Свемирски шатл: Прва свемирска летелица за вишекратну употребу

Ултимативни тестни лет: НАСА

НАСА-ин орбитер Цолумбиа лансира се према небу 12. априла 1981. године, на први НАСА-ин лет, СТС-1. 54-часовном мисијом командовао је ветеран астронаута Јохн Иоунг са тадашњим почетником Робертом Цриппеном као пилотом. (Кредит за слику: НАСА.)



НАСА -ина свемирска летјелица била је прва свемирска летелица за вишекратну употребу. Лансирао се као ракета и вратио се на Земљу попут једрилице, слетевши попут авиона на дугачку бетонску писту. Дизајниран је да носи велике терете - попут сателита - у орбиту и да их, по потреби, врати на поправке.



Након пробних летова помоћу шатла Ентерприсе (који није отишао у свемир), прва мисија свемирског шатла, СТС-1, лансирана 12. априла 1981. године на орбиту Цолумбиа. Последњи шатл који је летео био је Атлантис на мисији СТС-135 у јулу 2011. Свемирски шатл претрпео је две велике катастрофе- 28. јануар 1986 (Цхалленгер) и 1. фебруара 2003. (Колумбија); У две мисије погинуло је 14 астронаута.

Највећи допринос свемирског шатла била је изградња Међународне свемирске станице, која је и данас у орбити за спровођење стотина научних експеримената годишње о здрављу људи, инжењерингу и другим питањима. Програм је такође запамћен по лансирању и сервисирању свемирског телескопа Хабл, посети руској свемирској станици Мир, лансирању бројних сателита и сонди и извођењу хиљада и хиљада сати основних научних експеримената.



Свемирски шатл Атлантис види се кроз прозор шатл авиона за обуку (СТА) док лансира са лансирне рампе 39А у НАСА -и

Свемирски шатл Атлантис виђен је кроз прозор шатл авиона за обуку (СТА) који лансира са лансирне рампе 39А у НАСА-ином свемирском центру Кеннеди на мисији СТС-135, 8. јула 2011. у Цапе Цанаверал-у, Флорида, на последњем шатлу. мисија.(Кредит за слику: НАСА/Дицк Цларк)

Елементи свемирског шатла и лансирање

Свемирски шатл, званично назван Свемирски транспортни систем, састојао се од три главне компоненте [ Инфографија: НАСА -ина свемирска шатла - од врха до дна ]:



  • Два чврста ракетна појачивача, који су обезбеђивали највећи потисак шатла током лансирања
  • Огроман спољни резервоар боје рђе, који је током лансирања доводио гориво у три главна мотора
  • Орбитер, који је садржавао кабину посаде, лежиште корисног терета и три главна мотора.

Ракетни појачивачи на чврсте ракете (СРБ) деловали су прва два минута лета како би обезбедили додатни потисак потребан за довођење шатла у орбиту. Отприлике 45 километара горе, појачивачи су се одвојили од спољног резервоара и спустили се падобранима у Атлантски океан. Бродови су их пронашли и они су обновљени за поновну употребу.

Сваки појачивач је садржавао мотор са чврстим погоном - највећи икада развијен за свемирске летове. Сваки мотор је имао више од милион фунти. (450.000 килограма) погонског горива, чврсте мешавине амонијум -перхлорат и алуминијум , као и катализатор гвожђе оксида за помоћ при горењу и материјал за везивање који држи све компоненте заједно, према Америчком савету за хемију. Читава смеша има конзистенцију гумице за оловке. Амонијум перхлорат такође користи америчка војска у ракетама, експлозивима, ракетама и муницији.

Спољашњи резервоар са 15 спратова боје рђе био је једина компонента шатла која се није поново користила. Снабдео је више од 500.000 литара горива - течним кисеоником и течним водоником - до главних мотора шатла током лансирања. Тенк је такође био „кичма“ структуре спејс шатла. Пружао је подршку за ракетне појачиваче и орбитер.



