Az öt leghíresebb űrsikló. Beteljesületlen remények: mit terveztek és mi történt a Space Shuttle programban

2011. július 21-én, 9 óra 57 perckor az Atlantis űrrepülőgép leszállt a Kennedy Űrközpont 15-ös kifutóján. Ez volt az Atlantis 33. repülése és a Space Shuttle projekt 135. űrmissziója.

Ez a repülés volt az utolsó az egyik legambiciózusabb űrprogram történetében. A projekt, amelyre az Egyesült Államok támaszkodott az űrkutatásban, egyáltalán nem ért véget úgy, ahogy a fejlesztők egykor elképzelték.

Az újrafelhasználható űrhajók ötlete a Szovjetunióban és az USA-ban is megjelent az űrkorszak hajnalán, az 1960-as években. Az Egyesült Államok 1971-ben kezdte meg a gyakorlati megvalósítást, amikor az észak-amerikai Rockwell cég megbízást kapott a NASA-tól egy teljes, újrafelhasználható hajóflotta fejlesztésére és létrehozására.

A program készítőinek terve szerint az újrafelhasználható hajóknak hatékony és megbízható eszközzé kellett volna válniuk az űrhajósok és rakományok Földről alacsony föld körüli pályára szállítására. Az eszközöknek a „Föld – Űr – Föld” útvonalon kellett volna száguldozniuk, mint a siklók, ezért a program „Space Shuttle” – „Space Shuttle” nevet kapta.

Kezdetben az űrsikló csak egy nagyobb projekt része volt, amely egy 50 fős nagy orbitális állomás, egy holdi bázis és egy Föld körüli pályán álló kis orbitális állomás létrehozását jelentette. Tekintettel a terv összetettségére, a NASA a kezdeti szakaszban készen állt arra, hogy csak egy nagy orbitális állomásra korlátozza magát.

Mikor hagyták jóvá ezeket a terveket A fehér Ház, y Richard Nixon amerikai elnök Elsötétült a szemem a becsült projektbecslésben szereplő nullák számától. Az Egyesült Államok hatalmas összeget költött arra, hogy megelőzze a Szovjetuniót az emberes „holdversenyben”, de lehetetlen volt folytatni az űrprogramok valóban csillagászati ​​összegű finanszírozását.

Első indítás a kozmonautika napján

Miután Nixon elutasította ezeket a projekteket, a NASA egy trükkhöz folyamodott. Miután elrejtette a nagy orbitális állomás létrehozásának terveit, az elnök elé terjesztették azt a projektet, amely egy újrafelhasználható űrhajó létrehozására irányult, amely képes nyereséget termelni és megtéríteni a befektetéseket a műholdak kereskedelmi alapon történő pályára állítása révén.

Az új projektet vizsgálatra küldték a közgazdászokhoz, akik arra a következtetésre jutottak, hogy a program akkor térülne meg, ha évente legalább 30 újrafelhasználható űrrepülőgép kilövést hajtanak végre, és az eldobható űrjárműveket teljesen leállítják.

A NASA meggyőződött arról, hogy ezek a paraméterek teljesen elérhetőek, és az űrsikló-projekt jóváhagyást kapott az elnöktől és az Egyesült Államok Kongresszusától.

Valójában a Space Shuttle projekt nevében az Egyesült Államok elhagyta az eldobható űrhajókat. Sőt, az 1980-as évek elejére döntés született arról, hogy a katonai és hírszerző járművek indítóprogramját áthelyezik az űrsiklókra. A fejlesztők biztosították, hogy tökéletes csodakészülékeik megnyílnak új oldal az űrkutatásban arra kényszeríti Önt, hogy lemondjon a hatalmas költségekről, és még nyereséget is tegyen.

A legelső újrafelhasználható hajó, amelyet a Star Trek sorozat rajongóinak közkívánatra Enterprise-nak hívtak, soha nem bocsátották fel az űrbe – csak a leszállási módszerek tesztelésére szolgált.

Az első teljes értékű újrafelhasználható űrhajó építése 1975-ben kezdődött és 1979-ben fejeződött be. A "Columbia" nevet kapta - a vitorlás után, amelyen Robert Gray kapitány 1792 májusában feltárta British Columbia belvizeit.

1981. április 12. "Columbia" legénységgel John Young és Robert Crippen sikeresen elindították a Cape Canaveral kilövőhelyéről. Az indítást nem úgy tervezték, hogy egybeessen az indulás 20. évfordulójával Jurij Gagarin, de a sors úgy döntött. Az eredetileg március 17-re tervezett indítást különféle problémák miatt többször elhalasztották, végül április 12-én hajtották végre.

Columbia kezdete. Fotó: wikipedia.org

Katasztrófa felszálláskor

Az újrafelhasználható hajók flottilláját 1982-ben a Challenger és a Discovery, 1985-ben pedig az Atlantis töltötte fel.

A Space Shuttle projekt az Egyesült Államok büszkesége és névjegykártyája lett. A hátoldaláról csak a szakemberek tudtak. A Shuttles, amely miatt hat évre megszakadt az amerikai emberes program, korántsem volt olyan megbízható, mint azt az alkotók várták. Szinte minden indítást hibaelhárítás kísért az indítás előtt és a repülés közben. Emellett kiderült, hogy a transzferek üzemeltetési költségei valójában többszörösei a projektben előirányzottaknak.

A NASA megnyugtatta a kritikusokat: igen, vannak hiányosságok, de azok jelentéktelenek. Minden hajó erőforrását 100 repülésre tervezték, 1990-re évente 24 kilövés lesz, és a transzferek nem emésztik fel a pénzeket, hanem profitot termelnek.

1986. január 28-án a tervek szerint a Cape Canaveralról indult volna az Űrsikló program 25. expedíciója. A Challenger űrszonda az űrbe tartott, aminek ez volt a 10. küldetése. A professzionális űrhajósokon kívül a legénység is benne volt tanár Christa McAuliffe, a „Teacher in Space” verseny győztese, akinek több leckét kellett volna orbitálisan tanítania az amerikai iskolásoknak.

