Űrrepülőgép

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. december 9-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 24 szerkesztést igényelnek .
űrrepülőgép

A Discovery Shuttle felszáll. STS-120-as járat
Általános információ
Ország  USA
Célja Újrahasználható szállító űrhajó
Gyártó United Space Alliance :
Thiokol / Alliant Techsystems (szilárd boosterek)
Lockheed Martin ( Martin Marietta ) (külső üzemanyagtartály)
Rockwell / Boeing (orbitális rakétarepülő) és sok más szervezet.
Főbb jellemzők
Lépések száma 2
Hossz (MS-vel) 56,1 m
kezdősúly 2030 t
Hasznos teher tömege
 • a  LEO -nál 24 400 kg
 •  geotranszfer pályára 3810 kg
Indítási előzmények
Állapot program befejeződött
Indítási helyek Kennedy Űrközpont ,
Vandenberg Base Complex 39 (tervezve az 1980 -as években )
Indítások száma 135
 • sikeres 134 sikeres indítás
133 sikeres leszállás
 • sikertelen 1 ( indítási katasztrófa , Challenger )
 • részben
00sikertelen		 1 ( leszállási katasztrófa , Kolumbia )
Első indítás 1981. április 12
Utolsó futás 2011. július 8
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

" Space Shuttle " vagy egyszerűen " Shuttle " ( angol.  Space Shuttle  - "space shuttle") egy amerikai újrafelhasználható szállító űrhajó .

A „siklókat” a NASA által 1969 és 2011 között végrehajtott állami Space Shuttle Program (1969-ben „Space Transportation System” [1] néven ( angol  Space Transportation System, STS )) keretében használták. Megállapították, hogy a kompok "siklóként száguldanak " az alacsony Föld körüli pálya és a Föld között, mindkét irányba szállítva a hasznos terheket.

Az űrsiklóprogramot az észak-amerikai Rockwell és társult vállalkozók egy csoportja fejlesztette ki a NASA megbízásából 1971 óta . A fejlesztési és fejlesztési munkákat a NASA és a légierő közös programja keretében végezték [2] . A rendszer létrehozása során számos műszaki megoldást használtak az Apollo -program 1960-as évekbeli holdmoduljaihoz: kísérleteket végeztek szilárd hajtóanyag-fokozókkal, ezek elválasztására szolgáló rendszereket és üzemanyag-kinyerést egy külső tartályból. Összesen hat űrsikló készült, egy prototípus és öt repülési másolat. Két űrsikló, a Challenger és a Columbia meghalt a balesetekben. Az űrbe repüléseket 1981. április 12. és 2011. július 21. között hajtották végre.

1985-ben a NASA azt tervezte, hogy 1990-re évente 24 kilövés lesz [3] , és mindegyik hajó akár 100 repülést is végrehajtana az űrbe. A gyakorlatban sokkal ritkábban használták őket - 30 éves működés során 135 indítást hajtottak végre (köztük két katasztrófát). A legtöbb járatot (39)  a Discovery űrsikló készítette.

A rendszer általános leírása

Az űrrepülőgépet két szilárd rakétaerősítő és három saját meghajtású hajtómű segítségével indítják az űrbe , amelyek egy hatalmas külső tartályból kapják az üzemanyagot, a pálya kezdeti szakaszában levehető szilárd tüzelőanyag-erősítők adják a fő tolóerőt [4] . A pályán az űrsikló az orbitális manőverező rendszer motorjainak köszönhetően hajt végre manővereket , és vitorlázórepülőként tér vissza a Földre .

Ez az újrafelhasználható rendszer három [5] fő összetevőből (szakaszból) áll:

  1. Két szilárd rakétaerősítő , amelyek az indítás után körülbelül két percig működnek, gyorsítják és irányítják a hajót, majd körülbelül 45 km-es magasságban szétválnak, ejtőernyővel az óceánba zuhannak, és javítás és tankolás után újra használatba veszik [6]
  2. Nagy külső üzemanyagtartály folyékony hidrogénnel és oxigénnel a főmotorokhoz. A tartály állványként is szolgál a boosterek űrhajóhoz való rögzítéséhez. A tartály körülbelül 8,5 perc után kilökődik 113 km-es magasságban, nagy része a légkörben ég el, a többi pedig az óceánba esik [7] .
  3. Egy emberes űrrepülőgép - rakétasík -  keringő ( angolul  the Orbiter Vehicle vagy egyszerűen csak angolul  the Orbiter ) - valójában egy "űrsikló" (űrsikló), amely alacsony Föld körüli pályára kerül , kutatási platformként és otthonként szolgál. A legénység. A repülési program befejezése után visszatér a Földre, és siklóként landol a kifutón [ 8] .

A NASA-nál az űrsiklókat OV-xxx ( Orbiter Vehicle - xxx ) jelöléssel látják el.

Crew

A legkisebb űrsiklószemélyzet két űrhajósból áll  - egy parancsnokból és egy pilótából (" Columbia ", STS-1 , STS-2 , STS-3 , STS-4 ). A legnagyobb űrsiklószemélyzet nyolc űrhajósból áll ( Challenger , STS-61A , 1985). Másodszor 8 űrhajós volt a fedélzeten az Atlantis STS-71 leszállása során , 1995-ben. Leggyakrabban a legénység öt-hét űrhajósból áll. Nem voltak pilóta nélküli kilövések.

