космический шаттл

  • История космических полетов

    • Космическая гонка началась в 1950-х годах с проектов «Америкабомбер» и «Зильбервогель».  
    • В 1960-х годах США начали разработку многоразовых космических аппаратов.  
  • Космический челнок «Спейс шаттл»

    • Эксплуатировался США с 1981 по 2011 год.  
    • Включал орбитальный аппарат, твердотопливные ускорители и внешний бак.  
    • Совершил 135 полетов, запуская спутники и участвуя в строительстве МКС.  
  • Проектирование и разработка

    • В 1966 году НАСА и ВВС начали исследование многоразовых космических аппаратов.  
    • В 1968 году НАСА объявило о плане создания многоразового шаттла.  
    • В 1971 году выбрана конструкция с треугольным крылом и твердотопливными ускорителями.  
  • Развитие

    • В 1974 году началась постройка первого орбитального аппарата «Энтерпрайз».  
    • В 1981 году состоялся первый орбитальный испытательный полет.  
    • В 2011 году последний полет «Атлантиса» завершил программу.  
  • Проектирование и строительство «Энтерпрайза»

    • «Энтерпрайз» был испытательным автомобилем без двигателей и теплозащиты.  
    • Строительство завершено 17 сентября 1976 года, переведен на базу Эдвардс для испытаний.  
    • Rockwell сконструировала основное испытательное силовое устройство (MPTA)-098.  
  • Разработка и испытания двигателей

    • Начало разработки маршевого двигателя RS-25 отложено из-за споров с Pratt & Whitney.  
    • Первый двигатель изготовлен в марте 1975 года, испытания выявили несколько отказов.  
    • В мае 1978 года НАСА заказало девять двигателей для трех орбитальных аппаратов.  
  • Разработка системы тепловой защиты

    • НАСА решило использовать керамическую плитку для теплозащиты.  
    • Строительство «Колумбии» началось 27 марта 1975 года, завершено 25 марта 1979 года.  
    • Установка плиток заняла два года, «Колумбия» готова к полетам в 1981 году.  
  • Тестирование и испытания

    • «Энтерпрайз» прошел летные испытания на Boeing 747.  
    • В феврале 1977 года начались испытания по заходу на посадку.  
    • В августе 1977 года «Энтерпрайз» провел первые испытания на глиссаду.  
    • В апреле 1979 года «Энтерпрайз» доставлен в KSC для проверки оборудования.  
  • Запуск и первые миссии

    • 12 апреля 1981 года «Колумбия» совершила первый полет с экипажем.  
    • В 1982 году STS-4 приземлился на авиабазе Эдвардс, НАСА объявило STS действующей.  
  • Описание космического челнока

    • Космический челнок был первым орбитальным аппаратом для повторного использования.  
    • Состоял из орбитального аппарата, внешнего бака и твердотопливных ракетных ускорителей.  
    • Ответственность за компоненты распределена между несколькими центрами НАСА.  
  • Орбитальный аппарат

    • Обладал конструктивными элементами ракеты и самолета.  
    • Фюзеляж состоял из трех частей, включал маршевые двигатели и систему орбитального маневрирования.  
    • Использовал убирающееся шасси и парашютную систему.  
  • Экипаж

    • Состав экипажа менялся в зависимости от миссии.  
    • Включал пилотов, специалистов по полетам и специалистов по полезной нагрузке.  
    • Отсек экипажа состоял из трех палуб, включал кабину пилота и среднюю палубу.  
  • Отсек для экипажа

    • Кабина пилота включала два кресла для командира и пилота.  
    • Средняя палуба включала камбуз, койки и воздушный шлюз.  
    • Под средней палубой находился отсек для оборудования.  
  • Экипировка экипажа

    • Во время первых полетов астронавты носили высотные костюмы.  
    • С пятого полета экипаж носил летные костюмы nomex и шлемы с частичным давлением.  
    • После катастрофы «Челленджера» экипаж носил стартовые скафандры LES.  
    • В 1994 году LES заменен на скафандр ACES.  
  • Конструкция и оборудование

    • Первоначально использовались модифицированные катапультируемые кресла SR-71 zero-zero, но они были отключены после STS-4 и сняты после STS-9.  
    • Полетная палуба содержала органы управления полетом и приборные панели с более чем 2100 дисплеями.  
    • Командир и пилот имели индикаторы «heads-up» и поворотные ручные контроллеры для управления двигателями.  
    • В 1998 году Atlantis был модернизирован до MEDS, заменившей восемь дисплеев MCD на 11 многофункциональных цветных цифровых экранов.  
    • На кормовой палубе были окна, пульт дистанционного управления манипуляторной системой и мониторы для замкнутого телевидения.  
  • Воздушный шлюз

    • Воздушный шлюз был установлен на средней палубе для улучшения стыковки с «Миром» и МКС.  
    • Шлюзовой модуль может быть установлен в среднем отсеке или подключен к отсеку полезной нагрузки.  
  • Системы управления полетом

    • Орбитальный аппарат был оснащен системой авионики с тремя системами посадки, тремя гироскопами и другими датчиками.  
    • В 1991 году НАСА начало модернизацию инерциальных измерительных приборов с помощью INS.  
    • В 1993 году НАСА впервые запустило GPS-приемник на борту STS-51.  
    • В 1997 году Honeywell начала разработку интегрированной системы GPS/INS.  
  • Связь и коммуникация

    • На орбите экипаж общался с помощью радиостанций S-диапазона и спутниковой системы слежения.  
    • Орбитальный аппарат вывел из грузового отсека широкополосную радиостанцию Ku-диапазона.  
    • Беспроводная система управления зависела от главного компьютера DPS, состоящего из пяти компьютеров общего назначения и двух блоков массовой памяти.  
  • Отсек для полезной нагрузки

    • Грузовой отсек занимал большую часть фюзеляжа и вмещал цилиндрические грузы диаметром до 4,6 м.  
    • Двери отсека полезной нагрузки выполняли функцию радиаторов и открывались при выходе на орбиту.  
  • Дополнительные компоненты

    • Орбитальный аппарат мог использоваться с орбитальными лабораториями, ракетами-носителями, системой дистанционного управления манипуляторами и платформой EDO.  
    • Для ограничения расхода топлива была разработана система передачи энергии от станции к шаттлу (SSPTS).  
  • Система дистанционного управления манипулятором

    • Дистанционная манипуляторная система (RMS) была механической рукой, прикрепленной к грузовому отсеку.  
    • RMS управлялась астронавтом через иллюминаторы и встроенное телевидение.  
  • Космическая лаборатория

    • Модуль Spacelab был герметичной лабораторией, размещавшейся в отсеке полезной нагрузки.  
    • Астронавты входили в модуль через туннель, соединявшийся с воздушным шлюзом.  
  • Оборудование Spacelab

    • Хранилось на поддонах для экспериментов и оборудования  
    • Участвовало в 28 полетах в 1999 году  
    • Поддерживало миссии HST и пополнение запасов на МКС  
  • Двигатели RS-25

    • Три двигателя установлены в хвостовой части фюзеляжа  
    • Поворачивались по углу наклона и рыскания  
    • Использовали жидкий кислород и водород  
    • Усовершенствованы для повышения надежности и мощности  
  • Система орбитального маневрирования

    • Состояла из двух двигателей AJ10-190 и топливных баков  
    • Использовала монометилгидразин и четырехокись азота  
    • Создавала тягу в 27 080 Н и обеспечивала изменение скорости в 305 м/с  
  • Система тепловой защиты

    • Защищала орбитальный аппарат от перегрева  
    • Состояла из четырех типов плиток  
    • Использовала термостойкую и низкотемпературную изоляцию  
  • Внешний резервуар

    • Содержал топливо для маршевых двигателей  
    • Соединял орбитальный аппарат с твердотопливными ускорителями  
    • Был покрыт оранжевой пеной для защиты от высоких температур  
  • Твердотопливные ракетные ускорители

    • Обеспечивали 71,4% тяги космического челнока  
    • Состояли из твердотопливного двигателя, головного обтекателя и ракетного сопла  
    • Использовали твердое ракетное топливо и были сброшены после израсходования топлива  
  • Вспомогательные транспортные средства

    • Поддерживали транспортировку, строительство и доступ экипажа  
  • Подготовка к запуску

    • «Спейс шаттл» готовился в лаборатории VAB в KSC  
    • SRB были собраны и прикреплены к внешнему резервуару  
    • Транспортное средство orbiter было подготовлено и доставлено в VAB  
    • MLP был перенесен на стартовую площадку  
  • Запуск

    • Экипаж и персонал ЦУП завершили проверку систем  
    • Обратный отсчет контролировался системой GLS  
    • Двигатели начали испытания карданного подвеса  
    • Система шумоподавления залила траншеи водой  
    • Основные двигатели включались последовательно  
    • SRB были воспламенены, и космический челнок начал взлет  
  • На орбите

    • Тип миссии определял тип орбиты  
    • Первые миссии использовали спутники для определения орбиты  
    • После катастрофы «Челленджера» коммерческие грузы переносились на одноразовые ракеты  
    • Миссии обычно предназначались для научных целей  
    • Стыковки с космической станцией «Мир» и строительство МКС  
  • Возвращение в атмосферу и посадка

    • Экипаж начал подготовку к возвращению на орбиту  
    • Орбитальный аппарат перешел в перевернутое положение  
    • Космический аппарат orbiter переориентировался и начал горение OMS  
    • Реактивные двигатели системы управления реактивной реакцией были отключены перед повторным входом в атмосферу  
  • Вход в атмосферу и управление

    • Вход в атмосферу контролировался системой GPCs.  
    • Скорость регулировалась изменением лобового сопротивления.  
    • Кормовые реактивные двигатели отключены, элероны и рули вступили в действие.  
  • Посадка и маневры

    • На высоте 46 км включен скоростной тормоз.  
    • За 8 минут до приземления экипаж начал снижать угол атаки.  
    • Максимальный коэффициент глиссады варьировался от 1,3 до 4,9.  
    • Орбитальный аппарат подлетел к конусам выравнивания курса.  
    • Экипаж перешел на ручное управление полетом.  
  • Посадочные площадки и аварийные сценарии

    • Основным местом посадки был KSC, но использовались и другие площадки.  
    • Существовало 85 согласованных мест аварийной посадки.  
    • Места посадки выбирались с учетом политических отношений и погодных условий.  
  • Обработка после приземления

    • Наземные экипажи проверили безопасность зоны приземления.  
    • Бортовой хирург провел медицинский осмотр экипажа.  
    • Орбитальный аппарат отбуксировали на космодром для осмотра и ремонта.  
  • Программа «Спейс шаттл»

    • Программа длилась с 1981 по 2011 год.  
    • Совершено 135 полетов, 133 из которых вернулись благополучно.  
    • Использовался для научных, коммерческих, военных и строительных целей.  
  • Бюджет и затраты

    • Общий бюджет программы составил 221 миллиард долларов.  
    • Стоимость одного запуска варьировалась от 260 до 806 миллионов долларов.  
    • В 2009 году стоимость одного запуска составила 1,642 миллиарда долларов.  
  • Бедствия и критика

    • 28 января 1986 года «Челленджер» распался из-за отказа правого SRB.  
    • 1 февраля 2003 года «Колумбия» развалилась из-за повреждения крыла.  
    • Возможность частичного повторного использования привела к сокращению полезной нагрузки.  
    • Фактические затраты на запуск оказались выше, чем прогнозировалось.  
  • Усовершенствование одноразовых ракет-носителей

    • Одноразовые ракеты-носители стали основным вариантом развертывания спутников  
    • Ключевым заказчиком Space Shuttle было Национальное разведывательное управление (NRO)  
  • Катастрофы и безопасность

    • Катастрофы «Челленджера» и «Колумбии» показали риски для безопасности космического челнока  
    • Конструкция орбитального аппарата ограничивала возможности аварийного покидания  
    • Вероятность катастрофического сбоя варьировалась от 1 на 100 запусков до 1 на 100 000  
    • После неудач миссий риски для экипажа возросли, вероятность катастрофической потери машины и экипажа составила 1 к 9  
  • Вывод из эксплуатации

    • О выводе «Спейс шаттл» из эксплуатации было объявлено в январе 2004 года  
    • Президент Джордж У. Буш объявил о выводе шаттлов после завершения строительства МКС  
    • В октябре 2006 года была утверждена миссия по обслуживанию космического телескопа Хаббл  
    • STS-135 стал последним полетом шаттла в сентябре 2010 года  
  • Завершение программы

    • С 2011 года США запускали астронавтов на борту российского космического корабля «Союз»  
    • После последнего полета каждого орбитального аппарата его обрабатывали для безопасности  
    • Компоненты с орбитальных аппаратов были переданы в различные организации  
  • Наследие

    • Двигатели были демонтированы для использования в системе космического запуска  
    • Компоненты с орбитальных аппаратов переданы в военно-воздушные силы США, программу МКС, а также правительства России и Канады  

Полный текст статьи:

Спейс Шаттл

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх