Atlantis航天飞机执行STS-34任务成功部署Galileo航天器，开启木星探索之旅

1989 年 10 月 18 日，亚特兰蒂斯号航天飞机从佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心 (KSC) 起飞，执行第五次飞行 STS-34 任务。其五名机组人员包括指挥官唐纳德·威廉姆斯、飞行员迈克尔·麦卡利以及任务专家香农·卢西德、富兰克林·张迪亚兹和艾伦·贝克，执行了为期五天的任务，部署了由美国宇航局南加州喷气推进实验室管理的伽利略号航天器来研究木星。宇航员在进入太空的第一天就部署了伽利略号及其上面级，让航天器开始了为期六年的旅程，前往这颗巨大的外行星。1995 年 12 月抵达木星后，伽利略号部署了其大气探测器，而主航天器则进入了环绕木星的轨道，对木星进行了为期八年的详细研究。

1988 年 11 月，NASA 宣布威廉姆斯、麦卡利、卢西德、张迪亚兹和贝克为 STS-34 任务机组人员，计划于 1989 年 10 月执行任务。威廉姆斯和卢西德均来自1978 届，他们之前都曾执行过一次任务，分别于 1985 年 4 月执行 STS-51D 任务和 1985 年 6 月执行 STS-51G 任务。张迪亚兹于 1980 年入选，曾于 1986 年 1 月执行过 STS-61C 任务；而对于1984 年入选的麦卡利和贝克来说，STS-34 是他们的第一次太空飞行。在为期五天的任务中，宇航员们计划在第一天飞行部署伽利略号及其惯性上面级 (IUS)。部署伽利略号之后，宇航员们计划在中层甲板和有效载荷舱进行实验。

继先驱者号和旅行者号成功飞越木星之后，NASA 的下一步深入研究木星的计划包括建造一个雄心勃勃的轨道器和进入大气层的探测器。NASA 于 1975 年首次提出了木星轨道器探测器任务，国会于 1977 年批准了该任务，计划于 1982 年通过航天飞机发射。1978 年，NASA 将航天器重新命名为伽利略号，以纪念 17世纪的意大利天文学家伽利略，这位天文学家将他的新望远镜对准木星并发现了木星的四颗最大卫星。由于航天飞机计划的推迟以及将伽利略号从低地球轨道送往木星的上面级的变更，其发射日期被推迟到 1986 年 5 月，届时，在亚特兰蒂斯号的 STS-61G 任务中，半人马座上面级将把航天器送往木星。

1986 年 1 月的挑战者号事故不仅导致航天飞机飞行暂停 31 个月，还取消了半人马座作为轨道器上面级的计划。伽利略号重新出现在功率较小的 IUS 上，需要在金星和地球进行两次重力辅助机动才能到达目的地，因此将飞行时间延长至六年。伽利略号的发射窗口从 1989 年 10 月 12 日延长至 11 月 21 日，这取决于重力辅助所需的行星排列。在飞行过程中，伽利略号有机会经过两颗主带小行星，首次近距离研究此类物体。抵达木星后，伽利略号将释放探测器，在穿过木星大气层时返回数据，而主航天器将进入围绕木星的椭圆轨道，从那里进行至少 22 个月的深入研究。

伽利略号大气探测器于 4 月 17 日抵达肯尼迪航天中心，主航天器于 5 月 16 日抵达，随后工人们将两者组装在一起进行飞行前测试。与此同时，亚特兰蒂斯号于 5 月 15 日返回肯尼迪航天中心，此前STS-30任务将麦哲伦号航天器部署到金星。第二天，工人们将其拖入轨道器处理设施，为 STS-34 做准备。在肯尼迪航天中心的航天器装配大楼 (VAB)，工人们于 6 月 15 日开始堆放固体火箭助推器 (SRB)，并于 7 月 22 日完成这项工作，然后于 7 月 30 日添加外部燃料箱 (ET)。亚特兰蒂斯号于 8 月 22 日转入 VAB，与 ET 和 SRB 配对。伽利略号现已与其 IUS 配对，于 8 月 25 日转移到 39B 发射台，等待四天后亚特兰蒂斯号的到来。

第二天，工人们将伽利略号放入亚特兰蒂斯号的有效载荷舱，开始为 10 月 12 日的发射做准备。终端倒计时演示测试于 9 月 14 日至 15 日举行，宇航员们参加了发射日的最后几个小时的测试。IUS 上的一台故障计算机威胁到任务的延迟，但工人们更换了它，而没有影响计划的发射日期。五名宇航员机组于 10 月 9 日抵达肯尼迪航天中心进行飞行的最后准备，各团队开始发射倒计时。主发动机控制器问题导致倒计时在 T 减 19 小时时停止。更换它所需的工作将发射日期推迟到 10 月 17 日。当天，发射台的天气支持发射，但几英里外的航天飞机着陆设施的云层和降雨，以及后来跨大西洋 (TAL) 中止点的降雨，违反了发射限制，因此管理人员下令 24 小时停飞。第二天，所有站点的天气都很好，除了短暂地暂停以将亚特兰蒂斯的计算机从一个 TAL 站点重新配置到另一个 TAL 站点之外，倒计时一切顺利进行。

亚特兰蒂斯号于 10 月 18 日东部夏令时间下午 12:53 从 39B 发射台升空。航天飞机离开发射塔后，控制权立即转移到位于休斯顿的 NASA 约翰逊航天中心的任务控制中心，上升飞行主管Ronald D. Dittemore和他的控制团队（包括担任太空舱通讯员或太空通讯员的宇航员Frank L. Culbertson）监控发射的各个方面。主发动机关闭后，亚特兰蒂斯号及其机组人员进入轨道。四十分钟后，两台轨道机动系统 (OMS) 发动机点火，使飞船在 185 英里的高度进入轨道。宇航员脱下笨重的发射和进入服 (LES)，准备让亚特兰蒂斯号进入轨道，包括打开有效载荷舱门。

此后不久，伽利略号的部署准备工作就开始了。在任务控制中心，飞行主管J. Milton Heflin和他的团队（包括飞行通信员Michael A. Baker）接手协助机组人员进行部署操作。宇航员启动了伽利略号和 IUS，地面团队开始检查他们的系统，任务中的第一台电视显示了航天器及其有效载荷舱中的上级。Lucid 首先将伽利略号的倾斜台升至 29 度，McCulley 将亚特兰蒂斯号调整至部署姿态​​，然后 Lucid 将倾斜台升至 58 度的部署位置。所有系统正常运行后，任务控制中心开始部署。

任务开始 6 小时 20 分钟后，Lucid 部署了这艘飞往木星的航天器及其上级，总重量为 38,483 磅。“伽利略号正在前往另一个世界的路上，”威廉姆斯向下喊道。这组火箭滑过航天飞机的乘员舱。威廉姆斯和麦卡利启动了两台 OMS 发动机，将亚特兰蒂斯号移至安全距离，远离部署一小时后发生的 IUS 燃烧，伽利略号在内太阳系中绕行，最终前往木星。任务的主要任务完成后，宇航员们准备在太空中度过第一个晚上。

在接下来的三天里，STS-34 号宇航员将注意力集中在中层甲板和有效载荷舱实验上，以及拍摄地球照片。航天飞机太阳后向散射紫外线实验位于有效载荷舱中，由位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心管理，测量地球大气中的臭氧，并将结果与​​气象卫星在同一位置获得的数据进行比较。这些比较有助于校准气象卫星仪器。贝克进行了植物生长激素浓度和分布实验，研究了玉米芽组织中生长素激素的影响。任务开始三天后，她将植物罐放入冰箱中以抑制植物生长并进行飞行后分析。张迪亚兹和卢西德主要负责 3M 公司开发的聚合物形态学实验。他们使用笔记本电脑控制实验参数，因为硬件会熔化不同的样品以观察失重的影响。贝克进行了多项医学研究，包括研究视网膜血管、因体液转移导致的腿部体积变化以及颈动脉血流。

10 月 23 日，宇航员们醒来，迎来了他们在太空的最后一天。由于预计爱德华兹空军基地 (AFB) 的主要着陆点将有大风，管理人员将着陆点提前了两圈。为了准备重返大气层，宇航员们穿上橙色 LES 并关闭了有效载荷舱门。威廉姆斯和麦卡利将亚特兰蒂斯号调整为脱离轨道姿态，OMS 发动机面向行进方向。在印度洋上空，他们启动了两个发动机 2 分 48 秒，使航天器脱离轨道。他们重新调整轨道器的方向，使其隔热罩暴露在飞行方向，因为它在 419,000 英尺的高度遇到地球大气层。重返大气层产生的热量导致电离气体积聚，导致通信中断约 15 分钟，但为宇航员提供了一场精彩的灯光秀。进入剖面与计划的略有不同，因为亚特兰蒂斯号需要弥补 500 英里的横向射程，因为它提前返回了两个轨道。完成航向对准圈转弯后，威廉姆斯将亚特兰蒂斯号对准跑道，麦卡利放下起落架。亚特兰蒂斯号着陆并滑行停下，结束了为期 4 天、23 小时 39 分钟的飞行，绕地球飞行了 79 圈。着陆后检查后，工人们将亚特兰蒂斯号放在一架改装的波音 747 航天飞机运载机上，两架飞机于 10 月 28 日离开爱德华兹。在德克萨斯州比格斯陆军机场和密西西比州哥伦布空军基地加油后，亚特兰蒂斯号和 SCA 于 10 月 29 日返回肯尼迪航天中心。工人们开始为下一次飞行做准备，即 1990 年 2 月的 STS-36。

从亚特兰蒂斯号发射一小时后，IUS 点火启动，伽利略号开始了为期六年的木星之旅，47 分钟后，航天器脱离火箭级飞离大气层。航天器绕行的路径使它于 1990 年 2 月 10 日首次到达金星，1990 年 12 月 8 日返回地球，1992 年 12 月 8 日再次返回地球，每次都利用重力加速到达这颗巨大的行星。在此过程中，伽利略号还经过并拍摄了主带小行星加斯普拉和艾达的照片，并观察到了苏梅克-列维 9 号彗星撞击木星的过程。1995 年 12 月 7 日，探测器垂直穿过木星稠密的大气层，沿途传回数据，直到因极端压力和温度而失效。与此同时，伽利略号进入木星轨道，远远超出了其为期 22 个月的主要任务，最终于 2003 年 9 月 21 日坠入这颗巨行星，此时距离离开地球已有 14 年。在围绕木星的 35 圈轨道中，它不仅研究了这颗行星，还对其许多卫星进行了近距离观察，尤其是其四颗最大的卫星，即木卫三、木卫四、木卫二和木卫一。

伽利略号与冰冷的木卫二进行了 11 次近距离接触，距离最接近 125 英里，揭示了其表面令人难以置信的细节，这引起了许多科学家的特别关注。根据伽利略号的数据，科学家们现在认为，木卫二的冰壳下有一片广阔的海洋，而卫星内部的加热可能会产生有利于生命生存的条件。美国宇航局的木卫二快船于 2024 年 10 月 14 日发射，希望在 2030 年 4 月到达木星时扩大伽利略号的观测范围。