Amerykański prom kosmiczny

Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej

Uruchomienie promu Discovery na misję STS-120 ,23 października 2007. Charakterystyka

Organizacja	NASA
Data budowy	12 kwietnia 1981
Masa	70 ton
Orbita	185–643 km
Ładunek (niska orbita)	24,500 kg
Ładunek (stacja kosmiczna)	16 400 kg
Ciąg startowy	31 MN
Data zakończenia programu	21 lipca 2011
Załoga	2 do 8 osób

Występ

Liczba lotów	135

Prom kosmiczny USA (w języku angielskim Space Shuttle lub transportu kosmicznego systemu STS) jest rodzajem pojazdu kosmicznego zaprojektowane i używane przez amerykańską agencję kosmiczną ( NASA ), którego inauguracyjny lot sięga12 kwietnia 1981 i który został wycofany ze służby w lipiec 2011, po wykonaniu łącznie 135 lotów.

Składa się z trzech podzespołów: orbiter - który jest jedynym komponentem umieszczanym na orbicie i przenosi ładunek oraz astronautów -, zewnętrzny zbiornik i dwa silniki wspomagające . Termin „ prom kosmiczny ” odnosi się tylko do orbitera, który wraca do lądowania jak szybowiec na pasie startowym i może zostać ponownie użyty do nowego lotu. Pędniki wspomagające są również zaprojektowane do wielokrotnego użytku. Orbiter, będący najbardziej złożonym elementem, został zbudowany w pięciu egzemplarzach, z czego dwa, Challenger i Columbia , uległy zniszczeniu podczas wypadków skutkujących utratą załóg.

Zestaw składający się z promu kosmicznego, czołgu i silników odrzutowych, ważący łącznie ponad 2000 ton, startuje pionowo jak rakieta. Podczas wznoszenia oddziela się sukcesywnie od silników wspomagających, a następnie od zbiornika zewnętrznego. Pod koniec misji orbiter sam wraca na Ziemię. Powraca do atmosfery, podczas której gwałtownie zwalnia, rozpraszając dużą ilość ciepła, a następnie rozpoczyna fazę lotu bez napędu, jak szybowiec , przed wylądowaniem na bardzo długim pasie startowym. Orbiter oraz silniki wspomagające są naprawiane i ponownie używane, a czołg zostaje zniszczony po oddzieleniu od orbitera. Prom kosmiczny może umieścić 24,5 tony ładunku i ośmiu astronautów na niskiej orbicie (co jest obecnym rekordem, osiągniętym dwukrotnie) i może obsłużyć do jedenastu na misję awaryjną. Orbiter to statek kosmiczny o niezrównanej wszechstronności: ma duży chwyt, ramię umożliwiające obsługę ciężkich ładunków w przestrzeni oraz śluzę powietrzną używaną do spacerów kosmicznych lub cumowania na stacji kosmicznej . Jego autonomia w misji wynosi około dwóch tygodni.

Projektując statek kosmiczny wielokrotnego użytku na początku lat 70. NASA ma nadzieję, że będzie w stanie znacznie obniżyć koszty wystrzelenia w kosmos, który do tej pory opierał się na rakietach utraconych po użyciu. Jednak kompromisy techniczne poczynione w projekcie ze względów finansowych, a przede wszystkim złożoność związana z koncepcją, prowadzą do bardzo wysokich kosztów rozwoju i eksploatacji (450 milionów dolarów na uruchomienie). Kiedy rozpoczął swoją karierę operacyjną w 1982 roku, wszystkie amerykańskie starty satelitów były obsługiwane przez flotę czterech promów kosmicznych. Dzięki znacznemu dumpingowi cenowemu wahadłowiec zajmuje nawet dominującą pozycję na rynku komercyjnego wprowadzenia na rynek. Szybko jednak okazuje się, że wahadłowiec nigdy nie będzie konkurencyjnym środkiem do wystrzeliwania w porównaniu z rakietami, ponieważ nie da się utrzymać oczekiwanego wskaźnika wystrzeliwania. Po zniszczeniu promu kosmicznego Challenger na początku 1986 roku, w wyniku którego stracono załogę, korzystanie z wahadłowca ograniczało się do wystrzeliwania niekomercyjnych satelitów i przeprowadzania eksperymentów naukowych na orbicie. Od końca lat 90. jego główną misją była obsługa stacji kosmicznej Mir , a następnie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Drugi wypadek w 2003 roku , po raz kolejny towarzyszy utratą załogi, przyspieszyły decyzję o wycofaniu floty transfer, którego ostatni lot odbył się21 lipca 2011. Sojuz staje się wtedy jedynym statkiem zdolnym do przejęcia stałej załogi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej do czasu pierwszego uruchomienia Komercyjnej Załogi Rozwoju na30 maja 2020 r.

Historyczny

Pierwsze studia

Od Silbervogel do X-15

Pierwszą wzmianką o skrzydlatej rakiecie zdolnej do opuszczenia niższych warstw atmosfery jest fakt austriacko-niemieckiego inżyniera Eugena Sängera z 1933 roku . Ten rozwija swoją koncepcję pod koniec drugiej wojny światowej i opisuje skrzydlatą rakietę Silbervogel ( po niemiecku srebrny ptak ), zdolną do zbombardowania Stanów Zjednoczonych pod koniec lotu suborbitalnego po wielokrotnym odbiciu się od najgęstsze warstwy atmosfery dzięki wysokiemu stosunkowi siły nośnej do oporu . Po wojnie Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych sprawiły, że North American Aviation pracowały nad projektem skrzydlatego pocisku Navaho . Ten wykonał kilka lotów, ale został porzucony w 1957 roku na rzecz pocisków balistycznych (bez skrzydeł) Atlas , Titan i Thor , które zostały poddane znacznie bardziej wydajnemu rozwiązaniu technicznemu.

W tym czasie amerykańskie centrum badań lotniczych NACA - które później stało się NASA - było mocno zaangażowane w badania nad samolotami o napędzie rakietowym. Bell X-1 złamał dźwięku barierę w 1947. Badając projekt znacznie szybciej, samoloty na dużych wysokościach, inżynierowie szybko zidentyfikowano dwa główne problemy, że taki samolot może napotkać: niestabilność lotu atmosferycznego i rozpraszanie ciepła w czasie. Reentry atmosferycznego . Ten ostatni punkt prowadzi ich do wyobrażenia sobie różnych typów osłon termicznych . Konstrukcję samolotu rakietowego X-15 rozpoczęto w 1954 roku, aby umożliwić przetestowanie tych rozwiązań. Eksperymentalna maszyna umożliwiła w latach sześćdziesiątych ustanowienie nowego rekordu prędkości ( 6,8 Macha ) i wysokości (108 km ). X-15 pozwala badać fizyczne domen o znacznej części fazy lotu wykonaniu promu, zwłaszcza reentry atmosferycznym , przy czym przejścia między użycia silników rakietowych, które z aerodynamicznych kontroli powierzchni.

Organy wspierające (1957-1970)

Aby zmniejszyć naprężenia termiczne i mechaniczne , jakim podlega samolot lecący z bardzo dużą prędkością, jednym z rozwiązań jest zdjęcie skrzydeł i wytworzenie siły nośnej za pomocą poszerzanego i wyprofilowanego w tym celu korpusu maszyny. Samoloty tego typu, określane terminem przewożących ciał (lub „niosące kadłuby”, w języku angielskim : lifting body ), są badane od 1957 r. Przez NASA. Kilku demonstrantów (M1, M2) udowodni swoją zdolność do ponownego wejścia w atmosferę , zboczenia z trajektorii dzięki uniesieniu i zawisu; następnie inne pojazdy ( M2-F1 , M2-F2 , M2-F3 , HL-10 , X-24 ), czasami zmotoryzowane, są odpowiedzialne za weryfikację do 1970 roku ich zdolności do lądowania z pilotem na pokładzie. Bardzo ciężkie kształty korpusu nośnego, które przyniosły mu kwalifikację ceglanej lub latającej wanny (po angielsku : „ Latająca wanna ” ) sprawiają jednak, że ćwiczenie to jest trudne i niebezpieczne dla pilotów. W tym samym czasie Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych zamówiły w 1957 roku prototypowy samolot kosmiczny Dyna-Soar , jednomiejscowy samolot przypominający korpus nośny z embrionami w kształcie skrzydeł delta. Wystrzelony przez rakietę Dyna-Soar musiał wylądować jak samolot. Projekt, mocno zaawansowany, został wstrzymany z powodów budżetowych w 1963 r., Ponieważ Siły Powietrzne nie mogły uzasadnić go jasno określoną misją.

Projekt wahadłowca w fazie eksploracyjnej (1968-1979)

Ponieważ NASA rozważa kontynuację programu Apollo , którego faza rozwoju została zakończona, agencja kosmiczna uruchamia30 października 1968konsultacja rozpoznawcza (faza A) w celu opracowania systemu startowego zdolnego do powrotu na Ziemię ( integralny pojazd do startu i powrotu , ILRV): musi być w stanie umieścić ładunek między 2,3 a 23 tonami na niskiej orbicie, sprowadzony z powrotem na Ziemię co najmniej jedną tonę ładunku, mieć zdolność wyporności bocznej 833 km, a przestrzeń ładunkowa musi mieć pojemność 85 m 3 . WLuty 1969, na podstawie ich wczesnych prac, do odpowiedzi na to wstępne badanie wybrano cztery firmy - North American Rockwell, Lockheed, General Dynamics i McDonnell Douglas. Dwóch producentów silników, Rocketdyne i Pratt & Whitney , zostało ze swojej strony wybranych do zaprojektowania silników o ciągu 270 ton (w próżni), który musi być wspólny dla dwóch stopni wahadłowca. Silniki te mają ciąg modulacyjny między 73 a 100% i wykorzystują rozkładaną dyszę o stopniu rozprężania 58 na małej wysokości i 120 w próżni.

Różne ośrodki badawcze NASA mają różne opinie na temat projektowania wahadłowca. Maxime Faget , reprezentujący Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla, opowiada się za niewielkim wahadłowcem z prostymi skrzydłami , z niewielkim przesunięciem, ale teoretycznie lżejszym i lepszym szybowcem przy prędkościach poddźwiękowych : jest to wahadłowiec DC -3, w tym model 1/10 e zostanie wyrzucony w locieMaj 1970do walidacji aerodynamiki przy niskich prędkościach. Centra Langley i Dryden wspierają rozwiązanie Carrying Body Solution, a konkretnie HL-10, które pomogły w opracowaniu. Tego typu wahadłowiec ma pośrednią zdolność przesunięcia między prawym skrzydłem a skrzydłem delty , choć teoretycznie jest mniej ciężki niż to drugie. Air Force i Draper Laboratories opowiadają się za skrzydłem delta, które zapewnia maksymalne możliwości offsetu. Prace wynikające z fazy A zakończone w godzCzerwiec 1970, pozwalają NASA wyeliminować koncepcję korpusu nośnego, którego kształt nie jest kompatybilny z przenoszeniem czołgów i sprzętu, a także badano zastosowanie skrzydła o zmiennej geometrii , co powoduje, że wahadłowiec jest zbyt ciężki. W szkicach wyprodukowanych przez cztery firmy, wahadłowiec ma dwa oddzielne elementy, z których oba mogą być ponownie użyte. Pilotowany pierwszy stopień powraca na ląd za pomocą konwencjonalnych silników turboodrzutowych . Drugi etap trwa do napędzania się do ułożenia się na orbicie, a następnie wykonuje reentry atmosferycznego raz misja odbywa się, z bardzo wysokim nosa-up kąta przed lądowaniem jak samolot.

Rozpoczęcie projektu (1969-1972)

Krótko przed 1970 The Program Apollo był o krok od zakończenia, z pierwszego lądowania na Księżycu. Inżynierowie NASA i wielu decydentów jest przekonanych, że sukces ich flagowego projektu przekona polityków do utrwalenia części budżetu przeznaczonej na kosmos, a zwłaszcza na loty załogowe. Po kilku latach postępu, który wydawałby się nieoczekiwany w 1960 roku, uważają, że lot ludzi na Marsa i instalacja kolonii na Księżycu są teraz w zasięgu agencji kosmicznej. Jednak decydenci polityczni nie mają już środków ani woli finansowania ambitnego programu. Prom kosmiczny, w takiej postaci, w jakiej zostanie zaprojektowany i zbudowany, będzie wynikiem kompromisu między dążeniem NASA do nowatorskiego urządzenia a ograniczonymi zasobami, na które przywódcy polityczni kraju zgodzą się przyznać.

Jakie kontynuacje programu Apollo? (1969)

Na początku 1969 roku NASA badała kontynuację programu Apollo . Kilka propozycji zostało opracowanych wewnętrznie, w euforii sukcesu programu księżycowego: stacja kosmiczna , baza księżycowa, wyprawa na Marsa , prom kosmiczny. W r. Utworzono komitet „ Space Task Group ”Luty 1969, na wniosek prezydenta USA Richarda Nixona , w celu opracowania przyszłych załogowych programów kosmicznych NASA. Na zakończenie swoich rozważań grupa robocza, której przewodniczy wiceprzewodniczący Spiro Agnew , proponuje trzy scenariusze, których roczny budżet waha się od 5 do 10 miliardów dolarów, czyli kwotę równą lub większą niż roczny budżet programu Apollo w jego najwyższy. Mniej ambitna propozycja przewiduje jednoczesny rozwój promu kosmicznego i stacji kosmicznej. Prezydent Nixon nie zachowuje żadnego z proponowanych scenariuszy, które uważa za zbyt kosztowne.

NASA postanawia następnie skoncentrować swoje wnioski budżetowe na projekcie promu kosmicznego, ponieważ dostępność tego ostatniego jest warunkiem wstępnym funkcjonowania stacji kosmicznej. Kierownictwo NASA uważa również, że prom może zastąpić dziesięć typów amerykańskich wyrzutni istniejących wówczas - w tym te wdrożone przez armię - w celu umieszczenia satelitów na orbicie .

Ale koniec zimnej wojny i załamanie się radzieckiego programu kosmicznego pozbawiło amerykański program kosmiczny, w oczach amerykańskich przywódców politycznych, znacznej części uzasadnienia. Prezydent Nixon, który boryka się z bardzo napiętą sytuacją budżetową, nie chce rozpoczynać prestiżowego projektu na skalę programu Apollo, bo tym razem nie przewiduje się żadnych skutków politycznych. Prezydent oddaje zatem projekt NASA pod kontrolę budżetu federalnego (BoB, który od 1970 roku stanie się OMB, Office of Management and Budget ), co będzie wymagało od agencji kosmicznej precyzyjnego uzasadnienia. Po zamrożeniu konfiguracji promu kosmicznego OMB narzuca NASA swoje warunki aż do budżetowego zielonego światła w 1972 roku, wymagając elementów finansowych, uzasadnień i porównań z alternatywnymi rozwiązaniami technicznymi. James C. Fletcher , dyrektor NASA, powie, że „nie winił szefa OMB za utrzymywanie budżetu na minimalnym poziomie, co było częścią jego pracy, ale obwiniał go o próbę zaprojektowania wahadłowca w jego miejsce ". Aby zwalczyć sceptycyzm OMB wobec elementów dostarczonych przez NASA, ta ostatnia zarządziłaCzerwiec 1970raport dla niezależnej firmy Mathematica. Wnioski z tego są bardzo korzystne dla projektu, ponieważ zakładają wysokie prędkości startu wahadłowca: koszt kilograma umieszczonego na orbicie jest zatem obniżony po konkurencyjnej cenie w porównaniu z ceną wystrzału z konwencjonalnej wyrzutni. Raport zostanie wykorzystany przez NASA, w szczególności przez Senat USA , do obrony rentowności swojego projektu.