Ez az indulás egész Amerika figyelmét felkeltette, Christa rokonai és barátai jelen voltak a kozmodromon.

Ám a repülés 73. másodpercében, a kozmodrómon jelenlévők és több millió tévénéző előtt a Challenger felrobbant. A fedélzeten tartózkodó hét űrhajós meghalt.

A Kihívó halála. Fotó: Commons.wikimedia.org

„Talán” amerikaiul

Az űrhajózás történetében még soha nem követelt egy katasztrófa egyszerre ennyi emberéletet. Az amerikai pilóta repülési program 32 hónapra megszakadt.

A vizsgálat kimutatta, hogy a katasztrófa oka a jobb oldali szilárd tüzelőanyag-fokozó tömítőgyűrűjének felszállás közbeni sérülése volt. A gyűrű sérülése miatt a gázpedál oldalán kiégett egy lyuk, amelyből sugársugár folyt a külső üzemanyagtartály felé.

Az összes körülmény tisztázása során nagyon csúnya részletek derültek ki a NASA belső „konyhájáról”. A NASA vezetői különösen 1977 óta, vagyis a Columbia felépítése óta tudnak az O-gyűrűk hibáiról. Azonban lemondtak a lehetséges fenyegetésről, az amerikai „talán”-ra hagyatkozva. Végül minden szörnyű tragédiával végződött.

A Challenger halála után intézkedéseket hoztak és következtetéseket vontak le. A kompok finomítása nem állt meg a következő években, és a projekt végére valójában teljesen más hajók voltak.

Az elveszett Challengert az Endeavour váltotta fel, amely 1991-ben állt szolgálatba.

Shuttle Endeavour. Fotó: Public Domain

A Hubble-tól az ISS-ig

Nem beszélhetünk csak a transzferek hiányosságairól. Nekik köszönhetően először végeztek olyan munkát az űrben, amelyet korábban nem, például meghibásodott űrhajók javítását, sőt a pályáról való visszatérést is.

A Discovery-sikló szállította pályára a mára híres Hubble-teleszkópot. Az űrsiklóknak köszönhetően a teleszkópot négyszer javították keringési pályán, ami lehetővé tette a működés kiterjesztését.

A kompok legfeljebb 8 fős legénységet szállítottak pályára, míg az eldobható szovjet Szojuz legfeljebb 3 embert tudott felemelni az űrbe és visszatérni a Földre.

Az 1990-es években, miután a szovjet Buran újrafelhasználható űrrepülőgép-projektet lezárták, amerikai űrrepülőgépek kezdtek repülni a Mir orbitális állomásra. Nagy szerep Ezek a hajók a Nemzetközi Űrállomás építésében is szerepet játszottak, olyan modulokat juttattak pályára, amelyek nem rendelkeztek saját meghajtórendszerrel. A kompok személyzetet, élelmiszert és tudományos felszerelést is szállítottak az ISS-nek.

Drága és halálos

De az összes előny ellenére az évek során nyilvánvalóvá vált, hogy a transzferek soha nem fognak megszabadulni a hiányosságaiktól. Szó szerint minden repülés során az űrhajósoknak javítással kellett megküzdeniük, kiküszöbölve a különböző fokú problémákat.

Az 1990-es évek közepén még nem volt szó évi 25-30 járatról. 1985 rekordév maradt a programban kilenc járattal. 1992-ben és 1997-ben 8 repülésre volt lehetőség. A NASA sokáig inkább hallgat a projekt megtérüléséről és jövedelmezőségéről.

2003. február 1-jén a Columbia űrsikló befejezte történetének 28. küldetését. Ezt a küldetést az ISS-hez való dokkolás nélkül hajtották végre. A 16 napos repülésben hétfős személyzet vett részt, köztük az első izraeli is Ilan Ramon űrhajós. Amikor Columbia visszatért a pályáról, megszakadt vele a kommunikáció. Hamarosan videokamerák rögzítették az égen gyorsan a Föld felé rohanó hajó roncsait. Mind a hét asztronauta a fedélzeten meghalt.

A nyomozás során megállapították, hogy a Columbia kilövésekor az oxigéntartály hőszigetelésének egy darabja a komp szárnyának bal síkjába ütközött. A pályáról való leszállás során ez több ezer fokos gázok behatolásához vezetett az űrhajó szerkezeteibe. Ez a szárnyszerkezetek megsemmisüléséhez és a hajó további elvesztéséhez vezetett.

Így két siklókatasztrófa 14 űrhajós életét követelte. A projektbe vetett hit teljesen aláásott.

A Columbia űrsikló utolsó legénysége. Fotó: Public Domain

Kiállítások a múzeum számára

Az ingajáratok két és fél évre megszakadtak, újraindításuk után alapvető döntés született arról, hogy a program a következő években végre befejeződik.

Nem csak emberáldozatokról volt szó. A Space Shuttle projekt soha nem érte el az eredetileg tervezett paramétereket.

2005-re egy ingajárat költsége 450 millió dollár volt, de többletköltségekkel együtt ez az összeg elérte az 1,3 milliárd dollárt.

2006-ra a Space Shuttle projekt összköltsége 160 milliárd dollár volt.

Nem valószínű, hogy az Egyesült Államokban bárki is elhitte volna 1981-ben, de a szovjet fogyó Szojuz űrhajó, a hazai emberes űrprogram szerény igáslovai verték az űrsiklókat az ár- és megbízhatóságversenyben.

2011. július 21-én végre véget ért az űrsiklók űrodüsszeája. 30 év alatt 135 repülést hajtottak végre, összesen 21 152 Föld körüli pályát tettek meg és 872,7 millió kilométert repültek, 355 űrhajóst és űrhajóst, valamint 1,6 ezer tonna hasznos terhet emeltek pályára.

