Спейс шатл
амерыканскі шматразовы транспартны касмічны карабель. From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Касмічная транспартная сістэма (англ.: Space Transportation System), больш вядомая як Спейс шатл[1] (ад па-англійску: Space shuttle — касмічны чаўнок) — амерыканскі шматразовы транспартны касмічны карабель.
Шатл запускалі ў космас з дапамогай ракет-носьбітаў, ажыццяўлялі манеўры на арбіце як касмічным караблём і вярталі на Зямлю як самалёт. Разумелася, што шатлы будуць хадзіць, як чаўны, паміж калязямной арбітай і Зямлёй, дастаўляць карысныя грузы ў абодвух кірунках. Пры распрацоўцы прадугледжвалася, што кожны з шатлаў павінен быў да 100 разоў стартаваць у космас.
На практыцы жа яны выкарыстоўваюцца значна менш. Да мая 2010 года больш за ўсё палётаў — 38 — здзейсніў шатл «Дыскаверы». Агулам у 1975—1991 гадах пабудавана пяць шатлаў: «Калумбія» (згарэў пры пасадцы ў 2003), «Чэленджэр» (падарваўся пасля старту ў 1986), «Дыскаверы», «Атлантыс» і «Індэвар».
Апошнюю місію STS-135 выканаў шатл «Атлантыс», стартаваўшы 8 ліпеня 2011 года з Касмічнага цэнтра Кенэдзі і прабыўшы ў космасе 12 дзён і 18 гадзін, на чым праграма Space Shuttle была закрытая.
Remove ads
Гісторыя
Ідэя
24 верасня 1966 года, калі касмічная праграма «Апалон» набліжалася да завяршэння праектавання, НАСА і ВПС ЗША апублікавалі сумеснае даследаванне, у якім зрабілі выснову аб тым, што для задавальнення іх будучых патрэбаў спатрэбіцца новы карабель, і найбольш эканамічным рашэннем будзе часткова шматразовая сістэма.[2]
Праект «Касмічная транспартная сістэма» стартаваў у 1967 годзе (яшчэ да першага пілатуемага палёту па праграме «Апалон» 11 кастрычніка 1968 года), як агляд перспектыў пілатуемай касманаўтыкі пасля завяршэння праграмы НАСА па палётах да Месяца.
30 кастрычніка 1968 года два галаўных цэнтра НАСА (цэнтр пілатуемых касмічных караблёў у Х'юстане і касмічны цэнтр імя Маршала ў Хантсвіле) звярнуліся да амерыканскіх касмічных кампаній з прапановай даследаваць магчымасць стварэння шматразовай касмічнай сістэмы, што павінна было знізіць выдаткі касмічнага агенцтва пры ўмове інтэнсіўнага выкарыстання.
У ліпені 1969 года мэтавая група па касмічных «чаўнаках» апублікавала справаздачу, у якой вызначыла, што шатл будзе падтрымліваць кароткатэрміновыя пілатуемыя місіі і касмічную станцыю, а таксама магчымасці запуску, абслугоўвання і вяртання спадарожнікаў.
У верасні 1970 года спецыяльна створаная група для вызначэння наступных крокаў у засваенні касмічнай прасторы (пад кіраўніцтвам віцэ-прэзідэнта ЗША С.Агню) аформіла два дэталёва прапрацаваных праекта верагодных праграм.
Вялікі праект уключаў:
- касмічныя чаўнакі;
- арбітальныя буксіры;
- вялікую арбітальную станцыю на зямной арбіце (да 50 чалавек);
- малую арбітальную станцыю на арбіце Месяца;
- стварэнне заселенай базы на Месяцы;
- пілатуемыя экспедыцыі да Марса;
- высадку людзей на паверхню Марса.
