Die Amerikaanse regeringsprogram STS (Space Transportation System) is wêreldwyd beter bekend as die Space Shuttle. Hierdie program is deur NASA-spesialiste geïmplementeer. Die hoofdoel daarvan was die skep en gebruik van 'n herbruikbare bemande vervoertuig wat ontwerp is om mense en verskillende vragte na wentelbane en terug te vervoer. Vandaar die werklike naam - "Space Shuttle".
Die werk aan die program het in 1969 begin met befondsing van twee Amerikaanse regeringsdepartemente: NASA en die departement van verdediging. Ontwikkelings- en ontwikkelingswerk is uitgevoer as deel van 'n gesamentlike program tussen NASA en die Lugmag. Terselfdertyd het die spesialiste 'n aantal tegniese oplossings toegepas wat voorheen op die maanmodules van die Apollo-program van die 1960's getoets is: eksperimente met vaste dryfversterkers, stelsels om dit te skei en brandstof uit 'n eksterne tenk te verkry. Die basis van die ruimtetransportstelsel wat geskep is, sou 'n bemande herbruikbare ruimtetuig wees. Die stelsel het ook grondondersteuningskomplekse ingesluit (die Kennedy Space Center se samestelling-, toets- en lanseerkompleks op die Vandenberg -lugmagbasis, Florida), die vlugbeheersentrum in Houston (Texas), sowel as data -oordrag- en kommunikasiestelsels via satelliete en ander middele ….
Alle vooraanstaande Amerikaanse lugvaartondernemings het aan die program deelgeneem. Die program was werklik groot en nasionaal, meer as 1000 ondernemings uit 47 state het verskillende produkte en toerusting vir die ruimtetuig voorsien. Die kontrak vir die bou van die eerste baan in 1972 is deur Rockwell International gewen. Die bou van die eerste twee pendeltuie het in Junie 1974 begin.
Die eerste vlug van die ruimtetuig Columbia. Die eksterne brandstoftenk (middel) is slegs op die eerste twee vlugte wit geverf. In die toekoms is die tenk nie geverf om die gewig van die stelsel te verminder nie.
Stelsel beskrywing
Die struktureel herbruikbare ruimtevervoerstelsel Space Shuttle het twee bergingsversterkers vir vaste brandstof ingesluit, wat as die eerste fase gedien het, en 'n wentelbare herbruikbare ruimtetuig (orbiter, orbiter) met drie suurstof-waterstof-enjins, sowel as 'n groot buiteboord-brandstofkompartement wat die tweede fase. Na die voltooiing van die ruimtevlugprogram keer die wentelbaan onafhanklik terug na die aarde, waar dit soos 'n vliegtuig op spesiale aanloopbane beland het.
Die twee soliede vuurpylversterkers werk ongeveer twee minute na die bekendstelling en dryf en stuur die ruimtetuig. Daarna, op 'n hoogte van ongeveer 45 kilometer, skei hulle en spat met behulp van 'n valskermstelsel in die see. Na herstel en hervul word dit weer gebruik.
Die eksterne brandstoftenk, wat in die aarde se atmosfeer brand, gevul met vloeibare waterstof en suurstof (brandstof vir die hoofmotors), is die enigste weggooibare element van die ruimtesisteem. Die tenk self is ook 'n raam om die vaste dryfversterkers aan die ruimtetuig vas te maak. Dit word ongeveer 8,5 minute na die opstyg op 'n hoogte van ongeveer 113 kilometer in vlug gegooi, die meeste tenk brand in die aarde se atmosfeer en die oorblywende dele val in die see.
Die bekendste en herkenbaarste deel van die stelsel is die herbruikbare ruimtetuig self - die pendeltuig, in werklikheid die "ruimtependel" self, wat in 'n baan naby die aarde gelanseer word. Hierdie pendeltuig dien as 'n toetsveld en platform vir wetenskaplike navorsing in die ruimte, sowel as 'n tuiste vir 'n bemanning van twee tot sewe mense. Die pendel self word gemaak volgens die vliegtuigskema met 'n driehoekige vleuel in plan. Vir die landing gebruik hy 'n vliegtuig-tipe landingsgestel. As vuurpylversterkers met vaste dryfwerke tot 20 keer ontwerp is, dan is die pendel self - tot 100 vlugte die ruimte in.
Afmetings van die wentelskip in vergelyking met die Sojoez
Die Amerikaanse ruimtetuigstelsel kan 'n wentelbaan van 185 kilometer en 'n helling van 28 ° tot 24,4 ton vrag in die oostelike rigting van Cape Canaveral (Florida) en 11,3 ton vanaf die gebied van die Kennedy -ruimtevlug laat draai. Sentreer in 'n wentelbaan met 'n hoogte van 500 kilometer en 'n helling van 55 °. Tot 12 ton vrag kan in 'n sirkumpolêre wentelbaan met 'n hoogte van 185 kilometer in 'n sirkumpolêre wentelbaan geplaas word.
Wat ons daarin geslaag het om te implementeer, en wat van ons planne het slegs op papier gebly
As deel van 'n simposium wat gewy is aan die implementering van die Space Shuttle -program, wat in Oktober 1969 plaasgevind het, het die "vader" van die pendeltuig, George Mueller, opgemerk: "Ons doel is om die koste van die aflewering van 'n kilogram vrag in wentelbaan van $ 2,000 vir Saturn-V tot 40-100 dollar per kilogram. So kan ons 'n nuwe era van ruimteverkenning oopmaak. Die uitdaging die komende weke en maande vir hierdie simposium, en vir NASA en die lugmag, is om te verseker dat ons dit kan bereik. Oor die algemeen word verwag dat die koste vir die lanseer van 'n vragmotor van 90 tot 330 dollar per kilogram vir verskillende variante gebaseer op die ruimtetuig sou wees. Daarbenewens word geglo dat die pendel van die tweede generasie die bedrag tot $ 33-66 per kilogram sou verminder.
In werklikheid was hierdie getalle egter selfs naby bereikbaar. Volgens die berekening van Mueller moes die koste vir die bekendstelling van die pendelbus $ 1-2,5 miljoen gewees het. Volgens NASA was die gemiddelde koste om 'n pendel te begin ongeveer $ 450 miljoen. En hierdie beduidende verskil kan die belangrikste verskil tussen die gestelde doelwitte en die werklikheid genoem word.
Pendelbus "Endeavour" met 'n oop vragkompartement
Na die voltooiing van die Space Transportation System -program in 2011, kan ons reeds met selfvertroue sê watter doelwitte tydens die implementering daarvan bereik is, en watter nie.
Die doelwitte vir die Space Shuttle -program is bereik:
1. Implementering van aflewering van verskillende soorte vrag na 'n baan (boonste stadiums, satelliete, segmente van ruimtestasies, insluitend die ISS).
2. Moontlikheid om satelliete in 'n lae aarde -baan te herstel.
3. Moontlikheid om satelliete terug te keer na die aarde.
4. Die vermoë om tot 8 mense die ruimte in te vlieg (tydens die reddingsoperasie kan die bemanning tot 11 mense toeneem).
5. Suksesvolle implementering van herbruikbare vlug en herbruikbare gebruik van die pendel self en soliede dryfversnellers.
6. Implementering in die praktyk van 'n fundamenteel nuwe uitleg van die ruimtetuig.
7. Die vermoë om horisontale maneuvers deur die skip uit te voer.
8. Groot volume van die vrag kompartement, die vermoë om terug te keer na die aarde vrag weeg tot 14, 4 ton.
9. Die koste en ontwikkelingstyd is daarin geslaag om die sperdatums te haal wat in 1971 aan die Amerikaanse president Nixon belowe is.
Doelwitte wat nie bereik is nie en mislukkings:
1. Kwalitatiewe fasilitering van toegang tot ruimte. In plaas daarvan om die koste van die aflewering van 'n kilogram vrag in 'n wentelbaan met twee ordes van grootte te verminder, was die ruimtetuig eintlik een van die duurste metodes om satelliete na die aarde se wentelbaan te vervoer.
2. Vinnige voorbereiding van pendeltuie tussen ruimtevlugte. In plaas van die verwagte tydsraamwerk, wat na raming op twee weke tussen die bekendstellings geskat is, kan pendeltuie eintlik maande lank voorberei op die weglating in die ruimte. Voor die ramp van die ruimtetuig Challenger was die rekord tussen vlugte 54 dae, na die ramp - 88 dae. Gedurende die hele operasieperiode is dit gemiddeld 4, 5 keer per jaar gelanseer, terwyl die minimum toelaatbare aantal bekendstellings 28 per jaar was.
3. Eenvoud van diens. Die tegniese oplossings wat tydens die skep van die pendeltuie gekies is, was taamlik moeisaam om in stand te hou. Die hoofmotors het aftakprosedures en lang dienstye vereis. Die turbopomp -eenhede van die enjins van die eerste model benodig hul volledige skottel en herstel na elke vlug die ruimte in. Hittebeskermende teëls was uniek - elke nes het sy eie teël. In totaal was daar 35 duisend van hulle, en ook kon die teëls tydens die vlug beskadig of verlore gaan.
4. Vervang alle weggooimateriaal. Die pendeltuie het nooit in polêre wentelbane gelanseer nie, wat veral nodig was vir die ontplooiing van verkenningssatelliete. In hierdie rigting is voorbereidende werk gedoen, maar dit is ingeperk na die Challenger -ramp.
5. Betroubare toegang tot ruimte. Vier ruimtetuie het beteken dat die verlies van een van hulle die verlies van 25% van die hele vloot was (daar was altyd nie meer as 4 vlieënde wentelbane nie, die Endeavour -pendeltuig is gebou om die verlore Challenger te vervang). Na die ramp is vlugte lank gestop, byvoorbeeld na die ramp van die Challenger - vir 32 maande.
6. Die vervoervermoë van die pendeltuie blyk 5 ton laer te wees as wat die militêre spesifikasies vereis (24,4 ton in plaas van 30 ton).
7. In die praktyk is groot horisontale maneuververmoëns nog nooit toegepas nie, omdat die pendeltuie nie in polêre wentelbane gevlieg het nie.
8. Die terugkeer van satelliete uit die aarde se baan het reeds in 1996 gestop, terwyl slegs 5 satelliete gedurende die hele tydperk uit die ruimte teruggekeer het.
9. Die herstel van satelliete was min aanvraag. In totaal is 5 satelliete herstel, maar die pendeltuie het die beroemde Hubble -teleskoop ook 5 keer onderhou.
10. Die geïmplementeerde ingenieursoplossings het die betroubaarheid van die hele stelsel negatief beïnvloed. Ten tyde van die opstyg en landing was daar gebiede wat die bemanning nie 'n kans op redding in 'n noodgeval gelaat het nie.
11. Die feit dat die pendeltuig slegs bemande vlugte kon uitvoer, het ruimtevaarders onnodig in gevaar gestel, byvoorbeeld, outomatisering sou voldoende wees vir roetine -satellietlanseerings in 'n wentelbaan.
12. Die sluiting van die Space Shuttle -program in 2011 is toegepas op die kansellasie van die Constellation -program. Dit het veroorsaak dat die Verenigde State jare lank hul onafhanklike toegang tot ruimte verloor het. As gevolg hiervan, beeldverliese en die behoefte om plekke vir hul ruimtevaarders te bekom op die ruimtetuie van 'n ander land (Russiese bemande ruimtetuig "Soyuz").