Minden „sikló” a múzeumokban foglalta el a helyét. Az Enterprise a New York-i Haditengerészeti és Repülési Múzeumban, a Discovery Múzeum a washingtoni Smithsonian Institution Museumban található, az Endeavour a Los Angeles-i Kaliforniai Tudományos Központban talált menedéket, az Atlantis pedig állandóan az Űrközpontban van kikötve. Kennedy Floridában.

Az Atlantisz hajó a központban. Kennedy. Fotó: Commons.wikimedia.org

Az ingajáratok beszüntetése után az Egyesült Államok immár négy éve nem tudott űrhajósokat pályára állítani, csak a Szojuz űrszonda segítségével.

Az amerikai politikusok, akik ezt az állapotot az Egyesült Államok számára elfogadhatatlannak tartják, egy új hajó létrehozására irányuló munka felgyorsítását kérik.

Remélhetőleg a rohanás ellenére is levonják a Space Shuttle program tanulságait, és elkerülhető lesz a Challenger és a Columbia tragédiák megismétlődése.

Míg az űrrepülés ritka volt, a hordozórakéták költségeinek kérdése speciális figyelem nem vonzott. De az űrkutatás előrehaladtával egyre fontosabbá vált. Az indítójármű költsége összköltsége Különféle típusú űrrepülőgép-indítások léteznek. Ha a hordozórakéta soros, és az általa felbocsátott űrhajó egyedi, akkor a hordozórakéta költsége a teljes kilövési költség körülbelül 10 százaléka. Ha az űrhajó soros és a hordozó egyedi - akár 40 százalék vagy több. Az űrszállítás magas költségeit az magyarázza, hogy a hordozórakétát csak egyszer használják. A műholdak és űrállomások a pályán vagy a bolygóközi térben működnek, bizonyos tudományos vagy gazdasági eredményt hozva, a bonyolult felépítésű és drága berendezésekkel rendelkező rakétafokozatok pedig a légkör sűrű rétegeiben égnek el. Természetesen felmerült a kérdés, hogy a hordozórakéták újraindításával csökkenteni kell-e az űrrepülés költségeit.

Számos ilyen rendszer projekt létezik. Az egyik egy űrsík. Ez egy szárnyas gép, amely utasszállító repülőgéphez hasonlóan egy kozmodromból szállna fel, és miután egy rakományt pályára juttatott (műhold vagy űrhajó), visszatérne a Földre. De még nem lehet ilyen repülőgépet létrehozni, elsősorban a hasznos teher tömegének a jármű teljes tömegéhez viszonyított aránya miatt. Sok más újrafelhasználható repülőgép-konstrukció is gazdaságilag veszteségesnek vagy nehezen kivitelezhetőnek bizonyult.

Az Egyesült Államok mindazonáltal irányt vett egy újrafelhasználható űrhajó létrehozása felé. Sok szakértő ellenezte egy ilyen drága projektet. De a Pentagon támogatta.

A Space Shuttle rendszer fejlesztése 1972-ben kezdődött az Egyesült Államokban. Az újrafelhasználható űrhajó koncepcióján alapult, amelyet mesterséges műholdak és egyéb objektumok alacsony Föld körüli pályára bocsátására terveztek. Az űrrepülőgép egy emberes orbitális fokozatból, két szilárd rakétaerősítőből és egy, a boosterek között elhelyezett nagy üzemanyagtartályból áll.

A Shuttle függőlegesen indul két szilárd rakétaerősítő (egyenként 3,7 méter átmérőjű), valamint folyékony orbitális rakétamotorok segítségével, amelyeket egy nagy üzemanyagtartályból táplálnak üzemanyaggal (folyékony hidrogén és folyékony oxigén). A szilárd hajtóanyag-fokozók csak a pálya kezdeti szakaszában működnek. Működési idejük alig több mint két perc. 70-90 kilométeres magasságban a boostereket szétválasztják, ejtőernyővel a vízbe, az óceánba, majd a partra vontatják, hogy a helyreállítás és az üzemanyaggal való újratöltés után újra használhatóak legyenek. A pályára lépéskor az üzemanyagtartály (8,5 méter átmérőjű és 47 méter hosszú) kiesik, és a légkör sűrű rétegeiben ég el.

A legtöbb összetett elemösszetett orbitális szakasz. Egy delta szárnyú rakétarepülőhöz hasonlít. A motorokon kívül a pilótafülke és a raktér kapott helyet. A pályafokozat úgy tér ki, mint egy szabályos űrjármű, és tolóerő nélkül landol, csak egy kis oldalarányú elsodort szárny emelő erejének köszönhetően. A szárny lehetővé teszi a keringőfokozat számára, hogy bizonyos manővert hajtson végre mind hatótávolságban, mind irányban, és végül egy speciális beton kifutópályán landoljon. A színpad leszállási sebessége sokkal nagyobb, mint bármelyik harcosé. - körülbelül 350 kilométer per óra. Az orbitális színpadtestnek 1600 Celsius fokos hőmérsékletet kell elviselnie. A hővédő bevonat 30 922 darab szilikátlapból áll, amelyek a törzsre vannak ragasztva és szorosan egymáshoz vannak illesztve.

Az Space Shuttle egyfajta kompromisszum technikai és gazdasági szempontból is. A Shuttle által pályára juttatott maximális hasznos teher 14,5-29,5 tonna, kilövési tömege 2000 tonna, vagyis a rakomány mindössze 0,8-1,5 százaléka a tüzelésű űrhajó össztömegének. Ugyanakkor ez a szám egy ugyanolyan hasznos teherbírású hagyományos rakétánál 2-4 százalék. Ha mutatónak vesszük a hasznos teher és a szerkezet tömegének arányát, anélkül, hogy figyelembe vesszük az üzemanyagot, akkor a hagyományos rakéta előnye még tovább nő. Ezt az árat kell fizetni azért a lehetőségért, hogy legalább részben újrafelhasználhassák az űrhajószerkezeteket.

