发现号航天飞机STS-51A任务成功回收并修复两颗通信卫星

1984 年 2 月的STS-41B任务中，Westar 6 和 Palapa B2 通讯卫星从挑战者号航天飞机成功部署，但由于上面级火箭故障，它们最终进入了错误的轨道。在 1984 年 11 月的 STS-51A 任务中，即发现号第二次太空旅行，指挥官弗雷德里克·H·“里克”·豪克、飞行员大卫·M·沃克，以及任务专家约瑟夫·P·艾伦、安娜·L·费舍尔和戴尔·A·加德纳组成的团队不仅部署了两颗新卫星，还将两颗偏离轨道但其他方面正常的卫星回收返回地球。豪克和沃克驾驶发现号依次与每颗卫星会合，艾伦和加德纳在两次太空行走中将它们回收，费舍尔则将它们抓取并放置在有效载荷舱中，准备返回地球。经过修复后，两颗卫星都返回了太空。

美国宇航局最初在 1983 年 11 月指定豪克、沃克、艾伦、费舍尔和加德纳组成机组人员，分派他们执行 STS-41H 任务。该任务乘坐挑战者号，计划于 1984 年 9 月下旬执行，目的是部署第二颗跟踪和数据中继卫星 (TDRS) 或为国防部运送机密有效载荷。由于惯性上面级持续出现问题，导致 STS- 6期间第一颗 TDRS 卫星无法进入正确轨道，美国宇航局取消了 STS-41H 任务，把豪克的机组人员调至 STS-51A 任务。1984 年 2 月，美国宇航局和加拿大政府达成协议，为 STS-51A 机组人员增加了一位尚未透露姓名的加拿大有效载荷专家。管理人员后来将这位加拿大人命名为马克·加诺，并将他重新分配到STS-41G任务。

STS-41D 发射中止后，有效载荷进行了调整，导致 STS-51A 部署加拿大的 Anik D2 卫星和美国海军的 Leasat 1 (也称为 Syncom IV-1)。到 8 月初，发射日期推迟到 11 月 2 日，NASA 考虑从 STS-41B 上回收两颗失控卫星的可能性，并于 8 月 13 日正式增加这项任务。NASA 于 1967 年选定艾伦作为11 名科学家宇航员之一，其余机组人员来自1978 级。豪克在担任STS-7飞行员后第二次执行任务，成为同级中第一个指挥航天飞机任务的人。艾伦和加德纳都曾执行过一次任务，即STS-5和STS-8，而对于沃克和费舍尔来说，STS-51A 是他们的第一次飞行。费舍尔是第一位进入太空的母亲。 

9 月 10 日，发现号从加利福尼亚州爱德华兹空军基地返回佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心 (KSC)，此前它已完成STS-41D 任务。第二天，工人们将它拖到轨道器处理设施 (OPF)，开始为 STS-51A 任务进行翻新。10 月 18 日，他们将其运送到航天器装配大楼 (VAB)，安装外部燃料箱和双固体火箭助推器。

10 月 23 日，完成组装的火箭堆运抵 39A 发射台。两天后，由五名成员组成的 STS-51A 机组人员参加了终端倒计时演示测试，这实际上是为实际发射倒计时进行的彩排。机组人员于 11 月 5 日返回肯尼迪航天中心，当天是计划于 11 月 7 日发射的倒计时开始的日子。当天的高空强风迫使发射推迟了一天。

在 STS-41B 任务期间，挑战者号将 Westar 6 和 Palapa B2 卫星部署到地面后，它们的上级都发生故障，导致它们无法使用，只能在 160 x 600 英里高的轨道上运行，而不是正常运行所需的 22,300 英里高的地球静止轨道。虽然两颗卫星都保持完好，但它们自己的推进器无法将它们推到正确的轨道上。NASA 制定了一项计划，让宇航员在太空行走期间使用被称为载人机动装置 (MMU) 的喷气背包回收卫星，之后航天飞机的加拿大制造的遥控操纵系统 (RMS) 或机械臂将抓住它们并将它们放入货舱返回地球。宇航员在1984 年 4 月的STS-41C Solar Max 卫星修复任务中展示了 MMU 的能力，NASA 对其捕获和返回 Westar 和 Palapa 的能力充满信心。 

在 STS-51A 任务开始前的几周，地面控制人员降低了两颗卫星的轨道，并将其自转速度从 50 转/分降低到 1 转/分，以便航天飞机宇航员能够捕获它们。美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心的工程师开发了远地点反冲马达捕获装置 (ACD)，因其外观而被称为毒刺，让宇航员在驾驶 MMU 时能够捕获卫星。一旦将卫星重新安置在有效载荷舱上方，第二名宇航员将使用修枝剪拆除卫星的全向天线，并在卫星的主天线盘上方安装带有抓钩装置的天线桥结构 (ABS)。艾伦将驾驶 MMU 捕获帕拉帕，然后他将与捕获韦斯塔的加德纳交换角色。费舍尔将使用 RMS 通过第二个装置抓住卫星，并将它们放入特制的支架中，以将它们固定在有效载荷舱中。

1984 年 11 月 8 日，发现号航天飞机从肯尼迪航天中心 39A 发射台升空，开始执行 STS-51A 任务，标志着该轨道器首次返回太空。对加德纳来说，发射日恰逢他的 36岁生日。此次发射距离上一次任务 STS-41G 着陆仅过去 26 天，创下了当时航天飞机两次飞行之间的周转时间记录。升空八分半钟后，发现号及其五名机组人员到达太空，不久后进入 182 x 172 英里高的初始轨道。机组人员的第一项任务是检查 RMS 以确保其在后期任务中可以正常捕获卫星。他们还进行了第一次会合燃烧，开始接近帕拉帕卫星。随后，机组人员安顿下来，开始在轨道上度过第一晚睡眠。

任务第五天，当霍克和沃克驾驶“发现号”到达距离帕拉帕 35 英尺以内的地方后，艾伦和加德纳离开气闸舱，开始执行卫星捕获的太空行走部分。艾伦戴上安装在货舱侧壁上的 MMU，将尾刺连接到其臂上，然后飞往帕拉帕。到达那里后，他将尾刺插入卫星的 Apogee Kick Motor 钟形罩中，并使用 MMU 的姿态控制系统停止了帕拉帕的旋转。

随后，费舍尔操纵 RMS 抓住艾伦和卫星之间尾翼上安装的抓钩装置。然后，她操纵它们越过有效载荷舱，加德纳在那里等待拆除全向天线并安装桥梁结构。然而，由于卫星出现意外间隙问题，加德纳无法将 ABS 连接到卫星上。艾伦使用备用计划脱离尾翼，将其连接到卫星和 RMS 上，并将 MMU 存放在有效载荷舱中。艾伦现在用天线握住卫星，加德纳将一个适配器连接到卫星的底端，以将其固定在有效载荷舱的支架上。这个计划奏效了，艾伦和加德纳在六个小时内完成了太空行走。

在两次太空行走之间，机组人员对宇航服进行了维护，对航天飞机进行了例行维护，并为第二次会合做准备，这次是为了回收韦斯塔。艾伦和加德纳在飞行第七天互换角色进行第二次太空行走，加德纳驾驶 MMU 去捕获韦斯塔。宇航员重复了第一次太空行走的程序，只是没有拆除全向天线，这样他们就可以用它作为扶手。韦斯塔固定在有效载荷舱中，加德纳和艾伦在 5 小时 42 分钟内完成了第二次太空行走。

在太空停留的最后一天，发现号机组人员将航天飞机舱内压力重新加压至 14.7 psi，并整理舱室，为重返大气层做准备。11 月 16 日，宇航员关闭了有效载荷舱门，启动了轨道机动系统发动机，开始下降返回地球。Hauck 引导发现号平稳降落在肯尼迪航天中心，完成了为期 7 天 23 小时 45 分钟的飞行。机组人员飞行了近 330 万英里，绕地球飞行了 127 圈。第二天，工人们将发现号拖到 OPF，开始为 1985 年 1 月的下一次飞行 STS-51C 做准备。

顺便提一句，STS-51A 是最后一次使用 MMU 的飞行，也是最后一次无系绳太空行走，直到 1994 年STS-64宇航员测试了简易舱外救援辅助系统 (SAFER)。航天飞机和国际空间站上的所有后续太空行走都使用了安全系绳，SAFER 则作为备用，以防机组人员与航天器断开连接。

1984 年 12 月 7 日，在白宫举行的仪式上，罗纳德·W·里根总统向 STS-51A 机组人员颁发了伦敦劳合社（该公司为他们返回地球的两颗卫星投保）银质救助奖章。费舍尔是第二位获得该奖项的女性。1985 年 2 月，劳合社将机组人员乘坐协和式飞机送往伦敦，进行为期一周的活动，包括向劳合社保险人发表演讲，并在肯辛顿宫与查尔斯王子共进茶点。

总部位于香港的亚洲卫星公司购买了 Westar 6 卫星，对其进行了翻新，并于 1990 年 4 月 7 日用中国 CZ-3 火箭将其重新发射为亚洲卫星 1 号。1990 年 4 月 13 日，Palapa B2 卫星用 Delta 火箭重新发射为 Palapa B2R 卫星，其所有权归还印度尼西亚。