Спољашњи резервоар био је једини део свемирског шатла који се није поново користио од лансирања до лансирања. Служио је као

Спољашњи резервоар био је једини део свемирског шатла који се није поново користио од лансирања до лансирања. Служио је као „резервоар за гас“ за свемирски шатл при лансирању. Након што се испразнио, овај огромни наранџасти резервоар одвојио се од остатка апарата и пао назад на Земљу.(Кредит за слику: НАСА)

Након што су се чврсти ракетни појачавачи одвојили, орбитер је однео спољни резервоар на око 113 километара изнад Земље. С потрошеним горивом, резервоар се одвојио и пао дуж планиране путање. Већина је изгорела у атмосфери, а остатак је пао у океан.

Орбитер је компонента коју већина људи сматра „шатлом“. Срце и мозак система и стварни брод одвели су људе у свемир и вратили их назад. Орбитер је био отприлике исте величине као и авион ДЦ-9. Био је дугачак 37 метара и имао је распон крила 23 метра. Одељење за посаду, које се налазило у предњем делу трупа, обично је носило посаде од седам астронаута, али повремено је било и мање људи. Највећа посада за мисију шатла била је осам астронаута.

У средњем делу трупа налазило се лежиште корисног терета од 18 метара и роботска рука. У заливу би се могли налазити сателити, модули који садрже читаве лабораторије и грађевински материјал за Међународну свемирску станицу. Крмени труп држао је систем за орбитално маневрисање, главне моторе и вертикални реп. Мањи потисници који се налазе на носу шатла и крменом трупу кориштени су за мала подешавања лета.

Кратка историја развоја

Свемирски шатл израстао је из неколико напора да се развију свемирске летелице за вишекратну употребу. Програм Кс-15 1950-их тестирао је идеју летења свемирским авионом. Ратно ваздухопловство САД је такође спровело студије о свемирским летелицама за вишекратну употребу 1960-их. НАСА је започела рад на Интегрисаном лансирном и поновном уласку (ИЛРВ) 1968. године, а до 1969. развој свемирског шатла добио је одобрење тадашњег председника Ричарда Никсона.

Првобитна визија програма спејс шатла била је да се развије возило које ће се лансирати у свемир врло често (неколико пута месечно) за постављање и поправљање сателита по потреби. Војска је такође била активни учесник у развоју, а простор за терет шатла (који је преносио опрему у сателите у свемир) је проширен у фази пројектовања како би се сместили већи војни сателити.

Конкретно, Национална извиђачка служба затражила је да се повећа залив корисног терета и да шатл на крају изврши поларне мисије, које су погодне за сателите да виде целу Земљину површину испод. Ваздушне снаге су изградиле лансирну рампу у Ванденбергу, Калифорнија, за мисије у поларној орбити, али је идеја напуштена након Цхалленгер катастрофе 1986. Иако је неколико војних мисија схуттле-а изведено 1980-их, пракса се смањила и престала након Цхалленгер-ове експлозије .

Повезан: Класификоване мисије шатла: Тајне у свемиру

Активности свемирских шатлова

У првим данима програма свемирског шатла, задаци мисије укључивали су подизање цивила да управљају експериментима и распоређивање сателита - и цивилних и војних. Астронаути су тестирали одважну опрему, попут Маневарске јединице са посадом, својеврсног млазног руксака који је члановима посаде омогућио да напусте шатл без везе и покупе сателите на поправку. Други сателити су ухваћени и/или распоређени помоћу Цанадарма, роботске руке.

Ове активности су се знатно смањиле (а затим и престале) након експлозије свемирског шатла Цхалленгер 1986. године, када је постало јасно да се свемирски шатлови могу лансирати само неколико пута годишње, а не много. Постојала је забринутост да су астронаути радили ризичне свемирске шетње. Такође, војни сателити су постепено премештани у ракете за једнократну употребу, пружајући чешће могућности лансирања по нижој цени.

Међутим, оно што се није променило у мисијама свемирских шатлова било је извођење експеримената. Током 30 година програма свемирског шатла, око 355 појединачних космонаута и астронаута користило је свемирски шатл за лансирање, слетање или обоје. Они су заједно уложили хиљаде и хиљаде сати рада у свемир истражујући све врсте науке, од људских здравље до инжењеринга до астрономије до проучавања животиња.

Повезан: НАСА -ина свемирска летјелица по бројевима: 30 година иконе свемирског лета

Свемирски шатл је летео 11 пута до руске свемирске станице Мир између 1994. и 1998. године, са седам америчких астронаута који су продужили боравке на свемирској станици. Ово је била прва велика свемирска сарадња између Русије и Сједињених Држава од мисије Аполо-Сојуз 1975. године, када су Американци и космонаути из Совјетског Савеза пристали на неколико кратких дана у свемир. Након распада Совјетског Савеза 1991. године, НАСА је пристала на сарадњу са Русима која је започела са шатлом-Мир и наставила са програмом Међународне свемирске станице.

Можда најпознатији задатак који је шатл преузео било је подизање астронаута, делова и опреме за изградњу Међународне свемирске станице. Завршетак свемирске станице трајао је 13 година и десетине мисија шатла; укупан број шатл-мисија које су пристале на станици је 37, или више од једне трећине од укупно 135 мисија шатла.

Међународна свемирска станица, како се види из свемирског шатла Атлантис у јулу 2011. године, на последњем лету програма шатла.

Међународна свемирска станица, како се види из свемирског шатла Атлантис у јулу 2011. године, на последњем лету програма шатла.(Кредит за слику: НАСА)

Поред стотина сати астронаутских свемирских шетњи, неке од главних компоненти које је сам свемирски шатл допринео биле су европска лабораторија Цолумбус, чвор Хармони, чвор Транкуилити, јапанска лабораторија Кибо, соларни панели, ваздушне браве и роботска рука Цанадарм2 која се користи за свемирске летелице пристајање. Свемирски шатл је такође носио виталну опрему потребну за унутрашњост, са неким примерима укључујући опрему за вежбање, научне полице, тоалете и, наравно, свежу храну.

Свемирски шатл је такође познат по поновљеном успешном сервисирању свемирског телескопа Хабл. Телескоп је постављен 25. априла 1990. током мисије Дисцовери СТС-31. Нажалост, откривена је грешка у огледалу телескопа, што је увелико угрозило његову способност да врши астрономска посматрања. НАСА је у децембру 1993. распоредила пратећу мисију опслуживања, СТС-61. Астронаути су инсталирали неколико инструмената-укључујући систем за корекцију фокуса-до потпуног успеха, стекавши светско признање након срамоте због почетног лансирања Хабла.

НАСА је касније обавила сервисне мисије 1997. (СТС-82), 1999. (СТС-103) и 2002. (СТС-109). Последња мисија сервисирања првобитно је отказана 2003. године због забринутости за безбедност астронаута након катастрофе у Колумбији; будући да се Хуббле налази на другачијој орбити од Међународне свемирске станице, посада се није могла склонити на станицу у случају да је шатл оштећен.

Астрономи су били забринути да ће бити превелики јаз између краја Хабловог живота и почетка рада свемирског телескопа Џејмса Веба, који је у почетку требало да се лансира 2010-11, али би требало да се лансира 2021. Након на негодовање научника, јавности и Конгреса, администратор НАСА -е Сеан О'Кеефе рекао је 2004. године да ће преиспитати одлуку. Нови администратор, Мицхаел Гриффин, стигао је 2005. године и одобрио сервисну мисију за 2008. Мисија сервисирања је одложена до 2009. (СТС-125) како би се додала јединица за руковање подацима, замењујући ону која није успела на орбити. Мисија је извршена уз велики успех и међународну пажњу, а Хабл је доброг здравља од 2018.

Свемирски шатлови

Програм шатла имао је пет свемирских шатлова, као и тестни орбитер Ентерприсе. Ево неколико значајних чињеница о свакој од њих.

Док се програм шатла углавном проводио у свемиру, Ентерприсе конструисан је за испитивање испуштања и слетања 1977. године, унапређујући претходне НАСА-ине и војне радове на свемирским летелицама с крилима. Ентерприсе је успешно обавио низ ригорозних тестова, почевши од рада на таксију, а кулминирајући у неколико бесплатних летова и слетања. Ентерприсе је распоређен на турнеје добре воље у неколико земаља, а затим је постао власништво Смитхсониан Институције. Привремено је био изложен на анексу аеродрома Степхен Ф. Удвар-Хази у Националном музеју ваздухопловства и свемира Смитхсониан у Фаирфаку, Ва., А затим је трајно пресељен 2012. у Музеј неустрашивог мора, ваздуха и свемира у Њујорку.