Az űrhajók és állomások egyik megalkotója, a Szovjetunió pilóta-kozmonauta, professzor K.P. Feoktistov így értékeli a Shuttles gazdasági hatékonyságát: „Mondanom sem kell, hogy nem könnyű egy gazdaságos közlekedési rendszert létrehozni. Egyes szakértőket szintén megzavarják a Shuttle ötletével kapcsolatos következők. Gazdasági számítások szerint évente mintegy 40 járattal indokolja magát mintánként. Kiderült, hogy egy év alatt csak egy „repülőgépnek” kell mintegy ezer tonna különféle rakományt pályára állítania ahhoz, hogy megépítse a megépítését. Másrészt az űrjárművek tömegének csökkentésére, a pályán való aktív életük időtartamának meghosszabbítására, és általában a felbocsátott járművek számának csökkentésére figyelhető meg, mivel mindegyik feladatsort megold.

Hatékonysági szempontból egy ilyen nagy teherbírású, újrafelhasználható szállítóhajó létrehozása korai. Sokkal jövedelmezőbb az orbitális állomások ellátása a Progress típusú automata szállítóhajókkal, ma a Shuttle által az űrbe juttatott egy kilogramm rakomány ára 25 000 dollár, a Proton pedig 5 000 dollár.

A Pentagon közvetlen támogatása nélkül a projekt aligha került volna repülési kísérletek színpadára. A projekt legelején az amerikai légierő főhadiszállásán felállítottak egy bizottságot a Shuttle használatára vonatkozóan. Elhatározták, hogy a kaliforniai Vandenberg légibázison építenek kilövőállást az űrsiklóhoz, ahonnan katonai űreszközöket indítanak. A katonai megrendelők azt tervezték, hogy a Shuttle segítségével széles körű programot hajtanak végre felderítő műholdak űrbe helyezésére, radarérzékelő és célzórendszerekre harci rakétákhoz, emberes felderítő repülésekhez, űrparancsnoki állomások, lézerfegyverekkel felszerelt orbitális platformok létrehozására, a rakéták „ellenőrzésére”. űrobjektumok körül keringő idegenek és azok eljuttatása a Földre. A Shuttle-t az űrlézerfegyverek létrehozására irányuló átfogó program egyik kulcsfontosságú láncszemének is tekintették.

Így már az első repülés alkalmával a Columbia űrszonda legénysége katonai küldetést hajtott végre egy lézerfegyverek célzókészülékének megbízhatóságának tesztelésével kapcsolatban. A pályára helyezett lézert pontosan a tőle több száz és ezer kilométerre lévő rakétákra kell irányítani.

Az 1980-as évek eleje óta az Egyesült Államok légiereje egy sor be nem sorolt ​​kísérletet készít elő sarki pályán azzal a céllal, hogy fejlett berendezéseket fejlesszen ki a levegőben és levegőtlen térben mozgó objektumok nyomon követésére.

Az 1986. január 28-i Challenger-katasztrófa kiigazította az amerikai űrprogramok továbbfejlesztését. A Challenger utolsó repülésére ment, megbénítva az egész amerikai űrprogramot. Amíg a Shuttle-eket lerakták, a NASA és a Védelmi Minisztérium együttműködése kétségessé vált. A légierő gyakorlatilag feloszlatta űrhajós alakulatát. Az STS-39 nevet kapott és Cape Canaveralra költözött katonai-tudományos küldetés összetétele is megváltozott.

A következő repülés időpontjait többször is kitolták. A program csak 1990-ben indult újra. Azóta a Shuttle-ek rendszeresen végeznek űrrepüléseket. Részt vettek a Hubble teleszkóp javításában, a Mir állomásra tartó repülésekben és az ISS építésében.

Mire a Szovjetunióban újraindultak a Shuttle járatok, már készen állt egy újrafelhasználható hajó, amely sok tekintetben felülmúlta az amerikait. 1988. november 15-én az új Energia hordozórakéta alacsony földi pályára bocsátotta a Buran újrafelhasználható űrhajót. Csodagépek vezetésével két Föld körüli pályát megtett, és gyönyörűen landolt Bajkonur beton leszállópályáján, akár egy Aeroflot utasszállító.

Az „Energia” alaprakéta hordozórakétája az egész rendszert különböző számú egységes moduláris fokozat kombinációjából kialakított hordozórakéták, amelyek 10-től több száz tonnáig terjedő tömegű járműveket képesek az űrbe juttatni! Alapja, magja a második szakasz. Magassága 60 méter, átmérője körülbelül 8 méter. Négy folyékony rakétamotorja van, amelyek hidrogénnel (üzemanyag) és oxigénnel (oxidálószer) működnek. Mindegyik ilyen motor tolóereje a Föld felszínén 1480 kN. A második fokozat környékén, annak tövében négy blokk van páronként dokkolva, így alkotva a hordozórakéta első fokozatát. Mindegyik blokk a világ legerősebb négykamrás RD-170 motorjával van felszerelve, 7400 kN tolóerővel a Föld felé.

Az első és a második fokozat blokkjainak „csomagja” egy erős, nehéz, akár 2400 tonnás indítótömegű hordozórakétát alkot, amely 100 tonnás hasznos terhet szállít.

A "Buran" külsőleg nagy hasonlóságot mutat az amerikai "Shuttle"-vel. A hajó egy farok nélküli repülőgép konstrukciója szerint épült, delta szárnya változó lendülettel, aerodinamikai vezérlőkkel rendelkezik, amelyek leszálláskor működnek, miután visszatérnek a légkör sűrű rétegeibe, a kormányba és az elevonokba. Akár 2000 kilométeres oldalirányú manőverrel irányított ereszkedésre volt képes a légkörben.

A Buran hossza 36,4 méter, a szárnyfesztávolsága körülbelül 24 méter, a hajó magassága az alvázon több mint 16 méter. A hajó kilövési súlya több mint 100 tonna, ebből 14 tonna üzemanyag. Az orrrekeszbe zárt, teljesen hegesztett kabint helyeztek be a személyzet számára, valamint a rakéta- és űrkomplexum részeként való repülést, autonóm pályán való repülést, süllyedést és leszállást biztosító berendezések többségét. A kabin térfogata több mint 70 köbméter.

A légkör sűrű rétegeibe visszatérve a hajófelület leghőterhelésesebb részei akár 1600 fokra is felmelegszenek, míg a közvetlenül a hajó fémszerkezetére jutó hő nem haladhatja meg a 150 fokot. Ezért a „Buran”-t erőteljes hővédelem jellemezte, amely normális hőmérsékleti feltételeket biztosított a hajó szerkezete számára, amikor a leszállás során áthaladt a légkör sűrű rétegein.

A több mint 38 ezer csempe hővédő bevonata speciális anyagokból készül: kvarcszál, magas hőmérsékletű szerves szálak, részben szén alapú anyag. A kerámia páncél képes felhalmozni a hőt anélkül, hogy azt a hajótesthez továbbítaná. Ennek a páncélnak a teljes tömege körülbelül 9 tonna volt.

A Buran rakterének hossza körülbelül 18 méter. Tágas rakterében akár 30 tonnás rakomány is elfért. Ott nagy méretű űrhajókat lehetett elhelyezni - nagy műholdakat, orbitális állomások blokkjait. A hajó leszállótömege 82 tonna.

A "Buran" minden szükséges rendszerrel és felszereléssel volt felszerelve mind az automatikus, mind az emberes repüléshez. Ezek közé tartoznak a navigációs és vezérlőberendezések, a rádió- és televíziórendszerek, az automatikus hőszabályozó eszközök, a legénység életfenntartó rendszere és még sok más.

A fő meghajtási rendszer, két motorcsoport a manőverezéshez, a farokrész végén és a hajótest elején található.

A Buran válasz volt az amerikai katonai űrprogramra. Ezért az Egyesült Államokkal fenntartott kapcsolatok felmelegedése után a hajó sorsa előre meghatározott volt.

A félkövérrel kiemelt részek a végén lesznek kiválogatva.

Shuttle és Buran

Ha megnézi a "Buran" és a "Shuttle" szárnyas űrhajók fényképeit, azt a benyomást keltheti, hogy teljesen azonosak. Által legalább Nem lehetnek alapvető különbségek. Külső hasonlósága ellenére ez a két térrendszer mégis alapvetően különbözik egymástól.

"Űrsikló"

A Shuttle egy újrafelhasználható szállító űrhajó (MTSC). A hajónak három folyékony rakétamotorja (LPRE) van, amelyeket hidrogén hajt. Az oxidálószer folyékony oxigén. Az alacsony Föld körüli pályára lépéshez hatalmas mennyiségű üzemanyagra és oxidálószerre van szükség. Ezért az üzemanyagtartály a Space Shuttle rendszer legnagyobb eleme. Az űrhajó ezen a hatalmas tartályon található, és egy csővezetékrendszerrel csatlakozik hozzá, amelyen keresztül üzemanyagot és oxidálószert juttatnak a Shuttle hajtóművekhez.

És mégis, egy szárnyas hajó három erős hajtóműve nem elég az űrbe való eljutáshoz. A rendszer központi tartályához két szilárd hajtóanyag-fokozó csatlakozik – az emberiség történetének eddigi legerősebb rakétái. A legnagyobb teljesítményre pontosan az indításkor van szükség, hogy egy több tonnás hajót mozgassunk és az első négy és fél tucat kilométerre felemeljünk. A szilárd rakétaerősítők a terhelés 83%-át veszik fel.

Egy másik Shuttle indul

45 km-es magasságban a szilárd tüzelőanyag-fokozókat, miután az összes üzemanyagot kimerítették, leválasztják a hajóról, és ejtőernyők segítségével az óceánba fröcskölik. Továbbá 113 km-es magasságig három rakétahajtómű segítségével emelkedik az űrsikló. A tartály leválasztása után a hajó még 90 másodpercig tehetetlenséggel repül, majd rövid időre bekapcsol két, öngyulladó üzemanyaggal működő orbitális manőverező hajtóművet. És az űrsikló üzemi pályára áll. És a tartály belép a légkörbe, ahol leég. Egyes részei az óceánba esnek.

Szilárd hajtóanyag nyomásfokozó részleg

Az orbitális manőverező hajtóműveket, ahogy a nevük is sugallja, különféle manőverekre tervezték az űrben: a pályaparaméterek megváltoztatására, az ISS-hez vagy más, alacsony Föld körüli pályán lévő űrhajókhoz való kikötésre. Így a kompok többször is felkeresték a Hubble orbitális távcsövet, hogy karbantartást végezzenek.

És végül ezek a motorok fékező impulzus létrehozására szolgálnak, amikor visszatérnek a Földre.

Az orbitális színpad egy farok nélküli monoplán aerodinamikai kialakítása szerint, alacsonyan fekvő, delta alakú, dupla söpört előéllel és függőleges farokkal a szokásos kivitelben. A légkörben való irányításhoz kétrészes kormányt az uszonyon (van légfék is), elevonokat a szárny kifutó élén és kiegyenlítő csappantyút a hátsó törzs alatt. A futómű behúzható, háromoszlopos, orrkerékkel.

Hossza 37,24 m, szárnyfesztávolsága 23,79 m, magassága 17,27 m. A készülék száraz tömege körülbelül 68 tonna, felszállás - 85-114 tonna (a küldetéstől és a hasznos tehertől függően), leszállás visszatérő rakományral a fedélzeten - 84,26 tonna.

A repülőgépváz kialakításának legfontosabb jellemzője a hővédelem.

A leginkább hőterhelésnek kitett területeken (a tervezési hőmérséklet 1430 ° C-ig) többrétegű szén-szén kompozitot használnak. Nem sok ilyen hely van, ezek főleg a törzsujj és a szárny bevezető éle. A teljes berendezés alsó felülete (650-1260°C-ig melegítve) kvarcszál alapú anyagból készült lapokkal van borítva. A felső és oldalsó felületeket részben alacsony hőmérsékletű szigetelőlapok védik - ahol a hőmérséklet 315-650ºC; más helyeken, ahol a hőmérséklet nem haladja meg a 370°C-ot, szilikongumival bevont filcanyagot használnak.

A hővédelem össztömege mind a négy típus esetében 7164 kg.

Az orbitális színpadon egy kétszintes kabin található hét űrhajós számára.

A transzferkabin felső fedélzete

Hosszabb repülési program esetén vagy mentési munkálatok során legfeljebb tíz ember tartózkodhat a komp fedélzetén. A kabinban repülésirányítók, munka- és hálóhelyek, konyha, kamra, szaniter rekesz, légzsilip, műveleti és rakományirányító állomások és egyéb berendezések találhatók. A kabin teljes zárt térfogata 75 köbméter. m, az életfenntartó rendszer 760 Hgmm nyomást tart fenn. Művészet. és a hőmérséklet 18,3 - 26,6 ° C tartományban van.

Ez a rendszer nyitott változatban készül, vagyis levegő- és vízregenerálás nélkül. Ez a választás annak volt köszönhető, hogy az ingajáratok időtartamát hét napban határozták meg, és lehetőség nyílt további források felhasználásával 30 napra növelni. Ilyen jelentéktelen önállóság mellett a regeneráló berendezések telepítése a fedélzeti berendezések súlyának, energiafogyasztásának és összetettségének indokolatlan növekedését jelentené.

A sűrített gázok ellátása elegendő ahhoz, hogy egy teljes nyomáscsökkentés esetén helyreálljon a normál légkör az utastérben, vagy fenntartsa a 42,5 Hgmm nyomást. Művészet. 165 percig úgy, hogy röviddel az indítás után egy kis lyuk keletkezik a házon.

A raktér mérete 18,3 x 4,6 m, térfogata 339,8 köbméter. m 15,3 m hosszú „háromkarú” manipulátorral van felszerelve. A radiátorpanelek fényvisszaverő képessége olyan, hogy még akkor is hűvösek maradnak, ha rájuk süt a nap.

Mire képes az űrsikló, és hogyan repül

Ha elképzeljük, hogy az összeállított rendszer vízszintesen repül, akkor a külső üzemanyagtartályt látjuk központi elemének; A tetején egy orbiter van rögzítve, oldalt pedig gyorsítók találhatók. A rendszer teljes hossza 56,1 m, magassága 23,34 m. A teljes szélességet a keringési fokozat szárnyfesztávolsága határozza meg, azaz 23,79 m. A maximális kilövési tömeg körülbelül 2 041 000 kg.

A hasznos teher nagyságáról nem lehet ilyen egyértelműen beszélni, hiszen az a célpálya paramétereitől és a hajó kilövési pontjától függ. Adjunk három lehetőséget. A Space Shuttle rendszer képes megjeleníteni:

29 500 kg a Canaveral-foktól keletre (Florida, keleti part) 185 km magasságú és 28°-os dőlésszögű pályára bocsátva;

11 300 kg, amikor az űrrepülési központból indították. Kennedy 500 km magasságú és 55°-os dőlésszögű pályára álljon;

14 500 kg, amikor a Vandenberg légibázisról (Kalifornia, nyugati part) sarki pályára bocsátották 185 km-es magasságban.

A siklók számára két leszállópályát szereltek fel. Ha az űrsikló messze szállt le az űrkikötőtől, egy Boeing 747-essel tért haza

A Boeing 747 szállítja az űrrepülőgépet

Összesen öt űrsikló készült (ebből kettő halt meg katasztrófában) és egy prototípus.

A fejlesztés során azt tervezték, hogy az űrrepülőgépek évente 24 kilövést hajtanak végre, és mindegyik akár 100 repülést hajt végre az űrbe. Gyakorlatilag jóval kevesebbet használtak - a program végére 2011 nyarán 135 indítást hajtottak végre, ebből Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 .

Az űrsikló személyzete két űrhajósból áll - a parancsnokból és a pilótából. A legnagyobb űrsiklószemélyzet nyolc űrhajósból állt (Challenger, 1985).

A szovjet reakció a Shuttle létrehozására

Az űrsikló fejlesztése nagy benyomást tett a Szovjetunió vezetőire. Úgy vélték, hogy az amerikaiak űr-föld rakétákkal felfegyverzett orbitális bombázót fejlesztenek ki. Az űrsikló hatalmas méretét és a 14,5 tonnáig terjedő rakomány Földre való visszajuttatásának képességét a szovjet műholdak, sőt az Almazhoz hasonló szovjet katonai űrállomások ellopásának egyértelmű veszélyeként értelmezték, amelyek Saljut néven repültek az űrben. Ezek a becslések tévesek voltak, mivel az Egyesült Államok még 1962-ben elvetette az űrbombázó ötletét a nukleáris tengeralattjáró-flotta és a földi ballisztikus rakéták sikeres fejlesztése miatt.

A Szojuz könnyen elférne a Shuttle rakterében.

A szovjet szakértők nem tudták megérteni, miért van szükség évi 60 űrsiklóindításra – heti egy kilövésre! Honnan származna az a sok űrműhold és állomás, amelyekhez szükség lenne a Shuttle-re? A más gazdasági rendszerben élő szovjet emberek el sem tudták képzelni, hogy a kormányban és a Kongresszusban az új űrprogramot kitartóan szorgalmazó NASA vezetését az a félelem vezérelte, hogy állás nélkül maradnak. A holdprogram a végéhez közeledett, és magasan képzett szakemberek ezrei találták magukat munka nélkül. És ami a legfontosabb, a NASA tisztelt és nagyon jól fizetett vezetői azzal a kiábrándító lehetőséggel néztek szembe, hogy megválnak lakott irodáiktól.

Ezért gazdasági indoklás készült arra vonatkozóan, hogy az eldobható rakéták elhagyása esetén milyen nagy pénzügyi előnyökkel jár az újrafelhasználható szállító űrhajó. De a szovjet emberek számára teljesen érthetetlen volt, hogy az elnök és a Kongresszus csak úgy költhette el a nemzeti pénzeszközöket, hogy a választóik véleményét nagyon figyelembe vették. Ezzel összefüggésben a Szovjetunióban az a vélemény uralkodott, hogy az amerikaiak új űrhajót hoznak létre néhány jövőbeni ismeretlen feladatra, valószínűleg katonai.

