La STS-121 è una missione spaziale del Programma Space Shuttle già prevista per la fine del 2005 e slittata al 2006 per risolvere alcuni problemi tecnici e malfunzionamenti relativi al serbatoio esterno, problemi che si sono presentati durante la missione STS-114 dopo una parziale riprogettazione del serbatoio esterno per risolvere i problemi che hanno causato il disastro dello Space Shuttle Columbia durante la fase di rientro della missione STS-107.
Equipaggio
Equipaggio della Expedition 13 in partenza verso la ISS Ingegnere di volo ISS: Thomas Reiter (2)
Tra parentesi il numero di voli spaziali completati da ogni membro dell'equipaggio, inclusa questa missione.
Scopi Lo scopo della missione è stato la dimostrazione delle tecniche per ispezionare e proteggere il sistema di protezione termica dello Space Shuttle, rifornire la stazione e riportare l'equipaggio a tre astronauti. Inoltre tra gli obiettivi primari è compresa la sostituzione di componenti critici per la stazione e le future missioni di assemblaggio. I rifornimenti erano contenuti nel Multi-Purpose Logistics Module Leonardo, contenente 14 tonnellate di materiali.
Statistiche della missione 146ª missione umana Americana nello spazio 115ª missione Shuttle 90ª missione dopo il disastro del Challenger 2ª missione dopo il disastro del Columbia 32ª missione del Discovery
Stemma Lo stemma raffigura lo Space Shuttle agganciato alla Stazione Spaziale Internazionale, con il simbolo astronautico sullo sfondo costituito da tre colonne dorate con una stella. La stazione è disegnata nella configurazione in cui sarà durante la missione. Lo sfondo include la Terra con il Sole che sorge sul suo orizzonte.
Missione Durante la missione STS-121 diretta verso la Stazione spaziale internazionale, l'equipaggio del Discovery ha effettuato dei test di componenti e procedure per l'ispezione e la riparazione del sistema di protezione termico dello Space Shuttle. Inoltre sono stati inviati materiali e rifornimenti per l'espansione della stazione spaziale.
Dopo l'incidente dello Shuttle Columbia, la NASA decise che sarebbero stati necessari due nuovi voli di test e che le attività originalmente svolte nella missione STS-114 avrebbero dovuto essere divise in due missioni a causa dei test di sicurezza supplementari. Prima dell'incidente, le missioni STS-118 e STS-121 erano assegnate al Columbia. La missione STS-118, anch'essa diretta verso la ISS fu riassegnata al Discovery ma in seguito assegnata allEndeavour.
La missione STS-121 era stata assegnata originariamente al Discovery, dopo il volo della missione STS-114 dellAtlantis ma, a causa di un problema con il carrello di atterraggio dellAtlantis, la STS-114 fu poi compiuta dal Discovery. Al termine della missione, la pianificazione delle missioni fu nuovamente modificata, spostando lAtlantis alla missione STS-115 e assegnando nuovamente il Discovery alla missione STS-121. Il lancio della STS-121 venne ritardato fino al luglio 2006 a causa di problemi con un frammento di rivestimento e con il sensore di Engine Cut Off.
Il 12 maggio 2006 venne spostato il Discovery dall'Orbiter Processing Facility al Vehicle Assembly Building, dove fu agganciato al serbatoio esterno e ai razzi a combustibile solido.
Carico della Missione Un congelatore, chiamato Minus Eighty Degree Laboratory Freezer for ISS (MELFI), di produzione francese contenente quattro differenti scompartimenti che possono operare a diverse temperature. Questo componente è stato studiato per trasportare campioni da e verso la stazione spaziale in un ambiente a temperatura controllata. La capacità è di 300 litri. European Modular Cultivation System (EMCS) per gli esperimenti biologici. Nuovo sistema di generazione dell'ossigeno Questo dispositivo è un test per i futuri progetti di componenti da utilizzare nelle lunghe missioni verso la Luna e Marte. Il sistema verrà fatto funzionare inizialmente al di sotto la sua capacità pesoima, anche se è progettato per il futuro supporto di sei persone sulla ISS. Ricambio per lo scambiatore di calore per l'aria in cabina utilizzato per il controllo della temperatura interna dell'aria nella stazione spaziale.
Tutto l'equipaggiamento è stato installato nel modulo Destiny.
Cronologia Sabato 1º luglio (lancio rinviato) Gli eventi della giornata andarono in accordo con i piani, a parte una temperatura fuori norma nelle letture del propulsore L5L. La finestra di lancio era compresa dalle 15:48:41 alle 15:53:02. Alle 15:42, a T-9, il controllo missione decise di rinviare il lancio a causa della presenza di nubi e fulmini ad una distanza inferiore alle 20 miglia dall'area di lancio e dal percorso. Il lancio venne rinviato al 2 luglio per le 15:36. Questa missione fu la prima nella quale la NASA prese delle precauzioni per ridurre la presenza di rapaci, in particolare di avvoltoi. Tra le misure prese, vi fu la rimozione di carcasse di animali uccisi sulle strade nei pressi dell'area di lancio.
Domenica 2 luglio (lancio rinviato) Alle 9:30 venne diramato un comunicato NASA tramite il blog che riportava una probabilità del 70% di incontrare condizioni di tempo che non permettevano il lancio a causa di tempeste di fulmini. Il lancio venne rinviato alle 14:38 del 4 luglio
Lunedì 3 luglio (nessun tentativo di lancio) Vennero rifornite le celle a combustibile per aumentare le probabilità di avere abbastanza elettricità per effettuare una terza passeggiata spaziale.
Furono scoperte delle fratture e una regione dove il rivestimento era assente nello strato isolante della parte superiore del serbatoio esterno. Un frammento di rivestimento era caduto dal supporto della linea di alimentazione dell'ossigeno. Le cause del danneggiamento dello strato di isolamento furono attribuite agli stress termici dovuti ai riempimenti e svuotamenti del serbatoio con il carburante criogenico.
Martedì 4 luglio (1º giorno, lancio)
Alle 8:35 fu notata un'avaria al circuito di backup che controlla i riscaldatori primari delle giunzioni dei razzi a combustibile solido. Fu considerata la possibilità di una riparazione, ma essa non venne effettuata poiché i riscaldatori vengono usati solo quando è presente un clima freddo, inoltre il riscaldatore primario era funzionante. Per questo giorno, la possibilità di un rinvio dovuto al maltempo era del 20%. Alle 14:37:55 EDT, il Discovery venne lanciato dal pad del Kennedy Space Center a Cape Canaveral, in Florida. Questo era il terzo tentativo di lancio e il Discovery fu così il primo Shuttle ad essere lanciato durante il giorno dell'indipendenza degli Stati Uniti.
Durante e dopo il lancio fu posta molta attenzione alla situazione del serbatoio esterno, in particolare sulle eventuali perdite di rivestimento. Lo Shuttle era equipaggiato con nuove camere: tre in ogni razzo a combustibile solido e una nel serbatoio esterno. Allo spegnimento dei motori principali due membri dell'equipaggio ripresero fotografie e video del serbatoio. Nessun pezzo di rivestimento fu visto cadere dal serbatoio, a differenza delle missioni precedenti. Tuttavia durante le ispezioni accurate effettuate con le telecamere NASA che avevano ripreso il lancio, si osservò la caduta di diversi piccoli frammenti di materiale.
Dopo 23 minuti dal lancio, vennero osservati ulteriori detriti fluttuanti vicino all'Orbiter dallo specialista di missione Michael Fossum, che li descrisse come frammenti con delle strisce attaccate. Venne ipotizzato che fossero parti del rivestimento del sistema di protezione termico. Tali rivestimenti erano stati notati anche durante la missione STS-114, ma non furono considerati un problema poiché erano a protezione di una sezione del veicolo che non raggiungeva elevate temperature. Le analisi delle immagini a terra rivelarono che i detriti osservati erano strisce di ghiaccio formatesi all'esterno dell'ugello di un motore, che sublimarono e si disintegrarono durante le osservazioni.
Mercoledì 5 luglio (2º giorno) Durante il percorso verso la stazione spaziale venne utilizzato un braccio esterno equipaggiato con due tipi di laser e una telecamera ad alta risoluzione per l'ispezione esterna dello Shuttle. Particolare attenzione venne dedicata ai bordi anteriori delle ali. Questo braccio viene chiamato Orbiter Boom Sensor System. L'esame, condotto da Nowak e Wilson, non rivelò danni allo scudo termico. Sellers completò l'attivazione delle telecamere, mentre Reiter preparò i trasferimenti da effettuare sulla stazione. Successivamente, Seller e Fossum completarono il controllo delle tute spaziali.
Giovedì 6 luglio (3º giorno)
Lo Shuttle effettuò il rendezvous con la stazione spaziale attraverso la manovra Rendezvous pitch maneuver, che permise all'equipaggio della stazione di effettuare una breve ispezione e fotografare lo scudo termico. In particolare, il Comandante Lindsey si avvicinò alla stazione ad una distanza di per effettuare la manovra alle 14:02 UTC. All'interno della stazione Vinogradov e Williams fotografarono con lenti da e la parte inferiore del Discovery. Lo Shuttle si agganciò con la stazione alle 15:52 UTC e alle 17:30 UTC vennero aperti i portelli. Subito dopo i membri dello Shuttle vennero accolti a bordo della stazione. Nowak, Wilson e Williams sollevarono l'OBSS con il braccio robotico della stazione, in modo da combinarli in un unico braccio lungo , in preparazione alla prima passeggiata spaziale. Thomas Reiter divenne ufficialmente parte dell'equipaggio della Expedition 13.
Venerdì 7 luglio (4º giorno) Il primo compito della giornata fu lo sgancio del modulo MPLM Leonardo dalla stiva di carico del Discovery e l'aggancio al modulo Unity della stazione, attraverso il braccio robotico della stazione comandato da Nowak, Wikson, Fossum e Sellers alle 13:15 UTC. Una volta collegato, Wilson iniziò le procedure per le attività di trasferimento. Contemporaneamente, attraverso l'uso del braccio robotico dello Shuttle, Kelly, Nowak e Wilson condussero ulteriori ispezioni di alcune aree critiche che erano state escluse dal controllo iniziale, tra cui due gap filler. Questi ultimi sono distanziatori posizionati tra le mattonelle RCC (Reinforced Carbon-Carbon) nella parte inferiore dello Shuttle. Fossum e Sellers iniziarono i preparativi per la prima passeggiata spaziale di domenica, che compresero la configurazione degli strumenti. Il controllo missione decise di estendere la missione del Discovery di un giorno.
Sabato 8 luglio (5º giorno)
Michael Fossum e Piers Sellers iniziarono le attività extraveicolari alle 14:17 UTC. Dopo essersi spostati nel segmento S0, installarono una protezione nel Interface Umbilical Assembly per proteggere i cavi video e dati. Essi vennero reinstradati verso il Mobile Transporter, una sorta di carrello che scorre esternamente lungo la struttura della stazione, in modo da poter spostare quest'ultimo nel segmento relativo al Trailing Umbelical System, che conteneva i cavi tagliati. Il resto della passeggiata spaziale fu dedicato al test del braccio robotico formato da quello dello Shuttle e dall'Orbiter Boom Sensor System. Esso venne utilizzato come una piattaforma in modo da permettere agli astronauti di effettuare eventuali riparazioni dell'Orbiter, nel caso avesse subito danni. Sellers venne assicurato all'OBSS, mentre Fossum riferì le sue osservazioni sul movimento del braccio. Sellers e Fossum rientrarono alle 21:48 UTC, terminando la passeggiata spaziale di 7 ore e 31 minuti.
Durante le attività, Vinogradov e Reiter scaricarono i materiali e i rifornimenti dal modulo Leonardo, tra cui un nuovo generatore di ossigeno da installare nel laboratorio Destiny e il congelatore. Il team NASA al controllo delle immagini riferì che lo scudo termico del Discovery era in buone condizioni, tuttavia giudicarono necessarie ulteriori analisi su una piccola area nei pressi dei collegamenti con il serbatoio esterno, dove era presente un gap filler sporgente.
Domenica 9 luglio (6º giorno)