Программа «спейс шаттл»: что получилось, а что нет — «военные действия»
Американская национальная программа STS (Space Transportation System, «Космическая транспортная совокупность») более известна во всем мире как Space Shuttle («Космический челнок»). Эта программа была реализована экспертами NASA, ее главной целью было создание и применением многоразового пилотируемого транспортного космического корабля, предназначенного для доставки на низкие околоземные орбиты и обратно различных грузов и людей. Из этого фактически и наименование – «Космический челнок».
Над программой начали работату во второй половине 60-ых годов двадцатого века по линии финансирования двух национальных ведомств США: NASA и Минобороны. Разработка и умело-конструкторские работы осуществлялись в рамках совместной программы NASA и ВВС. Наряду с этим эксперты применили последовательность технических ответов, каковые ранее были опробованы на лунных модулях программы «Аполлон» 1960-х годов: опыты с твердотопливными ускорителями, совокупностями их получения и отделения горючего из внешнего бака.
Базу создаваемой космической ифраструктуры должен был составить пилотируемый космический корабль многоразового применения. Кроме этого в совокупность входили наземные снабжающие комплексы (монтажно испытательный и стартово посадочный комплекс космического центра имени Кеннеди, расположенный на авиационной базе Ванденберг, штат Флорида), центр управления полетом в Хьюстоне (Техас), и совокупности ретрансляции данных и связи через иные средства и спутники.
В работах по данной программе участвовали все ведущие американские космические компании. Программа была по-настоящему масштабной и национальной, оборудование и различные изделия для «Спейс Шаттл» поставляли более 1000 компаний из 47 штатов. Договор на постройку первого орбитального корабля в первой половине 70-ых годов двадцатого века победила компания Rockwell International.
Строительство первых двух шаттлов началось уже в июне 1974 года.
Первый полёт космического челнока «Колумбия». Внешний топливный бак (в центре) покрашен в белый цвет лишь в двух первых полётах. В будущем бак не красили для понижения веса совокупности.
Описание совокупности
Конструктивно многоразовая транспортная космическая совокупность Space Shuttle включала в себя два выручаемых твердотопливных ускорителя, каковые делали роль первой ступени и орбитального многоразового корабля (орбитер, orbiter) с тремя кислородно водородными двигателями, и громадным подвесным топливным отсеком, что образовывал вторую ступень. По окончании завершения программы космического полета орбитер самостоятельно возвращался на Землю, где делал посадку по-самолетному на особых ВПП.
Два твердотопливных ракетных ускорителя трудятся в течение приблизительно двух мин. по окончании запуска, разгоняя космический корабль и направляя его. По окончании чего на высоте приблизительно 45 километров они отделяются и при помощи парашютной совокупности приводняются в океан. По окончании перезаправки и ремонта они употребляются снова.
Сгорающий в земной воздухе внешний топливный бак, заполненный кислородом и жидким водородом (горючее для основных двигателей), есть единственным одноразовым элементом космической совокупности. Сам бак кроме этого есть каркасом для скрепления твердотопливных ускорителей с космическим кораблем. Он отбрасывается в полете приблизительно через 8,5 мин. по окончании взлета на высоте около 113 километров, большинство бака сгорает в земной воздухе, а сохранившиеся части падают в океан.
самая известной и узнаваемой частью совокупности есть сам многоразовый космический корабль – челнок, фактически сам «спейс шаттл», что и выводится на околоземную орбиту. Этот челнок является полигоном и платформой с целью проведения научных изучений в космосе, и домом для экипажа, в состав которого может входить от двух до семи человек. Сам шаттл выполнен по самолетной схеме с треугольным в плане крылом. Для посадки он применяет шасси самолетного типа.
В случае если твердотопливные ракетные ускорители вычислены на применение до 20 раз, то сам челнок – до 100 полетов в космос.
Размеры орбитального корабля если сравнивать с «Альянсом»
Американская совокупность Space Shuttle имела возможность выводить на орбиту высотой 185 километров и наклонением 28° до 24,4 тысячь киллограм грузов при запуске на восток с мыса Канаверал (Флорида) и 11,3 тонны при запуске с территории Центра космических полетов имени Кеннеди на орбиту высотой 500 километров и наклонением 55°. При запуске с базы ВВС «Ванденберг» (Калифорния, западное побережье) на приполярную орбиту высотой 185 километров возможно было вывести до 12 тысячь киллограм грузов.
Что удалось реализовать, а что из задуманного осталось только на бумаге
В рамках симпозиума, что был посвящен реализации программы «Спейс Шаттл», он прошёл в октябре 1969 года, «папа» шаттла Джордж Мюллер отмечал: «Отечественная цель – снизить цена доставки килограмма нужного груза на орбиту с 2000 долларов для Сатурна-V до отметки 40-100 долларов за килограмм. Так мы сможем открыть новую эру освоения космоса. Задачей на месяцы и будущие недели для этого симпозиума, и для NASA и для ВВС есть обеспечение уверенности в том, что мы сможем этого добиться».
В целом для разных вариантов на базе космического челнока «Спейс Шаттл» прогнозировалось достижение цены выведения нужной нагрузки в пределах от 90 до 330 долларов за килограмм. Более того, считалось, что шаттлы второго поколения разрешат снизить сумму до 33-66 долларов за килограмм.
На деле же эти цифры были недостижимы кроме того близко. Более того, согласно расчетам Мюллера, цена запуска шаттла должна была составлять 1-2,5 миллиона долларов. На деле же, по данным НАСА, средняя цена запуска шаттла составляла около 450 миллионов долларов.
И это значительное различие возможно назвать главным несоответствием между заявленными реальностью и целями.
Шаттл «Индевор» с открытым грузовым отсеком
По окончании завершения в 2011 году программы Space Transportation System возможно уже с уверенностью сказать о том, каких целей при ее реализации удалось достигнуть, а каких – нет.
Достигнуты цели по программе «Спейс Шаттл»:
1. Реализация доставки на орбиту грузов различного типа (разгонные блоки, спутники, сегменты космических станций, а также МКС).
2. Возможность проведения ремонта спутников, расположенных на низкой околоземной орбите.
3. Возможность возврата спутников назад на Землю.
4. Возможность выполнять полеты с отправкой в космос до 8 человек (на протяжении операции по спасению экипаж возможно было довести до 11 человек).
5. Успешная реализация многоразовости многоразового использования и полёта самого челнока и твердотопливных разгонных ускорителей.
6. Реализация на практике принципиально новой компоновки космического корабля.
7. Возможность осуществления кораблем горизонтальных маневров.
8. Громадный количество грузового отсека, возможность возврата на Землю грузов массой до 14,4 тысячь киллограм.
9. время и Стоимость разработки удалось уложить в сроки, каковые были обещаны аммериканскому президенту Никсону в первой половине 70-ых годов двадцатого века.
Не провалы и достигнутые цели:
1. Качественное облегчение доступа в космос. Вместо уменьшения цены доставки килограмма грузов на орбиту на два порядка, «Спейс Шаттл» на деле был одним из самые дорогих способов доставки спутников на земную орбиту.
2. Стремительная подготовка шаттлов между космическими полетами. Вместо ожидаемого срока, что оценивался в 14 дней между стартами, шаттлы на деле имели возможность подготавливаться к запуску в космос месяцами. До трагедии космического челнока «Челленджер» рекорд между полетами составлял 54 дня, по окончании трагедии – 88 дней.
За все время их эксплуатации они запускались в среднем 4,5 раза в год, в то время как минимально допустимая экономически обоснованная цифра запусков составляла 28 стартов в год.
3. Простота обслуживания. Выбранные при создании шаттлов технические ответы были достаточно трудоемкими в обслуживании. Главные двигатели потребовали длительных затрат и процедуры демонтажа времени на сервис. Турбонасосные агрегаты двигателей первой модели потребовали полной их ремонта и переборки по окончании совершения каждого полета в космос.
Плитки теплоизоляции являлись неповторимыми – в каждое гнездо монтировалась собственная плитка. Всего же их было 35 тысяч, к тому же, плитки могли быть повреждены либо утрачены на протяжении полета.
4. Замена всех одноразовых носителей. Шаттлы ни разу не стартовали на полярные орбиты, что было нужно по большей части для развертывания разведывательных спутников. В данном направлении велись работы по подготовке, но они были свернуты по окончании трагедии «Челленджера».
5. Надежный доступ в космос. Четыре космических челнока означали, что утрата любого из них – это утрата 25% всего флота (летающих орбитеров всегда было не больше 4-х, шаттл «Индевор» был выстроен вместо погибшего «Челенджера). По окончании трагедии полеты прекращались на долгий срок, например, по окончании трагедии «Челенджера» – на 32 месяца.
6. Грузоподъемность шаттлов была на 5 тысячь киллограм ниже требуемой спецификациями армейских (24,4 тонны вместо 30 тысячь киллограм).
7. Довольно широкие возможности горизонтального маневра ни при каких обстоятельствах не использовались на практике по той причине, что шаттлы не совершали полетов на полярные орбиты.
8. Возврат спутников с земной орбиты закончился уже во второй половине 90-ых годов XX века, наряду с этим за все время из космоса было возвращено всего 5 спутников.
9. Ремонт спутников был слабо пользуется спросом. Всего отремонтировано 5 спутников, действительно, шаттлы кроме этого 5 раз проводили обслуживание известного телескопа «Хаббл».
10. Реализованные инженерные ответы очень плохо оказывали влияние на надежность всей совокупности. В момент взлета и посадки имелись участки, каковые не оставляли экипажу шансов на спасение в аварийной обстановке.
11. Тот факт, что шаттл имел возможность выполнять лишь пилотируемые полеты, подвергал космонавтов риску без необходимости, например, для рутинных запусков спутников на орбиту хватило бы автоматики.
12. Закрытие программы «Спейс Шаттл» в 2011 году накладывалось на отмену программы «Созвездие». Это вызвало потерю США независимого доступа в космос на многие годы. Как следствие имиджевые утраты и необходимость приобретения мест для собственных космонавтов на космических судах второй страны (российские пилотируемые космические суда «Альянс»).
Шаттл «Дискавери» делает маневр перед стыковкой с МКС
Мало статистики
Шаттлы были вычислены на нахождение на орбите Почвы в течении 14 дней. В большинстве случаев их полеты длились от 5 до 16 дней. Рекорд самого маленького полета в истории программы в собственности шаттлу «Колумбия» (погиб вместе с экипажем 1 февраля 2003 года, 28-й полет в космос), что в ноябре 1981 года провел в космосе всего 2 минут 6 и дня 13 часов.
Данный же шаттл совершил и самый продолжительный полет в ноябре 1996 года – 17 дней 15 часов 53 60 секунд.
В общем итоге за время действия данной программы с 1981 по 2011 год космическими челноками было осуществлено 135 стартов, из них «Дискавери» – 39, «Атлантис» – 33, «Колумбия» – 28, «Индевор» – 25, «Челенджер» – 10 (погиб вместе с экипажем 28 января 1986 года). Всего в рамках программы было выстроено пять вышеперечисленных шаттлов, каковые совершали полеты в космос. Еще один шаттл «Энтерпрайз» был выстроен первым, но изначально предназначался лишь для отработки наземных и атмосферных опробований, и проведения работ по подготовке на стартовых площадках, в космос ни при каких обстоятельствах не летал.
Необходимо подчеркнуть, что в НАСА собирались использовать шаттлы значительно активнее, чем это вышло в действительности. Еще в 1985 году эксперты американского космического агентства рассчитывали, что к 1990 году они будут выполнять по 24 старта ежегодно, а суда налетают до 100 полетов в космос, на практике же все 5 челноков совершили за 30-летний период всего 135 полетов, два из которых закончились трагедией. Рекорд по количеству полетов в космос в собственности шаттлу «Дискавери» – 39 полетов в космос (первый 30 августа 1984 года).
Посадка шаттла «Атлантис»
Американским шаттлам в собственности и самый печальный антирекорд среди всех космических совокупностей – по количеству погибших людей. Две трагедии с их участием стали обстоятельством смерти 14 американских космонавтов.
28 января 1986 года при взлете в следствии взрыва внешнего топливного бака разрушился шаттл «Челленджер», это случилось на 73-й секунде полета и стало причиной смерти всех 7 членов экипажа, включая первого космонавта-непрофессионала — бывшую учительницу Кристу Маколифф, которая победила общенациональный американский конкурс на право полететь в космос. Вторая трагедия случилась 1 февраля 2003 года на протяжении возвращения корабля «Колумбия» из собственного 28-го полета в космос.
Обстоятельством трагедии стало разрушение наружного теплозащитного слоя на левой плоскости крыла челнока, что было вызвано падением на него куска теплоизоляции кислородного бака в момент старта. При возвращении шаттл развалился в воздухе, погибли 7 космонавтов.
Программа «Космическая транспортная совокупность» была официально закончена в 2011 году. Все действующие шаттлы были списаны и посланы в музеи. Последний полет состоялся 8 июля 2011 года и был осуществлен шаттлом «Атлантис» с сокращенным до 4 человек экипажем. Полет завершился рано утром 21 июля 2011 года. За 30-летний период эксплуатации эти космические суда выполнили 135 полетов, в общем итоге они совершили совместно 21 152 витка около Почвы, доставив в космос 1,6 млн кг разных нужных грузов.
В состав экипажей за это время вошло 355 человек (306 женщин и 49 мужчин) из 16 разных государств. Космонавт Фрэнклин Стори Масгрейв был единственным, кто совершил полеты на всех пяти выстроенных челноках.
Источники информации:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
По данным из открытых источников