"Buran" újrafelhasználható űrhajó

A Szovjetunióban eredetileg a Shuttle továbbfejlesztett példányának megalkotását tervezték – az OS-120 orbitális repülőgép 120 tonnás tömegű. a Buran katapultkabinnal két pilóta számára és turbóhajtóművekkel a repülőtéren történő leszálláshoz.

A Szovjetunió fegyveres erőinek vezetése ragaszkodott az űrsikló szinte teljes másolásához. Ekkorra a szovjet hírszerzésnek sok információt sikerült megszereznie az amerikai űrrepülőgépről. De kiderült, hogy nem minden olyan egyszerű. A hazai hidrogén-oxigén folyékony rakétamotorok nagyobb méretűnek és nehezebbnek bizonyultak, mint az amerikaiak. Ráadásul erejükben alulmaradtak a tengerentúliaknál. Ezért három folyékony rakétamotor helyett négyet kellett beszerelni. De egy orbitális síkon egyszerűen nem volt hely négy hajtómotornak.

Az űrsikló esetében a rakomány 83%-át az indításkor két szilárd tüzelőanyag-fokozó szállította. A Szovjetuniónak nem sikerült ilyen erős szilárd tüzelésű rakétákat kifejlesztenie. Az ilyen típusú rakétákat tengeri és szárazföldi nukleáris töltetek ballisztikus hordozójaként használták. De nagyon-nagyon messze elmaradtak a szükséges teljesítménytől. Ezért a szovjet tervezőknek az egyetlen lehetőségük volt - folyékony rakétákat gyorsítóként használni. Az Energia-Buran program keretében nagyon sikeres kerozin-oxigén RD-170-eket hoztak létre, amelyek a szilárd tüzelőanyag-gyorsítók alternatívájaként szolgáltak.

A Baikonur Cosmodrome elhelyezkedése arra kényszerítette a tervezőket, hogy növeljék hordozórakétáik teljesítményét. Köztudott, hogy minél közelebb van a kilövőhely az Egyenlítőhöz, annál nagyobb terhelést tud ugyanaz a rakéta pályára állítani. A Cape Canaveral-i amerikai kozmodrom 15%-os előnnyel rendelkezik Bajkonurral szemben! Vagyis ha egy Bajkonurból indított rakéta 100 tonnát tud felemelni, akkor a Canaveral-fokról indítva 115 tonnát bocsát pályára!

A földrajzi viszonyok, a technológiai különbségek, a megalkotott motorok jellemzői és az eltérő tervezési megközelítések egyaránt hatással voltak a Buran megjelenésére. Mindezen valóságok alapján egy új koncepciót és egy új, 92 tonnás OK-92 orbitális járművet fejlesztettek ki. Négy oxigén-hidrogén motort helyeztek át a központi üzemanyagtartályba, és megkapták az Energia hordozórakéta második fokozatát. Két szilárd tüzelőanyag-fokozó helyett négy rakéta alkalmazása mellett döntöttek folyékony üzemanyag kerozin-oxigén négykamrás RD-170 motorokkal. Négykamrás, négy fúvókával nagy átmérőjű rendkívül nehéz elkészíteni. Ezért a tervezők bonyolultabbá és nehezebbé teszik a motort úgy, hogy több kisebb fúvókával tervezik. Ahány fúvóka, annyi égéstér, egy rakás üzemanyag- és oxidálószer-ellátó csővezetékkel és minden „kikötéssel”. Ez a kapcsolat a hagyományos, „királyi” séma szerint jött létre, hasonlóan a „szakszervezetekhez” és a „keletiekhez”, és az „Energia” első szakasza lett.

"Buran" repülés közben

Maga a Buran szárnyas hajó a hordozórakéta harmadik fokozata lett, akárcsak ugyanaz a Szojuz. Az egyetlen különbség az, hogy a Buran a második fokozat oldalán, a Szojuz pedig a hordozórakéta legtetején kapott helyet. Így derült ki klasszikus séma háromlépcsős eldobható űrrendszer, azzal az egyetlen különbséggel, hogy az orbitális hajó újrafelhasználható volt.

Az Energia-Buran rendszer másik problémája az újrafelhasználhatóság volt. Az amerikaiak számára a transzfereket 100 repülésre tervezték. Például az orbitális manőverező hajtóművek akár 1000 aktiválást is kibírnak. A megelőző karbantartás után minden elem (az üzemanyagtartály kivételével) alkalmas volt a világűrbe való kilövésre.

A szilárd tüzelőanyag-gyorsítót egy speciális hajó választotta ki

A szilárd tüzelésű nyomásfokozókat ejtőernyővel engedték le az óceánba, speciális NASA-hajók vették fel és szállították a gyártó üzemébe, ahol karbantartáson estek át, és üzemanyaggal töltötték fel. Maga a Shuttle is alapos ellenőrzésen, karbantartáson és javításon esett át.

Usztyinov védelmi miniszter ultimátumban azt követelte, hogy az Energia-Buran rendszer minél újrafelhasználható legyen. Ezért a tervezők kénytelenek voltak foglalkozni ezzel a problémával. Formálisan az oldalerősítők újrafelhasználhatónak számítottak, tíz indításra alkalmasak. Valójában azonban a dolgok sok okból nem jöttek idáig. Vegyük például azt a tényt, hogy az amerikai boosterek az óceánba fröccsentek, a szovjet boosterek pedig a kazah sztyeppén estek el, ahol a leszállási feltételek nem voltak olyan jóindulatúak, mint az óceán meleg vizei. A folyékony rakéta pedig kényesebb alkotás. mint a szilárd tüzelőanyag. A "Buran"-t szintén 10 járatra tervezték.