Faza B projektowania (1970-1971)

Pod koniec fazy A NASA zgłasza się Czerwiec 1970nowe specyfikacje dla bardziej szczegółowej fazy projektowania, znanej jako „faza B”. To określa, że prom musi mieć dwa piętra, które startują pionowo i lądują poziomo. Maszyna musi być w stanie umieścić na orbicie 500 km ładowności 6,8 tony z bazy uruchomić Cape Canaveral na nachylenia od 55 ° . Ładowność zwiększa się do 11,5 tony kilka miesięcy później, aby zbliżyć się do wymagań armii, która chce być w stanie umieścić 30 ton na niskiej orbicie. Konkurenci proszeni są o zaprojektowanie dwóch różnych maszyn: jednej o pojemności offsetowej 370 km , odpowiadającej potrzebom NASA, drugiej o pojemności offsetowej wynoszącej 2784 km , bliższej oczekiwaniom armii. Obliczono, że druga wersja rozprasza od pięciu do siedmiu razy więcej energii cieplnej niż druga wersja. Wahadłowce muszą być w stanie wykonać drugą próbę lądowania w przypadku nieudanego podejścia, które wymaga obecności silników turboodrzutowych. Muszą być one naprawione w ciągu dwóch tygodni między dwoma lotami i pozwalać na częstotliwość od 25 do 70 lotów rocznie. Każdy wahadłowiec przewozi załogę złożoną z dwóch astronautów. Do fazy B, która zostanie uruchomiona, wybierane są dwa zespołyLipiec 1970 : McDonnell Douglas, partner z Martinem Mariettą i North American Rockwell, partner z General Dynamics. Wstępną wersję opracowania zapewniają zawodnicy na starcieGrudzień 1970do NASA, która poczyni swoje pierwsze uwagi; ostateczny plik jest zwracany przez producentów w formacieMarzec 1971. Orbitery obu propozycji mają bardzo podobne właściwości, ponieważ NASA dostarczyła bardzo restrykcyjne specyfikacje. Z drugiej strony istnieją duże różnice w wystroju pierwszego piętra. Jednym z punktów wspólnych jest użycie aluminium do budowy konstrukcji, ponieważ Siły Powietrzne wykluczyły użycie tytanu , który jest bardziej wydajny, ale jego dostawa jest zbyt niepewna.

Porzucenie projektu wahadłowego całkowicie wielokrotnego użytku (1971)

James C. Fletcher objął szefa NASA w kwietniu 1971 roku i zdecydował się promować plik promu kosmicznego, który został zablokowany, w Senacie. Zaznaczył, że jedynym sposobem na osiągnięcie porozumienia w tej sprawie jest włączenie bardzo specyficznych potrzeb wojska do specyfikacji wahadłowca w celu uzyskania ich wsparcia. Ze skromnym sukcesem podejmowane są również próby współpracy międzynarodowej: Europa (zwłaszcza Niemcy ) zobowiązuje się do budowy laboratorium kosmicznego Spacelab , które zostanie umieszczone w ładowni orbitera, a Kanada - do budowy ramienia Canadarm służącego do manipulowania ładunkami na orbicie. WMaj 1971Urząd Budżetowy (OMB) zapowiada, że NASA na najbliższe lata będzie musiała zadowolić się łącznym rocznym budżetem w wysokości 3,2 miliarda dolarów, który po uwzględnieniu innych realizowanych projektów kosmicznych zmniejsza się do miliarda dolarów rocznie koperta, którą można wydać na prom. Z powodu tych ograniczeń finansowych NASA jest zmuszona porzucić swój projekt wahadłowy w pełni nadający się do ponownego wykorzystania, którego roczny koszt rozwoju sięgałby dwóch miliardów dolarów. Jesienią wybiera się konfigurację ze skrzydłem delta, aby uwzględnić wymagania wojska.

NASA zamówiła Grudzień 1970dla firm Boeing i Grumman badanie porównujące wahadłowce z zewnętrznym i wewnętrznym zbiornikiem wodoru : wnioski są bardzo korzystne dla zewnętrznego zbiornika, tańsze i bezpieczniejsze. Aby uwzględnić nowe ograniczenia finansowe, NASA decyduje się naCzerwiec 1971zdecydować się na jednorazowy zbiornik zewnętrzny. Pytawrzesień 1971 firmom, które zainicjowały raport, a także tym, które uczestniczyły w fazie B, w celu zbadania wahadłowca, który zawierał tę specyfikację.

Aby jeszcze bardziej obniżyć koszty, NASA rozpoczyna działalność wcześnie Listopad 1971końcowe badanie, tym razem na pierwszym piętrze, z udziałem Grumman / Boeing, Lockheed, McDonnell-Douglas / Martin Marrietta i North American Rockwell. Producenci muszą wziąć pod uwagę trzy możliwości: zastosowanie podłogi Saturn IC , użycie podłogi napędzanej płynnym paliwem napędowym nowego silnika rakietowego lub użycie dopalaczy z paliwem stałym . W wyniku tego badania NASA decyduje się na użycie paliw do silników wspomagających na paliwo stałe, które oszczędzają 500 milionów dolarów na kosztach rozwoju w porównaniu z propelentami na paliwo ciekłe, ale które zwiększają koszty operacyjne, które są prawie dwukrotnie większe niż rozwiązanie alternatywne: 500 dolarów za kilogram ładunku w porównaniu z 275 USD za kilogram. Pod koniec 1971 roku NASA narzuca ostatnią zmianę: silniki pierwszego i drugiego etapu (silniki orbitera) będą musiały zostać uruchomione na ziemi.

Decyzja o uruchomieniu (1972)

Prezydent Richard Nixon nie chce być tym, który powstrzymał amerykańskie misje załogowe, do których mimo wszystko przywiązuje się część prestiżu. Co więcej, jeśli opinia publiczna i środowisko naukowe zgadzają się co do konieczności zmniejszenia budżetu kosmicznego przeznaczonego na loty kosmiczne ludzi, prezydent nie pozostaje obojętny na lobbing przemysłu i względy wyborcze. Wycofanie się Stanów Zjednoczonych z Wietnamu, które prowadzi do załamania się zamówień wojskowych, niska koniunktura w branży lotnictwa cywilnego i upadek programu Apollo, łącznie powodują recesję, jakiej amerykański sektor lotniczy nigdy nie doświadczył.: Połowa inżynierów i pracowników pracujących w terenie jest zwalnianych. Jednak Kalifornia , która skupia dużą część miejsc pracy astronautyki z 370 000 osób w 1970 r., Jest ważną kwestią w nadchodzących wyborach.

NASA oszacowała koszt promu na podstawie jego pojemności (grudzień 1971)

Scenariusz	1	2	2A	3	4
Średnica i długość ładowni	3,1 × 9,1 m	3,7 × 12,2 m	4,3 × 13,7 m	4,3 × 15,2 m	4,6 × 18,3 m
Maksymalna masa ładunku	13,6 t	13,6 t	20,4 t	29,5 t	29,5 t
Koszt rozwoju (miliardy $)	4.7	4.9	5	5.2	5.5
Koszt misji (w milionach $)	6.6	7	7.5	7.6	7.7
Koszt uruchomienia 1 kg ($)	485	492	368	254	260

NASA broni swojego projektu promu kosmicznego, zwracając uwagę na obniżenie ceny kilograma ładunku umieszczonego na orbicie w porównaniu z wyrzutniami jednorazowego użytku. Pod koniec 1971 roku agencja kosmiczna przekazała prezydencji ocenę rozwoju i kosztów eksploatacji wahadłowca o pojemności od 14 do 30 ton; agencja preferuje cięższą wersję, która według niej jako jedyna spełnia potrzeby Sił Powietrznych i pozwala na montaż stacji kosmicznej. Wreszcie Prezydent Nixon daje zielone światło dla najbardziej ambitnej wersji wahadłowca5 stycznia 1972. Ale jego rozwój będzie musiał być częścią stale zmniejszających się ram budżetowych dla przestrzeni cywilnej: sumy przeznaczone dla NASA będą stopniowo spadać z 1,7% całkowitego budżetu federalnego w 1970 r. Do 0,7% w 1986 r., Co jest najniższym poziomem. Aby sfinansować rozwój wahadłowca, NASA musi zrezygnować z uruchomienia drugiej planowanej stacji Skylab . Amerykańskie misje załogowe zostały przerwane do pierwszego lotu wahadłowca, który odbył się dopiero w 1981 roku.

Dobór producentów

Zaproszenie do składania ofert zostaje ogłoszone za Marzec 1972NASA za zaprojektowanie i zbudowanie orbitera. Dwie wiodące propozycje to z jednej strony firma North American Rockwell , producent modułu dowodzenia i obsługi Apollo z Kalifornii , z drugiej zaś firma Grumman, producent modułu księżycowego Apollo w stanie Nowy Jork. . Dla komisji selekcyjnej NASA propozycja tej pierwszej wyróżnia się niższym kosztem, zmniejszoną masą orbitera i dobrym systemem zarządzania projektami, podczas gdy propozycja Grummana jest najbardziej odpowiednia i szczegółowa w planie technicznym. W końcu wybrano North American Rockwell - przemianowanego na Rockwell w 1973 roku26 lipca 1972za kwotę 2,6 mld dolarów: za tę cenę firma musi zbudować dwie operacyjne orbity i model testowy, a także pełnić rolę integratora całego promu. Następnie zamawia się dwie dodatkowe orbitery. Wybrany orbiter może umieścić 29,5 ton na niskiej orbicie, ma ładownię o wymiarach 18,3 × 4,57 metra i może wylądować 2350 km po obu stronach swojej orbity. To ma być zbudowany w Palmdale , Kalifornia . W 1973 roku firma Thiokol została wybrana do budowy silników wspomagających, a Martin Marietta do budowy zbiornika zewnętrznego, który miał być zbudowany w zakładzie Michoud należącym do NASA. Rocketdyne jest wybierany późnoMarzec 1972do budowy głównych silników ( SSME ) orbitera.

Rozwój (1972-1981)

W ciągu pierwszych dwóch lat po podpisaniu umowy w charakterystyce wahadłowca wprowadzono wiele zmian, głównie w celu obniżenia kosztów rozwoju. Na tym etapie wprowadza się skrzydło z podwójną deltą, ponieważ poprawia możliwości lotu przy niskiej prędkości; ponadto umożliwia, poprzez ograniczone ingerencje w konstrukcję jego przedniej części, skompensowanie problemów z położeniem środka ciężkości, które mogłyby się pojawić na zaawansowanym etapie rozwoju. Jedną z najważniejszych zmian jest rezygnacja z silników turboodrzutowych, które miały napędzać orbiter przed lądowaniem. Aby przemieścić wahadłowiec - obecnie niezmotoryzowany - między dwoma lokalizacjami, w 1974 roku NASA nabyła używanego Boeinga 747 , który został przystosowany do transportu pojazdu kosmicznego na plecach. Pierwszy test silnika orbiter, SSME , ma miejsce17 października 1975. W miarę rozwoju zbiornik zewnętrzny jest stopniowo zmniejszany, co pozwala na zmniejszenie masy o 4,5 tony. Budowa pierwszego wahadłowca Enterprise została zakończona zaMarzec 1976, ale nie będzie używany w fazie eksploatacji, ponieważ jest zbyt ciężki. Pierwszy lot w niewoli na tyle przerobionego Boeinga 747 miał miejsce18 lutego 1977. Inne loty na niewoli, bez, a następnie z załogą, odbyły się w 1977 r. Pierwszy lot wahadłowca bez napędu odbył się na12 sierpnia 1977 : wahadłowiec jest wypuszczany z tyłu 747 i wykonuje pięciominutowy lot przed wylądowaniem na pasie startowym w bazie Edwards . Stopniowo czas trwania lotów wydłuża się, aby umożliwić pełne przetestowanie fazy podejścia i lądowania. Dostawa operacyjnych SSME została przesunięta o dwa lata (1981 zamiast 1979) w następstwie różnych incydentów, które wymagały modyfikacji konstrukcji silnika. WLuty 1980przeprowadzany jest siódmy i ostatni test kwalifikacyjny silników wspomagających.

Pierwszy lot promu kosmicznego odbywa się w dniu 12 kwietnia 1981 : wahadłowiec Columbia przydzielony do misji STS-1 jest pilotowany przez Johna W. Younga , który pełni funkcję kapitana, oraz Roberta L. Crippena, który pełni funkcję pilota. Wahadłowiec wykonał 37 okrążeń w nieco ponad dwa dni przed bezpiecznym lądowaniem. Lot przebiega nominalnie, pomimo utraty 16 płytek osłony termicznej. Trzy inne loty, mające na celu przetestowanie wszystkich elementów wahadłowca i jego zachowania w locie, odbyły się w 1981 i 1982 roku przed pierwszym lotem operacyjnym. Koszt opracowania wahadłowca, szacowany początkowo w 1971 r. Na 5,15 mld dolarów, ostatecznie wynosi 6,744 mld dolarów (w 1971 r.), Czyli stosunkowo niewielkie przekroczenie jak na tego typu projekt. Kwota ta stanowi jedną czwartą kosztu programu Apollo .

Prom w fazie operacyjnej

Wahadłowiec podbija komercyjny rynek startów (1982-1985)

Plik 11 listopada 1982, wahadłowiec Columbia rozpoczyna operacyjną fazę programu od misji STS-5 . Powoduje to umieszczenie na orbicie dwóch prywatnych satelitów telekomunikacyjnych . W tym czasie prom posiadał dekretem monopol na amerykańskim rynku publicznych, cywilnych i wojskowych startów satelitów, a także satelitów prywatnych. NASA ma nadzieję, że uda się osiągnąć wskaźnik jednego startu tygodniowo. Aby przyciągnąć międzynarodowych klientów, ceny wprowadzenia na rynek są w dużej mierze niedoszacowane w nadziei, że stworzą zmonopolizowaną bazę klientów. NASA oferuje również zniżki na starty satelitów wojskowych USA. Dziewięciu międzynarodowych operatorów telekomunikacyjnych natychmiast przyjęło ofertę NASA. W ciągu pierwszych trzech lat działania wystrzelono 24 satelity komercyjne. Maksymalna liczba satelitów telekomunikacyjnych umieszczonych na orbicie podczas jednej misji jest ograniczona do trzech, chociaż orbiter teoretycznie może przenosić pięć; ale NASA, nie do końca opanowując konsekwencje takiego obciążenia w przypadku awaryjnego lądowania, woli ograniczać liczbę satelitów na pokładzie. Wahadłowiec umieszcza również na orbicie pierwszego satelitę telekomunikacyjnego z serii TDRS , który ma zastąpić stacje naziemne NASA. W pierwszych latach operacji wystrzelono również dwie sondy kosmiczne , laboratorium kosmiczne Spacelab zostało czterokrotnie wyniesione na orbitę, a na orbicie umieszczono dwa satelity wojskowe.

Opinia publiczna z zainteresowaniem śledzi pierwsze loty tego statku kosmicznego o nowych cechach. Na poziomie komercyjnym prom jest również dużym pozornym sukcesem, ponieważ w tym okresie połowa satelitów jest wystrzeliwana w imieniu innych krajów. Ale przyznane rabaty maskują szczególnie mroczną sytuację finansową. Od 1985 roku stało się jasne, że NASA miałaby trudności z przeprowadzeniem więcej niż jednego startu miesięcznie: jest to pięć razy mniej niż oczekiwany wskaźnik, który warunkował cenę każdego startu. Dodatkowo rosną koszty eksploatacji, ponieważ czynności konserwacyjne okazują się znacznie cięższe niż oczekiwano (w szczególności przegląd i naprawa osłony termicznej przy każdym powrocie na Ziemię). NASA nie ma możliwości przerzucenia tych dodatkowych kosztów na pobierane ceny, ponieważ są one ustalane umownie do 1988 roku.

Wypadek wahadłowca Challenger i jego konsekwencje (1986)

Plik 28 stycznia 1986, prom Challenger został zniszczony przez zabicie swojej załogi 73 sekundy po starcie, po zerwaniu pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym pomiędzy dwoma segmentami jednego z dwóch dopalaczy prochowych ( dopalaczy ). To dwudziesta piąta misja programu i dziesiąta z Challenger Orbiter . Dochodzenie Komisji Rogersa poddaje w wątpliwość niewłaściwe zarządzanie programem przez NASA : problem leżący u podstaw wypadku powtarzał się i został zidentyfikowany, ale został niedoceniony z powodu braku dialogu i ślepego zarządzania. Raport ujawnia również, że ryzyko, na jakie narażone są załogi, jest znacznie większe niż oczekiwano podczas startu i powrotu na Ziemię. Podejmowane są znaczące prace, w szczególności nad wzmacniaczami , ale także nad silnikami orbitera, aby go zmniejszyć.

Bardzo optymistyczny harmonogram startów jest również krytykowany przez Komisję Rogersa jako czynnik, który mógł przyczynić się do wypadku. NASA następnie podjęła próbę przyjęcia bardziej realistycznego tempa dla częstotliwości swoich lotów. Nowy prom Endeavour ma zastąpić Challengera . Prawo, które wymagało wystrzelenia przez wahadłowiec wszystkich amerykańskich satelitów, zostało radykalnie zmodyfikowane: odtąd tylko pojazdy będą powierzane maszynom wymagającym obecności załogi lub wykorzystujących określone możliwości wahadłowca. Komisja zaleca, aby Stany Zjednoczone miały alternatywę dla wahadłowca, ale amerykańskie konwencjonalne wyrzutnie, których produkcja została wstrzymana z powodu monopolu promu, nie są gotowe do obsługi komercyjnych satelitów i ta sytuacja przyczyni się do sukcesu europejskiej wyrzutni Ariane . Wypadek wahadłowca zakończył karierę promu kosmicznego jako komercyjnej wyrzutni.