Keringések

A siklók körülbelül 185–643 km (115–400 mérföld) magasságban keringtek.

Teherbírás

Az alacsony Föld körüli pályára az űrbe szállított pályafokozat (orbitális rakétasík ) hasznos terhelése elsősorban a célpálya paramétereitől függ, amelyre az űrsiklót elindítják. A maximálisan 24,4 tonnás hasznos teher tömege szállítható az űrbe, ha alacsony Föld körüli pályára bocsátják 28°-os hajlásszöggel ( a canaverali kilövőhely szélessége ). Ha 28°-nál nagyobb dőlésszögű pályára bocsátják, a megengedett rakomány tömege ennek megfelelően csökken (például sarki pályára bocsátáskor egy űrsikló becsült teherbírása 12 tonnára csökken; a valóságban azonban soha nem sarki pályára bocsátották).

Egy megrakott űrrepülőgép maximális tömege pályán 120-130 tonna , 1981 óta több mint 1370 tonna rakományt juttattak pályára siklók segítségével.

A pályáról visszahozott rakomány maximális tömege 14,4 tonna.

Repülés időtartama

Az űrsiklót kéthetes pályán való tartózkodásra tervezték. Általában az ingajáratok 5-16 napig tartottak .

A Columbia űrsikló a program történetének legrövidebb űrrepülését hajtotta végre - STS-2 , 1981 novemberében , időtartama - 2 nap 6 óra 13 perc, és a leghosszabb - STS-80-at , 1996 novemberében , időtartama - 17 nap 15 óra 53 perc.

Összességében a program 2011-es zárónapjáig az űrsikló 135 járatot teljesített, ebből Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10.

Létrehozási előzmények

A Space Transportation System projekt története 1967 -ben kezdődik , amikor több mint egy év volt hátra az Apollo-program első emberes repüléséig (1968. október 11. - az Apollo 7 fellövése), a pilóta űrhajózás kilátásainak áttekintéseként. a NASA holdprogramjának befejezése [9] .

1968. október 30-án a NASA két főhadiszállása (a houstoni Manned Spacecraft Center - MSC - és a Huntsville-i Marshall Űrközpont - MSFC -) felkereste az amerikai űrvállalatokat azzal a javaslattal, hogy vizsgálják meg egy újrafelhasználható űrrendszer létrehozásának lehetőségét. az intenzív használatnak kitett űrügynökség költségeit kellene csökkentenie [10] .

1970 szeptemberében a S. Agnew amerikai alelnök [11] vezette Űrügyi Munkacsoport , amelyet kifejezetten az űrkutatás következő lépéseinek meghatározására hoztak létre, két részletes tervezetet adott ki a valószínű programokról.

A nagy projekt a következőket tartalmazta:

Kis projektként csak egy nagy orbitális állomás létrehozását javasolták a Föld körüli pályán. De mindkét projektben megállapították, hogy az orbitális repüléseket: az állomás ellátását, a rakomány pályára szállítását a távolsági expedíciókhoz vagy a hajótömböket a távolsági repülésekhez, a személyzetcserét és a Föld körüli pályán végzett egyéb feladatokat újrafelhasználható rendszer, amelyet akkoriban Space Shuttle-nek neveztek [12] .

Az amerikai légierő parancsnoksága kutatási, fejlesztési és tesztelési szerződéseket írt alá. A rendszertervezést és a rendszerintegrációt az Aerospace Corp. kutatóvállalatra bízták. Ezen kívül a következő kereskedelmi struktúrák csatlakoztak az űrsikló munkálataihoz: A General Dynamics Corp. volt felelős a második szakasz fejlesztéséért. , McDonnell-Douglas Aircraft Corp. , az űrsikló fejlesztésére, a repülések megszervezésére és lebonyolítására - North American Rockwell Corp. TRW Inc. , hasznos teher - McDonnell-Douglas Aircraft Corp., TRW, Inc., Aerospace Corp. A projektet az Űrközpont állami struktúrái felügyelték. Kennedy [13] .

A több versenytárs közül kiválasztott űrsikló-alkatrészek és szerelvények versenyeztetéses gyártásában a következő kereskedelmi struktúrák vettek részt (a szerződések megkötését 1973. március 29-én hirdették ki) [14] :

A kompon végzett munka becsült mennyisége meghaladta a 750 ezer emberévet , ami az 1974-től 1980-ig tartó időszakra 90 ezer olyan munkahelyet teremtett, amelyeket közvetlenül az űrsikló létrehozásában foglalkoztattak, és kilátásba helyezték a foglalkoztatási ráta emelését. 126 ezer csúcsterhelésben, plusz 75 ezer munkahely az ingaprojekthez közvetve kapcsolódó másodlagos tevékenységi területeken. Összességében több mint 200 000 munkahely jött létre a meghatározott időszakban, és a tervek szerint mintegy 7,5 milliárd dollár költségvetési forrást költenek valamennyi szakterületen dolgozó alkalmazottak fizetésére.

