Az amerikai kormányzati STS (Space Transportation System) program világszerte jobban ismert űrsikló néven. Ezt a programot a NASA szakemberei hajtották végre, fő célja egy újrafelhasználható, emberes szállító űrhajó létrehozása és használata volt, amelynek célja, hogy embereket és különféle rakományokat szállítson alacsony földi pályákra és vissza. Ezért a tényleges név - "Űrsikló".
A program kidolgozása 1969 -ben kezdődött két amerikai kormányzati minisztérium: a NASA és a Védelmi Minisztérium finanszírozásával. A fejlesztési és fejlesztési munkát a NASA és a Légierő közös programjának részeként végezték. Ugyanakkor a szakemberek számos olyan technikai megoldást alkalmaztak, amelyeket korábban az 1960-as évek Apollo-programjának holdmoduljain teszteltek: kísérleteket szilárd hajtógáz-fokozókkal, ezek elválasztására és az üzemanyag külső tartályból történő beszerzésére. A létrehozott űrszállítási rendszer alapja az volt, hogy egy emberes, többször használható űrhajó legyen. A rendszer magában foglalta a földi támogató komplexumokat is (a Kennedy Űrközpont összeszerelő-, teszt- és kilövőkomplexuma, amely a floridai Vandenberg Légibázison található), a repülésirányító központot Houstonban (Texas), valamint műholdakon keresztül továbbított adatátviteli és kommunikációs rendszereket. más eszközökkel ….
Valamennyi vezető amerikai repülőgépgyártó cég részt vett a program kidolgozásában. A program valóban nagyszabású és országos volt, 47 állam több mint 1000 vállalata szállított különféle termékeket és berendezéseket az űrsiklóhoz. Az első pályahajó építésére 1972 -ben megkötött szerződést a Rockwell International nyerte el. Az első két transzfer építése 1974 júniusában kezdődött.
A Columbia űrsikló első repülése. A külső üzemanyagtartály (középen) csak az első két járaton volt fehérre festve. A jövőben a tartályt nem festették a rendszer súlyának csökkentése érdekében.
Rendszer Leírás
A szerkezetileg újrafelhasználható űrszállító rendszer, a Space Shuttle tartalmazott két megmenthető szilárd tüzelőanyag-fokozót, amelyek első lépésként szolgáltak, és egy keringő, többször használható űrhajót (orbiter, orbiter) három oxigén-hidrogén motorral, valamint egy nagy, külső, üzemanyagtartályt, amely második szakasz. Az űrrepülési program befejezése után a pálya önállóan visszatért a Földre, ahol repülőgépként landolt a speciális kifutókon.
A két szilárd rakétaerősítő az indítás után körülbelül két percig működik, meghajtva és irányítva az űrhajót. Ezt követően mintegy 45 kilométeres magasságban elválnak egymástól, és ejtőernyős rendszer segítségével lecsapnak az óceánba. Javítás és utántöltés után újra használják.
A külső üzemanyagtartály, amely ég a föld légkörében, folyékony hidrogénnel és oxigénnel (a főmotorok üzemanyaga) töltve, az űrrendszer egyetlen eldobható eleme. A tartály maga is keret a szilárd hajtógáz -erősítőknek az űrhajóhoz való rögzítéséhez. Repülés közben körülbelül 8,5 perccel a felszállás után dobják fel, körülbelül 113 kilométeres magasságban, a tartály nagy része leég a föld légkörében, a többi rész pedig az óceánba esik.
A rendszer leghíresebb és felismerhető része maga az újrafelhasználható űrhajó - az űrsikló, valójában maga az „űrsikló”, amelyet földközeli pályára bocsátanak. Ez az űrsikló teszthelyként és platformként szolgál az űrben végzett tudományos kutatásokhoz, valamint otthont ad a két -hét fős személyzetnek. Maga a sikló a repülőgép sémája szerint készül, háromszög alakú szárnyával. A leszálláshoz repülőgép típusú futóművet használ. Ha a szilárd hajtóanyagú rakétafokozókat akár 20 -szoros használatra tervezték, akkor maga a transzfer - akár 100 repülés az űrbe.
Az orbitális hajó méretei a Szojuzhoz képest
Az amerikai űrsikló rendszer 185 kilométeres magasságban és 28 ° -os dőlésszöggel akár 24,4 tonna rakományt is keringhet a Canaveral -foktól (Florida) keletre, 11,3 tonna pedig a Kennedy Űrrepülés területéről. Középpontja egy 500 km magasságú és 55 ° -os dőlésszögű pályára. Amikor elindították a Vandenberg légierő bázisáról (Kalifornia, nyugati part), akár 12 tonna rakományt is 185 kilométeres körpólusú pályára lehetett állítani.
Amit sikerült megvalósítanunk, és mi a tervünk, az csak papíron maradt
Az űrsikló program megvalósításának szentelt szimpózium részeként, amelyre 1969 októberében került sor, az űrsikló „atyja”, George Mueller megjegyezte: „Célunk, hogy csökkentsük egy kilogramm hasznos teher szállításának költségeit. pálya 2000 dollárról a Saturn-V esetében 40-100 dollárra kilogrammonként. Így megnyithatjuk az űrkutatás új korszakát. A szimpózium, valamint a NASA és a Légierő számára az elkövetkező hetekben és hónapokban az a kihívás, hogy biztosítsuk, hogy ezt elérjük.” Általánosságban elmondható, hogy az űrsiklón alapuló különféle változatok esetében a hasznos teher elindításának költsége 90 és 330 dollár között mozog kilogrammonként. Sőt, azt hitték, hogy a második generációs transzferek kilogrammonként 33-66 dollárra csökkentik az összeget.
A valóságban azonban ezek a számok még közel sem bizonyultak elérhetetlennek. Sőt, Mueller számításai szerint az űrsikló elindításának költsége 1-2,5 millió dollár lehetett. Valójában a NASA szerint a transzfer elindításának átlagos költsége körülbelül 450 millió dollár volt. És ezt a jelentős különbséget nevezhetjük a fő ellentmondásnak a kitűzött célok és a valóság között.
"Endeavour" transzfer nyitott csomagtérrel
Az Űrszállítási Rendszer program 2011 -es befejezése után már bátran kijelenthetjük, hogy mely célokat sikerült megvalósítani, és melyeket nem.
Az űrsikló program céljait elérték:
1. Különféle típusú rakományok pályára juttatásának megvalósítása (felső szakaszok, műholdak, űrállomások szegmensei, beleértve az ISS -t).
2. Az alacsony föld körüli pályán elhelyezkedő műholdak javításának lehetősége.
3. A műholdak visszatérésének lehetősége a Földre.
4. Az a képesség, hogy akár 8 embert is az űrbe repülhessen (a mentési művelet során a személyzetet akár 11 főre is fel lehetett hozni).
5. Az újrafelhasználható repülések sikeres megvalósítása, valamint a sikló és a szilárd hajtógáz -gyorsítók újrafelhasználható használata.
6. Az űrhajó alapvetően új elrendezésének megvalósítása a gyakorlatban.
7. Képesség a hajó vízszintes manővereinek végrehajtására.
8. Nagy térfogatú raktér, képes visszatérni a Földre akár 14, 4 tonna súlyú rakományhoz.
9. A költségeket és a fejlesztési időt sikerült betartani az 1971 -ben Nixon amerikai elnöknek ígért határidőknek.
El nem ért célok és kudarcok:
1. A térhez való hozzáférés minőségi megkönnyítése. Ahelyett, hogy két nagyságrenddel csökkentené egy kilogramm rakomány pályára juttatásának költségeit, az űrsikló valójában az egyik legdrágább módszernek bizonyult a műholdak Föld körüli pályára juttatására.
2. Az űrrepülések közötti transzfer gyors előkészítése. A várható időkeret helyett, amelyet két hétre becsültek az indítások között, a transzferek valójában hónapokig készülhettek fel az űrbe. A Challenger űrsikló katasztrófája előtt a repülések közötti rekord 54 nap volt, a katasztrófa után - 88 nap. Működésük teljes ideje alatt évente átlagosan 4-5 alkalommal indították őket, míg a minimálisan megengedett, gazdaságilag indokolt indítási szám évente 28 indítás volt.
3. A szolgáltatás egyszerűsége. A transzferek létrehozása során választott technikai megoldások meglehetősen fáradságosak voltak fenntartani. A fő motorok szétszerelési eljárásokat és hosszú szervizidőt igényeltek. Az első modell hajtóműveinek turbószivattyús egységei teljes válaszfalat és minden javítást igényeltek az űrbe való repülés után. A hővédő csempe egyedülálló volt - minden fészekhez saját csempe tartozott. Összesen 35 ezren voltak, ráadásul a csempe megsérülhet vagy elveszhet a repülés során.
4. Cserélje ki az egyszer használatos hordozókat. A siklók soha nem indultak poláris pályákra, ami főként a felderítő műholdak telepítéséhez volt szükséges. Ebben az irányban előkészítő munkát végeztek, de a Challenger katasztrófa után leállították őket.
5. Megbízható hozzáférés a térhez. Négy űrsikló azt jelentette, hogy bármelyikük elvesztése a teljes flotta 25% -ának elvesztése volt (mindig nem volt több, mint 4 repülő pálya, az Endeavour komp az elveszett Challenger helyettesítésére készült). A katasztrófa után a járatokat sokáig leállították, például a Challenger katasztrófája után - 32 hónapra.
6. A transzferek teherbírása 5 tonnával alacsonyabbnak bizonyult a katonai előírásokban előírtnál (30 tonna helyett 24,4 tonna).
7. Nagy vízszintes manőverezési képességeket soha nem alkalmaztak a gyakorlatban, mivel az ingadozók nem repültek poláris pályákra.