Kariera wahadłowca po Challengerze (1988-2003)

Po trzydziestu dwóch miesiącach przerwy, pierwsza misja od wypadku, STS-26 misja rozpoczęła się w dniu29 września 1988. Po Challenger wypadku , Departament Obrony zrezygnował z korzystania z promu, ale sześć satelitów, których uruchomienie zostało już zaplanowane zostanie uruchomiona przez nią. Baza startowa wahadłowca dedykowanego potrzebom wojskowym zbudowana dużym kosztem (2 miliardy dolarów) w Vandenberg miała zostać zainaugurowana w czasie wypadku Challengera : nigdy nie będzie używana. Pomimo nowej doktryny użytkowania wahadłowca, kilka satelitów (TDRS, satelita telekomunikacyjny) i sond ( Galileo i Ulysses ) jest przez niego wystrzeliwanych, ponieważ ich konstrukcja nie pozwala na umieszczenie ich na orbicie przez konwencjonalne wyrzutnie. W przypadku sond kosmicznych wystrzelenie jest szczególnie skomplikowane: faktycznie, po wypuszczeniu przez wahadłowiec, musiały być napędzane przez zmodyfikowany kriogeniczny stopień Centaura, aby mogły zostać przetransportowane przez prom. Ale w nowym kontekście po wypadku Challengera nie ma już mowy o transporcie stopnia rakietowego zawierającego kriogeniczne paliwo w ładowni wahadłowca. Trzeba znaleźć skomplikowane rozwiązania, które pozwolą mimo wszystko wystrzelić sondy.

Wypadek wahadłowca Columbia i decyzja o wycofaniu promów kosmicznych (2003-2010)

Plik 1 st luty 2003Orbiter Columbia , którego osłona termiczna została uszkodzona przez uderzenie z dużą prędkością podczas startu kawałka pianki termoizolacyjnej ze zbiornika zewnętrznego, został zniszczony podczas ponownego wejścia do atmosfery, powodując utratę załogi. Dochodzenie jest prowadzone przez komisję ekspertów powołaną do odkrycia przyczyn wypadku - Columbia Accident Investigation Board (CAIB). Po raz kolejny kwestionuje się zarządzanie misjami przez NASA: anomalia, która doprowadziła do katastrofy, jest znana i nigdy nie została omówiona merytorycznie. Ponadto bardzo napięty harmonogram montażu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, wynikający z cięć budżetowych nałożonych na NASA od 2001 r., Doprowadził do bardzo silnej presji na cały personel NASA, zmuszając do niedoceniania związanego z tym ryzyka. Po wznowieniu lotówLipiec 2005po osiemnastu miesiącach przerwy zdecydowano się na kilka środków w celu ograniczenia ryzyka. Podczas każdej misji na orbicie orbiter i załoga stacji kosmicznej przeprowadzają szczegółową inspekcję osłony termicznej. Do każdej misji gotowy jest drugi wahadłowiec, który przeprowadzi misję ratunkową polegającą na sprowadzeniu załogi z powrotem na orbitę w przypadku wykrycia pęknięcia w osłonie termicznej.

Plik 15 stycznia 2004The Prezydent Stanów Zjednoczonych George W. Bush robi publiczny cele długoterminowe przypisane do amerykańskiego programu kosmicznego w dziedzinie eksploracji systemu słonecznego i załogowych misji: są sformalizowane w Vision za program eksploracji kosmosu . Definicja tej strategii jest podyktowana dwiema motywacjami:

NASA musi wymienić flotę promów kosmicznych, sprzed prawie trzech dekad, które dwukrotnie eksplodowały podczas lotu, zabijając ich załogę i których koszty operacyjne wyczerpują budżet agencji. Ale międzynarodowa stacja kosmiczna musi być obsługiwana pod względem ludzi i sprzętu na obecnym etapie budowy i kiedy będzie w pełni operacyjna;
Prezydent chce wrócić do sukcesu programu Apollo, wyznaczając ambitne cele długofalowe i od razu angażując środki do ich osiągnięcia. Chce przywrócić ludzką eksplorację kosmosu na pierwszy plan.

Ostatnie misje

Przyjmując podejście Prezydenta Kennedy'ego , Prezydent Bush prosi NASA o opracowanie programu, który pozwoli na długoterminowe pobyty na Księżycu do 2020 roku. Będzie to program Constellation . Ponadto loty wahadłowców kosmicznych mają zakończyć się w 2011 r., Kiedy ma zostać zakończony montaż międzynarodowej stacji kosmicznej. Budżet zaoszczędzony dzięki zatrzymaniu promu powinien pozwolić na sfinansowanie nowego projektu. Transport ładunków i astronautów powierzono konwencjonalnym wyrzutniom. Pomimo opóźnienia w opracowaniu środków zastępczych i odwołania programu Constellation, decyzję tę potwierdził w 2010 roku nowo wybrany prezydent Barack Obama . Prom Atlantis wykonał ostatni lot flotylipiec 2011zatankować międzynarodową stację kosmiczną (misja STS-135 ).

Trzy nadal działające promy kosmiczne, obecnie bezrobotne, zostały bezpłatnie przekazane przez NASA do różnych muzeów w Stanach Zjednoczonych. Discovery , który realizuje swoją ostateczną STS-133 misji , lądowania w Kennedy Space Center na9 marca 2011 r, musi być następnie wystawiony w National Air and Space Museum w Waszyngtonie . Wkwiecień 2011, Urzędnik NASA Charles Bolden ogłasza, że prom Atlantis będzie wystawiony w kompleksie turystycznym Centrum Kosmicznego im. Kennedy'ego , który sąsiaduje z centrum kosmicznym, z którego wystartowały wszystkie promy i gdzie są już zaprezentowane główne amerykańskie wyrzutnie. Shuttle Endeavour (ostatni lot w misji STS-134 wMaj 2011) jest sprzedawany do California Science Center w Los Angeles . Prototyp Enterprise jest wystawiany w Intrepid Sea-Air-Space Museum w Nowym Jorku .

Główne cechy

Prom kosmiczny składa się z trzech różnych elementów:

Orbitera wyposażony w skrzydła oraz urządzenia pomiarowego , które pozwala na to, aby powrócić do podłoża jak szybowiec i pokrytą osłoną termiczną pozwala mu wytrzymywać temperatury występujące podczas reentry atmosferycznym . Jego rolą jest przetransportowanie załogi i ładunku na orbitę, a następnie powrót na ziemię wraz z załogą i ewentualnie z ładunkiem w drodze powrotnej. Jest to centralny element promu kosmicznego, w którym znajdują się trzy silniki SSME umożliwiające umieszczenie promu na orbicie;
zewnętrzny zbiornik zawiera tlen i wodór , przechowywana w postaci ciekłej, zużytej od silników SSME orbitera. Nie można go odzyskać i jest tracony po każdej misji;
dwa silniki wspomagające na paliwo stałe zapewniają większość ciągu podczas pierwszych dwóch minut lotu, zanim zostaną zwolnione. Są odzyskiwalne i wielokrotnego użytku.

Orbiter

Specyfikacje Orbiter (dla Endeavour , OV-105) :

długość: 37,24 m
rozpiętość skrzydeł: 23,79 m
wysokość: 17,25 m
masa własna: 68586,6 kg
całkowita masa startowa: 109 000 kg
maksymalna masa do lądowania: 104 000 kg
główne silniki rakietowe : trzy Rocketdyne Block 2 A SSME, każdy o ciągu 1,75 MN na poziomie morza
Silniki rakietowe Orbital Maneuvering System (OMS): dwa Aerojets AJ10-190 , każdy o ciągu 26,7 kN na poziomie morza.
maksymalna ładowność: 25000 kg (~ 30 t dla innych wahadłowców)
kabina pasażerska z podwyższonym ciśnieniem: 71 m 3
wymiary ładowni: 4,6 m na 18,3 m , dla kubatury 300 m 3
osłona termiczna: około 24 000 płytek izolacyjnych z kompozytu węglowego lub krzemionkowego
wysokość operacyjna: od 185 do 1000 km
typowa prędkość: 7800 m / s , 28000 km / h (prędkość orbitalna )
zasięg poprzeczny (możliwe przesunięcie boczne po obu stronach ścieżki powrotu na ląd): 2000 km
załoga: osiem (dowódca, pilot, trzech specjalistów misji i trzech specjalistów od ładunku), minimum dwóch. Możliwość zwiększenia do jedenastu osób na misję awaryjną.

Nadbudowa

Orbiter jest zbudowany według tych samych zasad, co samolot , z blach ze stopu aluminium przynitowanych do nadbudowy składającej się z drzewc . Konstrukcja oporowa silników jest wykonana ze stopu tytanu , głównie w celu wytrzymania wysokich naprężeń i ciepła wytwarzanego podczas startu. Na nowszych orbitach ( Discovery , Atlantis i Endeavour ), w przypadku niektórych pierwiastków żywica epoksydowa z grafitu zastępuje aluminium w celu zmniejszenia masy. Przeszklenie zostało wykonane ze szkła glinokrzemianowego i topionej krzemionki i zawierało trzy różne warstwy:

wewnętrzna przesłona ciśnieniowa, która pozwoliła oknom wytrzymać ciśnienie wewnętrzne promu, znacznie wyższe niż próżnia kosmiczna (która z definicji wynosi zero);
grubość optyczna 33 mm ;
zewnętrzną warstwę ochrony termicznej, aby wytrzymać przegrzanie podczas startów i wznowienia .

Kadłub posiada cztery podzespoły: z przodu kadłuba, ładowni, że skrzydła i tylną kadłuba. Przednia część kadłuba ma kształt samolotu . Końcówka zawiera podwozie przednie , niektóre silniki obrotowe używane na orbicie oraz instrumenty używane do naprowadzania, gdy wahadłowiec jest w kosmosie. Kabina, w której przebywają astronauci, to niezależna konstrukcja ciśnieniowa , która jest przymocowana do nadbudowy orbitera w zaledwie czterech punktach, aby ograniczyć wymianę ciepła. Kadłub pośredni zawiera ładownię i łączy przednią część orbitera, tylną część i skrzydła. Jest to konstrukcja w kształcie litery U, otwarta na każdym końcu, 18 metrów długości, 5,2 metra szerokości i 4 metry wysokości i wadze 13,5 tony. Po jego bokach umieszczono dwa centralne podwozia. Dwoje drzwi, wykonanych z żywicy grafitowej lżejszej od aluminium, zamykają ładownię i służą jako podpora dla systemu grzejników , który odprowadza nadmiar ciepła z promu znajdującego się na orbicie. Drzwi mają tak lekką konstrukcję, że na gruncie nie utrzymują własnego ciężaru. Ich zamknięcie jest niezbędne przed ponownym wejściem do atmosfery , ponieważ w tej pozycji przyczyniają się do sztywności promu.

Pakiety napędowe

Orbiter składa się z trzech oddzielnych zespołów napędowych. Główny napęd składa się z trzech kriogenicznych silników rakietowych SSME ( Space Shuttle Main Engine ), które są używane tylko do umieszczenia promu na orbicie i pobierania paliwa z zewnętrznego zbiornika, w przeciwieństwie do innych pakietów napędowych. Dwa silniki orbitalnego systemu manewrowego (OMS) kończą działanie SSME po ich zgaszeniu, a następnie są używane do zmian orbity podczas misji, a następnie do wywołania ponownego wejścia do atmosfery. Małe silniki sterujące orientacją (RCS) służą do orientowania wahadłowca w przestrzeni i wykonywania korekt orbitalnych o niskiej amplitudzie.

Napęd główny: SSME

Trzy silniki rakietowe znane jako SSME (silniki główne promu kosmicznego ), znajdujące się z tyłu orbitera, są ładowane przez silniki wspomagające proch, aby wytworzyć ciąg, który umożliwia umieszczenie promu na orbicie. Te silniki rakietowe z paliwami ciekłymi i spalaniem etapowym są nie tylko wielokrotnego użytku, ale mają osiągi, które przewyższają wszystkie poprzednie i obecne równoważne produkcje: w celu uzyskania bardzo wysokiego impulsu właściwego paliwa są wprowadzane do komory spalania pod ciśnieniem 423 barów . W ten sposób każdy silnik wytwarza 179 ton ciągu na poziomie morza i 221 ton w próżni, gdy silnik ma 104% swojej mocy znamionowej. Ciąg można regulować w zakresie od 67 do 104% ciągu nominalnego. Silnik jest zamontowany na przegubie Cardana, a oś ciągu może być zorientowana w zakresie ± 10,5 ° w skoku i ± 8,5 ° w odchylaniu . Każdy silnik spala około 423 kg na ciekły tlen (LOX) i 70 kg na ciekły wodór (LH2) na sekundę, kiedy silnik znajduje się w pełni mocy. Trwania impulsu 453 sekund w próżni i 363 sekund na poziomie morza ( prędkość wyrzucania od 4440 m / s i 3560 m / s , odpowiednio). Dyszy , który ma ustalony stosunek rozprężny 69, chłodzi się gaz wodoru, który krąży w 1080 przewodów chłodzących. Każdy silnik ma 4,24 m długości i maksymalną średnicę 2,38 m ; silnik waży 3,4 tony bez ładunku i nieco poniżej 5 ton, w tym układy pomocnicze i orurowanie. Aby zareagować na wyjątkową sytuację, silnik można docisnąć do 109% jego mocy znamionowej.

SSME są zaprojektowane tak, aby były w stanie skumulować czas działania wynoszący 27 000 sekund, co odpowiada 55 uruchomieniom z ośmioma minutami ciągłej pracy za każdym razem, ale ich żywotność szacuje się na ponad 15 000 sekund działania i 30 uruchomień. Silniki te pobierają paliwo z zewnętrznego zbiornika i nie odgrywają już żadnej roli w dalszej części misji, gdy zewnętrzny zbiornik zostanie zwolniony pod koniec fazy wynurzania. Jeśli skumulowany ciąg nie był wystarczający, aby umieścić orbitę na orbicie, dwa silniki systemu manewrowania orbity mogą ostatecznie przejąć kontrolę.

Szczególnie niezawodne SSME doświadczyły tylko jednej awarii podczas kariery promu kosmicznego, podczas misji STS-51-F .

Orbitalny system manewrowy (OMS)

Dwie Aerojet AJ10-190 silniki o manewrowym Systemu Orbital (OMS) stosuje się, z jednej strony, aby umieścić na orbicie transport ukierunkowanego na koniec fazy wynurzania, az drugiej strony, w końcu misji, aby zainicjować ponowne wejście do atmosfery poprzez zmniejszenie prędkości orbitera. Będąc w kosmosie, pozwalają również na dokonywanie niewielkich korekt orbity. Pochodzące z silnika SPS modułu serwisowego Apollo , każdy z nich zapewnia ciąg 26,7 kN na poziomie morza, który można zorientować w zakresie ± 8 ° w pochyleniu i ± 7 ° w odchyleniu. Dzięki specyficznemu impulsowi w próżni wynoszącemu 313 sekund są znacznie mniej wydajne niż SSME (453 sekundy), ale dobrze nadają się do ich roli, co wymaga ich wielokrotnego włączania, a następnie wyłączania, prawdopodobnie na bardzo krótki czas. (Dwa sekund) podczas tej samej misji.

Każdy z silników jest umieszczony w wyjmowanej gondoli, umieszczonej za orbiterem, po obu stronach statecznika i powyżej SSME . Każdy z nich zawiera dwa zbiorniki zawierające propelenty używane przez silniki, dwa zbiorniki helu do umieszczania w nich ciśnienia, a także część silników kontroli orientacji orbitera (RCS). Każdy kosz zawiera 8,174 kg na monometylohydrazyna (mmh) i 13,486 kg na nadtlenek azotu (N 2 O 4). Te propelenty mają tę zaletę, że mogą być łatwo przechowywane w napotkanych temperaturach i są hipergoliczne , to znaczy mogą zapalać się samorzutnie, gdy są ze sobą w kontakcie. System zwiększania ciśnienia, który wykorzystuje hel pod ciśnieniem, jest prosty, a zatem niezawodny, co jest niezbędne, aby orbiter powrócił na Ziemię.