Tervezték egy "atomi sikló" létrehozását is - egy NERVA nukleáris meghajtó rendszerrel rendelkező űrsiklót , amelyet az 1960-as években fejlesztettek ki és teszteltek. Az atomsiklónak a Föld pályája, valamint a Hold és a Mars pályája között kellett volna repüléseket végrehajtania. Az atomsiklónak a nukleáris motor munkaközegével (folyékony hidrogénnel) való ellátását a közönséges űrsiklókhoz rendelték:

Nukleáris Shuttle: Ez az újrafelhasználható rakéta a NERVA nukleáris hajtóművére támaszkodna. Alacsony föld körüli pálya, holdpálya és geoszinkron pálya között működne, rendkívül nagy teljesítményével lehetővé teszi, hogy nehéz rakományokat szállítson, és jelentős mennyiségű munkát végezzen korlátozott mennyiségű folyékony-hidrogén hajtóanyaggal. Az atomsikló viszont az űrsiklótól kapná ezt a hajtóanyagot.

-SP - 4221 Az űrsikló-döntés

Richard Nixon amerikai elnök azonban minden lehetőséget elutasított, mert még a legolcsóbbhoz is évi 5 milliárd dollárra volt szükség. A NASA nehéz döntés előtt állt: vagy új, nagy fejlesztésbe kellett kezdeni, vagy be kell jelenteni az emberes program megszüntetését.

Elhatározták, hogy ragaszkodnak az űrsikló megalkotásához, de nem az űrállomás összeszerelésére és karbantartására szolgáló szállítóhajóként mutatják be (ezt azonban tartalékban tartják), hanem olyan rendszerként, amely képes profitot termelni, ill. a befektetések megtérülése műholdak kereskedelmi alapon történő pályára állításával. A gazdasági szakértelem megerősítette: elméletileg az „űrszállítási rendszer” költséghatékony lehet, ha évente legalább 30 járatot hajtanak végre, és teljes mértékben elutasítják az eldobható fuvarozók használatát [15] [16] [17] .

A transzfer projektet az Egyesült Államok Kongresszusa elfogadta .

Ugyanakkor az eldobható hordozórakéták visszautasítása kapcsán megállapították, hogy az űrrepülőgépek feladata a Védelmi Minisztérium , a CIA és az amerikai NSA összes ígéretes eszközének földpályára bocsátása .

A katonaság bemutatta a rendszer követelményeit:

A katonai osztálynak a projekthez támasztott követelményei korlátozottak voltak [10] .

Soha nem tervezték, hogy az űrsiklókat " űrbombázóként " használják. Mindenesetre a NASA-tól, a Pentagontól vagy az Egyesült Államok Kongresszusától nincsenek nyilvános dokumentumok, amelyek ilyen szándékra utalnának. A „ bombázás ” motívumait sem az emlékiratok, sem a kompok létrehozásában résztvevők magánlevelezései nem említik [18] .

Az 1963-ban lezárt Dyna-Soar program számos műszaki és technológiai fejlesztését később űrsikló létrehozására használták fel.

Kezdetben, 1972-ben azt tervezték, hogy az űrsikló lesz az űrbe szállítás fő eszköze, de 1984-ben az amerikai légierő bebizonyította, hogy további, tartalék szállítóeszközökre van szükségük. 1986-ban, a Challenger űrsikló katasztrófája után felülvizsgálták az űrsikló használatára vonatkozó szabályzatot: a siklókat olyan küldetésekre kell használni, amelyeknél a személyzet közreműködése szükséges; továbbá haszongépjárművek nem indíthatók a siklón, kivéve azokat a járműveket, amelyeket az űrsikló indít, vagy amelyeknél interakcióra van szükség a személyzettel, illetve külpolitikai okokból [19] .

A Szovjetunió reakciója

A szovjet vezetés szorosan figyelemmel kísérte az Űrszállítási Rendszer programjának alakulását, de a legrosszabbat feltételezve egy rejtett katonai fenyegetést keresett. Így két fő feltételezés fogalmazódott meg:

Ennek eredményeként a szovjet űripar azt a feladatot kapta, hogy hozzon létre egy újrafelhasználható többcélú űrrendszert, amely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint az " Energia - Buran " [20] űrsiklóé . Magukat a Shuttle-eket soha nem használták katonai célokra, azonban 1985 és 1992 között az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma megbízásából 10 küldetést hajtottak végre, amelyek során felderítő műholdakat indítottak a hajóról.

Építkezés

Műszaki információk
Magasság a kiindulási helyzetben 56,14 m
Súly induláskor 2045 t
A rakomány súlya 29,5 t
Hasznos teherbírás a teljes tömeghez viszonyítva 1,4%
emelőerő indításkor 30 806 kN (3141 tf )

Szilárd hajtóanyag -fokozó

Hossz 45,5 m
Átmérő 3,71 m
A két gyorsító össztömege 1180 t
Két gázpedál motor tolóereje 25 500 kN (2600 tf )
Specifikus impulzus 269 ​​s
Munkaórák 123 s

Külső üzemanyagtartály

A tartály üzemanyagot (hidrogént) és oxidálószert (oxigént) tartalmaz három SSME ( RS-25 ) folyékony hajtóanyagú rakétamotorhoz (LRE) az orbiteren, és nincs felszerelve saját hajtóművekkel.