Цолумбиа (1981-2003):Ово је био први свемирски шатл који је летео у свемир. Извео је неколико пробних летова који су се бавили раним проблемима са топлотним штитом и системима за аутоматско слетање. Оперативне мисије започеле су 1982. Неке од главних активности мисије укључивале су Спацелаб, постављање Кс-Раи опсерваторије Цхандра и сервисирање свемирског телескопа Хуббле. Последња мисија, СТС-107, завршила се катастрофално 1. фебруара 2003. године, приликом слетања, када се шатл разбио у атмосфери, убивши његову седмочлану посаду. Узрок је био у томе што је комад пене испустио из спољног резервоара током полетања и ударио у крило, стварајући рупу. Неколико промена у дизајну извршено је у програму свемирских шатлова након смрти Колумбије, а осмишљене су и нове инспекцијске процедуре за преглед плочица након лансирања (док су астронаути били у свемиру).

Цхалленгер (1983-1986):Цхалленгер је првобитно конструисан као тестно возило, а затим је надограђен за свемирске летове. Његове главне прекретнице у мисији укључивале су лансирање првог сателита за праћење и пренос података (који су шатлови користили да остану у контакту са контролом мисије), летење првом америчком астронауткињом (Салли Риде), летење првим Афроамериканцем (Гуион Блуфорд) и прва поправка сателита астронаута (сателит Солар Макимум Миссион). Шатл је експлодирао 28. јануара 1986. године, током изласка из мисије СТС-51Л, убивши свих седам астронаута на броду. Технички узрок је био у квару спољне ракетне заптивке, али су окривљени и управљачки узроци - укључујући велики притисак на програм шатла да се често лансира. Катастрофа је подстакла промене дизајна, сигурносни преглед (и промене) програма шатла и трајно успоравање фреквенције лансирања шатла.

Откриће (1984-2011): Дисцовери-јева прва мисија, СТС-41Д 1984. године, подвргнута је паду због проблема са вентилом за гориво, али мисија је безбедно лансирана неколико недеља касније и пустила три комуникациона сателита. Летео је у 39 мисија-већина од свих шатлова-а неки од главних корисних терета које је објавио су били свемирски телескоп Хуббле, свемирска летелица Улиссес везана за сунце и истраживачки сателит горње атмосфере. Чак је летео и са астронаута Меркура Јохна Глена у 77. години, што га је учинило најстаријом особом која је летела у свемиру до сада. Дисцовери је такође био први шатл који је летео у мисијама „повратка у лет“ након катастрофа у Челенџеру и Колумбији. Укинута је након последњег лета 2011. године и сада је изложена на анексу аеродрома Степхен Ф. Удвар-Хази Националног музеја ваздуха и свемира Смитхсониан у Фаирфаку, Ва.

Атлантис (1985-2011):Прва мисија овог шатла била је тајна војна мисија 1985. године, за коју је и данас познато неколико детаља. Неке од његових других активности укључивале су лобирање три комуникациона сателита у орбиту у једној мисији, лансирање свемирске летелице Магеллан према Венери, лансирање сонде Галилео према Јупитеру, летење на већини мисија програма схуттле-Мир и летење на последњој мисији свемирског шатла ( СТС-135 у 2011.). Шатл је угашен и тренутно је изложен у комплексу за посетиоце свемирског центра Кеннеди у близини свемирског центра Кеннеди у Цапе Цанаверал, Фла.

Ендеавоур (1992-2011): Ендеавоур је направљен од резервних делова других свемирских шатлова, као замена за свемирски шатл Цхалленгер који је експлодирао 1986. Током прве мисије Ендеавоур-а, СТС-49 1992. године, чланови посаде извели су прву свемирску шетњу са три особе како би донели тешке да ухвати Интелсат ВИ сателит у лежиште корисног терета ради поправки. Ендеавоур је обавио неколико научно оријентисаних мисија и био је први шатл који је учествовао у састављању Међународне свемирске станице. Након последње мисије 2011. године, Ендеавоур је стављен ван употребе и сада је изложен у Калифорнијском научном центру.

Додатно извештавање Елизабетх Ховелл, сарадница Спаце.цом. Овај чланак је 26. јануара 2021. године ажурирала референца уредника Спаце.цом Вицки Стеин.