da cabine. O experimento operou na porção infravermelha (comprimento de onda entre 2,5 e 25 micrômetros) e obteve medidas espectrais e espaciais simultâneas de airglow e emissões aurorais.

O braço do Sistema de Manipulação Remota foi usado para lançar o Shuttle Pallet Satellite-II (SPAS-II), no qual o IBSS foi montado. Após a ejeção da plataforma SPAS/IBSS, a tripulação realizou uma aceleração, ou “queima posígrada”, disparando os propulsores do sistema de controle de reação da Discovery para elevar a órbita cerca de 1600 metros acima do SPAS.

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O efeito dessa manobra desviou a Discovery para um ponto cerca de 10.4 km atrás do SPAS, a distância necessária para observações em campo distante. Chegando naquele ponto uma órbita após a queima de separação, a tripulação disparou o sistema de controle de reação para frear a Discovery e colocá-la novamente na mesma órbita do SPAS.

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Depois de separar para mais de 14,5 km, uma queima retrógrada baixou ligeiramente a órbita da Discovery para ultrapassar o SPAS/IBSS. Várias queimas de ajuste de curso foram realizadas conforme a Discovery se aproximava de seu alvo, a fim de chegar diretamente na frente do SPAS na mesma trajetória de voo.

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A tripulação então manobrou manualmente para dentro do alcance do sistema do manipulador remoto para captura.

Entre outras observações, o SPAS-II/IBSS observou a Discovery enquanto ela realizava algumas manobras orbitais, incluindo o “Malarkey Milk-shake”. A ejeção do IBSS foi adiada um dia, até o quarto dia de voo, para dar prioridade à conclusão do experimento CIRRIS que estava esgotando seu suprimento de refrigerante de hélio líquido mais rápido do que o esperado ao fazer observações de aurora e emissões de gases.

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O experimento STP-1 foi uma coleção variada de instrumentos científicos, incluindo um que observou o efeito luminoso “airglow” do oxigênio atômico; um que testou um novo método de fluxo de propelentes de foguete para auxiliar no projeto de motores futuros; e outro para observar as camadas superiores da atmosfera da Terra em vários momentos, incluindo o nascer e o pôr do sol, em comprimentos de onda ultravioleta.

O STP-1 foi patrocinado pela Divisão de Sistemas Espaciais da USAF. Depois que o space shuttle entrou em órbita e as portas do compartimento de carga foram abertas, a carga útil foi então comandada do solo por um centro de controle localizado no Goddard Spaceflight Center, GSFC.

O Ascent Particle Monitor (APM), patrocinado pelo destacamento de Localização Operacional da Divisão de Sistemas Espaciais da USAF em Houston, Texas, consistia em uma pequena caixa com uma porta fixa e uma outra móvel montada em um arranjo de concha sobre uma caixa de alumínio. Cada porta continha seis porta-cupons nos quais amostras de materiais eram instaladas. A porta foi fechada antes do voo para proteger os cupons do meio ambiente. Foi aberta depois que as operações terrestres foram concluídas e as portas do compartimento de carga estavam prestes a ser fechadas em preparação para o lançamento.

Um conjunto de motor/caixa de engrenagens, baterias, circuito de detecção de lançamento e circuito de abertura de porta estavam no invólucro de alumínio da unidade. O motor elétrico foi usado para abrir e fechar a porta para que as partículas pudessem ser coletadas em momentos específicos durante a subida do ônibus espacial. Um circuito de temporização interno controlava o movimento da porta.

O Multi-Purpose Experiment Canister (MPEC) realizou o experimento secreto patrocinado pela Divisão de Sistemas Espaciais da USAF. O contêiner Get Away Special (GAS) modificado foi montado em uma viga fixada na parede lateral de estibordo do compartimento de carga. O canister modificado incluiu uma extensão 22,9 centímetros contendo um kit de ejeção, eletrônicos e um conjunto de porta motorizada.

A tripulação fornecia energia ao MPEC por meio do painel de interruptores no compartimento da tripulação. Guion Bluford enviou um comando para abrir a porta do canister e, após verificar se estava aberta, armou o mecanismo de ejeção e enviou o comando de desdobramento. O experimento foi ejetado com uma velocidade relativa de cerca de 0,8 m/s por um mecanismo de mola. Após a ejeção, a porta do canister foi fechada e a energia desligada.

O Equipamento de Monitoramento de Radiação III (RME-III) mediu a taxa e dosagem de radiação ionizante para a tripulação em diferentes locais da cabine do orbitador. O instrumento portátil mediu a radiação de raios gama, elétrons, nêutrons e prótons e calcula a quantidade de exposição. As informações foram armazenadas em módulos de memória para análise pós voo. A espaçonave aterrissou em 6 de maio, em Cabo Canaveral, com 95.970 kg no pouso.

STS-44, Atlantis

A Atlantis foi lançada em 24 de novembro de 1991, a partir de Cabo Canaveral, da plataforma de lançamento 39-A, entrando em órbita de 363 por 371 km, com inclinação de 28,47°, com a nave pesando na decolagem 117.766 kg. A tripulação era formada pelo comandante Frederick D. Gregory; piloto Terence T. Henricks; especialistas de Missão: Mario Runco Jr., James S. Voss, F. Story Musgrave e Thomas J. Hennen.

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A missão foi dedicada ao Departamento de Defesa. A carga útil não classificada incluía um satélite do Programa de Apoio à Defesa (DSP-16 “Liberty”, ou USA-75) projetado para detectar detonações nucleares, lançamentos de mísseis e lançamentos espaciais de uma órbita geossíncrona com um estágio inercial IUS-14. O peso do DSP/IUS foi de 17.063,2 kg (DSP com 2.358,7 kg). A nave transportou também o IOCM (Monitor de Contaminação Operacional Provisório/USAF) tal como na missão STS-32R.

Depois de lançar o DSP no primeiro dia de voo, a tripulação foi trabalhar com uma variedade de cargas úteis secundárias. O experimento Terra Scout incluiu uma avaliação do uso do shuttle para observar vários locais na Terra por Thomas Hennen, um analista que estudou previamente os locais a serem observados. O experimento Military Man in Space avaliou a capacidade de um observador de reunir informações sobre tropas terrestres, equipamentos e instalações. Hennen usou o Spaceborne Direct–View Optical System (SpaDVOS) para auxiliá-lo. Cada alvo tinha um pacote preparado que incluía mapas e fotografias selecionados. Vários alvos selecionados no solo tinham painéis de grande resolução dispostos em um padrão de grade. O uso dessas grades facilitou a quantificação do limite de resolução visível do ônibus espacial.

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O M88-1 foi uma série contínua de experimentos de três serviços projetados para avaliar as capacidades visuais e de comunicação do homem a partir do espaço. As áreas de investigação incluíram tarefas dinâmicas, retransmissão de informações quase em tempo real e quantificação dos limites de resolução visual do astronauta. A missão incorporou pequena abertura, óptica de longa distância focal e uma câmera de dispositivo de carga acoplada CCD para produzir uma imagem digital de alta resolução que era armazenada, manipulada e avaliada em órbita. As descobertas pertinentes foram então comunicadas por voz via UHF aos usuários do campo tático segundos após a observação ter sido concluída.

A ênfase estava na coordenação observações com o DoD em andamento com exercícios para avaliar os benefícios militares de um observador espacial. As implicações políticas do uso de astronautas da NASA para fornecer dados diretamente para forças militares em terra durante missões de shuttle era muito comentado na imprensa, sem confirmação pela NASA. Esse voo e a missão seguinte (STS-53) foram os únicos exemplos reconhecidos desta política.

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Para produzir um movimento de varredura para o sensor infravermelho, o satélite era girado em torno de seu eixo que apontava para a Terra. O momento de rotação do satélite foi reduzido a um valor nominal de zero pela introdução de um momento igual e oposto alcançado durante a operação de uma roda de reação. O satélite de “impulso zero” resultante foi controlado por atitude por propulsores de gás.

O objetivo do sensor era detectar, localizar e identificar alvos de interesse, fontes intensas de radiação infravermelha. O sensor e a espaçonave, que juntos constituem o satélite, foram colocados em órbita geossíncrona-equatorial de modo que o telescópio fosse apontado para a Terra e girado a seis revoluções por minuto. O eixo de rotação do satélite era apontado à superfície terrestre. Um requisito principal era manter a direção do apontamento com precisão.

A detecção de fontes de infravermelho era realizada com o telescópio e porções de matriz de células fotoelétricas (PEC) do subsistema infravermelho. O conjunto de detectores PEC, montado na linha central do telescópio para coincidir com a superfície da imagem da ótica, varria a superfície por meio da rotação do satélite. Quando um detector passava por uma fonte de infravermelho, ele gerava um sinal eletrônico. Os sinais foram retransmitidos para unidades de processamento, onde foram agrupados e enviados para o solo para uso em missões.

O IUS 14, o impulsionador usado para o DSP, era um foguete de dois estágios pesando aproximadamente 14.741 kg. Cada estágio tinha um motor de propelente sólido, de relativa simplicidade, alta confiabilidade, baixo custo e alta segurança. O IUS tinha 5,18 metros de comprimento e 2,82 metros de diâmetro. Consistia em uma saia traseira, o motor sólido principal contendo 9.706 kg de propelente, gerando aproximadamente 19.050 kg de empuxo; uma saia de interligação; o motor de foguete sólido de segundo estágio com 2.721 kg de propelente gerando 8.164 kg de empuxo; e uma seção de suporte de equipamentos.

A verificação pré-liberação em órbita começou, seguida por uma verificação do link de comando do IUS e a verificação do comando da espaçonave. As manobras de compensação da órbita foram realizadas neste momento.

As travas foram liberadas e a estrutura traseira do equipamento de suporte aerotransportado inclinou o conjunto IUS/DSP a 29 graus. Isso estendeu o satélite para fora do compartimento de carga, permitindo a comunicação direta com a Terra durante a verificação dos sistemas. O orbitador foi então manobrado para a atitude de ejeção.

Depois de verificar se o satélite estava com energia interna do IUS e que todas as operações de pré-lançamento do IUS/DSP foram concluídas com sucesso, uma decisão “ir/não ir” (go/no-go) para o lançamento do IUS/DSP foi enviada à tripulação. Quando a tripulação de voo da órbita recebeu a permissão, ativaram os parafusos pirotécnicos que separaram os cabos umbilicais do IUS/DSP.

A tripulação então comandou o atuador de inclinação eletromecânico para inclinara a mesa de suporte a uma posição de ejeção de 58 graus. Os propulsores do orbitador foram desligados e o dispositivo de separação pirotécnica foi iniciado para separar a combinação IUS/satélite da mesa de inclinação. Molas forneceram a força para lançar o IUS/DSP do compartimento da nave a aproximadamente 10,7 centímetros por segundo.

A mesa de inclinação então foi abaixada para menos seis graus depois que o IUS e sua espaçonave foram ejetados. Uma pequena manobra orbital foi feita para se afastar do IUS/DSP. Aproximadamente 15 minutos após a ejeção, os motores da nave foram acionados para afastá-la.

Cerca de 45 minutos após a ejeção, os inibidores dos parafusos pirotécnicos do primeiro motor de foguete sólido foram removidos. A barriga da nave foi orientada para a combinação IUS/DSP para proteger as suas janelas da “pluma” produzida pela queima do motor do IUS.

O instrumento de pluma ultravioleta da Strategic Defense Initiative (Ultra Violet Plume Instrument, UVPI) era um pacote de sensores que coletava imagens da emissão UV de plumas de foguetes no espaço e mede os fundos UV vistos de uma plataforma espacial.

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Um espelho oscilante permitiu que o UVPI olhasse objetos dentro de um cone de meio ângulo de 50 graus em torno do nadir. Outro espelho montado na porta do instrumento permitia a observação das estrelas e do horizonte da Terra quando a porta estava parcialmente aberta. O UVPI tinha duas câmeras. A câmera rastreadora tinha um campo de visão de 1,9×2,5 graus e foi usada para adquirir e rastrear alvos para que o rastreador eletrônico pudesse travar e trazê-lo para o campo de visão menor (0,11×0,15 graus) da câmera de pluma. A câmera rastreadora tinha uma banda passante de 245 a 450 nanômetros. A câmera de pluma tinha quatro filtros que podiam ser selecionados.

Grande parte do tempo da tripulação foi dedicado à investigação da pressão negativa da parte inferior do corpo (Lower Body Negative Pressure, LBNP). Esta foi a validação de uma contramedida combinando reidratação e estresse ortostático para uso em voos espaciais mais longos. Operacionalmente era uma aplicação única, um tratamento de quatro horas programado para o dia anterior ao pouso. O processo de validação, no entanto, usou um cronograma mais extenso de testes do LBNP.

A unidade LBNP era um dispositivo semelhante a um saco de dormir selado na cintura. Uma vez que o astronauta estava posicionado no dispositivo, a pressão era gradualmente diminuída, atraindo fluidos para a parte inferior do corpo, de forma muito semelhante à que a gravidade faz quando se está em pé na Terra. Os astronautas também ingeriram comprimidos de sal e água durante a atividade com o LBNP. Esperava-se que o resultado do procedimento fosse um aumento da tolerância de ficar em pé ao retornar à gravidade da Terra.

O Equipamento de Monitoramento de Radiação III mediu a exposição à radiação ionizante da tripulação dentro da cabine. O RME-III mediu a radiação gama, elétrons, nêutrons e prótons e calculou a exposição em tempo real. As informações foram armazenadas em módulos de memória para análise pós voo.

O Shuttle Activation Monitor (SAM) foi projetado para medir dados de raios gama dentro da órbita em função do tempo e localização. O experimento Monitor de Ativação e Efeitos da Radiação Cósmica (Cosmic Radiation Effect Activation Monitor, CREAM) foi usado para coletar dados sobre perda de energia de raios cósmicos, fluxos de nêutrons e radioatividade induzida. O monitor foi utilizado para obter dados em tempo real, enquanto os monitores passivos obtiveram dados para serem analisados após o voo. Todo o equipamento cabia em um armário no convés médio da Discovery.

Os testes da USAF Maui Optical Site (AMOS) permitiram que sensores eletro-ópticos baseados em terra localizados no Monte Haleakala, em Maui, Havaí, coletassem imagens e dados de assinatura da nave durante sobrevoos. As observações feitas do orbitador, durante a execução de disparos de propulsor do sistema de controle de reação, despejos de água ou ativação das luzes do compartimento de carga, foram usados para apoiar a calibração dos sensores AMOS. Os testes do AMOS não tinham nenhum instrumento na nave e apenas exigiam que ela estivesse em atitude e condições de iluminação predefinidas para serem seguidas pelos sensores no Havaí.

O objetivo do experimento VFT-1 era medir as mudanças na visão de indivíduos expostos à microgravidade. Consistia em um dispositivo de teste portátil movido a bateria que incorporava uma ocular binocular e usava iluminação controlada para apresentar alvos visuais para o teste do sujeito. O dispositivo mediu vários parâmetros de desempenho da visão. Os resultados dos testes foram lidos em um display e registrados em planilhas de dados.

No final da manhã de 30 de novembro, a IMU-2, uma das três unidades de medição inercial, um elemento crítico de navegação, de repente falhou. Trabalhando em colaboração com o Centro de Controle da Missão (MCC) no Centro Espacial Johnson (JSC) em Houston, Texas, os astronautas tentaram religar o dispositivo, na esperança de reativá-lo, mas sem sucesso. “Fred, nós esgotamos as ideias sobre a IMU-2 ”, a oficial de comunicação Jan Davis, desanimada, disse a Gregory. “Vemos problemas tanto com a atitude quanto com a velocidade. Declaramos que a IMU-2 falhou. Queremos que você a deixe ligada por enquanto e nós ainda estamos discutindo as implicações dessa falha e voltaremos com você quando tivermos um plano.” A decisão de deixar a unidade ligada foi questionada pelo Diretor de Voo, Phil Engelauf, embora tenha sido determinado que ela não estava consumindo nem mais nem menos eletricidade do que antes da falha e não apresentava nenhuma evidência de curto-circuito.

A Atlantis pousou em 1º de dezembro na Pista 5 da base de Edwards. A aterrissagem produziu uma impressionante cauda de poeira atrás da Atlantis e, como parte de um teste detalhado, Gregory completou a maior parte do rollout sem tocar nos freios. Mas por fim, vendo a aproximação do final da pista, ele chamou Houston para aplicar os freios a uma velocidade de solo de apenas 27 km/h. “Houston, eu vou parar antes de chegarmos ao final da pista.” “Entendido, Atlantis,” respondeu o oficial de comunicações Bob Cabana. “Nós concordamos.”

A duração da missão foi de seis dias, 22 horas, 50 minutos e 44 segundos. O pouso ocorreu durante a 110ª órbita. O pouso havia sido planejado originalmente para 4 de dezembro, mas a missão foi encurtada devido à falha em voo da IMU.

STS-53, Discovery

A espaçonave Discovery foi lançada em 2 de dezembro de 1992, de Cabo Canaveral, da plataforma de lançamento 39-A; a nave estabeleceu-se em órbita de 365 por 376 km, com inclinação de 57,0° e entrou em órbita com massa de 110.655 kg.

Comandante: David M. Walker; piloto: Robert D. Cabana; especialistas de missão: Guion S. Bluford, Jr., James S. Voss e Michael R. Clifford.

A STS-53 foi a missão final dedicada ao Departamento de Defesa. A Discovery carregava uma carga primária secreta para o DoD, duas cargas secundárias não classificadas e nove experimentos intermediários também não classificados. A carga útil principal, o USA-89, também conhecido como “DoD-1”, foi a última carga útil principal do shuttle para o Departamento. O satélite foi o terceiro de comunicações militares Satellite Data System-2, depois do USA-40 na STS-28 e do USA-67 na STS-38. O DoD-1 SDS-B nº 3/PKM, 1992-86B/USA-89, foi ejetado usando uma mesa de rotação desconhecida. O satélite foi colocado em uma órbita do tipo Molniya e sua massa era semelhante ao da missão STS-28R.

As cargas úteis secundárias contidas ou anexadas ao contêiner Get Away Special – GAS no compartimento de carga incluíam:

• ODERACS-1 (Orbital Debris Radar Calibration Spheres) pesando 338,8 kg, eram seis esferas de metal pesando 21,5 kg ejetadas do contêiner de GAS “MDA” para rastreamento do NORAD. O objetivo principal do experimento ODERACS era fornecer uma fonte para o ajuste fino do Haystack Radar, localizado em Tyngsboro, MA, e operado pelo Laboratório Lincoln no Instituto de Tecnologia de Massachusetts para a USAF.
• As esferas – duas de 0,15 metro de diâmetro, duas de 0,10 m e duas de 0,05 m – seriam colocadas em órbita de 377 km ao serem ejetadas do compartimento de carga. A NASA queria usar as informações do radar como parte das informações coletadas para medir a quantidade de destroços na órbita da Terra. O radar Haystack deveria observar objetos tão pequenos quanto um centímetro de diâmetro em alcances superiores a 1.000 quilômetros. As seis esferas foram planejadas para serem ejetadas da Discovery em sua 31ª órbita e rastreadas por uma série de instalações de radar, incluindo o Haystack Radar, bem como vários telescópios. Instalações ao redor do mundo que devem rastrear as esferas incluem o radar Millstone, o radar Kwajalein, o radar Eglin na Flórida e o radar FGAN na Alemanha. Michael Clifford estava programado para lançar essas esferas de calibração. O experimento falhou no lançamento devido a defeito na eletrônica do GAS;
• Cargas úteis secundárias: no mid-deck (convés inferior): AMOS (tal como na STS-29R), STL (tal como na STS-45), RME-III (tal como na STS-51A), VFT-2 (tal como na STS-44), UVPI (tal como na STS-43), CLOUDS-1A (tal como na STS-41D), CREAM (tal como na STS-48);
• Ainda havia os equipamentos HERCULES (Hand–Held, Earth–Oriented, Realtime, Cooperative, User–Friendly, Location–Targeting, and Environmental System, ou Sistema portátil, orientado para a Terra, em tempo real, cooperativo, de fácil utilização, direcionamento de localização e ambiental). A STS-53 marcou o primeiro uso do HERCULES. A bordo, o astronauta deveria iniciar o sistema apontando a câmera, com o giroscópio acoplado, para duas estrelas conhecidas para obter uma orientação. O astronauta então obtinha imagens apontando a câmera para a Terra e disparando o obturador. Com o HERCULES, o astronauta só precisava olhar para o ponto de interesse, permitindo o uso de várias lentes de câmeras diferentes. Durante o dia, o sistema usava qualquer lente compatível com a Nikon. À noite, funcionava com um intensificador de imagem desenvolvido pelo Laboratório de Visão Noturna do US Army. O HERCULES capturava imagens digitalmente, para análise por computador. Devido a problemas de bateria, o HERCULES foi reduzido.

O BLAST, Battlefield Laser Acquisition Sensor Test (teste do sensor de aquisição de laser em campo de batalha) foi um projeto patrocinado conjuntamente pelo Comando Espacial do US Army, Colorado Springs, o Escritório de Pesquisa de Tecnologia Espacial do US Army, Adelphi, MD, e o Night Vision Electro Optics Directorate, Ft. Belvoir, VA. O experimento foi projetado para demonstrar a tecnologia associada ao uso de um receptor de laser espacial para detectar a energia do laser em locais de teste baseados no solo. O BLAST estava sendo integrado e pilotado no shuttle sob a direção do Programa de Teste Espacial do Departamento de Defesa. Deveria demonstrar a capacidade do US Army de fazer uplink de dados do Sistema de Posicionamento Global por meio de laser. O teste envolveu o uso de duas instalações de rastreamento óptico localizadas no Sítio Óptico de Maui da USAF no Havaí e nas Instalações de Teste de Malabar em Palm Bay, Flórida. Além disso, locais de rastreamento portáteis foram configurados em vários locais de campo do DoD. O experimento foi reduzido devido a problemas de bateria.

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Outros dois experimentos foram o MIS-1, Microcapsules in Space (Microcápsulas no Espaço) e o FARE, Fluid Acquisition and Resupply Experiment (Experiência de Aquisição e Reabastecimento de Fluidos).

O MIS-1 foi integrado sob a direção do Programa de Teste Espacial do Departamento de Defesa. No voo, os astronautas realizaram dois experimentos para produzir microcápsulas antibióticas de liberação prolongada. O antibiótico, ampicilina, foi micro encapsulado com um polímero biodegradável. Cientistas do Southern Research Institute e do US Army tinham motivos para acreditar que as microcápsulas feitas em ausência de peso terão propriedades muito superiores às microcápsulas feitas na Terra. As microcápsulas são esferas minúsculas, tipicamente de 50 a 100 micrômetros de diâmetro. Para comparação, o cabelo humano tem cerca de 100 micrômetros de espessura e as células sanguíneas humanas têm cerca de sete micrômetros de diâmetro.

Embora a microencapsulação tenha sido inicialmente usada para desenvolver produtos como papel de fotocópia e produtos para raspar e cheirar, ela passou a ser usada para produtos farmacêuticos e produtos químicos de alto desempenho (materiais inteligentes). Os cientistas esperavam que o conhecimento obtido com o MIS levasse a melhores produtos farmacêuticos feitos na Terra, bem como no espaço.

O FARE investigou a dinâmica da transferência de fluidos em microgravidade. Alojado em quatro armários intermediários, foi projetado para demonstrar a eficácia de um dispositivo para aliviar os problemas associados à transferência de líquido sem vapor. O dispositivo usou a tensão superficial do líquido para controlar sua posição dentro de em um tanque esférico de abastecimento e um tanque receptor esférico, ambos de 30,48 cm feito de acrílico transparente.

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Os itens adicionais incluíam linhas de transferência de líquido, duas garrafas de ar pressurizado, um cilindro calibrado e válvulas associadas, linhas, acessórios, medidores de pressão e uma unidade de exibição do medidor de vazão.

Os especialistas conduziram esse experimento, usando uma sequência de operações de válvula manual. O ar das garrafas pressurizadas foi usado para transferir o fluido do tanque de abastecimento para o tanque receptor e de volta para o tanque de abastecimento oito vezes durante a operação de oito horas. O tanque receptor continha defletores para controlar os movimentos do fluido durante e uma tela de malha fina para filtrar o vapor do líquido. Um respiradouro removia o vapor do tanque receptor conforme o nível do fluido aumentava.

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O experimento Shuttle Glow (GLO) usou o Arizona Imaging Spectrograph (AIS) para investigar as interações do shuttle com o ambiente, como o brilho do oxigênio atômico na cauda do orbitador e outras superfícies e “fenômenos de esteira”. O AIS observou os casulos do sistema de manobra orbital e disparos de jato do sistema de controle de reação, despejos de água residual e operações do sistema de resfriamento. O AIS possuía câmeras e espectrógrafos para registrar nas bandas ultravioleta, visível e infravermelho.

O AIS era quase idêntico ao instrumento Infrared Background Signature Survey que voou na STS-39. O AIS foi montado no compartimento de carga em uma pequena placa de suporte.

O GCP (GLO/Cryogenic Heat Pipe Experiment, CRYOHP) no compartimento de carga usando instrumentos externos e compartimento de eletrônicos, com peso de 700 kg, foi um experimento conjunto do Departamento de Defesa/NASA para testar uma tecnologia avançada para rejeitar o excesso de calor de sensores infravermelhos em veículos espaciais. O principal objetivo do experimento foi provar que os tubos criogênicos podiam operar de forma confiável de menos 213 a menos 128 graus Celsius. O oxigênio líquido serviu como fluido de trabalho no CRYOHP em vez de água, amônia ou Freon usados pela maioria dos conceitos de tubos de calor.

O objetivo do CLOUDS, um experimento Military Man In Space, foi observar a variação na cobertura de nuvens em função do ângulo em que eram vistas da órbita.

O equipamento utilizado foi uma câmera padrão Nikon 35 mm. Um astronauta apontava a câmera para alvos e continuamente fotografava a cena enquanto a nave passava. As cenas de interesse eram identificadas por meteorologistas e retransmitidas para a tripulação do shuttle. Esta missão se concentrou em clima severos, incluindo tempestades e tempestades tropicais. Os resultados do experimento CLOUDS foram armazenados em um banco de dados de alta resolução para uso pela comunidade meteorológica e do Programa de Satélites Meteorológicos de Defesa (DMSP).

O experimento Monitor de Ativação e Efeitos da Radiação Cósmica (CREAM) foi projetado para coletar dados sobre espectros de perda de energia de raios cósmicos, fluxos de nêutrons e radioatividade induzida. Os dados foram coletados por monitores ativos e passivos colocados em locais específicos em toda a cabine. Os dados do CREAM foram obtidos nos mesmos locais usados para coletar dados para o experimento Radiation Monitoring Equipment–III, na tentativa de correlacionar os dados entre os dois. O monitor ativo obteve dados espectrais em tempo real, enquanto os monitores passivos obtiveram dados durante toda a missão para serem analisados após o voo. O equipamento tinha o monitor de raios cósmicos ativo, um detector de iodeto de sódio passivo e até cinco pacotes de detectores passivos. Todo o equipamento cabia em um armário no convés médio da Discovery.

O Equipamento de Monitoramento de Radiação III (RME-III) era um instrumento que media a exposição à radiação ionizante na nave. Ele exibia a taxa de dose e a dose total de radiação acumulada para o astronauta. Simultaneamente, o dispositivo registrava o número de interações de radiação e a dose acumulada em intervalos de 10 segundos e armazenava os dados em uma memória interna para análise de acompanhamento no retorno à Terra.

O módulo Space Tissue Loss (STL) foi desenvolvido para ajudar os cientistas e médicos do US Army a entender mais sobre os efeitos do voo espacial em sistemas de vida frágeis, incluindo o sistema imunológico, músculos e ossos.

O dispositivo de teste Testador de Função Visual – Modelo II (VFT-2), mediu a sensibilidade do olho no limiar de contraste de imagem. O dispositivo era pequeno, portátil, movido a bateria e apresentava três tipos de padrões de imagem aos olhos. Este foi o sexto de uma série de voos com este testador. Dois dos astronautas participaram do experimento. Eles receberam treinamento e fizeram o teste duas vezes antes do voo para estabelecer seu desempenho básico, e usaram o VFT-2 diariamente na missão, no pouso e duas vezes após o voo. O objetivo desses experimentos era determinar se alguma mudança na visão ocorria enquanto no espaço e, em caso afirmativo, se as mudanças eram clinicamente significativas e com que rapidez o indivíduo se recuperava.

A espaçonave, já pesando 87.641 kg, pousou em 12 de setembro, na Edwards AFB.