АҚШ мемлекеттік бағдарламасы STS (ғарыштық тасымалдау жүйесі) бүкіл әлемде «Шаттл» деп аталады. Бұл бағдарламаны НАСА мамандары жүзеге асырды, оның негізгі мақсаты-адамдарды және әр түрлі жүктерді жердің төменгі орбитасына және артқа жеткізуге арналған, көп рет қолданылатын басқарылатын көлік ғарыш аппаратын құру және қолдану. Демек, нақты атау - «Ғарыш кемесі».
Бағдарлама бойынша жұмыс 1969 жылы АҚШ -тың екі үкіметтік бөлімі: НАСА мен Қорғаныс министрлігінің қаржыландыруымен басталды. Әзірлеу және әзірлеу жұмыстары NASA мен ӘӘК бірлескен бағдарламасы аясында жүргізілді. Сонымен қатар, мамандар 1960 жылдардағы Аполлон бағдарламасының ай модульдерінде бұрын сыналған бірнеше техникалық шешімдерді қолданды: қатты отынды күшейткіштермен жүргізілген эксперименттер, оларды бөлу және сыртқы цистернадан отын алу. Ғарыштық көліктік жүйенің негізі - бұл көп рет қолданылатын ғарыш аппараты. Жүйе сонымен қатар жер үсті қолдау кешендерін (Кеннеди ғарыш орталығының Ванденберг әуе базасында, Флорида штатында орналасқан сынақ және ұшыру қондыру кешені), Хьюстондағы (Техас штаты) ұшуды басқару орталығын, сондай -ақ спутниктер арқылы мәліметтерді жіберу мен байланыс жүйесін қамтыды. басқа құралдар ….
Бұл бағдарлама бойынша жұмысқа барлық жетекші американдық аэроғарыштық компаниялар қатысты. Бағдарлама шын мәнінде ауқымды және ұлттық болды, 47 штаттан 1000-нан астам компания ғарыш кемесіне түрлі өнімдер мен жабдықтар жеткізді. 1972 жылы бірінші орбиталық кеменің құрылысына келісімшартты Rockwell International ұтып алды. Алғашқы екі шаттлдің құрылысы 1974 жылдың маусымында басталды.
Columbia ғарыш кемесінің алғашқы рейсі. Сыртқы жанармай цистернасы (ортасы) алғашқы екі рейсте ақ түске боялған. Болашақта резервуар жүйенің салмағын азайту үшін боялмаған.
Жүйенің сипаттамасы
Space Shuttle құрылымдық қайта пайдалануға болатын ғарыштық көлік жүйесі бірінші саты ретінде қызмет ететін екі қатты отынды күшейткішті және үш оттегі-сутегі қозғалтқышы бар орбитада қайта пайдалануға болатын ғарыш аппаратын (орбиталық, орбита), сондай-ақ сыртқы отынның үлкен бөлімін қамтиды. екінші кезең. Ғарыштық ұшу бағдарламасы аяқталғаннан кейін орбиташы Жерге өз бетімен оралды, онда ол арнайы ұшу -қону жолақтарына ұшақ тәрізді қонды.
Екі қатты зымыран күшейткіші ұшырылғаннан кейін шамамен екі минут жұмыс істейді, ғарыш кемесін қозғайды және бағыттайды. Осыдан кейін шамамен 45 шақырым биіктікте олар бөлініп, парашют жүйесінің көмегімен мұхитқа құлады. Жөндеуден және толтырудан кейін олар қайтадан қолданылады.
Сұйық сутегімен және оттегімен (негізгі қозғалтқыштарға арналған отын) толтырылған жер атмосферасында жанатын сыртқы отын цистернасы ғарыштық жүйенің бір реттік элементі болып табылады. Резервуардың өзі сонымен қатар ғарыш кемесіне қатты отын күшейткіштерін бекітуге арналған жақтау болып табылады. Ол шамамен 113 шақырым биіктікте ұшқаннан кейін шамамен 8,5 минуттан кейін лақтырылады, танктің көп бөлігі жер атмосферасында жанып кетеді, ал қалған бөліктері мұхитқа түседі.
Жүйенің ең әйгілі және танылатын бөлігі - бұл қайта пайдалануға болатын ғарыш кемесінің өзі - шаттл, іс жүзінде жер бетіндегі орбитаға шығарылатын «ғарыш кемесінің» өзі. Бұл шаттл ғарышта ғылыми зерттеулер үшін сынақ алаңы мен алаңы, сондай -ақ екі -жеті адамнан тұратын экипаж үшін үй ретінде қызмет етеді. Шаттлдың өзі ұшақта үшбұрышты қанаты бар схемаға сәйкес жасалған. Қону үшін ол ұшақ типті шассиді пайдаланады. Егер қатты отынды зымыран күшейткіштер 20 есеге дейін қолдануға арналған болса, онда шаттлдің өзі - ғарышқа 100 рейске дейін.
Союзмен салыстырғанда орбиталық кеменің өлшемдері
Американдық ғарыш кемесі жүйесі Канаверал мүйісінен (Флорида) шығысқа қарай жіберілгенде 185 км биіктікте және 28 ° дейін 24,4 тоннаға дейін және Кеннеди ғарыштық ұшу аумағынан 11,3 тоннаға дейін жүк түсіре алады. Биіктігі 500 км және көлбеуі 55 ° болатын орбитаға центр. Ванденберг әскери -әуе күштерінің базасынан (Калифорния, батыс жағалау) ұшырылған кезде 185 тонна биіктіктегі циркулярлы орбитаға 12 тоннаға дейін жүк жіберуге болады.
Біз жүзеге асыра алдық, ал жоспарларымыз тек қағаз жүзінде қалды
1969 жылдың қазанында ғарыш кемесінің бағдарламасын жүзеге асыруға арналған симпозиум аясында шаттлдың «әкесі» Джордж Мюллер былай деп атап өтті: «Біздің мақсат - бір килограмм жүкті жеткізу құнын төмендету. орбита Сатурн-V үшін 2000 доллардан килограммына 40-100 долларға дейін. Осылайша біз ғарышты игерудің жаңа дәуірін ашуға болады. Алдағы апталар мен айларда осы симпозиумның, NASA мен ӘӘК -тің міндеті - біз бұған қол жеткізе алатындығымызды қамтамасыз ету ». Жалпы, ғарыш кемесіне негізделген әр түрлі нұсқалар үшін пайдалы жүктемені іске қосу құны бір келі үшін 90 -нан 330 долларға дейін болады деп болжанған. Сонымен қатар, екінші буындағы шаттлдер бір килограмм үшін 33-66 долларға дейін төмендетеді деп есептелді.
Шындығында, бұл сандар тіпті қол жетпейтін болып шықты. Оның үстіне, Мюллердің есептеулері бойынша, шатлды іске қосу құны 1-2,5 миллион доллар болуы керек еді. Шындығында, NASA мәліметтері бойынша, шаттлды ұшырудың орташа құны шамамен 450 миллион долларды құрады. Және бұл елеулі айырмашылықты қойылған мақсаттар мен шындық арасындағы негізгі сәйкессіздік деп атауға болады.
Ашық жүк бөлімі бар «Endeavour» шаттл
2011 жылы ғарыштық тасымалдау жүйесі бағдарламасы аяқталғаннан кейін біз оны іске асыру барысында қандай мақсаттарға қол жеткізілгенін, ал қайсысы орындалмағанын сенімді түрде айта аламыз.
Ғарыш кемесі бағдарламасының мақсаттары орындалды:
1. Әр түрлі жүкті орбитаға жеткізуді жүзеге асыру (жоғарғы сатылары, спутниктері, ғарыш станцияларының сегменттері, ХҒС қоса алғанда).
2. Жердің төменгі орбитасында орналасқан спутниктерді жөндеу мүмкіндігі.
3. Жерге спутниктерді қайтару мүмкіндігі.
4. 8 адамға дейін ғарышқа ұшу мүмкіндігі (құтқару операциясы кезінде экипажды 11 адамға дейін жеткізуге болады).
5. Қайта пайдалануға болатын ұшуды сәтті жүзеге асыру және шаттлдің өзін және қатты отын үдеткіштерін қайта пайдалану.
6. Ғарыш кемесінің принципті жаңа орналасуын тәжірибеде енгізу.
7. Кеменің көлденең маневрлерін жүргізу мүмкіндігі.
8. Жүк бөлімінің үлкен көлемі, 14, 4 тоннаға дейінгі жүктерді Жерге қайтару мүмкіндігі.
9. Құны мен даму уақыты 1971 жылы АҚШ президенті Никсонға уәде етілген мерзімдерге сәйкес келді.
Қол жеткізілмеген мақсаттар мен сәтсіздіктер:
1. Ғарышқа қол жеткізудің сапалы жеңілдетілуі. Бір келі жүкті орбитаға жеткізудің құнын екі мөлшерге азайтудың орнына, ғарыш кемесі жер серігіне Жер орбитасына жеткізудің ең қымбат әдістерінің бірі болып шықты.
2. Ғарыштық ұшулар арасындағы шаттлдарды жылдам дайындау. Ұшулар арасындағы екі аптаға бағаланған уақыттың орнына, шаттлдар айлар бойы ғарышқа ұшуға дайындала алады. Challenger ғарыш кемесі апатқа ұшырағанға дейін, ұшулар арасындағы рекорд 54 күнді, апаттан кейін - 88 күнді құрады. Олардың жұмысының барлық кезеңінде олар жылына орта есеппен 4-5 рет ұшырылады, ал экономикалық тұрғыдан негізделген ең аз рұқсат етілген ұшыру саны жылына 28 ұшыру болды.
3. Қызмет көрсетудің қарапайымдылығы. Шаттлды құру кезінде таңдалған техникалық шешімдерді сақтау өте қиын болды. Негізгі қозғалтқыштар бөлшектеу процедураларын және ұзақ қызмет мерзімін талап етті. Бірінші үлгідегі қозғалтқыштардың турбоагрегаттық қондырғылары ғарышқа әр ұшқаннан кейін олардың толық қорғанысын және жөндеуді қажет етті. Жылу қорғайтын плиткалар бірегей болды - әр ұяның өз плиткасы болды. Барлығы олардың саны 35 мың болды, сонымен қатар ұшу кезінде плиткалар зақымдалуы немесе жоғалуы мүмкін.
4. Барлық бір реттік тасымалдағыштарды ауыстырыңыз. Шатлдар ешқашан полярлық орбитаға шықпады, бұл негізінен барлау спутниктерін орналастыру үшін қажет болды. Бұл бағытта дайындық жұмыстары жүргізілді, бірақ олар Челленджер апатынан кейін қысқартылды.
5. Ғарышқа сенімді қол жеткізу. Төрт ғарыштық кеме олардың кез келгенінің жоғалуы бүкіл флоттың 25% жоғалтқанын білдірді (әрқашан 4 ұшатын орбита болмады, жоғалған Челленджердің орнына Endeavour шаттелі салынды). Апаттан кейін рейстер ұзақ уақытқа тоқтады, мысалы, Челленджер апатынан кейін - 32 айға.
6. Шатлдардың жүк көтергіштігі әскери шарттарда талап етілгеннен 5 тоннаға төмен болды (30 тоннаның орнына 24,4 тонна).
7. Көлденең маневр жасаудың үлкен мүмкіндіктері іс жүзінде ешқашан қолданылмаған, себебі шаттлдар полярлық орбитаға ұшпаған.
8. Жер орбитасынан спутниктерді қайтару 1996 жылы тоқтап қалды, ал барлық уақыт ішінде ғарыштан тек 5 спутник қайтарылды.
9. Жер серіктерін жөндеуге сұраныс аз болып шықты. Барлығы 5 спутник жөнделді, алайда шаттлдар әйгілі Хаббл телескопына 5 рет техникалық қызмет көрсетті.
10. Енгізілген инженерлік шешімдер бүкіл жүйенің сенімділігіне теріс әсер етті. Ұшу мен қону кезінде экипажды төтенше жағдайда құтқару мүмкіндігін қалдырмаған жерлер болды.
11. Шаттлдың тек қана басқарылатын ұшуларды орындай алатындығы ғарышкерлерге қажетсіз қауіп төндірді, мысалы, орбитаға спутниктік жоспарлы ұшырулар үшін автоматтандыру жеткілікті болар еді.
12. Ғарыш кемесі бағдарламасының жабылуы 2011 жылы Шоқжұлдыз бағдарламасының күшін жоюға қосылды. Бұл АҚШ -тың көптеген жылдар бойы ғарышқа тәуелсіз қол жеткізуін жоғалтуына әкелді. Нәтижесінде кескіннің жоғалуы және олардың ғарышкерлеріне басқа елдің ғарыш кемесінен орын алу қажеттілігі (Ресейдің басқарылатын ғарыш аппараты «Союз»).
Shuttle Discovery ХҒС -қа қонар алдында маневр жасайды
Кейбір статистика
Шаттлдар Жер орбитасында екі апта тұруға арналған. Әдетте олардың рейстері 5 -тен 16 күнге дейін созылады. Бағдарлама тарихындағы ең қысқа ұшу рекорды 1981 жылдың қарашасында небәрі 2 күн, 6 сағат 13 минут жұмсаған Колумбия ғарыш кемесіне тиесілі (экипажбен бірге 2003 жылдың 1 ақпанында ғарышқа 28 -ші ұшу). ғарыштағы минуттар. Сол шаттл 1996 жылдың қарашасында ең ұзақ ұшуды жасады - 17 күн 15 сағат 53 минут.
Жалпы алғанда, 1981-2011 жылдар аралығында осы бағдарлама жұмыс істеген кезде ғарыш кемесімен 135 ұшыру жүргізілді, оның ішінде Discovery - 39, Атлантис - 33, Колумбия - 28, Endeavor - 25, Challenger - 10 (экипажмен бірге қайтыс болды) 1986 ж. 28 қаңтарда). Жалпы, бағдарлама аясында ғарышқа ұшуды жүзеге асыратын жоғарыда аталған бес шаттл жасалды. Тағы бір басқа, Enterprise шаттл бірінші болып салынды, бірақ бастапқыда ол тек жердегі және атмосфералық сынақтарға, сондай -ақ ұшыру алаңдарында дайындық жұмыстарына арналған, ол ешқашан ғарышқа ұшпаған.
Айта кету керек, НАСА шаттлдарды іс жүзінде болғаннан әлдеқайда белсенді пайдалануды жоспарлады.1985 жылы американдық ғарыш агенттігінің мамандары 1990 жылға қарай олар жылына 24 рет ұшырылады деп күтеді, ал кемелер ғарышқа 100 рейске дейін ұшады, іс жүзінде барлық 5 шаттл 30 жылда тек 135 рейс жасады, оның екеуі аяқталды. апат. Ғарышқа ұшу саны бойынша рекорд «Discovery» шаттлына тиесілі - ғарышқа 39 рейс (бірінші 30 тамыз 1984 ж.).
«Атлантида» кемесінің қонуы
Американдық шаттлдар барлық ғарыштық жүйелердің ішінде қайғылы рекордқа ие - өлген адамдар саны бойынша. Олардың қатысуымен болған екі апат 14 американдық ғарышкердің өліміне әкелді. 1986 жылы 28 қаңтарда, ұшу кезінде, сыртқы жанармай багындағы жарылыс салдарынан, «Челленджер» шаттелі құлады, бұл ұшудың 73 -ші секундында болды және барлық 7 экипаж мүшесінің, соның ішінде бірінші ғарышкердің өліміне әкелді. - бұрынғы мұғалім Криста МакАулифф, ол ғарышқа ұшу құқығына арналған американдық жалпыұлттық байқауда жеңімпаз атанды. Екінші апат 2003 жылы 1 ақпанда, Колумбия ғарыш кемесінің 28 -ші ұшуынан ғарышқа оралған кезде болды. Апаттың себебі-ұшу кезінде оттегі цистернасының жылу оқшаулағыш бөлігінің құлауынан болған шаттл қанатының сол жақ жазықтығындағы сыртқы жылудан қорғайтын қабаттың бұзылуы. Қайтып оралғанда, шаттл ауада құлап, 7 ғарышкер қайтыс болды.
Ғарыштық көлік жүйесі бағдарламасы 2011 жылы ресми түрде аяқталды. Барлық қызмет көрсететін көліктер жойылып, мұражайларға жіберілді. Соңғы рейс 2011 жылдың 8 шілдесінде болды және экипажы 4 адамға дейін қысқартылған Атлантида шаттлімен орындалды. Ұшу 2011 жылдың 21 шілдесінде таңертең аяқталды. Бұл ғарыш кемесі 30 жыл жұмыс істеген уақыт ішінде 135 рет ұшып шықты, барлығы Жерді айналып өтетін 21152 орбитаны аяқтап, ғарышқа 1600 тонна түрлі пайдалы жүкті жеткізді. Осы уақыт ішінде экипаж құрамына 16 түрлі елден 355 адам (306 ерлер мен 49 әйелдер) кірді. Ғарышкер Франклин Сторей Мусгрейв бес шаттлдің барлығын ғана ұшқан.
