Ang programa ng gobyerno ng Estados Unidos na STS (Space Transportation System) ay mas kilala sa buong mundo bilang Space Shuttle. Ang program na ito ay ipinatupad ng mga dalubhasa ng NASA, ang pangunahing layunin nito ay ang paglikha at paggamit ng isang magagamit muli na manned transport spacecraft na idinisenyo upang maihatid ang mga tao at iba't ibang mga kargamento sa mga low-earth orbit at pabalik. Samakatuwid ang tunay na pangalan - "Space Shuttle".
Ang pagtatrabaho sa programa ay nagsimula noong 1969 kasama ang pagpopondo mula sa dalawang kagawaran ng gobyerno ng Estados Unidos: NASA at Department of Defense. Ang gawain sa pag-unlad at pagpapaunlad ay isinagawa bilang bahagi ng isang magkasanib na programa sa pagitan ng NASA at ng Air Force. Sa parehong oras, ang mga espesyalista ay nag-apply ng isang bilang ng mga teknikal na solusyon na dati ay nasubok sa mga buwan na module ng programa ng Apollo noong 1960: mga eksperimento sa mga solid-propellant boosters, mga system para sa paghihiwalay sa kanila at pagkuha ng gasolina mula sa isang panlabas na tangke. Ang batayan ng sistemang pang-transportasyon ng kalawakan ay nilikha upang maging isang manned reusable spacecraft. Kasama rin sa system ang mga ground support complex (pagpupulong, pagsubok at paglulunsad ng landing complex ng Kennedy Space Center na matatagpuan sa Vandenberg Air Force Base, Florida), ang flight control center sa Houston (Texas), pati na rin ang data relaying at mga sistema ng komunikasyon sa pamamagitan ng mga satellite at iba pang mga paraan. …
Ang lahat ng nangungunang mga kumpanya ng Aerospace na Amerikano ay nakibahagi sa gawain sa programang ito. Ang programa ay tunay na malakihan at pambansa, higit sa 1000 mga kumpanya mula sa 47 na estado ang nagtustos ng iba't ibang mga produkto at kagamitan para sa Space Shuttle. Ang kontrata para sa pagtatayo ng unang orbital ship noong 1972 ay nanalo ng Rockwell International. Ang konstruksyon ng unang dalawang shuttles ay nagsimula noong Hunyo 1974.
Ang unang paglipad ng space shuttle Columbia. Ang panlabas na tangke ng gasolina (gitna) ay pininturahan lamang ng puti sa unang dalawang flight. Sa hinaharap, ang tanke ay hindi ipininta upang mabawasan ang bigat ng system.
Paglalarawan ng System
Ang istrakturang maaaring magamit muli na space transport system na Space Shuttle ay may kasamang dalawang pagsagip ng solid-fuel boosters, na nagsilbing unang yugto at isang orbiting magagamit muli na spacecraft (orbiter, orbiter) na may tatlong mga oxygen-hydrogen engine, pati na rin ang isang malaking outboard fuel compartment na nabuo ang pangalawang yugto. Matapos ang pagkumpleto ng programa ng space flight, ang orbiter ay nakapag-iisa na bumalik sa Earth, kung saan ito nakarating tulad ng isang eroplano sa mga espesyal na runway.
Ang dalawang solidong rocket boosters ay nagpapatakbo ng halos dalawang minuto pagkatapos ng paglunsad, paghimok at paggabay sa spacecraft. Pagkatapos nito, sa taas na humigit-kumulang na 45 na kilometro, sila ay naghiwalay at, sa tulong ng isang sistema ng parachute, sumabog sa dagat. Pagkatapos ng pag-aayos at pagpuno ulit, ginagamit muli ang mga ito.
Ang panlabas na tangke ng gasolina, na nasusunog sa himpapawid ng lupa, na puno ng likidong hydrogen at oxygen (gasolina para sa pangunahing mga makina), ay ang tanging natatanggal na elemento ng sistemang puwang. Ang tangke mismo ay isang frame din para sa paglakip ng solidong propellant boosters sa spacecraft. Itinapon ito sa paglipad mga 8.5 minuto pagkatapos ng paglipad sa taas na halos 113 na kilometro, ang karamihan sa tanke ay nasusunog sa himpapawid ng lupa, at ang natitirang mga bahagi ay nahuhulog sa dagat.
Ang pinakatanyag at kilalang bahagi ng system ay ang magagamit muli na spacecraft mismo - ang shuttle, sa katunayan ang "space shuttle" mismo, na inilunsad sa orbit na malapit sa lupa. Ang shuttle na ito ay nagsisilbing isang lugar ng pagsubok at platform para sa siyentipikong pagsasaliksik sa kalawakan, pati na rin tahanan para sa isang tripulante ng dalawa hanggang pitong tao. Ang shuttle mismo ay ginawa ayon sa scheme ng sasakyang panghimpapawid na may isang tatsulok na pakpak sa plano. Para sa landing, gumagamit siya ng isang landing-type na landing gear. Kung ang solid-propellant rocket boosters ay idinisenyo upang magamit hanggang sa 20 beses, pagkatapos ay ang shuttle mismo - hanggang sa 100 flight sa kalawakan.
Mga sukat ng barkong orbital kumpara sa Soyuz
Ang sistema ng American Space Shuttle ay maaaring maglagay sa orbit ng altitude na 185 kilometro at isang pagkahilig ng 28 ° hanggang 24.4 toneladang karga kapag inilunsad sa silangan mula sa Cape Canaveral (Florida) at 11.3 tonelada noong inilunsad mula sa teritoryo ng Kennedy Space Flight Sentro sa isang orbit na may altitude na 500 na kilometro at isang pagkahilig ng 55 °. Kapag inilunsad mula sa Vandenberg Air Force Base (California, baybayin sa kanluran), hanggang sa 12 toneladang karga ang maaaring mailagay sa isang circumpolar orbit na may altitude na 185 kilometro.
Kung ano ang nagawa naming ipatupad, at kung ano ang aming mga plano ay nanatili lamang sa papel
Bilang bahagi ng isang simposyum na nakatuon sa pagpapatupad ng programa ng Space Shuttle, na naganap noong Oktubre 1969, ang "ama" ng shuttle, na si George Mueller, ay nagsabi: "Ang aming layunin ay upang mabawasan ang gastos ng paghahatid ng isang kilo ng payload sa orbit mula $ 2,000 para sa Saturn-V hanggang 40-100 dolyar bawat kilo. Kaya't maaari nating buksan ang isang bagong panahon ng paggalugad sa kalawakan. Ang hamon sa mga darating na linggo at buwan para sa simposium na ito, at para sa NASA at Air Force, ay tiyakin na makakamit natin ito. " Sa pangkalahatan, para sa iba't ibang mga variant batay sa Space Shuttle, ang gastos sa paglulunsad ng isang kargamento ay hinulaan na nasa saklaw mula 90 hanggang 330 dolyar bawat kilo. Bukod dito, pinaniniwalaan na ang pangalawang henerasyon ng shuttles ay magbabawas ng halaga sa $ 33-66 bawat kilo.
Gayunpaman, sa katotohanan, ang mga numerong ito ay hindi nakamit kahit na malapit. Bukod dito, ayon sa mga kalkulasyon ng Mueller, ang gastos sa paglulunsad ng shuttle ay dapat na $ 1-2.5 milyon. Sa katunayan, ayon sa NASA, ang average na gastos ng paglulunsad ng isang shuttle ay halos $ 450 milyon. At ang makabuluhang pagkakaiba na ito ay maaaring tawaging pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga nakasaad na layunin at katotohanan.
Shuttle na "Endeavor" na may bukas na kompartamento ng kargamento
Matapos ang pagkumpleto ng programang Space Transport System noong 2011, masalig na nating masasabi kung aling mga layunin ang nakamit sa pagpapatupad nito, at alin ang hindi.
Ang mga layunin para sa programang Space Shuttle ay nakamit:
1. Pagpapatupad ng paghahatid ng iba't ibang uri ng kargamento sa orbit (itaas na yugto, satellite, mga segment ng mga istasyon ng kalawakan, kabilang ang ISS).
2. Posibilidad ng pag-aayos ng mga satellite na matatagpuan sa mababang orbit ng lupa.
3. Posibilidad na ibalik ang mga satellite pabalik sa Earth.
4. Ang kakayahang lumipad hanggang sa 8 mga tao sa kalawakan (sa panahon ng operasyon ng pagsagip, ang tripulante ay maaaring dalhin sa 11 katao).
5. Matagumpay na pagpapatupad ng magagamit muli flight at reusable paggamit ng shuttle mismo at solidong propellant accelerators.
6. Pagpapatupad sa pagsasanay ng isang panimulang bagong layout ng spacecraft.
7. Kakayahang magsagawa ng pahalang na mga maneuver sa pamamagitan ng barko.
8. Malaking dami ng kompartimento ng kargamento, ang kakayahang bumalik sa kargamento sa Earth na may bigat na 14, 4 tonelada.
9. Ang oras ng gastos at pag-unlad ay pinamamahalaang upang matugunan ang mga deadline na ipinangako kay Pangulong US Nixon noong 1971.
Mga layunin na hindi nakamit at pagkabigo:
1. Kwalipikadong pagpapadali ng pag-access sa kalawakan. Sa halip na bawasan ang gastos sa paghahatid ng isang kilo ng kargamento sa orbit ng dalawang order ng lakas, ang Space Shuttle ay talagang naging isa sa pinakamahal na pamamaraan ng paghahatid ng mga satellite sa orbit ng Earth.
2. Mabilis na paghahanda ng mga shuttle sa pagitan ng mga flight sa kalawakan. Sa halip na ang inaasahang timeframe, na kung saan ay tinatayang sa dalawang linggo sa pagitan ng paglulunsad, ang mga shuttles ay maaaring aktwal na maghanda para sa paglunsad sa espasyo sa loob ng maraming buwan. Bago ang kalamidad ng space shuttle na Challenger, ang tala sa pagitan ng mga flight ay 54 araw, pagkatapos ng kalamidad - 88 araw. Sa buong panahon ng kanilang operasyon, inilunsad sila sa average na 4, 5 beses sa isang taon, habang ang pinakamaliit na pinahihintulutan sa ekonomiko na bilang ng mga paglulunsad ay 28 paglulunsad bawat taon.
3. Pagiging simple ng serbisyo. Ang mga teknikal na solusyon na napili sa panahon ng paglikha ng mga shuttle ay masipag sa pagpapanatili. Ang mga pangunahing makina ay nangangailangan ng pagtatanggal ng mga pamamaraan at mahabang oras ng serbisyo. Ang mga yunit ng turbopump ng mga makina ng unang modelo ay nangangailangan ng kanilang kumpletong bulkhead at pagkukumpuni pagkatapos ng bawat paglipad sa kalawakan. Ang mga tile na panangga sa init ay kakaiba - ang bawat pugad ay may sariling tile. Sa kabuuan, mayroong 35 libo sa kanila, bukod dito, ang mga tile ay maaaring mapinsala o mawala sa panahon ng paglipad.
4. Palitan ang lahat ng disposable media. Ang shuttles ay hindi kailanman inilunsad sa mga polar orbits, na kinakailangan pangunahin para sa pag-deploy ng mga satellite ng reconnaissance. Sa direksyong ito, isinasagawa ang paghahanda sa trabaho, ngunit ang mga ito ay na-curtail matapos ang sakuna ng Challenger.
5. Maaasahang pag-access sa kalawakan. Ang ibig sabihin ng apat na space shuttles na ang pagkawala ng alinman sa mga ito ay ang pagkawala ng 25% ng buong fleet (laging may hindi hihigit sa 4 na lumilipad na orbiters, ang Endeavor shuttle ay itinayo upang mapalitan ang nawawalang Challenger). Matapos ang sakuna, ang mga flight ay tumigil sa mahabang panahon, halimbawa, pagkatapos ng kalamidad ng Challenger - sa loob ng 32 buwan.
6. Ang kapasidad ng pagdala ng mga shuttle ay naging 5 tonelada na mas mababa kaysa sa hinihiling ng mga pagtutukoy ng militar (24.4 tonelada sa halip na 30 tonelada).
7. Ang mga malalaking pahalang na kakayahang maneuvering ay hindi pa nailalapat sa pagsasanay, sa kadahilanang ang shuttles ay hindi lumipad sa mga orbit ng polar.
8. Ang pagbabalik ng mga satellite mula sa orbit ng mundo ay tumigil na noong 1996, habang 5 satellite lamang ang naibalik mula sa kalawakan sa buong panahon.
9. Ang pag-aayos ng mga satellite ay naging maliit na demand. Sa kabuuan, 5 mga satellite ang naayos, subalit, nagsagawa din ng mga pagpapanatili ng sikat na Hubble teleskopyo ng 5 beses.
10. Ang ipinatupad na mga solusyon sa engineering ay negatibong nakakaapekto sa pagiging maaasahan ng buong sistema. Sa oras ng pag-alis at pag-landing, may mga lugar na hindi iniiwan ang mga tripulante ng isang pagkakataon na iligtas sa isang emergency.
11. Ang katotohanang ang shuttle ay maaaring gumanap lamang ng mga manned flight na naglalagay sa peligro ng mga astronaut nang hindi kinakailangan, halimbawa, ang awtomatiko ay sapat para sa regular na paglulunsad ng satellite sa orbit.
12. Ang pagsara ng programang Space Shuttle noong 2011 ay na-superimpose sa pagkansela ng programa ng Constellation. Ito ay sanhi ng pagkawala ng malayang pag-access ng Estados Unidos sa kalawakan sa loob ng maraming taon. Bilang isang resulta, pagkawala ng imahe at ang pangangailangan upang makakuha ng mga lugar para sa kanilang mga astronaut sa spacecraft ng ibang bansa (Russian manned spacecraft "Soyuz").
Gumagawa ang Shuttle Discovery ng isang maneuver bago mag-dock sa ISS
Ang ilang mga istatistika
Ang mga shuttle ay dinisenyo upang manatili sa orbit ng Earth sa loob ng dalawang linggo. Karaniwan ang kanilang mga flight ay tumagal mula 5 hanggang 16 na araw. Ang tala para sa pinakamaikling paglipad sa kasaysayan ng programa ay kabilang sa space shuttle Columbia (namatay kasama ang tauhan noong Pebrero 1, 2003, ang ika-28 paglipad sa kalawakan), na noong Nobyembre 1981 ay ginugol lamang ng 2 araw, 6 na oras at 13 minuto sa kalawakan. Ang parehong shuttle na ginawa ang pinakamahabang flight noong Nobyembre 1996 - 17 araw 15 oras 53 minuto.
Sa kabuuan, sa panahon ng pagpapatakbo ng program na ito mula 1981 hanggang 2011, 135 paglulunsad ang isinagawa ng mga space shuttles, kung saan ang Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavor - 25, Challenger - 10 (namatay kasama ang tauhan noong Enero 28, 1986). Sa kabuuan, sa loob ng balangkas ng programa, lima sa nabanggit na mga shuttle ay itinayo, na gumawa ng mga flight sa kalawakan. Ang isa pang shuttle, Enterprise, ay ang unang naitayo, ngunit sa una ito ay inilaan lamang para sa ground at atmospheric test, pati na rin ang paghahanda na gawain sa mga site ng paglulunsad, hindi ito lumipad sa kalawakan.
Mahalagang tandaan na binalak ng NASA na gamitin ang mga shuttle nang mas aktibo kaysa sa aktwal na ito. Bumalik noong 1985, inaasahan ng mga eksperto mula sa American space agency na sa pamamagitan ng 1990 ay 24 na ang ilulunsad nila bawat taon, at ang mga barko ay lumipad hanggang sa 100 flight sa kalawakan, sa pagsasagawa, lahat ng 5 na shuttles ay gumawa lamang ng 135 flight sa loob ng 30 taon, dalawa dito ay natapos isang sakuna. Ang tala para sa bilang ng mga flight sa kalawakan ay nabibilang sa shuttle na "Discovery" - 39 na flight sa space (ang una noong August 30, 1984).
Landing ng shuttle na "Atlantis"
Ang mga shuttle ng Amerika ay nagmamay-ari din ng pinakamalungkot na anti-record sa lahat ng mga system sa kalawakan - ayon sa bilang ng mga napatay. Dalawang sakuna sa kanilang pakikilahok ang naging sanhi ng pagkamatay ng 14 na mga Amerikanong astronaut. Noong Enero 28, 1986, sa paglabas, bilang isang resulta ng isang pagsabog sa isang panlabas na tangke ng gasolina, bumagsak ang shuttle ng Challenger, nangyari ito sa ika-73 segundo ng paglipad at humantong sa pagkamatay ng lahat ng 7 miyembro ng tauhan, kabilang ang unang lay astronaut - dating guro na si Christa McAuliffe, na nagwagi sa pambansang kumpetisyon ng Amerikano para sa karapatang lumipad sa kalawakan. Ang pangalawang sakuna ay naganap noong Pebrero 1, 2003, sa pagbabalik ng spacecraft ng Columbia mula sa ika-28 paglipad nito sa kalawakan. Ang sanhi ng sakuna ay ang pagkasira ng panlabas na layer ng heat-Shielding sa kaliwang eroplano ng wing wing, na sanhi ng isang piraso ng thermal insulation ng tanke ng oxygen na nahuhulog dito sa oras ng paglulunsad. Sa kanyang pagbabalik, bumagsak ang shuttle sa hangin, pumatay sa 7 mga astronaut.
Opisyal na nakumpleto ang programang Space Transport System noong 2011. Ang lahat ng mga operating shutter ay na-decommission at ipinadala sa mga museo. Ang huling paglipad ay naganap noong Hulyo 8, 2011 at isinagawa ng Atlantis shuttle kasama ang isang tauhan na nabawasan sa 4 na tao. Ang flight ay natapos ng maaga sa umaga noong Hulyo 21, 2011. Sa loob ng 30 taon ng pagpapatakbo, ang mga sasakyang panghimpapawid na ito ay nagsagawa ng 135 flight, sa kabuuan, nakumpleto nila ang 21,152 orbits sa buong Earth, na naghahatid ng 1,600 tonelada ng iba't ibang mga kargamento sa kalawakan. Sa oras na ito, kasama ang mga tauhan ng 355 katao (306 kalalakihan at 49 kababaihan) mula sa 16 na magkakaibang bansa. Ang Astronaut na si Franklin Storey Musgrave ay isa lamang na lumipad sa lahat ng limang mga shuttle na itinayo.