У якасці малога праекта прапаноўвалася стварыць толькі вялікую арбітальную станцыю на зямной арбіце. Але ў абодвух праектах было вызначана, што арбітальныя палёты з такімі мэтамі як: забеспячэнне станцыі, дастаўка на арбіту грузаў для далёкіх экспедыцый або блокаў караблёў для далёкіх палётаў, змена экіпажаў і іншыя заданні на арбіце Зямлі, павінны ажыццяўляцца шматразовай сістэмай, якая і атрымала тады назву «Space Shuttle».
Праектаванне
У студзені 1971 года кіраўніцтва НАСА і ВПС прыйшлі да высновы, што шматразовы арбітальны апарат з трохкутным крылом, усталяваны на аднаразовым паліўным баку, будзе аптымальнай канструкцыяй для касмічнага чаўнака. ВПС спадзяваліся выкарыстоўваць чаўнок для запуску вялікіх спадарожнікаў і патрабавалі, каб ён быў здольны падымаць 29 000 кг на ўсходнюю нізкую калязямную арбіту або 18 000 кг на палярную арбіту. Праекты спадарожнікаў таксама патрабавалі, каб касмічны чаўнок меў адсек для карыснай нагрузкі памерам 4,6 на 18 м (15 на 60 футаў). Паралельна гэтаму НАСА ацаніла рухавікі F-1 і J-2 ад ракет Сатурн і вызначыла, што яны недастаткова магутныя для патрабаванняў будучага касмічнага чоўна, і ў ліпені 1971 года быў выданы кантракт фірме Rocketdyne на пачатак распрацоўкі рухавіка RS-25. НАСА разгледзела 29 праектаў кампаноўкі касмічнага чаўнака і вызначыла, што варта выкарыстоўваць канструкцыю з двума бакавымі паскаральнікамі, прычым паскаральнікі павінны быць шматразовымі для зніжэння выдаткаў. НАСА і ВПС ЗША вырашылі выкарыстоўваць цвердапаліўныя паскаральнікі з-за больш нізкай кошту і прастаты іх аднаўлення для паўторнага выкарыстання пасля парашутнага прызямлення ў акіяне.
У студзені 1972 года прэзідэнт Рычард Ніксан ухваліў чаўнок, і ў сакавіку НАСА прыняло рашэнне па яго канчатковым праекце. Распрацоўка галоўнага рухавіка касмічнага шатла (SSME) заставалася абавязкам Rocketdyne, і кантракт быў выдадзены ў ліпені 1971 года, а абноўленыя спецыфікацыі рухавіка SSME былі прадстаўлены Rocketdyne у красавіку таго ж года[3]. У наступным жніўні НАСА заключыла кантракт на будаўніцтва арбітальнага апарата з кампаніяй North American Rockwell, якая да таго часу пабудавала поўнамаштабны макет, пазней названы Inspiration. У жніўні 1973 года НАСА заключыла кантракт на пастаўку знешняга бака з кампаніяй Martin Marietta, а ў лістападзе - кантракт на пастаўку цвердапаліўнага паскаральніка з кампаніяй Morton Thiokol.
Распрацоўка і будоўля
4 чэрвеня 1974 года кампанія Rockwell пачала будаўніцтва першага арбітальнага апарата «Constitution» (OV-101), пазней перайменаванага ў Энтэрпрайз. Энтэрпрайз будаваўся як прататып для аэрадынамічных выпрабаванняў і здольнасці да планірвання пры заходзе на пасадку, з-за гэтага на ім не было рухавікоў і цеплааховы. Будаўніцтва «Энтэрпрайза» было завершана 17 верасня 1976 года, і ён быў пераведзены на ваенна-паветраную базу Эдвардс для пачатку выпрабаванняў.
Паралельна распрацоўваўся галоўны рухавік RS-25. Але спачатку распрацоўка была адкладзена на дзевяць месяцаў, паколькі кампанія Pratt & Whitney аспрэчвала кантракт, выдадзены Rocketdyne. Першы рухавік быў завершаны ў сакавіку 1975 года пасля праблем з распрацоўкай дросельнай засланкі, збояў у кіраванні сопламі, а таксама паломкамі лапатак турбіны. Нягледзячы на праблемы падчас выпрабаванняў, НАСА замовіла дзевяць рухавікоў RS-25, неабходных для трох арбітальных апаратаў, якія планавалася пачаць будаваць у маі 1978 года.
Таксама значныя затрымкі былі ў распрацоўцы сістэмы цеплавой абароны будучага шатла. Папярэднія касмічныя караблі НАСА выкарыстоўвалі абляцыйныя цеплавыя экраны, але іх нельга было выкарыстоўваць паўторна. НАСА вырашыла выкарыстоўваць керамічныя пліткі для цеплавой абароны, паколькі тады шатл можна было б пабудаваць з лёгкага алюмінію, а пліткі можна было б замяняць паасобку па меры неабходнасці. Але калі 30 000 плітак пачалі "клеіць" на будуючыйся арбітальны шатл OV-102 «Калумбія», то гэты працэс адтэрмінаваў гатоўнасць шатла на 2 гады.
10 лютага 1978 года быў гатовы другі тэставы шатл - STA-099 «Чэленджэр». Ён прызначаўся для наземных выпрабаванняў структурнай канструкцыі планёра, але ў перспектыве ён мог быць даабсталяваны да паўнавартаснага арбітальнага чаўнака (як і зрабілі ў 1979-1980 гадах).
29 студзеня 1979 года НАСА замовіла два дадатковых арбітальных апарата, OV-103 і OV-104, якія былі названыя «Дыскаверы» і «Атлантыс». У лютым 1982 года пачалося будаўніцтва шатла OV-105, пазней названага «Індэвар», але НАСА ў 1983 годзе вырашыла абмежаваць флот Спейс Шатлаў чатырма арбітальнымі апаратамі, і будаўніцтва спынілі. Будоўлю «Індэвара» аднавілі пасля катастрофы «Чэленджэра».
Тэсты і першы палёт
Пасля прыбыцця на авіябазу Эдвардс, «Энтэрпрайз» пачаў праходзіць лётныя выпрабаванні з самалётам-носьбітам Boeing 747 (спецыяльная мадыфікавацыя Boeing 747SCA для перавозкі арбітальнага апарата[4]). 18 лютага 1977 года «Энтэрпрайз» пачаў выпрабаванні на заход на пасадку і пасадку. Пад час гэтых выпрабаванняў, шатл быў прымацаваным да самалёта-носьбіта на працягу ўсяго палёту.
12 жніўня 1977 года «Энтэрпрайз» правёў свой першы тэст на свабоднае планаванне, дзе ён аддзяліўся ад самалёта-носьбіта і самастойна прызямліўся на авіябазе Эдвардс.
Пасля чатырох плануючых палётаў, «Энтэрпрайз» быў перавезены ў Касмічны цэнтр Маршала, дзе 13 сакавіка 1978 г. на спецыяльным «стэндзе», з прымацаванымі цвердапаліўнымі ракетнымі паскаральнікамі і знешнім паліўным бакам, прайшоў выпрабаванні на вібрацыю для імітацыі напружанняў запуску. У красавіку 1979 года «Энтэрпрайз» быў дастаўлены ў цэнтр касмічных даследаванняў, дзе на стартавай пляцоўцы LC-39 (з прымацаванымі цвердапаліўнымі ракетнымі паскаральнікамі і знешнім паліўным бакам) выкарыстоўваўся для праверкі правільнасці пазіцыянавання абсталявання стартавага комплексу.
Паралельна, 24 сакавіка 1979 года ў касмічны цэнтр Кенэдзі на спецыяльна абсталяваным «Boeing 747» з даследчага цэнтра Драйдэна (Каліфорнія) быў прывезены шатл «Калумбія». Шатл быў перададзены НАСА 25 сакавіка 1979 і змешчаны ў ангар, дзе пачалася непасрэдная падрыхтоўка да яго першага палёту (да таго ж трэба было скончыць прымацаванне цеплаахоўных плітак да ніжняй часткі «Калумбіі»).
24 лістапада 1980 года шатл «Калумбія» быў перавезены ў будынак вертыкальнай зборкі, дзе быў злучаны са знешнім паліўным бакам і цвердапаліўнымі паскаральнікамі, і 29 снежня шатл быў перавезены на стартавую пляцоўку LC-39. Аднак з-за шэрагу няспраўнасцяў запуск неаднакратна адкладвалі.
12 красавіка 1981 года адбыўся першы запуск «касмічнага чаўнака», пілатуемага Джонам Янгам і Робертам Крыпенам. Падчас двухдзённай місіі Янг і Крыпен праверылі абсталяванне на борце шатла і выявілі, што некалькі керамічных плітак адваліліся ад верхняй часткі «Калумбіі» (аднак у НАСА па фотаздымкам ад спадарожнікаў ВПС пашкоджанняў ня выявілі). «Калумбія» ўвайшла ў атмасферу і прызямлілася на авіябазе Эдвардс 14 красавіка.
Наступныя 3 палёты «Калумбіі» (STS-2, STS-3, STS-4) былі выпрабавальнымі, з мінімальным экіпажам (2 чалавекі). Калі 4 ліпеня 1982 года скончылася місія STS-4, і «Калумбія» пілатаваная Кенам Мэцінглі і Генры Хартсфілдам, прызямлілася на бетоннай узлётна-пасадачнай паласе авіябазы Эдвардс, прэзідэнт ЗША Рональд Рэйган і яго жонка Нэнсі сустрэліся з экіпажам і выступілі з прамовай. Пасля гэтага НАСА абвясцілі аб запуску касмічнай транспартнай сістэмы (STS).
Remove ads
Апісанне
«Спейс Шатл» стаў першым дзеючым арбітальным касмічным апаратам, прызначаным для паўторнага выкарыстання. Кожны арбітальны апарат «Спейс Шатл» быў разлічаны на 100 запускаў ці дзесяць гадоў эксплуатацыі, хоць пазней гэты тэрмін быў падоўжаны.
Адказнасць за кампаненты шатлаў была размеркавана паміж некалькімі палявымі цэнтрамі НАСА:
- Касмічны цэнтр Кэнэдзі - запуск, пасадку і разварот на экватарыяльных арбітах (адзіны профіль арбіты, які фактычна выкарыстоўваўся ў праграме);
- ВПС ЗША авіябазы Вандэнберг - запуск, пасадку і разварот на палярных арбітах (хоць гэтая канфігурацыя ніколі не выкарыстоўвалася);
- Касмічны цэнтр Джонсана (JSC) - цэнтральны пункт для ўсіх аперацый з шатламі, а цэнтр місій імя Джона к. Стэніса адказваў за асноўныя рухавікі, знешнія бакі і цвердапаліўныя паскаральнікі;
- Касмічны цэнтр імя Джона К. Стэніса - правядзенне выпрабаванняў асноўных рухавікоў. Таксама адказваў за асноўныя рухавікі, знешнія бакі і цвердапаліўныя паскаральнікі;
- Цэнтр касмічных палётаў імя Годдарда - кіраванне глабальнай сеткай сачэння.
Пры запуску да арбітальнага апарата (у якім знаходзіліся экіпаж і карысная нагрузка), мацаваўся вонкавы паліўны бак і два цвердапаліўныя ракетныя паскаральнікі (ТРБ).
Remove ads
Пабудаваныя шатлы
- Энтэрпрайз (OV-101, атмасферныя тэсты, спісаны)
- Патфайндэр (OV-098, наземныя тэсты)
- Калумбія (OV-102, згарэў пры пасадцы ў 2003 годзе)
- Чэленджэр (OV-099, узарваўся пры старце ў 1986 годзе)
- Дыскаверы (OV-103, апошні запуск — 24 лютага 2011)
- Атлантыс (OV-104, апошні запуск — 8 ліпеня 2011)
- Індэвар (OV-105, апошні запуск — 16 мая 2011)
Гл. таксама
- Арбітальны самалёт
- Буран
Крыніцы
Літаратура
Спасылкі
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads