奋进号航天飞机STS-68任务成功完成，为地球科学研究提供重要数据

1994 年 9 月 30 日，奋进号航天飞机第七次升空。在为期 11 天的任务中，STS-68 机组人员由指挥官迈克尔·A·贝克、飞行员特伦斯“特里”W·威尔卡特、任务专家史蒂文·L·史密斯、丹尼尔·W·伯施、彼得·JK“杰夫”威索夫和有效载荷指挥官托马斯“汤姆”D·琼斯组成，操作了第二空间雷达实验室 (SRL-2)，这是 NASA 地球任务的一部分。两次任务在 SRL-1 发射五个月后开始飞行，其结果为人们提供了前所未有的洞察地球在不同季节的全球环境的机会。宇航员使用 SRL-2 的美国、德国和意大利雷达仪器和手持相机观察了世界各地预先选定的地点以及任务期间喷发的火山。

1993 年 8 月，NASA 任命琼斯为 SRL-2 有效载荷指挥官，八个月后他作为任务专家执行了 STS-59（SRL-1 任务）。当 NASA 无法满足 JPL 的要求，让他们的人员作为有效载荷专家执行 SRL 任务时，达成的折衷解决方案是让一名 NASA 宇航员（这次就是琼斯）执行两次任务。琼斯于 1990 年入选宇航员，STS-59 是琼斯的首次飞行，STS-68 是他的第二次飞行。1993 年 10 月，NASA 公布了 STS-68 其余机组人员名单。对于 1985 年入选的贝克来说，SRL-2 是他第三次太空旅行，此前他曾执行过 STS-43 和 STS-52。除了琼斯，威尔卡特、伯施和威索夫都来自 1990 届，绰号“毛球”。 STS-68 标志着威尔卡特的首次太空飞行，而伯施此前曾执行过一次 STS-51 任务，威索夫则执行过 STS-57 任务。史密斯是 1992 届“猪队”中第一个被分配到太空飞行的人，但 8 月 18 日的发射中止使他失去了第一个真正飞行的人的称号，这一荣誉被授予杰里·M·林宁格，因为STS-64最终先于 STS-68 飞行。

SRL 有效载荷由三个主要部分组成 -由位于加利福尼亚州帕萨迪纳的 NASA 喷气推进实验室建造的星载成像雷达-C（SIR-C） 、由德国航天局 DLR 和意大利航天局 ASI 赞助的X 波段合成孔径雷达（X-SAR）以及由位于弗吉尼亚州汉普顿的 NASA 兰利研究中心建造的卫星空气污染测量仪（MAPS）。来自 13 个国家的科学家参加了 SRL 数据收集计划，在预先选定的观测地点提供地面实况。SIR 系统于 1981 年 11 月首次作为 SIR-A 在STS-2上飞行，尽管缩短的任务限制了数据收集。它于 1984 年 10 月作为 SIR-B 在STS-41G上再次飞行，并收集了大量有用的数据。

基于这一成功，NASA 计划在 STS-72A 上执行 SRL 任务，于 1987 年 3 月从加州范登堡空军基地（现为太空军基地）发射升空，进入近极地轨道，但挑战者号事故取消了这些计划。由于极地轨道不再可行，57 度倾角仍然是 NASA 位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心 (KSC) 可实现的最高倾角，仍允许雷达研究地球 75% 以上的陆地。按照最初的设想，SRL-2 将在第一次任务后约六个月飞行，以便在不同的季节收集数据。航天飞机计划将第二次任务的日期提前到 1994 年 8 月，仅比第一次任务晚四个月。但事件的介入部分缓解了这种干扰。

1994 年 5 月，奋进号在完成上一次飞行（STS-59 SRL-1 任务）后返回肯尼迪航天中心。肯尼迪航天中心轨道器处理设施的工人翻新了 SRL-1 有效载荷，以便重新飞行，并对轨道器进行了维护，于 7 月 21 日将其移至航天器装配大楼 (VAB)，以便与其外部燃料箱和固体火箭助推器 (SRB) 进行对接。奋进号于 7 月 27 日移至 39A 发射台。8 月 1 日，六名 STS-68 机组人员前往肯尼迪航天中心参加终端倒计时演示测试，这实际上是发射倒计时的彩排。他们于 8 月 15 日返回肯尼迪航天中心，当天最终倒计时开始。

奋进号计划于 8 月 18 日美国东部时间上午 5:54 发射，在平稳的倒计时之后，奋进号的三个主发动机在升空前 6.6 秒启动。在两台 SRB 点火将航天飞机组件从发射台上抬起时，仅剩 1.8 秒，冗余组发射序列器 (RSLS) 停止倒计时并关闭三个主发动机，其中两个在 T 零标记后继续运行。这是航天飞机计划的第五次也是最后一次发射中止，也是距离升空最近的一次。伯施现在是唯一经历过两次 RSLS 发射中止的人，他的第一次中止发生在一年前的 STS-51 上。工程师们将停机归因于三号发动机高压氧气涡轮泵的温度高于预期。这次中止使得奋进号于 8 月 24 日退回 VAB，用即将执行 STS-66 任务的亚特兰蒂斯号的三台发动机替换所有三个主发动机。工程师们将可疑发动机运往位于密西西比州的美国宇航局斯坦尼斯航天中心进行全面测试，测试结果显示发动机运行良好，并于 1995 年 7 月在 STS-70 任务中成功飞行。与此同时，奋进号火箭于 9 月 13 日返回 39A 发射台。

1994 年 9 月 30 日，奋进号于美国东部时间上午 6:16 准时升空，八分半钟后将机组人员和有效载荷送入太空。三十分钟后，航天飞机轨道机动系统 (OMS) 发动机点火，将他们送入 132 英里的轨道，与赤道倾斜 57 度。宇航员打开有效载荷舱门，展开航天飞机的散热器，脱下笨重的发射和进入服，将其收起，以备接下来的飞行。

宇航员开始将他们的航天器改造成一个科学平台，其中包括分成两个小组，以便全天 24 小时运作。贝克、威尔卡特和威索夫组成红队，史密斯、伯施和琼斯组成蓝队。在升空后五小时内，蓝队开始睡眠，而红队开始首次在轨轮换，启动有效载荷舱中的 SIR-C 和 X-SAR 仪器和一些中层实验。在检查 OMS 舱时，宇航员注意到一块瓷砖受损，后来归因于奋进号前窗边缘的一块瓷砖在进入轨道时松动而受到撞击。地面工程师评估了损坏情况，认为这对航天飞机的进入没有影响。

纯属巧合，俄罗斯堪察加半岛的克柳切夫火山在 STS-68 发射当天开始喷发。到任务的第二天，宇航员不仅用相机对准了高达 50,000 英尺并流经太平洋的火山灰柱，还对准了雷达仪器。这为科学家提供了有关这一惊人地质事件的前所未有的信息，他们还可以将这些图像与五个月前 SRL-1 收集的图像进行比较。

STS-68 机组人员在收到任务控制中心一天的延期后，继续在 11 天的飞行中对地球进行观测。在任务的第八天，他们将奋进号的轨道降低到 124 英里，开始进行一系列干涉测量研究，这些研究要求对 SRL-1 期间飞行的轨道进行极其精确的轨道机动，误差不超过 30 英尺，这是当时航天飞机历史上最精确的轨道机动。这些近乎完美重复的轨道允许构建选定地点的三维轮廓图像。宇航员修复了发生故障的有效载荷高速率记录器，并继续进行中层甲板和生物医学实验。

尤其是在这次任务中，STS-68 号宇航员花费了大量时间向窗外看，他们拍摄的图像补充了雷达仪器获取的数据。他们的高倾角轨道使人们能够看到在典型的航天飞机任务中看不到的地球部分，包括壮观的南极光。

飞行第 11 天，机上大部分胶片已曝光，耗材也已所剩无几，宇航员们准备第二天返回地球。贝克和威尔卡特测试了奋进号的反应控制系统推进器和空气动力学表面，为脱离轨道和穿过大气层做准备，而其他机组人员则忙着关闭实验并收起不需要的设备。

10 月 11 日，宇航员们关闭了奋进号的有效载荷舱门，穿上发射和进入服，系好安全带准备进入和降落。肯尼迪航天中心主要着陆点的厚厚云层首先迫使他们延迟了两圈着陆，然后最终转向加利福尼亚州的爱德华兹空军基地 (AFB)。机组人员启动奋进号的 OMS 引擎脱离轨道。贝克驾驶奋进号平稳降落在爱德华兹，结束了为期 11 天、5 小时 46 分钟的飞行。机组人员已经绕地球飞行了 182 圈。爱德华兹的工作人员将飞行器固定好，并将其放置在航天飞机运输机上，以便飞回肯尼迪航天中心。两人于 10 月 19 日离开爱德华兹，在德克萨斯州埃尔帕索的 Biggs 陆军机场、德克萨斯州阿比林的 Dyess 空军基地和佛罗里达州狭长地带的埃格林空军基地停留后，于次日抵达肯尼迪航天中心。 1995 年 3 月，那里的工人们开始为奋进号的下一次飞行 STS-67 做准备。与此同时，一架湾流喷气式飞机将宇航员送回休斯顿的埃灵顿机场与家人团聚。

SIR-C 项目科学家黛安·埃文斯 (Diane Evans) 总结了 STS-68 的科学回报，“我们的任务非常成功。”雷达仪器收集了 60 兆兆位的数据，在任务期间填满了 67 英里的磁带。按照 1990 年代的技术，这相当于 15 英里高的一堆软盘！2006 年，使用最新的比较方法，宇航员琼斯将其相当于 65 英尺高的一堆 CD。雷达仪器在约 80 小时的成像过程中完成了对 572 个目标的 910 次数据采集。为了补充雷达数据，宇航员使用 14 台不同的相机拍摄了近 14,000 张照片。要对各个目标进行成像，航天飞机需要进行 400 多次机动，需要在轨道器的计算机上按 22,000 次键。使用干涉测量法（需要精确跟踪航天飞机的轨道）来创建三维地形图，标志着该任务的另一项重大成就。科学家利用 SRL 任务的数据发表了 5,000 多篇论文。