Z około 10,4 tonami paliwa w każdej gondoli i ładunkiem użytkowym 29 500 kg , oba silniki mogą zapewnić wahadłowce całkowite delta-v wynoszące około 300 m / s , z czego około połowa jest wykorzystywana do umieszczenia promu na orbicie. Każdy silnik mógł być używany do 100 misji i mógł przeprowadzić 1000 zapłonów i 15 godzin skumulowanego spalania.

Silniki sterujące orientacją (RCS)

Silniki sterujące orientacją lub położeniem ( system kontroli reakcji (RCS)) są używane do modyfikowania orientacji wahadłowca, gdy atmosfera jest zbyt rzadka, aby stabilizatory orbitera były skuteczne. Są również używane na orbicie, gdy prędkość orbity wymaga skorygowania do mniej niż 2 m / s . Sterowany przez cyfrowy system ewoluował bardzo podobny do systemów kontroli lotów elektrycznych z bojowników dzisiaj, silniki są podzielone między dwóch platform i którzy przed orbitera. Istnieją dwa rodzaje silników. Najpotężniejsze (PRCS lub Primary RCS ) mają ciąg 3,87 kN , z impulsem właściwym 289 sekund. Te silniki vernier (VRCS lub Vernier RCS ), o czasie trwania impulsu 228 sekundach stosuje się do drobnych korekt: push 107,87 N , mogą zapewnić impuls o czasie trwania między 0, 08 a 125 sekund. Z przodu orbitera znajdują się dwa silniki z noniuszem i 14 silników o większej mocy, podczas gdy w każdej gondoli OMS znajdują się dwa silniki z noniuszem i 12 silników o ciągu 3,87 kN . Wszystkie te silniki wykorzystują te same paliwa, co silniki manewrów orbitalnych, ale mają własne zbiorniki, rozmieszczone w trzech lokalizacjach.

Początkowo planowano, że silniki RCS z przodu orbitera zostaną zainstalowane pod osłoną małych chowanych drzwi, które otworzą się, gdy wahadłowiec znajdzie się w kosmosie. Ostatecznie zostały zamontowane równo, ponieważ projektanci obawiali się, że zamykające je drzwi utkną w pozycji otwartej podczas ponownego wejścia w atmosferę, co zagrozi astronautom podczas ich powrotu na Ziemię.

Ochrona termiczna

Wahadłowiec poruszający się z prędkością ponad 7 km / s podczas ponownego wejścia do atmosfery jest stopniowo spowalniany przez coraz gęstsze warstwy atmosfery, przez które przechodzi. Fala kompresji z przodu wahadłowca, a także późniejsze siły tarcia, podczas tej fazy lotu powodują, że zewnętrzne części wahadłowca osiągają temperaturę do 1650 ° C w słabszych częściach. Bardziej odsłonięte, to znaczy z przodu czubek i przednie krawędzie skrzydeł. Aby uniknąć uszkodzenia konstrukcji aluminiowej , która musi być utrzymywana poniżej 180 ° C , ochrona termiczna całkowicie zakrywa prom. Na statkach kosmicznych, takich jak kapsuły Sojuz lub Apollo, ta ochrona termiczna jest wykonana z materiału ablacyjnego , który usuwa ciepło rozkładając się warstwa po warstwie. W przypadku maszyny wielokrotnego użytku tego rozwiązania nie można przyjąć. Wybór padł na materiał o wysokiej izolacyjności , który oddaje większość pochłanianego ciepła na zewnątrz.

Osłony termicznej promu jest w dużej mierze składa się z płytek w ceramicznych połączonych z konstrukcją aluminiową. Zastosowany materiał, opracowany w latach 60-tych przez firmę Lockheed , został wybrany ze względu na to, że jest doskonałym izolatorem termicznym i jest bardzo lekki ( gęstość 0,144 dla płytek HRSI-9), ponieważ składa się w 90% z powietrza. Jednak współczynnik rozszerzalności cieplnej powłoki jest bardzo niski, aby powłoka nie pękała, gdy aluminiowa nadbudówka kurczy się lub rozszerza, konieczne było podzielenie jej na kwadratowe płytki, o średnim boku 15 cm , oddzielone szczelinami 0,3 mm, co daje wystarczający luz. Płytki są stosunkowo sztywnym, ale kruchym materiałem, który może łatwo pęknąć pod wpływem odkształceń, którym podlega struktura promu podczas przekraczania gęstych warstw atmosfery: aby uniknąć pęknięcia, a warstwa filcu jest umieszczona pomiędzy każdą płytką a aluminiową skorupą.

W zależności od lokalizacji temperatura i naprężenia mechaniczne są bardzo różne. Rozmiar, grubość i gęstość płytek mogą się różnić w zależności od kształtu skorupy i lokalnego naprężenia termicznego. Każda płytka jest niepowtarzalna i ma nieusuwalny numer, który umieszcza ją na powłoce. W zależności od temperatury, na którą są narażone, stosowane są różne rodzaje materiałów, niektóre pochodzą z czasu budowy czółenek, a inne zostały opracowane później i są używane sporadycznie, gdy trzeba wymienić oryginalne płytki:

części promu, które doświadczają temperatur poniżej 370 ° C, są pokryte FRSI ( Felt Reusable Surface Insulation ), powłoką z włókien wykonaną z Nomexu . Części FRSI mają na ogół rozmiar 0,8 × 1,2 metra i grubość między 0,4 a 1 cm ;
część ścian przedziału pasażerskiego, a także górna powierzchnia błotników znajdujących się tuż za krawędzią natarcia, które podlegają temperaturom od 370 ° C do 650 ° C , są pierwotnie zabezpieczone płytkami z białej ceramiki typu LRSI ( Low Izolacja powierzchni wielokrotnego użytku w temperaturze ). Ich grubość wynosi od 1,3 do 7 cm, a gęstość 0,144. Nowszy projekt, płytki AFRSI ( Advanced Flexible Reusable Surface Insulation ), w kolorze białym, zastępują płytki LRSI: są tańsze w produkcji, mniej ciężkie i łatwiejsze w montażu;
spodu przenośnika i prowadzi krawędź z żebro , które są poddawane działaniu temperatur pomiędzy 650 ° C i 1260 ° C , są początkowo chronione czarnych płytek ceramicznych HRSI ( Wysoka temperatura powierzchni wielokrotnego użytku) typu. izolacji ). Ich grubość wynosi od 1,3 do 13 cm, a gęstość może wynosić 0,144 lub 0,35. Następnie opracowano dwa inne porównywalne typy płytek: płytki FRCI ( Fibrous Refractory Composite Insulation ), stosowane w celu zastąpienia uszkodzonych płytek HRSI, ponieważ są one bardziej odporne i które mają gęstość 0, 19 i grubość od 2,5 do 13 cm ; i TUFI ( hartowane jednokierunkowy części izolacyjnej włóknisty ) płytki typu , które są stosowane zamiast HRSI płytki, gdzie ich odporność na uszkodzenia jest zaletą, zwłaszcza w silnikach pobliżu SSME;
Nos czółenka i krawędź natarcia z skrzydła są najbardziej narażonych części: wystąpienia temperatury powyżej 1260 ° C . Nie są pokryte materiałem izolacyjnym, ale fragmentami z RCC ( wzmocnionego węgla węglowego ; wzmocnione atomy węgla ), które podtrzymują te ekstremalne temperatury. Zastosowanie tego materiału nie może być uogólnione, ponieważ jest znacznie cięższy niż płytki ceramiczne. W przeciwieństwie do nich, części RCC odgrywają rolę strukturalną i muszą być oddzielone od konstrukcji warstwą izolacji, ponieważ węgiel jest dobrym przewodnikiem ciepła. Grubość części RCC wynosi od 0,64 do 1,27 cm . Nos jest zakryty jednym kawałkiem, podczas gdy przednie krawędzie są pokryte kilkoma kafelkami. Geneza wypadku promu kosmicznego Columbia jest związana z przebiciem jednej z tych płytek przez kawałek pianki izolacyjnej oderwanej od zewnętrznego zbiornika podczas startu, co spowodowało zniszczenie promu podczas ponownego wejścia do atmosfery.

Każdy wahadłowiec ze względu na datę wprowadzenia do eksploatacji oraz przeprowadzone czynności konserwacyjne posiada nieco inne zabezpieczenie termiczne. W 1999 roku ochrona termiczna promu Atlantis składała się z 501 płyt typu HRSI-22 (gęstość 22 cali na stopę kwadratową lub 0,35), 19725 typu HRSI-9, 2945 typu FRCI-12, 322 TUFI- 8, 77 typu LRSI-12, 725 typu LRSI-9, 2277 typu AFRSI i 977 typu FRSI. Około 20 płytek jest uszkodzonych podczas każdego lotu, a 70 należy wymienić z różnych powodów. Ten wywiad jest również jedną z głównych przyczyn niezdolności NASA do dotrzymania pierwotnie zaplanowanego harmonogramu jednego startu na tydzień. Operacje te są bardzo czasochłonne, a ich koszt pracy również częściowo wyjaśnia, dlaczego każdy lot wahadłowca był nadmiernie drogi.

Podwozie

Orbiter jest wyposażony w konwencjonalne trójkołowe podwozie, którego trzy nogi składają się w obudowy ukryte ruchomymi włazami stanowiącymi integralną część osłony termicznej. Przednie podwozie jest zainstalowane w nosie wahadłowca, podczas gdy dwa główne podwozia są umieszczone za skrzydłami, po obu stronach kadłuba. Każda kolumna posiada dwa koła oraz konwencjonalny amortyzator oleopneumatyczny ( azot + olej) i jest wykonana ze stali o wysokiej odporności na naprężenia mechaniczne i korozję, stopów aluminium i stali nierdzewnej . Amortyzator przedniej osi ma skok tylko 56 cm i może pochłaniać prędkość pionową 3,4 m / s . Amortyzatory tylnej osi mają skok 41 cm . Opony osi przedniej mają wymiary 81 × 22 cm i są wypełnione azotem przy ciśnieniu 20,68 bara, a ich maksymalne dopuszczalne obciążenie wynosi 18 000 kg na koło przy prędkości 464 km / h . W przekładni głównej opony pomiarowe 113 x 40 x 53 cm, zawiera także związki azotu, pod ciśnieniem 21,72 barów. Ich maksymalne dopuszczalne obciążenie wynosi 49200 kg przy 464 km / h . Opony promu, choć nie szersze niż opony ciężarówki, wytrzymują naprężenia trzy razy większe niż Boeing 747 . Aby upewnić się, że wytrzymają ciężar wahadłowca przy prędkości 450 km / h , przechodzą intensywne testy u producenta, zanim zostaną poddane kontroli rentgenowskiej i dalszym kompleksowym testom w NASA. Początkowo każde podwozie główne miało hamulce składające się z czterech tarcz wykonanych z rdzenia berylowego pokrytego węglem i zdolnych do pochłaniania 75 milionów dżuli podczas hamowania awaryjnego. Po kilku lądowaniach, które spowodowały znaczne uszkodzenie układu hamulcowego i wymagały użycia jedynego pasa startowego w bazie Edwards, zmodyfikowano układ hamulcowy. Zastosowano pięć tarcz karbonowych, zdolnych do osiągnięcia wyższych temperatur ( 1149 ° C zamiast 954 ° C ): pozwalają one na rozproszenie do 135 milionów dżuli, a hamowanie może być teraz wykonywane przy prędkości 418 km / h (wobec 330 km / h ), umożliwiający zwiększenie marży w przypadku awaryjnego lądowania. Pierwszy lot z nowymi hamulcami to misja STS-31 . Opony dostarczała amerykańska firma Goodrich od pierwszych lotów w 1981 r. Do 1989 r., Kiedy to francuska firma Michelin kupiła Goodrich i dostarczyła w ten sposób opony na orbity.

Podwozie jest wypuszczane na wysokość około 90 m nad ziemią, przy prędkości nieprzekraczającej 580 km / h . Koła schodzą w dół do tyłu. Aby zaoszczędzić jak najwięcej masy, żadne urządzenie nie pozwala na schowanie podwozia po jego rozpięciu. Aby uniknąć przedwczesnego rozstawienia, które miałoby katastrofalne konsekwencje (na przykład otwarcie drzwi podczas fazy ponownego wejścia do atmosfery spowodowałoby przerwanie osłony termicznej, co spowodowałoby zniszczenie promu), musi zostać uruchomione ręcznie przez „ załoga. Ponieważ lotka ląduje z dużą prędkością i jest dozwolona tylko jedna próba, koła muszą być nominalnie rozstawione za pierwszym razem. Pociągi są odblokowywane i uruchamiane za pomocą potrójnego nadmiarowego układu hydraulicznego, a drzwi są mechanicznie połączone z rozpórkami każdego z kół. Jeżeli instalacja hydrauliczna jest niesprawna, w drugiej po wydaniu komendy odpalenia ładunków pirotechnicznych następuje otwarcie włazów i zestaw sprężyn na siłę wyzwala podwozie. Przy każdym lądowaniu uruchamiany jest system pirotechniczny wspomagający rozpinanie przedniego podwozia, które musi wytrzymać ciśnienie aerodynamiczne względnego wiatru. Tłoki hydrauliczne wywierają siłę około jednej tony do otwarcia przednich włazów, podczas gdy ta siła wynosi 2,5 tony na pierwsze pięć centymetrów otwarcia każdego z dwóch tylnych drzwi. W normalnych warunkach rozkładanie pociągu zajmuje około dziesięciu sekund, wspomagane przez jego ciężar i względny wiatr, który pozwala mu zablokować się w dolnym położeniu.

Kwatery załogi

Prom kosmiczny może pomieścić do ośmiu astronautów rozmieszczonych na dwóch pokładach: w kabinie załogi i na poziomie pośrednim ( środkowym ). Do tych dwóch poziomów dodano ładownię ( dolny pokład ). W ten sposób dostępne są 72 m 3 , w porównaniu z 8,5 m 3 na rosyjskim statku Sojuz , zdolnym do przewożenia trzech kosmonautów.

Kokpit lotu

Kokpit może pomieścić cztery osoby. W konfiguracji startowej kapitan i pilot siedzą przed tablicą rozdzielczą odpowiednio po lewej i prawej stronie. Za pilotem siedzi dwóch specjalistów od misji. Na orbicie siedzenia są demontowane; tylko dowódca zachowuje swoje miejsce. W tylnej części kabiny znajduje się stanowisko pracy wyposażone w strzemiona podłogowe, umożliwiające astronaucie utrzymanie stałej pozycji podczas pracy; ta stacja służy do sterowania ruchami ramienia robota wahadłowca, które manipuluje ładunkami znajdującymi się w ładowni wahadłowca. Operator ma kilka okien wychodzących na ładownię. Z boku dwie boczne stacje są przeznaczone do kontroli ładunków i wahadłowca.

Z przodu obszar nad przednią szybą grupuje różne środki napędowe; umożliwia wybór komputerów GPC ( General Purpose Computer ). Po lewej stronie kapitan ma dostęp do systemu kontroli termicznej, układu zwiększania ciśnienia i klimatyzacji, wykrywania pożaru i zapłonu gaśnic. Przed pilotem i dowódcą umieszczono dwa wskaźniki, ADI ( wskaźnik kierunku wysokości: wskaźnik kierunku i wysokości) oraz HSI ( wskaźnik sytuacji poziomej: wskaźnik sytuacji poziomej), które dostarczają informacji o pilotowaniu, prędkości, przyspieszeniu i pozycji w przestrzeń, ale także sterowanie związane m.in. z podwoziem. Po jego prawej stronie kapitan steruje obwodami hydraulicznymi i zasilaniem elektrycznym.

Pośrodku kilka ekranów dostarcza pilotom informacji o napełnieniu zbiornika zewnętrznego i czasie, jaki upłynął od startu. Pomiędzy dwoma siedzeniami „centralny pylon” zawiera klawiaturę i stopery, wybór anten i łączy radiowych, a także wskaźniki działania kontroli położenia (RCS). Zwrócony w stronę pilotów uchwyt RHC ( Rotation Hand Controler ) umożliwia użycie silników do obracania wahadłowca w trzech osiach. Drugi uchwyt, THC ( Translator Hand Controler ), umieszczony po lewej stronie RHC, umożliwia ruchy translacyjne.

Na suficie astronauci mają duży panel z wieloma wyłącznikami. Na ziemi pedały steru pozwalają pilotom, podobnie jak w samolocie, kierować sterem ogonowym i hamować wahadłowiec podczas lądowania.

Most pośredni

Na pokładzie pośrednim, pod kokpitem, mieszka załoga. Podczas startu i lądowania instalowane są tam trzy fotele dla specjalistów ds. Ładowności. Dostęp do niego prowadzi przez boczny właz prowadzący na zewnątrz lub przez dwa włazy umieszczone na suficie i komunikujące się z górnym poziomem.

Po prawej stronie włazu znajduje się toaleta; po lewej aneks kuchenny pozwala załodze na przygotowywanie posiłków. Naprzeciwko są ustawione poziomo indywidualne przedziały wypoczynkowe, które można zamykać lub otwierać jak szafki, na których astronauci są przyzwyczajeni do zawieszania proporczyka swojej uczelni. Załoga posiada przenośnik taśmowy, aby utrzymać kondycję fizyczną w stanie nieważkości .

Asy

Orbiter posiada śluzę powietrzną , która umożliwia członkom załogi interweniowanie na zewnątrz, gdy wahadłowiec znajduje się na orbicie. Kiedy zbudowano orbitery, śluza wkroczyła na środkowy pokład, aby opuścić ładownię całkowicie wolną dla ładunku. W tym czasie śluzy miał dwa włazy , o średnicy 91 cm , z których jeden otwarty do ciśnieniowego część orbiterze a drugi w ładowni, w celu umożliwienia astronauci oddziałują na obciążenia. Użyteczne w wyjątkowo kołowego wycieczki . Po decyzji Stanów Zjednoczonych o udziale w programie rosyjskiej stacji kosmicznej Mir i wysłaniu wahadłowców w celu przejęcia załogi, śluza została zmodyfikowana, aby umożliwić orbiterowi dokowanie na stacji kosmicznej. Teraz jest umieszczony w luku bagażowym. Śluza ma postać pionowego cylindra w aluminiowej przekładce. Wewnątrz całkowita wysokość wynosi 2,11 m, a średnica 1,6 m, objętość nieco ponad 5 m 3 , co pozwala dwóm astronautom wyposażonym w skafander kosmiczny na wyjście. Dwa oryginalne włazy są zachowane, ale trzeci właz jest dodawany do górnej części cylindra; jest również wyposażony w androgyniczny system dokowania obwodowego (APAS), opracowany przez rosyjskich inżynierów, aby umożliwić orbiterowi zadokowanie w stacji kosmicznej, co daje astronautom możliwość wsunięcia się w rękawy koszuli na stacji. Ta metoda dokowania jest również stosowana w przypadku Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Atlantis jest pierwszym wyposażonym orbiterem, który powstał w 1992 roku ; pozostałe orbitery otrzymają od 1998 roku nieco inną wersję, z wyjątkiem Columbii, która zachowa swoją oryginalną instalację aż do jej zniszczenia w 2003 roku .

System medyczny promu kosmicznego (SOMS, Shuttle Orbiter Medical System ) pozwala astronautom zadbać o siebie w przypadku choroby lub drobnych obrażeń. Składa się z niebieskiego pudełka (MBK, Medication and Bandage Kit ) zawierającego lekarstwa (czopki, aspiryny), opatrunków oraz niebieskiego pudełka z czerwonymi opaskami (EMK, Emergency Medical Kit ) zawierającego apteczkę pierwszej pomocy i instrumenty medyczne; te dwie skrzynki są przechowywane na środkowym pokładzie (poziom pośredni). Informacje zbierane przez SOMS są wysyłane do Centrum Kontroli Misji w Houston , gdzie lekarze mogą doradzić astronautom lub zażądać odwołania misji.

Przetwarzanie wbudowane

Obliczenia dla promów kosmicznych składają się z 1753 czarnych skrzynek, po 200 komputerów przypisanych do każdego systemu. Komputery są podłączone do 5 komputerów IBM AP-101 , zaprogramowanych przez Rockwell i IBM w Fortranie . Z pamięci 3 833 856 bitów (tj. 468 Kb ), mogą przeszukiwać bazę danych zawierającą program lotu (około 15 Mbitów ), przechowywany na taśmie magnetycznej 34 Mbit . Pozostała przestrzeń pamięci zawiera programy rezerwowe i inne dane. Ten program lotu jest aktualizowany w miarę postępu misji w 9 grupach: na przykład pierwsza odpowiada fazie lotu z napędem. Dopóki wahadłowiec znajduje się na platformie startowej, jest częściowo kontrolowany przez Launch Processing System (LPS).

Podczas „krytycznych” faz (start, lądowanie) 4 z 5 komputerów działają równolegle, wykonując te same obliczenia: otrzymują te same informacje i są synchronizowane 440 razy na sekundę. Każdy z nich jest programowany w inny sposób przez inny zespół, więc błąd, który może spowodować awarię jednego z nich, nie ma teoretycznego wpływu na pozostałe. Aby zrekompensować błędy oprogramowania , decyzje podejmowane są większością głosów w przypadku rozbieżności w otrzymanych wynikach. 5 th komputer jest tam, aby upewnić się, że wszystko idzie dobrze między drugim 4: Jeśli wszystkie są oddane do winy, może zapewnić działanie promu do siebie samego. W bardziej „spokojnych” fazach, takich jak okresy na orbicie, jeden komputer czuwa nad wahadłowcem, a pozostałe są dezaktywowane. Jak na swój czas projektowania komputery te były bardzo szybkie i bardzo elastyczne, będąc w stanie wykonać operację w czasie krótszym niż 3 mikrosekundy i móc bezpośrednio odpowiedzieć na tysiące pytań załogi. Odpowiedzi były wyświetlane na wielu ekranach deski rozdzielczej, łącząc dane alfanumeryczne, wykresy lub ich połączenie.

Zasilacz

Promy kosmiczne są zasilane trzema ogniwami paliwowymi Hydrox, wyprodukowanymi przez firmę Power System . Dostarczają energię elektryczną do całego promu kosmicznego (łącznie z dopalaczami i zbiornikiem zewnętrznym) od 3 min 30 s przed startem do zakończenia misji. 2,832 kg z tlenem są rozmieszczone w ośmiu zbiornikach 95,3 cm średnicy i 1,584 kg z wodorem w czterech zbiornikach 115,6 cm średnicy. Są one rozmieszczone parami na środku kadłuba, pod podłogą ładunkową, a dodatkowe zbiorniki można zainstalować w zależności od planowanej misji (do pięciu więcej). Te trzy baterie zapewnić napięcie na 28 V dla prądu między 61 A i 436 A . Zapalenie baterii zajmuje prawie kwadrans, więc dwie są zawsze aktywne, aby uniknąć przecięcia; w sposób ciągły zasilają przetwornicę wytwarzającą prąd trójfazowy 115 V / 400 Hz dla urządzeń wykorzystujących prąd przemienny. Trzy ogniwa nieprzerwanie wytwarzają maksymalnie 21 kW , z możliwością uzyskania mocy szczytowej 36 kW przez kwadrans. Ponieważ orbiter zużywa średnio 14 kW prądu, pozostawia to około 7 kW dostępnej dla ładunku.

Ogniwa paliwowe wytwarzają wodę, która po przefiltrowaniu może zostać skonsumowana przez astronautów. Są zarówno wrażliwym, jak i krytycznym elementem orbitera. Kilkakrotnie trzeba było przerwać misję po awarii jednego z tych elementów.

Systemy hydrauliczne

Układ hydrauliczny promu kosmicznego służy do ustawiania dysz silnika SSME i rozmieszczania podwozia. Energia jest dostarczana przez jednostki zasilania pomocniczego (APU pomocniczych zespołów silnikowych ), trzy liczby i umieszczony w tylnej części orbitera. Ważą prawie 39 kg każdy i zapewniają moc 138 KM , dzięki turbinie napędzanej gazami uwalnianymi podczas katalitycznego rozkładu hydrazyny w temperaturze 930 ° C ; ta turbina napędza pompę o natężeniu przepływu czterech litrów na sekundę. Zbiornik o masie 134 kg zawiera hydrazynę, pod ciśnieniem do 27 barów za pomocą helu.

Zbiornik zewnętrzny

Zbiornik zewnętrzny (w języku angielskim : Zbiornik zewnętrzny , w skrócie ET ) zawiera wodór i tlen zmagazynowany w postaci ciekłej, używany przez silniki SSME orbitera. Zbiornik ma kształt cylindra o długości 46,9 metra i średnicy 8,4 metra, który ze względów aerodynamicznych kończy się stożkową końcówką. Zawiera 543 000 litrów (około 631 ton ) ciekłego tlenu i 1,465 miliona litrów (około 108 ton ) ciekłego wodoru . Zbiornik zbudowany przez Lockheed w fabryce w Michoud w Luizjanie jest wykonany ze stopu litowo - aluminiowego , który łączy w sobie wytrzymałość i lekkość. Zbiornik wodoru zajmuje dolne dwie trzecie butli, podczas gdy zbiornik tlenu znajduje się na górze. Zbiornik tlenu, który waży 5,4 tony pusty, jest wyposażony w urządzenia zapobiegające rozlewaniu się i wirowaniu cieczy, mające na celu ograniczenie ruchów cieczy i zatrzymanie silników przed całkowitym wyczerpaniem się paliwa. Otwór wentylacyjny umieszczony w górnej części zbiornika umożliwia uwolnienie gazowego tlenu w przypadku nadciśnienia. Pomiędzy dwoma zbiornikami znajduje się strefa łącząca, ponieważ dna obu zbiorników, które mają kształt półkuli, nie są ciągłe. Zbiornik wodoru ma tylko urządzenia przeciwwirowe, ponieważ ruchy ciekłego wodoru, które są bardzo rzadkie, mają niewielki wpływ na zachowanie promu. Podobnie jak zbiornik tlenu, posiada odpowietrznik, który w razie potrzeby obniża ciśnienie generowane przez ciągłe parowanie wodoru.

Zbiornik zewnętrzny jest przymocowany do promu w trzech punktach: jeden znajduje się w górnej części zbiornika wodoru, dwa pozostałe znajdują się na dnie tego zbiornika na tym samym poziomie. Pędniki wspomagające są przymocowane dwoma łącznikami do zbiornika zewnętrznego, jeden na poziomie obszaru połączenia między zbiornikami, drugi na zbiorniku wodoru. Rurociąg o średnicy 43 cm transportuje sprężony ciekły tlen z prędkością 1,3 tony na sekundę (dla SSME o mocy 104%) i biegnie na zewnątrz zbiornika wodoru, aby zasilać silniki wahadłowe. Wodór przepływa rurą o tej samej średnicy z natężeniem przepływu 211 kilogramów na sekundę. Zbiornik pokryty jest grubą warstwą izolacji, która ogranicza nagrzewanie się gazów pędnych, które muszą być utrzymywane w bardzo niskich temperaturach ( -253 ° C dla wodoru). Zastosowany materiał był kilkakrotnie modyfikowany w celu zmniejszenia masy powłoki lub spełnienia wymagań środowiskowych. Powtarzające się problemy z przyczepnością były przyczyną drugiego wypadku wahadłowca.

Zewnętrzny zbiornik przeszedł kilka modyfikacji od czasu wypuszczenia pierwszych egzemplarzy: jego początkowa masa własna wynosząca 35 ton została po raz pierwszy obniżona do 30 ton na potrzeby misji STS-6 , głównie poprzez zmniejszenie grubości konstrukcji. W 1998 roku aluminium-lit zastąpiło aluminium, co dało pustą masę 26 ton. Z pełnym paliwem waży 760 ton.

Pędniki wspomagające

Dwa silniki wahadłowe ( Solid Rocket Booster lub SRB) wahadłowca zapewniają ponad 71,4% całkowitego ciągu silników wahadłowca podczas pierwszych dwóch minut lotu, zanim zostaną zwolnione, gdy ten osiągnie wysokość 46 km. . Ponadto, przed startem, 2000 ton zespołu składającego się z wahadłowca, zbiornika i sterów strumieniowych spoczywa całkowicie na sterach strumieniowych.

Każdy proch składa się głównie z cylindrycznej stalowej obudowy o długości 45,6 metra (z dyszą ) i średnicy 3,71 metra, przedniego stożka, w którym znajdują się spadochrony, oraz orientowanej dyszy. Propelent , formowane w osłonie, jest w postaci proszku do bloku 469 ton, który zawiera, dokładnie zmieszaniu utleniacza ( amonowy, nadchloran ) do paliwa ( z aluminium w proszku ), jak również, od innych składników w postaci śladowej. Blok jest przebity podłużnym kanałem, który służy jako komora spalania . Gdy paliwo zostanie zapalone, wewnętrzna powierzchnia bloku proszku od strony kanału spali się i wytworzy gorące gazy, które są wyrzucane z dużą prędkością przez dyszę, generując ciąg 1246 ton. Aby móc przepływać propelent, cylinder jest podzielony na 5 segmentów, które są łączone ze sobą po otrzymaniu ładunku paliwa. Geometria kanału w środku bloku proszku jest określona tak, aby zapewnić maksymalny ciąg startowy, który spada do 70% 55 sekund później, a następnie pozostaje mniej więcej stały. W tym celu sekcja kanałowa przedniego (górnego) segmentu ma kształt 11-ramiennej gwiazdy, podczas gdy kanał pozostałych czterech segmentów ma kształt podwójnie ściętego stożka. Po zapaleniu pędnik prochowy działa do wyczerpania paliwa i nie można go wyłączyć w przeciwieństwie do silników orbitera. Masa własna to 63 tony.

Segmenty pasują do siebie i są zabezpieczone 177 kołkami rozmieszczonymi na całym obwodzie. Aby móc wytrzymać bardzo wysokie ciśnienia i temperatury, trzy uszczelki zapewniają uszczelnienie między segmentami. W 1986 r. Awaria tych uszczelek spowodowała powstanie otworu, przez który płomień przebił zewnętrzny zbiornik, powodując zniszczenie promu Challenger i śmierć jego załogi. Ponieważ połączenia i sposób łączenia segmentów zostały przeanalizowane. Dysza może być nachylona o 7 ° w stosunku do osi pędnika, aby zorientować ciąg i skorygować trajektorię promu. Siłę napędową używaną do orientowania dysz zapewniają dwa redundantne układy hydrauliczne, których źródłem zasilania jest silnik zużywający hydrazynę . Górny koniec pędnika, w kształcie stożka, zawiera spadochron ekstraktora i trzy główne spadochrony o średnicy 40 metrów, które są rozkładane po zwolnieniu silników, aby umożliwić ich odzyskanie przez statki NASA. Osiem małych pędników prochowych podzielonych na dwie grupy po 4 jest używanych do odsunięcia pędnika wspomagającego od promu po rozdzieleniu.

Postęp misji

Przygotowanie

Orbiter po przejściu remontu w jednym z trzech budynków przeznaczonych do jego utrzymania ( Orbiter Processing Facility OPF) w Kennedy Space Center na Florydzie otrzymuje część ładunku nadchodzącej misji; ładowane są również materiały eksploatacyjne. Orbiter jest ważony, a jego środek ciężkości jest określany do uwzględnienia w parametrach lotu. Orbiter jest następnie przeniósł się do ogromnego budynku montażowego zbudowany dla Saturn V rakiet z programu Apollo , z których dwie wnęki są przeznaczone do równoległego przygotowania wahadłowców. Dwie inne zatoki służą do parkowania orbiterów i przechowywania sprzętu. Zbiornik zewnętrzny i dwa pędniki wspomagające są zainstalowane w pozycji pionowej na platformie mobilnej wyrzutni (MLP ), która będzie służyła do przemieszczania wahadłowca na platformę startową i będzie służyć jako wsparcie podczas strzelania. Orbiter jest podnoszony pionowo na wysokość prawie 100 metrów za pomocą dwóch 200-tonowych suwnic, a następnie opuszczany w celu przykręcenia do zbiornika zewnętrznego. Następnie umieszczane są platformy mobilne, aby umożliwić pracę na wahadłowcu. Sprawdzane i testowane są mechaniczne i elektryczne połączenia między trzema komponentami promu. Sprawdzane są również powiązania z instalacjami naziemnymi. Wszystkie te kontrole teoretycznie trwają 6 dni.

Pojazd gąsienicowy odpowiedzialna za transportowanie transport do miejsca startu następnie przesuwa się pod platformą mobilna nośnych, a następnie przechodzi przez zespół drzwi VAB i rusza z małą szybkością (mniej niż 2 km h -1 ) do jednej z wahadłowiec wyposażony jest w dwie platformy startowe. Pojazd, który jest również dziedzicem programu Apollo, jest wyposażony w system podnośników, który utrzymuje wahadłowiec w pionie, gdy zespół musi wspiąć się na 5% rampę prowadzącą do platformy startowej. Cel jest osiągnięty po 6 godzinach; platforma mobilna jest następnie opuszczana na statywy i pojazd gąsienicowy jest usuwany. Każda z dwóch platform startowych (39A i 39B) ma konstrukcję, która umożliwia ukończenie przygotowania wahadłowca: składa się ze stałej metalowej wieży ( Stała konstrukcja serwisowa lub FSS) i ruchomej części ( Obrotowa konstrukcja obsługowa ) który jest do niego przymocowany i obraca się o 120 °, aby oprzeć się o komorę ładunkową orbitera. Część stała obejmuje przewody zasilające propelenty i różne płyny, a także trap, który umożliwia załodze wejście do promu. Część mobilna posiada 5 poziomów platformy, które pozwalają na pracę na ładowni w kontrolowanym środowisku. Zapewnia również dostęp do gondoli silnika.

Ładunek wahadłowca często składa się z dużej liczby elementów, z których niektóre mają pozostać na orbicie, takie jak elementy międzynarodowej stacji kosmicznej lub tankowanie jej stałej załogi, a inne wracają na Ziemię jako kontenery. Lub konstrukcje przeznaczone do transportu towarów. Wszystkie elementy ładunku są sprawdzane, kondycjonowane i instalowane w Centrum Kosmicznym im . Kennedy'ego . Jedna część jest zainstalowana, gdy orbiter jest poziomo w OPF, a reszta znajduje się na platformie startowej. Przygotowano załadunek paliw. Drzwi ładowni są zamknięte. Ostatnim zadaniem jest próba startu, którą wykonują astronauci zainstalowani na orbicie i wyposażeni w skafandry. Odliczanie rozpoczyna się 47 godzin przed startem od ogólnego sprawdzenia systemów lotu i oprogramowania przez operatorów w jednej z sal startowych. O godzinie 11:00 (T = czas startu) konstrukcja mobilna (RSS) została usunięta, wyrzutnia została opróżniona i rozpoczęto ładowanie wodoru i ciekłego tlenu do zbiornika zewnętrznego.

Uruchomić

Na trzy godziny przed startem astronauci wsiadają do promu kosmicznego. Pomiędzy T-3 minutą a T-2 minutą (T = moment startu) zbiorniki wodoru i tlenu są poddawane zwiększaniu ciśnienia, a następnie SSME są doprowadzane do temperatury gazów pędnych. Jeśli podczas odliczania nie zostaną wykryte żadne problemy, SSME są włączane przy T-3 sekundach. Pod naciskiem silników dopalacze mocujące wahadłowiec do platformy lekko się wyginają, a wahadłowiec przechyla się 2 metry na wysokości kokpitu przed powrotem do pionu. Jeżeli po zapłonie jeden z silników SSME nie osiągnie 90% swojej mocy znamionowej, rozruch zostaje przerwany. Kiedy silniki rakietowe działają normalnie, silniki proszkowe są zapalane dokładnie w momencie, gdy prom wrócił do pionu (moment T). Promu wzrasta o szybko zyskuje prędkość (1,5 g przyspieszenie ), ponieważ nacisk / całkowita masa stosunek (3.000 t 2.000 t) wynosi 1,5 w przeciwieństwie do Saturn V rakiety, np. . Gdy tylko prędkość przekroczy 39 m s- 1 , po około 7 sekundach, wahadłowiec przyjmuje orientację odpowiadającą docelowej płaszczyźnie orbity ( na przykład 57 ° w przypadku misji na międzynarodową stację kosmiczną ). Wahadłowiec przewraca się, aby skierować brzuch orbitera do nieba: w tej pozycji silniki mogą utrzymać negatywny wpływ , ograniczając ciśnienie aerodynamiczne na skrzydłach orbitera. Ciąg SSME zmniejsza się nawet o 67% wraz ze wzrostem ciśnienia powietrza. Maksymalne ciśnienie aerodynamiczne, Max Q , osiągane jest 60 sekund po starcie. W czasie T + 65 sekund ciąg SSME jest stopniowo zwiększany, aż osiągnie 104% ciągu znamionowego.

Około 120 sekund po starcie dwa silniki wspomagające zostają zwolnione: połączenia są przerywane przez ładunki pirotechniczne, a osiem małych silników rakietowych usuwa dopalacze z zewnętrznego zbiornika. Załoga, która do tej pory była poddawana silnym drganiom o niskiej częstotliwości i amplitudzie rzędu 1 do 2 cm , jest w całkowitej ciszy, a przyspieszenie spada do 1 g . Każdy pędnik wspomagający wznosi się przez 75 sekund w swoim pędzie, aż do osiągnięcia apogeum, a następnie opada, ponownie zwiększając przyspieszenie do 3 g, ponieważ ciąg pozostaje stały, ale masa maleje; osiągnął wysokość 48 km , po 225 sekundach po separacji, górna końcówka została wyrzucona, a następnie spadochron pilotowy otwiera się w celu ustabilizowania steru strumieniowego i ostatecznie trzy główne spadochrony otwierają się, zmniejszając prędkość do 25 metrów na sekundę w momencie wodowania. Dzieje się to na Oceanie Atlantyckim około 261 km od bazy startowej. Silniki są odzyskiwane przez dwa statki NASA i regenerowane do kolejnego lotu. Orbiter nadal przyspiesza, używając tylko SSME. Teraz orbiter przeszedł przez najgęstszą część atmosfery. Po około 6 minutach od startu, ponownie przetacza się, aby przedstawić swoje anteny telekomunikacyjne w kierunku zenitu, co pozwala załodze na komunikację z centrum kontroli za pośrednictwem satelitów TDRS na orbicie geostacjonarnej. Jego prędkość wynosi wtedy 3,7 km s- 1 .

Siedem minut po starcie ciąg SSME jest zmniejszany, aby nie przekroczyć 3 g przyspieszenia. Osiem minut i 20 sekund po starcie SSME są zatrzymywane (MECO: Main Engine Cutoff): zatrzymanie jest zwykle wyzwalane przez przybycie do wcześniej określonego punktu na trajektorii, ale ten punkt mógł nie zostać osiągnięty, w którym to przypadku jest to wyczerpanie paliwa, które powoduje wyłączenie silników. Zbiornik zewnętrzny jest wyrzucany: silniki korekcji orbitalnej służą do odsuwania promu od toru zbiornika.

Wówczas wahadłowiec ma prędkość 7,6 km · s- 1, ale jego prędkość jest nadal zbyt niska w porównaniu do jego małej wysokości, aby pozwolić mu pozostać na orbicie. Ponadto czołg porusza się po trajektorii balistycznej i wkrótce ponownie wraca do atmosfery, podczas którego zostaje zniszczony. Jego szczątki spadły na południową część Oceanu Spokojnego, kiedy prom wykonał misję na międzynarodową stację kosmiczną (nachylenie 57 ° ). Wahadłowiec wykorzystuje silniki korekcji orbitalnej (OMS), aby uniknąć tego samego losu i ustawić się na docelowej orbicie. Obejmuje to, w zależności od misji, od 250 do 650 km . Prom może wprowadzić jedną lub dwie poprawki w zależności od misji wejścia na orbitę: pierwsza, zwykle wykonywana 2 minuty po wyłączeniu głównych silników, pozwala wahadłowcowi osiągnąć docelowy szczyt, a druga powoduje cyrkulację orbity. Jeśli drugi manewr nie zostanie wykonany, o trajektorii mówi się, że jest to „bezpośrednie wprowadzenie”.

Scenariusze przerwania misji podczas startu

Kiedy wahadłowiec jest na ziemi, start może zostać przerwany do momentu zapalenia silników wspomagających. Jeśli SSME są włączane, a następnie wyłączane po wykryciu usterki, najpoważniejszym problemem jest potencjalna obecność gazowego wodoru poza dyszami silnika, który może spalić się bez widocznego płomienia. Do wykrywania tego typu sytuacji używane są specjalne kamery. Istnieją cztery różne procedury ewakuacji astronautów, które obejmują wszystkie scenariusze. Astronauci są szkoleni w zakresie ewakuacji promu i szybkiego zejścia z kapsuły do pobliskiego bunkra.

Po włączeniu silników wspomagających nie można już przerywać startu. Jeśli po awarii trajektoria wahadłowca opuści normalną obwiednię lotu i zagraża mieszkaniu, ładunki wybuchowe umieszczone w sterach strumieniowych i zbiorniku zewnętrznym, których uruchomienie zostało powierzone Siłom Powietrznym USA, pozwalają na ich detonację. zanim uderzą w ziemię. We wszystkich przypadkach zostanie podjęta próba oddzielenia orbitera przed odpaleniem materiałów wybuchowych.

Od momentu wypuszczenia silników wspomagających (T + 120 sekund T = start) istnieje kilka scenariuszy przerwania misji:

Powrót do strony startowej ( powrót do strony startowej lub RTLS) :

W przypadku częściowej utraty napędu między momentem zwolnienia silników wspomagających a T + 260 sekundami, scenariusz porzucenia obejmuje powrót na pas startowy w centrum startowym Kennedy'ego. Wahadłowiec kontynuuje swoją początkową trajektorię z nadal sprawnymi silnikami, po czym wykonuje zawrót i wykonuje lot z napędem z nastawieniem negatywnym , aby zbliżyć się do lądowiska. Celem jest opróżnienie zbiornika zewnętrznego i ustawienie go w idealnym miejscu umożliwiającym osiągnięcie pasa startowego w locie szybowcowym.

Przerwanie lotu transatlantyckiego ( Transoceanic Abort Landing TAL) :

Ten scenariusz ma zastosowanie powyżej T + 260 sekund i jeśli pozostałe paliwo nie pozwala na osiągnięcie minimalnej orbity. Brakuje paliwa, aby zawrócić i wrócić do punktu startu. W tym przypadku wahadłowiec wykonuje lot suborbitalny , który pozwala orbiterowi wylądować na pasie startowym znajdującym się po drugiej stronie Atlantyku około 45 minut po jego wystrzeleniu. Do misji z nachyleniem od 57 ° do międzynarodowej stacji kosmicznej, dwa porty lotnicze położone w Europie zostali wybrani: amerykańską bazę lotniczą Moron pobliżu Sewilli w Hiszpanii i bazę lotniczą w Istres na południu Francji . W tych dwóch bazach sprzęt przeznaczony do kierowania wahadłowcem na jego lądowanie jest zainstalowany na stałe, a zespoły NASA są wstępnie ustawione na około 8 dni przed każdym startem.

Przerwanie z zapętloną orbitą ( Przerwanie raz wokół AOA) :

Ten scenariusz ma zastosowanie, gdy orbiter jest w stanie osiągnąć orbitę, ale nie będzie w stanie jej później utrzymać, ponieważ jest za niska. W takim przypadku prom przechodzi całą orbitę, a następnie rozpoczyna powrót do atmosfery , stosując normalną procedurę.

Przerwanie z orbitą ( Przerwanie do orbity ATO) :

Ten scenariusz dotyczy przypadku, gdy orbiter traci część napędu, ale ma wystarczającą prędkość, aby wejść na orbitę, która jest opłacalna, ale nie planowana. Jednak orbiter może użyć swoich silników korekcji orbity, aby osiągnąć prawidłową orbitę. W zależności od sytuacji misja jest kontynuowana lub z powodu niewystarczających zapasów paliwa miotającego zostaje przerwana i następuje normalny powrót do atmosfery podczas następnej orbity.

Opuszczenie orbitera ( awaria awaryjna CA) :

Jeśli więcej niż jeden SSME jest uszkodzony lub inny element odgrywający istotną rolę zawodzi, wahadłowiec nie może wybrać nowej trajektorii, która pozwoliłaby mu wylądować na pasie startowym, ani wejść na orbitę: wdrażany jest plan awaryjny ( przerwanie awaryjne ) i załoga musi ewakuować orbiter. Podczas pierwszych czterech misji wahadłowców dwaj piloci mieli fotel wyrzutowy, którego można było używać poniżej 2,7 i 24 km Macha , ale zostały one następnie wycofane, a poza tym pozostali członkowie załogi nie mogli mieć tego samego wyposażenia. Decyzja o ewakuacji musi zostać podjęta, gdy orbiter znajduje się na wysokości 20 km . Autopilot jest podłączony i dedykowany program nawigacyjny jest aktywny. Ewakuacja odbywa się przez właz wejściowy znajdujący się na poziomie pokładu pośredniego. Ewakuacja jest możliwa tylko wtedy, gdy prędkość orbitera jest mniejsza niż 426 km / h, a wysokość jest mniejsza niż 10 km . Zapalony zostaje system pirotechniczny, który wysadza właz, a 3-metrowy drążek teleskopowy ostro zakrzywiony w dół zostaje rozłożony. Każdy członek załogi, wyposażony w spadochron, mocuje do swojego sprzętu linkę, która ślizga się po tyczce zakończonej karabińczykiem, zanim wskoczy w pustkę. Tyczka powinna prowadzić go na początku skoku i pozwolić mu uniknąć zaczepienia o skrzydło orbitera. Obliczono, że załoga składająca się z 8 osób może zostać ewakuowana w ciągu 90 sekund w tempie 12 sekund na astronautę, z orbiterem na wysokości 3 km pod koniec ewakuacji.

W pięciu przypadkach (STS-41-D, STS-51-F, STS-55, STS-51, STS-68) rozpoczęcie misji musiało zostać przerwane po wykryciu awarii jednego silnika kilka sekundy przed startem, kiedy silniki wahadłowca były włączone. Jedyna procedura porzucenia w locie podczas całej kariery wahadłowca została uruchomiona przez misję STS-51-F po wyłączeniu centralnego silnika orbitera po 5 minutach i 45 sekundach lotu: prom wykonał stosunkowo łagodną procedurę Abort to Orbit i misja mogłaby się wreszcie zakończyć.

Wróć na Ziemię

Aby powrócić na Ziemię, załoga orbitera preferuje lądowanie w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego, gdzie znajduje się baza startowa i zaplecze konserwacyjne. Aby móc lądować, muszą być spełnione określone warunki meteorologiczne: zachmurzenie poniżej 2500 metrów musi być mniejsze niż 50%, widzialność musi być większa niż 8 km , wiatr boczny na jednej z dwóch pasów startowych musi być mniejszy niż 28 km h - 1, jeśli orbiter wyląduje w dzień i 14 km / h- 1, jeśli lądowanie ma miejsce w nocy. W promieniu 50 km od miejsca lądowania nie może być burz ani deszczu . Jeśli te warunki nie zostaną spełnione, pobyt na orbicie może zostać wydłużony, w zależności od misji, z jednego do kilku dni. Jeśli niesprzyjające warunki pogodowe utrzymują się, lądowanie odbywa się w bazie sił powietrznych Edwards w Kalifornii, gdzie pogoda jest często łagodniejsza, a liczba dużych pasów startowych zapewnia więcej możliwości. Ale to rozwiązanie wymaga następnie repatriacji orbitera za pomocą jednego z dwóch lotniskowców Boeing 747 NASA , co generuje pewne ryzyko, znaczny dodatkowy koszt, a ponadto wydłuża czas naprawy orbitera. Pierwsze lądowania miały miejsce w Edwards. Pierwsze lądowanie Kennedy'ego, które odbyło się w ramach misji STS-41B w 1984 roku, spowodowało pęknięcie opony i uszkodzenie hamulców. Lądowania wznowiono dopiero w 1991 roku w Kennedy po pracach na pasie startowym (wydłużanie, odnawianie nawierzchni) i modyfikacjach podwozia, opon i hamulców orbitera. W ogonie wahadłowców zamontowano spadochron, który miał skrócić drogę hamowania. Odkąd lądowania w Kennedy Space Center są regułą.

Aby wywołać powrót na Ziemię, prom musi zmniejszyć prędkość za pomocą silników rakietowych: to zmniejszenie z kolei powoduje zmniejszenie jego wysokości, aż prom przenika przez gęstsze warstwy atmosfery, które idą na ich kolej, aby spowolnić prom i sprawić, że rozpocząć ponowne wejście do atmosfery . Ogromna ilość energii kinetycznej zgromadzona przez orbitę podczas jego orbity jest rozpraszana w postaci ciepła podczas tej fazy. Moment wyzwalający jest tak ustalony, że trajektoria prowadzi lotkę z odpowiednią prędkością do wybranego pasa startowego.

Manewr, który powoduje powrót wahadłowca do atmosfery, jest wykonywany w punkcie na orbicie, który znajduje się naprzeciw pasa startowego. Orbiter będzie stopniowo zwalniać, aż osiągnie punkt, w którym ciśnienie atmosferyczne w połączeniu z jego prędkością pozwoli skierować go powierzchniom sterującym. Teraz orbiter, który nie ma układu napędowego, zachowuje się jak szybowiec, który pilot musi w normalnym przypadku zabrać na pas startowy znajdujący się w centrum kosmicznym Kennedy'ego.

Aby zainicjować ten proces, orbiter jest ustawiony tak, aby jego silniki korekcji orbity były skierowane do przodu, a następnie są włączane, aby zmniejszyć prędkość z 60 do 150 metrów na sekundę w zależności od orbity początkowej. Orbiter zostaje zastąpiony nosa do przodu w kształcie nosa się położenie z nastawieniem około 40 ° . Kąt ten jest utrzymywany w zakresie od 37 do 43 stopni przy użyciu, w razie potrzeby, silników sterujących tylną orientacją, ponieważ powierzchnie sterujące , w szczególności windy, są nieefektywne w rzadkiej atmosferze. Powyżej 43 ° ogrzewanie byłoby zbyt duże, a osłona termiczna nie mogłaby się oprzeć. Pilot przyjmuje mniej lub bardziej zaakcentowane kąty przechyłu : pilot może więc zarówno regulować długość pozostałej trajektorii, zwalniając (wykonując S) lub przyspieszając (prostoliniowy kurs), jak i przesuwając trajektorię w prawo lub w lewo, gdy pas startowy nie jest na przedłużeniu orbity. Dzięki skrzydłom orbiter może więc wylądować na torze znajdującym się 1800 km na prawo lub lewo od prostoliniowej trajektorii.

Gdy aerodynamiczny ciśnienie przekracza 10 KG o -2 , podnośnik można stosować i w Mach 5 kolej steru. Przy Mach 1 silniki sterujące orientacją są dezaktywowane. Nachylenie opadania jest stopniowo zmniejszane, aż do 1,4 °, gdy orbiter osiągnie wysokość 25 km . Prom ma wtedy prędkość 3148 km / h- 1 i znajduje się 128 km od miejsca lądowania. Orbiter rozpoczyna fazę (Terminal Aera Energy Management TEAM), podczas której zmniejszy, jeśli to konieczne, swoją prędkość, opisując S o promieniu około 5,5 km , podążając po trajektorii, której oś jest styczna do jednej z dwóch stron pasa startowego . Prędkość orbitera staje się poddźwiękowa, gdy znajduje się na wysokości 15 km i znajduje się w odległości 56 km od pasa startowego. W odległości około 10 km od pasa startowego orbiter rozpoczyna końcowe zniżanie za pomocą autopilota o nachyleniu około 20 ° (trzykrotnie bardziej stromym niż w samolotach komercyjnych) i za pomocą hamulców speeda do kontrolowania prędkości. Na wysokości 500 metrów orbiter prostuje się, aby zmniejszyć nachylenie do 1,5 °, a podwozie jest wysuwane na wysokość 100 metrów. Lądowisko Kennedy'ego ma 4,5 km długości i 91 metrów szerokości.

Orbiter dotyka pasa startowego z jego głównym podwoziem w wysokiej pozycji nos się jego prędkość jest 472 km na południowy h -1 , przednia zaczyna się obniżać, gdy prędkość spada poniżej 343 km h -1 . Spadochron o średnicy 12 metrów jest następnie rozkładany z tyłu stabilizatora, aby zmniejszyć odległość pokonywaną przed całkowitym zatrzymaniem. Nos podwozie z kolei dotyka ziemi, gdy prędkość spada poniżej 296 km h -1 i spadochron jest zwolnione, gdy prędkość spadnie poniżej 56 km h -1 .

Około 25 specjalistycznych pojazdów i 150 specjalistów jest obecnych, aby przejąć kontrolę nad orbiterem i jego załogą natychmiast po wylądowaniu. Kiedy orbiter zatrzymuje się, zespoły na ziemi w suchych skafandrach sprawdzają , czy na zewnątrz orbitera nie ma toksycznych materiałów pędnych używanych w silnikach rakietowych, wodoru lub amoniaku. Jeśli nie, do rozproszenia gazów i zapobieżenia ewentualnej eksplozji używany jest wentylator. Przewody doprowadzające klimatyzację są podłączone do tylnej części orbitera, zarówno w celu chłodzenia części promu, które były silnie nagrzane podczas ponownego wejścia do atmosfery, jak i w celu oczyszczenia promu z wszelkich toksycznych gazów. Operacje te trwają krócej niż godzinę, po czym pojazd staje naprzeciw włazu, który jest otwarty, aby umożliwić przejście załodze; ten ostatni po krótkim badaniu lekarskim zostaje ewakuowany, aby zrobić miejsce dla zespołu odpowiedzialnego za przygotowanie orbitera do kolejnych operacji. Jeśli orbiter wylądował w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego, jest on przyciągany do jednego z trzech budynków konserwacyjnych ( Orbiter Processing Facility OPF), który jest mu przeznaczony: tam przeprowadzane są czynności konserwacyjne. Jeśli orbiter wylądował w Bazie Sił Powietrznych Edwards , jest kierowany do dźwigu, który ma zostać zainstalowany na wyposażonym w Boeing 747 i sprowadzony z powrotem do Centrum Kosmicznego im. Kennedy'ego.

Czynności konserwacyjne

Orbiter jest ciągnięty w kierunku jednego z trzech dedykowanych budynków ( Orbiter Processing Facility OPF) zlokalizowanych w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego, gdzie odbywają się rutynowe czynności konserwacyjne. Orbiter jest umieszczony na podwyższeniu, a kilka ruchomych platform jest umieszczonych w miejscu, aby zapewnić dostęp do różnych części promu. Po otwarciu drzwi ładowni wycofuje się ładunek zakończonej właśnie misji. Oczyszczane są różne obwody i zbiorniki: obwody silnika, układ podtrzymywania życia, klimatyzacja, ogniwo paliwowe, zbiorniki na wodę. Silniki SSME są demontowane do remontu w dedykowanym budynku ( Main Engine Processing Facility ). W razie potrzeby gondole silnika OMS i przedni blok silnika obrotowego są usuwane do remontu. Osłona termiczna jest badana płytka po płytce, a wszelkie uszkodzenia lub oznaki osłabienia są wymieniane. Incydenty wykryte podczas poprzedniej misji są przetwarzane. Sprawdzane jest również podwozie, niektóre elementy konstrukcyjne i inne systemy. Ulepszenia, jeśli nie unieruchamiają orbitera na zbyt długi czas, mogą być dokonywane w tej fazie. Czynności konserwacyjne i konfiguracyjne dla następnej misji prowadzonej w OPF zwykle trwają krócej niż 100 dni.

Aktualizacje

Ciężkie prace konserwacyjne i modernizacyjne są przeprowadzane okresowo, a ich głównym celem jest ograniczenie ryzyka przy jednoczesnym ograniczeniu jego kosztów. W 2000 r. Trwające modernizacje miały na celu zmniejszenie ryzyka utraty wahadłowca w fazie wynurzania o 50%, podczas przebywania na orbicie i powrotu na ziemię o 30%, a wreszcie poprawę informacji dostarczanych załodze. w sytuacjach krytycznych. Te ulepszenia miały wówczas zmniejszyć ryzyko utraty promu z 1/248 do 1/483. Ryzyko to, szacowane na 1/78 w 1988 r. W przypadku lotu STS-26, zostało zmniejszone do 1/248, głównie dzięki interwencji na SSME.

Operacje te są wykonywane w okresach rewizji ( okres przestoju Orbitera OMDP) trwających 14 miesięcy, planowanych co 8 lotów, tj. Co około 3 lata; one odbywać się w Boeing (dawniej Lockheed ) zakładu w Palmdale , Kalifornia . Niektóre ze zmian wprowadzonych podczas tych głównych zmian obejmują:

wzmocnienie podwozia, aby wahadłowiec wylądował w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego,
instalacja śluzy powietrznej i systemu dokowania w ładowni, tak aby prom mógł zadokować do stacji kosmicznej Mir ,
instalacja nowoczesnej deski rozdzielczej z ekranami zamiast wskaźników igłowych w kokpicie.
wzrost maksymalnej mocy silników SSME , która po kilku modyfikacjach wzrosła do 109% mocy pierwotnej (ale 104% użytecznej tylko w trybie normalnym).

Różne rodzaje misji promów kosmicznych

Prom kosmiczny jest z założenia bardzo elastycznym pojazdem. Jako jedyny może sprowadzić na Ziemię kilka ton materiału po pobycie w kosmosie. Bardzo duża ładownia pozwala na umieszczenie elementów stacji kosmicznej na orbicie, której nie może wystrzelić żadna istniejąca rakieta. Te wyjątkowe cechy, a także istnienie umów z innymi krajami partnerskimi, stanowią jedną z przyczyn kontynuacji programu promu kosmicznego pomimo jego bardzo wysokich kosztów. Jednak obszar interwencji promu kosmicznego został znacznie ograniczony, gdy stało się jasne, że obietnice oszczędności nie zostaną dotrzymane.

Utrzymanie satelitów na orbicie

Prom kosmiczny jest jedynym statkiem kosmicznym zdolnym do sprowadzenia satelitów z powrotem na Ziemię. Pierwsza misja tego typu jest wykonywana podczas misji STS-51-A : dwa satelity, które zawiodły na niskiej orbicie, gdy miały osiągnąć orbitę geostacjonarną , są przechwytywane, a następnie przewożone z powrotem na Ziemię w ładowni autobusu wahadłowego. Prom może również naprawić uszkodzony satelitę, o ile znajduje się na orbicie, do której może dotrzeć prom. Tym samym podczas misji STS-49 następuje wymiana apogeum satelity Intelsat IV. Najbardziej znanym przypadkiem jest Teleskop Kosmiczny Hubble'a, który miał być konserwowany i aktualizowany w drodze okresowych wizyt amerykańskiego promu kosmicznego. Pięć misji poświęconych jest pracom konserwacyjnym, za każdym razem umożliwiających przedłużenie żywotności satelity. Pierwsza misja ratuje teleskop kosmiczny, który nie może działać z powodu błędu konstrukcyjnego. Ostatnia misja STS-125 miała miejsce w 2009 roku.

Wystrzelenie satelitów

Na początku fazy operacyjnej programu promu kosmicznego jego główną misją jest umieszczenie satelitów na orbicie . NASA ma zatem nadzieję na obniżenie kosztów startu dzięki możliwości wielokrotnego użytku wahadłowca. Podczas pierwszej misji STS-5 po lotach kwalifikacyjnych Columbia zrzuciła satelity telekomunikacyjne Anik C-3 i SBS-C na niską orbitę, które następnie uzyskały orbitę geostacjonarną za pomocą własnych silników. Kolejne trzy misje będą również poświęcone wystrzeliwaniu satelitów.

Od katastrofy Challengera w 1986 roku prom nie umieszczał już komercyjnych satelitów na orbicie. Obsługiwane są tylko satelity wojskowe, naukowe lub rządowe. Wystrzelenie tych bardzo drogich samolotów było stopniowo powierzane konwencjonalnym wyrzutniom, a ostatnią misją wahadłowca, która wystrzeliła satelitę, jest lot STS-93, który latem umieszcza na orbicie teleskop kosmiczny Chandra . 1999.

Umieszczanie satelitów na orbicie
Wystrzelenie satelity SBS-C podczas misji STS-5 .
Satelita LDEF , który przeprowadza 50 eksperymentów, zostanie sprowadzony z powrotem na Ziemię 5 lat po umieszczeniu na orbicie.

Prom do eksperymentów naukowych

Innym ważnym tematem misji wahadłowca są badania w dziedzinie mikrograwitacji . Zapewnia to elastyczną platformę, która umożliwia przeprowadzanie eksperymentów wszystkich typów. W ładowni można przeprowadzać eksperymenty eksponowane w próżni lub w module ciśnieniowym, w którym załoga może prowadzić prace badawcze „w koszuli”. Pierwszym takim laboratorium jest Spacelab , laboratorium kosmiczne opracowane przez Europejską Agencję Kosmiczną , którego dziewiczy lot miał miejsce podczas misji STS-9 w listopadzie 1983 roku. Spacelab uczestniczył w 22 misjach wahadłowców; ostatnia misja to STS-90 w 1998 roku.

Następcą Spacelab jest Spacehab . O wiele bardziej elastyczne, to kosmiczne laboratorium może być również wykorzystywane do transportu ładunków na Międzynarodową Stację Kosmiczną, tak jak miało to miejsce podczas misji STS-105 . Ostatnią misją poświęconą wyłącznie badaniom jest misja STS-107 promu Columbia, który eksploduje podczas ponownego wejścia do atmosfery . Ostatni lot Spacehaba jako modułu logistycznego odbywa się w ramach misji STS-118 .

Wśród innych wybitnych misji naukowych figuruje STS-7, który przewoził platformy przeznaczone do badań w ładowni. Te, po zrzuceniu w kosmos na początku lotu, zostały odzyskane przez ramię Canadarm pod koniec lotu. Następnie kilka innych platform naukowych jest umieszczanych w kosmosie przez prom na okresy kilku miesięcy lub kilku lat, zanim zostaną odzyskane przez kolejną misję w celu analizy wyników.

Nawet misje wahadłowców, które nie są przeznaczone do badań, prowadzą eksperymenty naukowe. W ładowni często odbywają się eksperymenty naukowe na pokładzie, które są uruchamiane automatycznie. Załoga przeprowadzała również eksperymenty na pośrednim pokładzie wahadłowca podczas pobytu na orbicie. Dotyczy to w szczególności misji na międzynarodową stację kosmiczną.

Obsługa stacji kosmicznych

Mir

W latach 90-tych wahadłowiec wykonał kilka lotów na rosyjską stację Mir . W latach 1995–1998 prom zawinął do stacji dziewięć razy. W tamtym czasie była to pierwsza współpraca między dwoma mocarstwami kosmicznymi od czasu projektu Apollo-Sojuz w 1975 roku.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna

Dzięki swojej dużej elastyczności prom jest idealnym instrumentem do montażu stacji kosmicznej i jej tankowania. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna była silnie uzależniona od lotów wahadłowców. Wiele elementów stacji miało rozmiary, których nie mogły wystrzelić inne rakiety. Z drugiej strony ramię Canadarm promu umożliwia montaż nowych modułów bezpośrednio na stacji. Moduły nierosyjskie nie mają ani autonomicznego napędu, ani systemu kontroli orientacji i dlatego nie mogą cumować do stacji. Prom umożliwia również przejęcie stałej załogi stacji: teoretycznie może przewozić 5 pasażerów na jeden lot.

Ze względu na krytyczną rolę, jaką odegrał wahadłowiec w montażu stacji, zakaz lotów floty wahadłowców po katastrofie w Kolumbii w lutym 2003 r. Spowodował przesunięcie montażu stacji o kilka lat. Kilka eksperymentów naukowych, które miały zostać zainstalowane na stacji, zostało nawet odwołanych.

Operacje montażu i zaopatrzenia stacji kosmicznej
Orbiter Atlantis na podejściu do rosyjskiej stacji Mir podczas STS-74 .
Discovery Orbiter zadokował na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Belka P3 stacji kosmicznej jest wyciągana z ładowni.

Orbitery

Flota

NASA zbudowała pięć operacyjnych orbiterów. Każdy orbiter ma inną charakterystykę:

Columbia jest pierwszym orbiterem, który został oddany do eksploatacji. W latach 1981-2003 wykonał 28 lotów, zanim został zniszczony podczas powrotu do atmosfery1 st luty 2003. Columbia waży o 3,6 tony więcej niż następujące orbitery: skrzydła i kadłub są cięższe; Columbia jest wyposażona w oprzyrządowanie używane do kontrolowania zachowania wahadłowca podczas jego pierwszych lotów i zachowuje cięższą wewnętrzną śluzę, która na innych orbitach została porzucona na rzecz zewnętrznej śluzy niezbędnej do obsługi stacji kosmicznych.
Challenger (1982) to drugi zbudowany orbiter. Po raz pierwszy poleciał w 1983 roku w ramach misji STS-6, zanim został zniszczony podczas startu dziesiątego lotu STS-51-L na28 stycznia 1986.
Discovery wykonał swój pierwszy lot w 1984 roku w ramach misji STS-41-D i ukończy 39 misji. Jego ostatnie uruchomienie miało miejsce 24 lutego 2011 r. To właśnie orbiter wykonał najwięcej misji.
Atlantis wykonał swój pierwszy lot w 1985 roku na misji STS-51-J i wykonał 33 loty. Jego ostatnie uruchomienie miało miejsce 8 lipca 2011 roku.
Endeavour wykonał swój pierwszy lot w 1992 roku w ramach misji STS-49 . Został zbudowany po zniszczeniu Challengera i będzie wykonywał 25 lotów. Jego ostatni lot zakończył się w dniu 1 st czerwca 2011 ( STS-134 ).

Dwa inne przykłady zostały zbudowane na potrzeby rozwoju wahadłowca:

Enterprise lub OV-101 ( Orbital Vehicle-101 ) dostarczony do NASA w 1977 jest używany jako pierwszy do sprawdzenia transportu wahadłowca z tyłu przewoźnika Boeing 747. W 1977 roku przeprowadzono pięć lotów bezzałogowych i trzy loty z załogą. W tym samym roku wahadłowiec był pięciokrotnie wypuszczany z tyłu samolotu 747 w locie i wylądował samodzielnie po szybowaniu. W ciągu następnych kilku lat Enterprise był używany do testowania wibracji i walidacji procedur montażowych przed wystrzeleniem wahadłowca w Kennedy Space Center. W 1985 roku wahadłowiec, który nie był wyposażony do wykonywania misji na orbicie, został zwrócony do Narodowego Muzeum Lotnictwa i Kosmosu w Waszyngtonie w celu wystawienia. W 2012 roku przeniosła się do Nowego Jorku w Intrepid Sea-Air-Space Museum .

Pathfinder zbudowany w 1977 roku przez Marshall Space Center to stalowa makieta podobna wagą, rozmiarem i kształtem do orbitera. Służy do sprawdzania obsługi i wielkości budynków oraz obrabianych dróg.

Bilans

Amerykański prom kosmiczny nie zrewolucjonizował transportu kosmicznego, obniżając koszty wyniesienia na orbitę zgodnie z oczekiwaniami jego projektantów. W 2008 roku, kiedy program wahadłowca był bliski zakończenia, oszacowano, że każdy lot wahadłowca kosmicznego USA kosztował 1,5 miliarda dolarów, włączając koszty rozwoju: cena nie konkurencyjna w stosunku do ceny klasycznej wyrzutni. Nie ma też elastyczności operacyjnej: wskaźnik uruchomienia osiągnął 5% pierwotnie planowanego. Prom kosmiczny miał obniżyć ryzyko dla astronautów do tego samego poziomu, co pasażerów samolotów. Opiera się na tym założeniu, że wahadłowiec został zaprojektowany bez systemu ratunkowego w przeciwieństwie do konwencjonalnych wyrzutni. Ale wahadłowiec jest znacznie bardziej złożoną maszyną niż konwencjonalna wyrzutnia i dlatego jest bardziej podatna na awarie, nawet przy bardzo uciążliwych procedurach kontrolnych. Decyzja o wycofaniu wahadłowca wynika w dużej mierze z tej obserwacji. Przyjmuje się, że maszyny, które zastąpią wahadłowiec w różnych rolach, będą „klasycznymi” statkami kosmicznymi, takimi jak kapsuła Apollo: amerykański prom kosmiczny jest dziś powszechnie uważany za ślepą uliczkę w dziedzinie załogowych lotów kosmicznych.

Orbitery przechowywane w muzeach

Cztery orbity operacyjne, które przetrwały do końca programu, są teraz prezentowane w różnych muzeach w Stanach Zjednoczonych:

Odkrycie jest prezentowane w National Air and Space Museum w Waszyngtonie
Atlantyda jest eksponowana w sekcji muzeów Kennedy Space Center na Florydzie .
Endeavour jest wystawiany w California Science Center w Los Angeles
Pod koniec 2011 roku Enterprise, który wcześniej był wystawiany w National Air and Space Museum w Waszyngtonie, został przeniesiony do Intrepid Sea-Air-Space Museum w Nowym Jorku .

Ponadto dwa laboratoria kosmiczne Spacelab załadowane do ładowni podczas licznych misji promów kosmicznych są widoczne odpowiednio na lotnisku w Bremie w Niemczech oraz w National Air and Space Museum w Waszyngtonie.

Replika wahadłowca Endeavour znajduje się w Cosmodome i służy do symulacji misji.

Galeria

Przegląd urządzeń startowych.

Uwagi i odniesienia

Uwagi

Zdolność pojazdu kosmicznego do opuszczenia swojej orbity w celu wylądowania na Ziemi. Im większe przesunięcie boczne, tym łatwiej maszynie wybrać strefę lądowania.
Sam Rockwell zostanie kupiony przez Boeinga w grudniu 1996 roku .
Ten kształt (11-ramienna gwiazda) tworzy dużą powierzchnię spalania podczas zapłonu, stąd duży ciąg, który zmniejsza się bardzo szybko, gdy sekcja staje się cylindryczna
W przeciwieństwie do SSME, dopalaczy prochu nie można wyłączyć po wystrzeleniu

Bibliografia

(w) „ Podstawy wahadłowca ” , NASA,15 lutego 2005(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
Nancy Bray , „ Wahadłowiec kosmiczny i międzynarodowa stacja kosmiczna ” , na NASA ,28 kwietnia 2015(dostęp 10 stycznia 2020 )
(en) TA Heppenheimer, „ Decyzja o wahadłowcu kosmicznym ” , NASA,1999(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
Dennis R. Jenkins str. 78-79 .
(en) Mark Wade, " Shuttle " [ archiwum z7 kwietnia 2004] , Astronautix,9 sierpnia 2003(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
Space Shuttle konferencja techniczna str. 212-230 .
Xavier Pasco op. cit. p. 134 .
Xavier Pasco op. cit. p. 139-147 .
Dennis R. Jenkins str. 78-79 .
Xavier Pasco op. cit. p. 103-105 .
Dennis R. Jenkins str. 170 .
(w) Richard Braastad, „ Putting NASA's Budget in Perspective ” [ archiwum3 marca 2016 r] (dostęp 22 czerwca 2018 ) .
(w) TA Heppenheimer, „ Decyzja o wahadłowcu kosmicznym ” , NASA,1999(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
Dennis R. Jenkins str. 182-183 .
Dennis R. Jenkins str. 187-248 .
Dennis R. Jenkins str. 286-287 .
Dennis R. Jenkins str. 288 .
(w) Raport Komisji Rogersa, „ Raport Prezydenckiej Komisji w sprawie wypadku promu kosmicznego Challenger , tom 1, rozdział 4, strona 72 ” ,1986(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
(w) Raport Komisji Rogersa, „ Raport Prezydenckiej Komisji w sprawie wypadku promu kosmicznego Challenger , tom 1, rozdział 6 ” ,1986(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
(w) Rogers odroczenie Komisji " Wdrażanie zaleceń Prezydenckiej Komisji w sprawie wypadku promu kosmicznego Challenger, Zalecenie VII " ,1987(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
Dennis R. Jenkins str. 288 .
Dennis R. Jenkins str. 324-331 .
(w) Associated Press , " Stopione aluminium znalezione na płytach termicznych Columbia " , USA Today ,4 marca 2003( czytaj online , sprawdzono 22 czerwca 2018 r. ).
(w) Columbia Accident Investigation Board: Report Volume 1 ,sierpień 2003, 248 str. ( czytaj online [PDF] ) , str. 123.
(w) Columbia Accident Investigation Board: Report Volume 1: Part Two: Why the Accident Occured , Columbia Accident Investigation Board,sierpień 2003, 204 s. ( czytaj online [PDF] ) , str. 95.
(w) Columbia Accident Investigation Board, " 6.1 A History of Foam anomalies (page 121) " [ archiwum2 kwietnia 2009] [PDF] ,sierpień 2003(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
(w) Richard Simon , „ Z wahadłowcami stają się salami muzeów, miastami, w których wyląduje jedno życie ” , Los Angeles Times ,14 sierpnia 2010( czytaj online ).
(w) „ Ostateczna siedziba Discovery 'w powietrzu' ' na upi.com ,1 st listopad 2010(dostęp 22 czerwca 2018 ) .
(w) „ NYC, LA, Kennedy Space Center, Smithsonian, aby zdobyć 4 emerytowane promy kosmiczne ” , USA Today ,12 kwietnia 2011( czytaj online , sprawdzono 22 czerwca 2018 r. ).
(in) " STS-113 Space Shuttle Processing - Tablica pytań i odpowiedzi: Z czego są wykonane okna w promie kosmicznym? „ NASA (dostęp 23 czerwca 2018 r . ) .
Dennis R. Jenkins str. 365-384 .
Dennis R. Jenkins str. 412-420 .
Dennis R. Jenkins str. 389-391 .
Dennis R. Jenkins str. 391-392 .
(w) John W. Young i James R. Hansen , Forever Young: A Life of Adventure in Air and Space , University Press of Florida,2012, 424 s. , Kindle eBook ( ISBN 978-0-8130-4933-5 i 0-8130-4933-4 ) , rozdz. 4.
Dennis R. Jenkins str. 395-402 .
Dennis R. Jenkins str. 238-239 .
Dennis R. Jenkins str. 401 .
Dennis R. Jenkins str. 408-411 .
„ Podwozie z Orbiter ” na www.capcomespace.net (obejrzano 1 st lipca 2020 )
Jean-François Clervoy , Historia kosmosu: misja do Hubble , Paryż, Jacob-Duvernet,2009, 207 str. ( ISBN 978-2-84724-251-5 ) , str. 73.
Mark Traa ( przetłumaczone z języka angielskiego przez Paloma Cabeza-Orcel), Podbój kosmosu , Paryż, Gründ ,wrzesień 2007, 319 s. ( ISBN 978-2-7000-1797-7 ) , str. 108.
(w) „ Exercise equipment ” na stronie spaceflight.nasa.gov (dostęp 23 czerwca 2018 r . ) .
Dennis R. Jenkins str. 379-382 .
(w) " Shuttle Orbiter Medical System " [ archiwum2 kwietnia 2009] , Kennedy Space Center, NASA (dostęp 23 czerwca 2018 ) .
„ Launch control center ” (dostęp 21 marca 2010 )
Didier Capdevila, „ The computer of the shuttle ” , Capcom Espace (dostęp 13 lutego 2016 )
Didier Capdevila, „ energia promu ” Capcom Espace (dostęp 13 lutego 2016 roku ) .
Dennis R. Jenkins str. 421 .
Dennis R. Jenkins str. 422-423 .
Dennis R. Jenkins str. 425-433
(en) " Space Shuttle: Orbiter Processing: od momentu lądowania do uruchomienia " , NASA Kennedy Space Center,18 czerwca 2005
Dennis R. Jenkins str. 259
Dennis R. Jenkins str. 417
Dennis R. Jenkins str. 259-260
Dennis R. Jenkins str. 417
NASA, „ Orbit Insertion ” ,4 lipca 2002
Dennis R. Jenkins s. 263
NASA, „ Space Shuttle Transoceanic Abort Landing Sites ” ,Listopad 2006
NASA, „ Contingency Abort ” (dostęp 23 marca 2010 )
Dennis R. Jenkins str. 370-371
NASA, „ Inflight Crew Escape System ” (dostęp 23 marca 2010 )
(w) „ dokument dla prasy dotyczący misji NASA STS-131 ” [PDF] , NASA,kwiecień 2010(dostęp 20 stycznia 2015 )
(i) " docelowa orbiter transfer przestrzeń w KSC " , NASAMaj 2000
Dennis R. Jenkins str. 260
Dennis R. Jenkins str. 260-261
(w) „ Mission Control Answers Your Questions: From: Amanda, of Sydney, Australia ” , NASA (dostęp: 23 marca 2010 )
Dennis R. Jenkins str. 261
Dennis R. Jenkins str. 441
Dennis R. Jenkins str. 435
Dennis R. Jenkins str. 435-439
(w) „ Orbiter Overhaul | Plan odchudzania Columbia ” , Spaceflight Now,14 kwietnia 2000(dostęp 17 lipca 2009 )
(w) „ Orbiter Overhaul | Lecąc w przyszłość ” , Spaceflight Now,14 kwietnia 2000(dostęp 17 lipca 2009 )
(w) „ Enterprise (OV-101) ” , NASA Kennedy Space Center10 marca 2000
„ Space Shuttle Pavilion ” , na www.intrepidmuseum.org (dostęp 27 stycznia 2019 )
(w) „ Parthfinder ” , NASA Centrum Kosmiczne im. Kennedy'ego1995
(w) Pat Duggins, „ OSTATECZNE ODLICZANIE: NASA i koniec programu promu kosmicznego ” , American Scientist,2007(dostęp 22 października 2009 )

Bibliografia

NASA :

[PDF] (en) TA Heppenheimer (NASA), Decyzja dotycząca wahadłowca kosmicznego ,1999( czytaj online )Historia: od pierwszych koncepcji do uruchomienia projektu promu kosmicznego (SP 4221).
[PDF] (en) NASA, NSTS 1988 News Reference Manual ,1988( czytaj online )Podręcznik dotyczący wahadłowca kosmicznego 1988.
[PDF] (en) NASA Johnson Space Center, konferencja techniczna promu kosmicznego ,1983( czytaj online )Przedstawienie właściwości technicznych promu.
[PDF] (en) Roger D. Launius i Dennis R. Jenkins, Coming Home: Reentry and Recovery from Space (NASA SP-2011-593 , NASA,2001, 337 pkt. ( ISBN 978-0-16-091064-7 , czytaj online )Historia zbadanych i opracowanych metod lądowania statku kosmicznego na Ziemi (skupiona na osiągnięciach Ameryki)

Inne :

(en) Dennis R. Jenkins, Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, pierwsze 100 misji , Midland Publishing,2006, 513 s. ( ISBN 978-1-85780-116-3 )
(en) Pat Duggins, Final Countdown: NASA and the End of the Space Shuttle Program , University Press of Florida,2009, 264 str. ( ISBN 978-0-8130-3384-6 )
(en) Davide Sivolella, The Space Shuttle Program: Technologies and Accomplishments , Springer Praxis Books,2017, 360 s. ( ISBN 978-3-319-54946-0 , czytaj online )
(pl) Davide Sivolella, To Orbit and Back Again: How the Space Shuttle Flew in Space , Springer Praxis Books,2014, 502 pkt. ( ISBN 978-1-4614-0983-0 , czytaj online )
(en) David J. Shayler, Montaż i dostawa ISS: prom kosmiczny wypełnia swoją misję , Springer-PRAXIS,2017, 350 pkt. ( ISBN 978-3-319-40443-1 , czytaj online )
Xavier Pasco, Polityka kosmiczna Stanów Zjednoczonych 1958-1985: Technologia, interes narodowy i debata publiczna , L'Harmattan ,1997, 300 pkt. ( ISBN 2-7384-5270-1 , czytaj online )
Alain Duret, Space conquest: from dream to market , Paryż, Éditions Gallimard ,2002, 262 s. ( ISBN 2-07-042344-1 )
F. Verger, R. Ghirardi, I Sourbès-Verger, X. Pasco, Nowa przestrzeń terytorialna: atlas satelitów i polityk kosmicznych , Belin ,2002
(en) JD Hunley, amerykańska technologia statku kosmicznego: Viking to space shuttle , University press of Florida,2008, 453, str. ( ISBN 978-0-8130-3178-1 )
(en) Dennis R. Jenkins i Roger D Launius, Aby osiągnąć górną granicę: historia amerykańskich rakiet nośnych , Wydawnictwo uniwersyteckie w Kentucky,2002( ISBN 978-0-8131-2245-8 )
(en) Melvin Smith , An Illustrated History of Space Shuttle: US skrzydlaty statek kosmiczny: X-15 to Orbiter , Haynes Publishing Group,1985, 246 s. ( ISBN 0-85429-480-5 ) , str. 111-132.

Zobacz też

Powiązane artykuły

Wzmacniacz prochowy amerykańskiego promu kosmicznego
Silnik główny Orbiter (SSME)
Zbiornik zewnętrzny amerykańskiego promu kosmicznego
Lista misji promów kosmicznych
Buran, rosyjski prom kosmiczny
Payload Assist Module i inercyjnych Upper Stage , modułów napędowych stosowanych do uruchamiania międzyplanetarne sondy lub satelitów na orbicie z wysokim promu.

Linki zewnętrzne

NASA :

Inny