Shuttle Discovery voer 'n maneuver uit voordat hy by die ISS aanry
'N Paar statistieke
Die pendeltuie is ontwerp om twee weke lank in die wentelbaan van die aarde te bly. Gewoonlik duur hul vlugte van 5 tot 16 dae. Die rekord vir die kortste vlug in die geskiedenis van die program behoort aan die ruimtetuig Columbia (gesterf saam met die bemanning op 1 Februarie 2003, die 28ste vlug na die ruimte), wat in November 1981 slegs 2 dae, 6 uur en 13 minute in die ruimte. Dieselfde pendelbus het die langste vlug in November 1996 gemaak - 17 dae 15 uur 53 minute.
In totaal, tydens die werking van hierdie program van 1981 tot 2011, is 135 lanseerdings deur ruimtetuie uitgevoer, waarvan Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 (gesterf het saam met die bemanning op 28 Januarie 1986). In totaal is binne die raamwerk van die program vyf van die bogenoemde pendeltuie gebou, wat vlugte na die ruimte gemaak het. 'N Ander pendelbus, Enterprise, was die eerste wat gebou is, maar aanvanklik was dit slegs bedoel vir grond- en atmosferiese toetse, sowel as voorbereidende werk by die lanseerplekke, maar dit het nooit die ruimte ingevlieg nie.
Dit is opmerklik dat NASA beplan het om die pendeltuie baie meer aktief te gebruik as wat dit werklik geblyk het. In 1985 het kenners van die Amerikaanse ruimteagentskap verwag dat hulle teen 1990 elke jaar 24 lanseerings sou doen, en dat skepe in die praktyk tot 100 vlugte in die ruimte vlieg; N ramp. Die rekord vir die aantal vlugte in die ruimte behoort aan die shuttle "Discovery" - 39 vlugte in die ruimte (die eerste op 30 Augustus 1984).
Die landing van die pendelbus "Atlantis"
Die Amerikaanse pendeltuie besit ook die hartseerste rekord onder alle ruimtestelsels - in terme van die aantal mense wat gedood is. Twee rampe met hul deelname het die dood van 14 Amerikaanse ruimtevaarders veroorsaak. Op 28 Januarie 1986, tydens die opstyg, as gevolg van 'n ontploffing in 'n eksterne brandstoftenk, het die Challenger -pendeltuig ineengestort. - voormalige onderwyser Christa McAuliffe, wat die landwye Amerikaanse kompetisie gewen het vir die reg om die ruimte in te vlieg. Die tweede ramp het op 1 Februarie 2003 plaasgevind tydens die terugkeer van die Columbia -ruimtetuig vanaf sy 28ste vlug die ruimte in. Die oorsaak van die katastrofe was die vernietiging van die buitenste hitte-afskermingslaag op die linkervlak van die pendelvleuel, wat veroorsaak is deur 'n stukkie termiese isolasie van die suurstoftenk wat tydens die lansering daarop val. By sy terugkeer stort die pendeltuig in die lug neer en sterf 7 ruimtevaarders.
Die ruimtevervoerstelselprogram is in 2011 amptelik voltooi. Alle pendeldienste is buite werking gestel en na museums gestuur. Die laaste vlug het op 8 Julie 2011 plaasgevind en is uitgevoer deur die Atlantis -pendelbus met 'n bemanning tot 4 mense. Die vlug het vroegoggend op 21 Julie 2011 geëindig. Vir 30 jaar se operasie het hierdie ruimteskepe 135 vlugte uitgevoer, in totaal het hulle 21,152 wentelbane om die aarde voltooi en 1,600 ton verskillende vragvragte in die ruimte gelewer. Gedurende hierdie tyd het die bemanning 355 mense (306 mans en 49 vroue) uit 16 verskillende lande ingesluit. Ruimtevaarder Franklin Storey Musgrave was die enigste een wat al die vyf pendeltuie wat gebou is, gevlieg het.