8. A műholdak visszatérése a Föld körüli pályájáról már 1996 -ban megállt, míg az egész időszak alatt mindössze 5 műhold érkezett vissza az űrből.
9. A műholdak javítására kevés igény mutatkozott. Összesen 5 műholdat javítottak meg, azonban a transzferek 5 alkalommal végezték el a híres Hubble távcső karbantartását is.
10. A megvalósított mérnöki megoldások negatívan befolyásolták a teljes rendszer megbízhatóságát. A felszállás és leszállás idején voltak olyan területek, amelyek nem hagyták a legénységnek esélyt a mentésre vészhelyzetben.
11. Az a tény, hogy az űrsikló csak személyzettel tud repülni, szükségtelenül veszélyezteti az űrhajósokat, például az automatizálás elegendő lenne a rutin műholdak pályára állításához.
12. Az űrsikló program 2011 -es lezárását a Constellation program törlésére helyezték. Emiatt az Egyesült Államok sok évre elveszítette független hozzáférését az űrhöz. Ennek eredményeként képvesztés és annak szükségessége, hogy helyet foglaljanak el űrhajósaik számára egy másik ország űrhajóján (orosz "Sojuz" űrhajó).
A Shuttle Discovery egy manővert hajt végre, mielőtt dokkolna az ISS -sel
Néhány statisztika
A siklókat úgy tervezték, hogy két hétig maradjanak a Föld pályáján. Járataik általában 5-16 napig tartottak. A program történetének legrövidebb repülésének rekordja a Columbia űrsiklóé (a személyzettel együtt halt meg 2003. február 1 -én, a 28. repülési űrben), amely 1981 novemberében mindössze 2 nap, 6 óra és 13 napot töltött perc az űrben. Ugyanez a busz tette meg a leghosszabb repülést 1996 novemberében - 17 nap 15 óra 53 perc.
Összességében a program 1981 és 2011 közötti működése során 135 indítást hajtottak végre űrsiklókkal, ebből Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 (a legénységgel együtt halt meg) 1986. január 28 -án). Összesen a program keretében a fenti transzferek közül ötöt megépítettek, amelyek repüléseket tettek az űrbe. Elsőként egy másik űrsiklót, az Enterprise -t építették meg, de kezdetben csak földi és légköri vizsgálatokra, valamint az indítási helyeken végzett előkészítő munkákra szánták, soha nem repült az űrbe.
Érdemes megjegyezni, hogy a NASA sokkal aktívabban tervezte a transzfer használatát, mint amilyen valójában kiderült. Még 1985 -ben az amerikai űrügynökség szakértői arra számítottak, hogy 1990 -re minden évben 24 indítást hajtanak végre, és a hajók akár 100 járatot repülnek az űrbe, a gyakorlatban mind az 5 transzfer csak 135 járatot tett 30 év alatt, ebből kettő véget ért katasztrófa. Az űrrepülések számának rekordja a "Discovery" siklóé - 39 járat az űrbe (az első 1984. augusztus 30 -án).
Az "Atlantis" transzfer leszállása
Az amerikai űrrepülőgépek birtokolják a legszomorúbb antirekordot is az összes űrrendszer között - az elhunytak számát tekintve. Az ő részvételükkel két katasztrófa 14 amerikai űrhajós halálát okozta. 1986. január 28 -án, a felszállás során, egy külső üzemanyagtartályban történt robbanás következtében a Challenger komp összeomlott, ez a repülés 73. másodpercében történt, és mind a 7 személyzet, köztük az első laikus űrhajós halálához vezetett. - volt tanár, Christa McAuliffe, aki megnyerte az országos amerikai versenyt az űrrepülés jogáért. A második katasztrófa 2003. február 1 -jén történt, amikor a Columbia űrszonda visszatért a 28. repülésből az űrbe. A katasztrófa oka a kompakt szárny bal síkján lévő külső hővédő réteg megsemmisülése volt, amelyet az indításkor az oxigéntartály hőszigetelő darabja okozott. Visszatérve a sikló a levegőben összeomlott, 7 űrhajós meghalt.
Az űrszállítási program hivatalosan 2011 -ben fejeződött be. Valamennyi üzemzárat leszerelték és múzeumokba küldték. Az utolsó járatra 2011. július 8 -án került sor, és az Atlantis -i űrsikló hajtotta végre, 4 fős személyzettel. A járat 2011. július 21 -én kora reggel ért véget. Ezek az űrhajók harminc éves működésük során 135 repülést hajtottak végre, összesen 21 152 pályát teljesítettek a Föld körül, és 1600 tonna különféle hasznos teherrel juttattak az űrbe. Ez idő alatt a legénység 355 embert (306 férfit és 49 nőt) tartalmazott 16 különböző országból. Franklin Storey Musgrave űrhajós volt az egyetlen, aki mind az öt épített ingajáratot repülte.