Az üzemanyagtartály belsejében három részre van osztva. A tartály felső harmadát egy –183 °C (–298 °F ) hőmérsékletre hűtött folyékony oxigén számára kialakított tartály foglalja el . Ennek a tartálynak a térfogata 650 ezer liter (143 ezer gallon ). A tartály alsó kétharmada –253 °C-ra (-423 °F) hűtött folyékony hidrogén tárolására szolgál . Ennek a kapacitásnak a térfogata 1,752 millió liter (385 ezer gallon). Az oxigén- és hidrogéntartályok között van egy gyűrű alakú közbenső rekesz, amely összeköti az üzemanyag-részeket, szállítja a berendezéseket, és amelyhez a rakétaerősítők felső végei csatlakoznak [7] .

1998 óta a tartályok alumínium - lítium ötvözetből készülnek. Az üzemanyagtartály felületét 25 mm-es poliizocianurát szórt hab hővédő burkolat borítja. Ennek a héjnak az a célja, hogy megvédje az üzemanyagot és az oxidálószert a túlmelegedéstől, és megakadályozza a jégképződést a tartály felületén. A jégképződés megakadályozására további fűtőtesteket szereltek fel a rakétaerősítők rögzítési pontjára. A hidrogén és az oxigén túlmelegedés elleni védelme érdekében a tartály belsejében légkondicionáló rendszer is található. A villámvédelmi tartályba speciális elektromos rendszer van beépítve . A szeleprendszer felelős az üzemanyagtartályok nyomásának szabályozásáért és a biztonságos körülmények fenntartásáért a köztes térben. A tartályban sok érzékelő található, amelyek jelzik a rendszerek állapotát. Az üzemanyagot és az oxidálószert a tartályból egy orbitális rakétasík (orbiter) három fenntartó rakétahajtóművébe juttatják egyenként 430 mm átmérőjű távvezetékeken keresztül, amelyek aztán a rakétasík belsejében ágaznak ki, és reagensekkel látják el az egyes hajtóműveket [7] . A tankokat a Lockheed Martin gyártotta .

Hossz 47 m
Átmérő 8,38 m
Súly induláskor 756 t
Három SSME-motor kombinált tolóereje tengerszinten (104,5%) 5252 kN (535,5 tf )
Specifikus impulzus 455 s
Munkaórák 480 s
Üzemanyag folyékony hidrogén
Üzemanyag tömeg induláskor 103 t
Oxidálószer folyékony oxigén
Az oxidálószer tömege indításkor 616 t

Orbiter (orbitális rakétasík)

Az orbitális rakétarepülőgép három saját (fedélzeti) gyorsuló RS-25 ( SSME ) hajtóművel van felszerelve, amelyek 6,6 másodperccel az indítás pillanata előtt (elválás az indítóállástól) kezdtek el dolgozni, és röviddel a külső leválasztás előtt kapcsoltak ki. tüzelőanyag-tartály (a három SMME fenntartómotor jellemzőinek adatait az előző rész végén található táblázat és az alábbi táblázat is felsorolja). Továbbá a végső emelkedésben (mint előgyorsító motorok), valamint a pályán történő manőverezéshez és az onnan való kilépéshez az orbitális manőverezési rendszer ( angol  Orbital Maneuvering System, OMS ) két, egyenként 27 kN tolóerejű hajtóművét alkalmazták. használt . Az OMS üzemanyagát és oxidálószerét az űrsiklón tárolták, orbitális manőverekhez, valamint az űrsikló lefékezése előtti lelassításához használták. Ezen kívül az OMS tartalmazza a Reaction Control System ( RCS ) hátsó tolóerejét is , amely az űrhajó pályán való tájékozódását hivatott szolgálni, és amelyek a hátsó motor gondoláiban helyezkednek el. A rakétasík orrában az RCS hajtóművek első sora található .  

Hossz 37,24 m
Szárnyfesztávolság 23,79 m
Súly ( terhelés nélkül ) 68,5 tonna [1]
A három SSME motor teljes emelőereje induláskor 5306 kN (541 tf )
OMS motorok fajlagos impulzusa 316 s [cm 1]
Az OMS hajtóművek maximális lehetséges üzemideje, figyelembe véve az esetleges zárványokat a pályán 1250 s [cm2]
Üzemanyag OMS és RCS motorokhoz metilhidrazin (MMH) [cm 1]
Oxidálószer OMS és RCS motorokhoz dinitrogén-tetroxid (N 2 O 4 ) [cm 1]
  1. ↑ 1 2 3 Az OMS Orbital Manevering System adatai.
  2. ↑ Az OMS hajtóművek maximális lehetséges üzemideje, figyelembe véve az esetleges zárványokat a pályán.

Leszálláskor fékejtőernyőt használtak a vízszintes sebesség csillapítására (az STS-49 első használata ), és ezen kívül aerodinamikus féket ( elválasztó kormányt).

Belül a rakéta repülőgép egy személyzeti rekeszre, a törzs elején található , egy nagy raktérre és egy hátsó motortérre van felosztva. A legénységi rekesz kétszintes, alapesetben 7 űrhajós befogadására tervezték, bár volt STS-61A indítás 8 űrhajóssal, egy mentési művelet során még hármat is igénybe vehet, így a legénység 11 főre nő. Térfogata 65,8 m3 , 11 ablakkal és lőrésszel rendelkezik . A raktérrel ellentétben a személyzeti raktér állandó nyomást tart fenn. A személyzeti fülke három részre oszlik: pilótafülke (irányítókabin), kabin és átmeneti légzsilip. A pilótafülkében a legénységparancsnoki ülés, a jobb oldalon a pilótaülés, a kezelőszervek teljesen duplikáltak, így a kapitány és a pilóta is egyedül tud működni. A pilótafülkében összesen több mint kétezer műszerleolvasás látható. Az űrhajósok a kabinban laknak, van asztal, hálóhelyek, további felszereléseket tárolnak és van egy kísérletkezelő állomás. A légzsilip két űrhajós űrruháit és a világűrben való munkához szükséges eszközöket tartalmaz [8] .

A raktérben található a pályára szállított és a pályáról visszatért rakomány. A raktér leghíresebb részlete a Remote Manipulator System ( eng.  Remote Manipulator System , röv. RMS ), vagy a Kanadarm ( eng.  Canadarm ) - egy 15,2 m hosszú mechanikus kar , amelyet egy rakéta repülőgép pilótafülkéjéből irányítanak. A mechanikus kar a raktérben lévő terhek rögzítésére és kezelésére szolgál. A raktér nyílászárói beépített radiátorral rendelkeznek, és hőelvezetésre szolgálnak [8] .

Repülési profil

Indítás és beillesztés a pályára

A rendszert függőlegesen indítják, a Shuttle hajtómotorok ( SSME ) teljes tolóerejét és két szilárd hajtóanyagú boostert használva , amely utóbbi biztosítja a rendszer indító tolóerejének körülbelül 80%-át. A három fenntartómotor gyújtása 6,6 másodperccel az ütemezett indítási idő (T) előtt történik, a motorok egymás után, 120 ezredmásodperces időközönként kapcsolódnak be . Három másodpercen belül a motorok elérik a tolóerő indítóteljesítményét (100%). Pontosan a kilövés pillanatában (T = 0) az oldalsó erősítőket egyszerre gyújtják meg és nyolc piroboltot robbantanak fel , amelyek a rendszert az indítókomplexumhoz rögzítik. A rendszer elindul. Közvetlenül az indítókomplexum elhagyása után a rendszer elkezd fordulni emelkedésben , forgásban és elfordulásban, hogy elérje a pálya céldőlésének azimutját . A további emelkedés során a dőlésszög fokozatos csökkentésével (a pálya a függőlegestől a horizont felé tér el, „vissza lefelé” konfigurációban) a fenntartómotorok rövid távú többszöri lefojtását hajtják végre a dinamikus terhelések csökkentése érdekében. szerkezet. Tehát a maximális aerodinamikai ellenállás (Max Q) szakaszában a fenntartómotorok teljesítménye 65-72%-ra van fojtva. A túlterhelések a rendszer pályára bocsátásának szakaszában akár 3 g-ot is elérhetnek.

Körülbelül két perccel (126 másodperc) az emelkedés után, 45 km-es magasságban az oldalsó erősítők leválanak a rendszerről. A rendszer további emelését és gyorsítását egy külső üzemanyagtartállyal működő shuttle motorok (SSME) hajtják végre. Munkájuk leáll, amikor a hajó eléri a 7,8 km/s sebességet valamivel több mint 105 km-es magasságban, még az üzemanyag teljes kimerülése előtt is; 30 másodperccel a motorok leállítása után (kb. 8,5 perccel az indítás után), körülbelül 113 km-es magasságban a külső üzemanyagtartály leválik.

Lényeges, hogy ebben a szakaszban a keringő sebessége még nem elegendő a stabil, alacsony körkörös pályára lépéshez (sőt, az űrsikló ballisztikus pályára lép ), és a keringés befejezéséhez további erősítő impulzus szükséges. Ez az impulzus a harckocsi szétválása után 90 másodperccel adják ki - abban a pillanatban, amikor a ballisztikus pályán tovább haladva a komp eléri csúcspontját ; a szükséges újbóli gyorsítást az orbitális manőverező rendszer motorjainak rövid időre történő bekapcsolásával hajtják végre . Egyes repüléseknél erre a célra a hajtóművek két egymást követő bekapcsolását alkalmazták gyorsítás céljából (az egyik impulzus az apogeus magasságát növelte, a másik körpályát alkotott).

A repülési profil ilyen megoldása lehetővé teszi annak elkerülését, hogy az üzemanyagtartályt az űrsiklóval azonos pályára állítsák; ballisztikus pályán folytatva süllyedését, a tank az Indiai-óceán egy adott pontjára esik . Abban az esetben, ha az utolsó emelkedési impulzus nem hajtható végre, az űrsikló még mindig képes egyfordulatú repülést végrehajtani nagyon alacsony pályán, és visszatérni a kozmodromba .

A pályára állítás bármely szakaszában a megfelelő eljárások alkalmazásával lehetőség van a repülés vészhelyzeti leállítására .

Közvetlenül az alacsony referenciapálya kialakulása után (kör alakú pálya, amelynek magassága kb. 250 km, bár a pályaparaméterek értéke az adott repüléstől függött) az SSME fenntartó motorrendszeréből és azok üzemanyag-vezetékeiből kiöntik a maradék üzemanyagot. evakuálják . A hajó megkapja a szükséges tengelyirányú tájolást. Kinyílnak a raktér ajtói, amelyek a hajó hőszabályzó rendszerének radiátoraiként is szolgálnak. Az űrhajórendszereket orbitális repülési konfigurációba hozzák.

Leszállás

A leszállás több szakaszból áll. Először egy fékimpulzust adnak ki a pályáról való leálláshoz - körülbelül fél fordulattal a leszállási hely előtt, miközben az űrsikló hátrafelé, fordított helyzetben repül előre. Az orbitális manőverező hajtóművek időtartama körülbelül 3 perc; az űrsikló keringési sebességéből levont jellemző sebesség 322 km/h; az ilyen lassulás elegendő ahhoz, hogy a pálya perigeája a légkörön belül legyen . Ezután az űrsikló szögletes fordulatot hajt végre, és megveszi a szükséges tájolást a légkörbe való belépéshez. A hajó nagy támadási szöggel (kb. 40°) lép be a légkörbe . Ennek a dőlésszögnek a megtartása mellett a hajó több S-alakú manővert hajt végre 70°-os dőléssel, hatékonyan csillapítva a sebességet a felső légkörben (ez lehetővé teszi a szárnyemelés minimalizálását is , ami ebben a szakaszban nem kívánatos). A hajó hővédelmének egyes szakaszainak hőmérséklete ebben a szakaszban meghaladja az 1500°-ot. Az űrhajósok által a légköri lassulás során tapasztalt maximális g-erő körülbelül 1,5 g.

A keringési sebesség fő részének kioltása után a hajó tovább ereszkedik, mint egy nehéz sikló , alacsony emelési/ ellenállási aránnyal , fokozatosan csökkentve a menetemelkedést . Kifutópálya megközelítés folyamatban. A hajó függőleges sebessége a süllyedés szakaszában nagyon nagy - körülbelül 50 m/s. A leszállási siklópálya szöge is nagy - körülbelül 17-19°. Körülbelül 500 m magasságban és körülbelül 430 km/h sebességnél a hajó elkezd kiegyenlíteni, és a futómű kinyílik . A csíkot körülbelül 350 km / h sebességgel érintik meg, majd egy 12 m átmérőjű fékező ejtőernyőt engednek el; 110 km/h sebességre történő fékezés után az ejtőernyő visszaáll. A legénység a megállás után 30-40 perccel hagyja el a hajót.

Alkalmazástörténet és képviselők

Járatszám megjelölések

A Space Transportation System program keretében minden emberes repülésnek megvolt a saját jelölése, amely az STS ( English  Space Transportation System ) rövidítésből és az űrsiklójárat sorozatszámából állt. Például az STS-4 a negyedik repülést jelenti a Space Transportation System program keretében. A tervezési szakaszban minden járathoz sorszámot rendeltek. De az előkészületek során sok járatot elhalasztottak vagy más időpontokra halasztottak. Gyakran előfordult, hogy egy későbbi időpontra tervezett és magasabb sorozatszámú járat korábban repülésre késznek bizonyult, mint egy másik, korábbi időpontra tervezett járat. Mivel a hozzárendelt sorszámok nem változtak, ezért a magasabb sorozatszámú járatokat gyakran korábban hajtották végre, mint az alacsonyabb sorszámú járatokat.

1984-ben új jelölési rendszert vezettek be. Az STS rövidítés megmaradt, de a sorszámot felváltotta egy kódkombináció, amely két számból és egy betűből állt. Ebben a kódszóban az első számjegy az aktuális év utolsó számjegyének felelt meg, nem a naptári évnek, hanem a NASA pénzügyi évének, amely októbertől szeptemberig tartott. Például, ha a repülés 1984-ben és októberig zajlik, akkor a 4-es számot veszik fel, ha októberben és később - az 5-ös számot. A kódkombináció második számjegye mindig 1 volt. Cape Canaveral. Korábban a kompok a kaliforniai Vandenberg légibázisról is indultak volna ; a 2-es számú indítást tervezték, de a Challenger-katasztrófa (STS-51L) megszakította ezeket a terveket. A kódkombinációban szereplő betű a tárgyévi ingajárat sorszámának felelt meg. De ezt a parancsot sem tartották tiszteletben, így például az STS-51D repülés korábban történt, mint az STS-51B .

Példa: STS-51A járat  - 1984 novemberében történt (5. szám), ez volt az első járat az új költségvetési évben (A betű), a járat Cape Canaveralról indult (1. szám).

Az 1986. januári Challenger-katasztrófa és a Vandenberg-indítások törlése után a NASA visszatért a régi jelölési rendszerhez.

Katasztrófák

A kompok teljes működési ideje alatt 2 katasztrófa történt, amelyekben összesen 14 űrhajós halt meg:

A pusztítás során a kabin és a személyzet mind a 7 tagja sértetlen maradt, de a vízbe ütközve meghaltak. A katasztrófa után a transzferprogramot 32 hónapra törölték.

Elvégzett feladatok

Siklókkal rakományt 200-500 km magas pályára bocsátottak , tudományos kutatásokat végeztek, és orbitális űrhajókat szervizeltek (beépítési és javítási munkák).

1990 áprilisában a Discovery sikló pályára állította a Hubble távcsövet ( STS-31 járat ). A Columbia, Discovery, Endeavour és Atlantis siklókon négy expedíciót hajtottak végre a Hubble távcső kiszolgálására. A legutóbbi Hubble-i sikló-küldetésre 2009 májusában került sor. Mivel 2011 óta leállnak az ingajáratok, ez volt az utolsó emberi expedíció a teleszkóphoz, és jelenleg (2013 augusztusában) ezt a munkát semmilyen más elérhető űrhajó nem tudja elvégezni.

Az 1990-es években a kompok részt vettek a közös orosz-amerikai Mir-Shuttle programban. Kilenc dokkolás készült a Mir állomással .

Mind a harminc év alatt, amikor az űrsikló működött, folyamatosan fejlesztették és módosították őket. A teljes működési időszak alatt több mint ezer módosítást hajtottak végre az eredeti siklóprojekten.

A kompok fontos szerepet játszottak a Nemzetközi Űrállomás (ISS) létrehozására irányuló projekt megvalósításában. Így például egyes ISS-modulok, köztük az orosz Rassvet modul (amelyet az Atlantis shuttle szállított ), nem rendelkeznek saját meghajtórendszerrel (PS), ellentétben az orosz Zarya , Zvezda és modulokkalPirs Poisk ”-val, amelyek dokkolt. a Progress M-CO1 teherhajó modul részeként , ami azt jelenti, hogy nem tudnak önállóan manőverezni a pályán keresés, találkozás és dokkolás céljából. Ezért nem lehet őket egyszerűen pályára "dobni" egy Proton típusú hordozórakétával .

Költség

A 30 éves program teljes tényleges költsége 2011-ben a NASA szerint az infláció nélkül 113,7 milliárd dollár volt [23] . Más adatok szerint a teljes 2013-as program inflációval (2010) kiigazítva 199,9 milliárd dollárt tett ki [24]  , ami több, mint a teljes ISS költsége.

Az egyes ingajáratok költsége az idők során változott: 2003-ban körülbelül 240 millió dollár volt [25] , 2010-ben pedig körülbelül 775 millió dollár [23] .

Ennyi pénzért az űrsikló 20-25 tonna rakományt, köztük ISS-modulokat, plusz 7-8 űrhajóst tudna szállítani egy repüléssel az ISS-re.

A Space Transportation System program befejezése

A Space Transportation System program 2011 -ben fejeződött be . Az összes aktív űrsiklót az utolsó repülésük óta leállították [26] .

2011. július 8-án hajtották végre az Atlantis [27] utolsó kilövését négy űrhajósra redukált legénységgel [28] . Ez volt az utolsó repülés a Space Transportation System program keretében. 2011. július 21-én kora reggel ért véget.

Legutóbbi shuttle járatok

Repülési kód Kezdő dátum űrsikló repülési program Eredmény
STS-133 2011. február 24 " Felfedezés " Berendezések és anyagok szállítása az ISS-re és vissza Befejezve
STS-134 2011. május 16 " Endeavour " Az ISS összeszerelése és szállítása, a mágneses alfa spektrométer (Alpha Magnetic Spectrometer, AMS) szállítása és telepítése az ISS-re Befejezve
STS-135 2011. július 8 " Atlantisz " Az ISS összeszerelése és szállítása Befejezve

Eredmények

30 éves működés alatt öt járat 135 járatot hajtott végre. Összességében az összes űrsikló 21 152 pályát tett meg a Föld körül, és 872,7 millió km-t (542 398 878 mérföldet) repült. A kompok 1,6 ezer tonna (3,5 millió font) hasznos terhet emeltek az űrbe. 355 űrhajós és űrhajós repült; összesen 852 siklószemélyzet tagja a teljes hadműveletre [29] .

A művelet befejezése után az összes űrsiklót a múzeumokba küldték : az Enterprise siklót, amely soha nem repült az űrbe, korábban a Washington Dulles repülőtér közelében található Smithsonian Institution Museumban helyezték el, majd a New York-i Tengerészeti és Repülési Múzeumba helyezték át . Helyét a Smithsonianban a Discovery sikló foglalta el. Az Endeavour űrrepülőgép állandóan a Los Angeles-i Kaliforniai Tudományos Központban parkolt , míg az Atlantis űrsikló a floridai Kennedy Űrközpontban volt látható [ 30 ] .

Galéria

Jegyzetek

  1. ↑ Shuttle kézikönyv: ŰRSZÁLLÍTÁSI RENDSZER . Letöltve: 2012. május 22. Az eredetiből archiválva : 2019. november 30.
  2. ↑ Honvédségi nyilatkozat Walter B. LaBerge, a Légierő kutatásért és fejlesztésért felelős titkárhelyettese . / Military Procurement, Fiscal Year 1977: Meghallgatások a Fegyveres Szolgálatok Bizottsága előtt, Egyesült Államok Szenátusa, 94. Kongresszus, 2. ülés, S. 2965, 1976. március 4. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1997. - P 3756 - 3925 p.
  3. ↑ Az ELNÖKI BIZOTTSÁG jelentése a Challenger űrsiklóbalesetről. VIII. fejezet: A rendszerre nehezedő nyomások. . Letöltve: 2014. május 25. Az eredetiből archiválva : 2021. február 24.
  4. ↑ Az újrafelhasználható közlekedési és űrrendszer (MTKS) „Space Shuttle” fejlődésének története . Letöltve: 2010. május 11. Az eredetiből archiválva : 2010. május 24..
  5. ↑ Űrsikló rendszer . Letöltve: 2012. május 26. Az eredetiből archiválva : 2012. május 6..
  6. ↑ ; Space Shuttle: Solid Rocket Boosters archiválva 2013. április 6-án a Wayback Machine -nél
  7. ↑ 1 2 3 Űrsikló: A külső tank . Letöltve: 2012. május 26. Az eredetiből archiválva : 2012. május 5..
  8. ↑ 1 2 3 Űrsikló: Orbiter . Hozzáférés dátuma: 2012. május 26. Az eredetiből archiválva : 2012. június 23.
  9. ↑ A NASA és az Apollo utáni jövő . Letöltve: 2010. május 23. Az eredetiből archiválva : 2010. április 10.
  10. ↑ 1 2 Az "Space Shuttle" újrafelhasználható szállító- és űrrendszer fejlődésének története . Letöltve: 2010. május 11. Az eredetiből archiválva : 2010. május 24..
  11. ↑ Az űrrepülőgép: Új közlekedési rendszer fejlesztése (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2010. május 23. Az eredetiből archiválva : 2010. május 27.. 
  12. ↑ Agnew, Spiro, elnök. 1969. szeptember. Az Apollo utáni Űrprogram: Irányok a jövőért. Űrfeladatcsoport. Újranyomtatva: NASA SP-4407, Vol. I, pp. 522-543
  13. ↑ Ezredes nyilatkozata. Howard S. Davis, az Egyesült Államok légiereje, az űr- és rakétarendszerek szervezetének rendszerprogram-igazgatója . / Advanced Turbofan Engine – Space Shuttle: Meghallgatások a Kutatási és Fejlesztési Albizottság előtt, Fegyveres Szolgálatok Bizottsága, Egyesült Államok Szenátusa, 93. Kongresszus, 1. ülés, S. 1263, 1973. március 5. – Washington, DC: az Egyesült Államok kormánya Nyomda, 1973. - P. 2549, 2622-2775 p.
  14. ↑ Shuttle Orbiter forrás kiválasztása folyamatban . / 1974 NASA engedély: Meghallgatások, 93. kongresszus, 1. ülés, a HR 4567-en (felváltva a HR 7528-mal). - Washington : US Government Printing Office, 1973. - Pt. 2 - P. 377-380, 937-1307 p.
  15. ↑ 71-806. 1971. július Robert N. Lindley, Az új űrszállítási rendszer gazdaságtana.
  16. ↑ Donlan, Charles J. 1972. július 11. Space Shuttle Systems Definition Evolution. Belső NASA papír.
  17. ↑ Morgenstern, Oskar és Klaus P. Heiss. 1971. május 31. Új űrszállítási rendszerek gazdasági elemzése. Princeton, New Jersey: Mathematica, Inc. CASI 75N-22191.
  18. ↑ tartalom . Hozzáférés dátuma: 2010. május 22. Az eredetiből archiválva : 2004. október 30.
  19. ↑ Űrkilövő járművek: kormányzati tevékenységek, kereskedelmi verseny és műholdexport  (angolul)  (a hivatkozás nem elérhető) . A Kongresszusi Könyvtár (2014. május 27.). Hozzáférés időpontja: 2015. január 10. Az eredetiből archiválva : 2015. január 10.
  20. ↑ Buran újrafelhasználható orbitális hajó . Letöltve: 2011. január 10. Az eredetiből archiválva : 2011. január 3..
  21. ↑ A Challenger sikló utolsó repülése
  22. ↑ Cape Canaveralban 400 ember tisztelgett a Challenger űrrepülőgép elesett legénysége előtt . Hozzáférés időpontja: 2016. január 29. Az eredetiből archiválva : 2016. február 4.
  23. ↑ 1 2 Tények  az űrsikló -korszakról . NASA (2011). Letöltve: 2016. augusztus 2. Az eredetiből archiválva : 2017. február 7..
  24. ↑ Claude Lafleur. Amerikai kísérleti programok költségei  . Űrhajó Enciklopédia. Letöltve: 2018. május 30. Az eredetiből archiválva : 2018. január 28..
  25. ↑ Vjacseszlav Belas. Kommunikációs szünet  // Kommersant Vlast  : magazin. - 2003. - február 10. ( 5. sz.). - S. 11 . Az eredetiből archiválva : 2021. január 31.
  26. ↑ Atlantisz. Idősebb nyugdíj Archiválva : 2010. május 17. a Wayback Machine Euronews -nál
  27. ↑ A NASA Space Shuttle programja 2011-ben is folytatódhat . Hozzáférés dátuma: 2010. május 27. Az eredetiből archiválva : 2011. április 13.
  28. ↑ STS-135: A KSC átállítja a menetrendi célokat a július 12-i előzetes induláshoz . Letöltve: 2011. május 17. Az eredetiből archiválva : 2011. május 17.
  29. ↑ Tények az űrsikló-korszakról  . NASA. Letöltve: 2016. augusztus 2. Az eredetiből archiválva : 2017. február 7..
  30. ↑ A NASA vezetője megnevezte a kompok örök parkolási helyeit . Letöltve: 2011. április 13. Az eredetiből archiválva : 2011. április 15..

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban
 Amerikai rakéta- és űrtechnológia
Indítójárművek üzemeltetése
Indítójárművek fejlesztés alatt
Elavult hordozórakéták
Booster blokkok
Gyorsítók
  • UA-1205
  • UA-1207
  • Castor-IVA
  • Castor-120
  • RS-68
  • DRÁGAKŐ
  • Orbus-21D
  • SRM
  • SRMU
  • SRB
* - Japán projektek amerikai rakétákkal vagy színpadokkal; dőlt  – az első járat előtt törölt projektek