Általánosságban elmondható, hogy az újrafelhasználható rendszer nem működött, bár az eredmények nyilvánvalóak voltak. A nagy hajtóművektől megszabadított szovjet orbitális hajó erősebb motorokat kapott a pályán való manőverezéshez. Ami, ha űrbombázóként használták, nagy előnyökkel járt. És plusz turbóhajtóművek a légkörben való repüléshez és leszálláshoz. Ezenkívül egy nagy teljesítményű rakétát hoztak létre az első fokozattal kerozin üzemanyaggal, a második pedig hidrogénnel. A Szovjetuniónak pontosan ilyen rakétára volt szüksége a holdverseny megnyeréséhez. Az „Energia” jellemzőit tekintve szinte egyenértékű volt az Apollo 11-et a Holdra küldő amerikai Saturn 5 rakétával.

A "Buran" külsőleg nagy hasonlóságot mutat az amerikai "Shuttle"-vel. A hajó egy farok nélküli repülőgép konstrukciója szerint épült, változó sebességű delta szárnnyal, és olyan aerodinamikai vezérlőkkel rendelkezik, amelyek leszálláskor működnek, miután visszatértek a légkör sűrű rétegeibe - a kormány és az elevonok. Akár 2000 kilométeres oldalirányú manőverrel irányított ereszkedésre volt képes a légkörben.

A Buran hossza 36,4 méter, a szárnyfesztávolsága körülbelül 24 méter, a hajó magassága az alvázon több mint 16 méter. A hajó kilövési súlya több mint 100 tonna, ebből 14 tonna üzemanyag. A legénység és a rakéta- és űrkomplexum részeként a repüléstámogató berendezések többsége számára lezárt, teljesen hegesztett kabin az orrrekeszbe van beillesztve, amely autonóm módon repül a pályán, süllyedés és leszállás. A kabin térfogata meghaladja a 70 köbmétert.

Visszatérve a légkör sűrű rétegeibe, a hajó felületének leginkább hőterhelésnek kitett részei 1600 fokra melegszenek fel, a hajó személyes kialakítása szerint közvetlenül a fémhez érő hő nem haladhatja meg a 150 fokot. Ezért a „Buran”-t erőteljes hővédelem jellemezte, amely normál hőmérsékleti feltételeket biztosított a hajó tervezéséhez, amikor leszállás közben áthaladt a légkör sűrű rétegein.

A több mint 38 ezer csempe hővédő bevonata speciális anyagokból készül: kvarcszál, magas hőmérsékletű szerves szálak, részben oc alapú anyag új szén. A kerámia páncél képes felhalmozni a hőt anélkül, hogy átengedné azt a hajótestnek. Ennek a páncélnak a teljes tömege körülbelül 9 tonna volt.

A Buran rakterének hossza körülbelül 18 méter. Tágas rakterében akár 30 tonnás rakomány is elfért. Ott nagy méretű űrhajókat lehetett elhelyezni - nagy műholdakat, orbitális állomások blokkjait. A hajó leszállótömege 82 tonna.

A "Buran" minden szükséges rendszerrel és felszereléssel volt felszerelve mind az automatikus, mind az emberes repüléshez. Ezek a navigációs és vezérlőberendezések, a rádió- és televíziórendszerek, az automatikus hőszabályozó eszközök, a személyzet életét fenntartó rendszerek és még sok más.

Buran kabin

A fő motor beépítése, két motorcsoport a manőverezéshez, a faroktér végén és a hajótest elülső részén található.

1988. november 18-án a Buran elindult az űrbe. Az Energia hordozórakétával indították.

Miután belépett az alacsony földi pályára, Buran 2 Föld körüli pályát tett (205 perc alatt), majd megkezdte leszállását Bajkonur felé. A leszállás egy különleges Yubileiny repülőtéren történt.

A járat automatikus volt, és nem volt személyzet a fedélzeten. Az orbitális repülés és leszállás fedélzeti számítógép és speciális szoftver segítségével történt. Az automatikus repülési mód volt a fő különbség a Space Shuttle-hez képest, amelyben az űrhajósok kézi leszállást hajtanak végre. Buran repülése egyedülállóként bekerült a Guinness Rekordok Könyvébe (korábban senki sem szállt le teljesen automata üzemmódban űrhajót).

Egy 100 tonnás óriás automatikus leszállása nagyon bonyolult dolog. Hardvert nem készítettünk, csak szoftvert a leszálló módhoz - attól a pillanattól kezdve, hogy elérünk (ereszkedés közben) 4 km-es magasságot, egészen a leszállópályán való megállásig. Megpróbálom nagyon röviden elmondani, hogyan készült ez az algoritmus.

Először a teoretikus ír egy algoritmust egy magas szintű nyelven, és teszteli annak működését tesztpéldákon. Ez az algoritmus, amelyet egy személy ír, egy, viszonylag kicsi műveletért „felelős”. Ezután egy alrendszerré egyesítik, és egy modellező állványra húzzák. Az állványon a működő, fedélzeti algoritmus „körül” modellek találhatók - az eszköz dinamikájának modellje, aktuátorok, érzékelőrendszerek modelljei stb. Ezek szintén magas szintű nyelven vannak megírva. Így az algoritmikus alrendszert „matematikai repülésben” tesztelik.

Ezután az alrendszereket összeállítják és újra tesztelik. Aztán az algoritmusokat „lefordítják” egy magas szintű nyelvről a fedélzeti számítógép nyelvére. Ezek tesztelésére, már fedélzeti program formájában, van egy másik modellező állvány, amely egy fedélzeti számítógépet tartalmaz. És ugyanez épül köré – matematikai modellek. Természetesen a modellekhez képest egy tisztán matematikai állványon módosítottak. A modell „pörög” egy általános célú nagy számítógépben. Ne felejtsd el, ez az 1980-as évek volt, a személyi számítógépek még csak most indultak, és nagyon alulteljesítettek. A mainframe-ek ideje volt, két EC-1061-esünk volt. A fedélzeti jármű és a nagyszámítógép matematikai modelljének összekapcsolásához pedig speciális felszerelésre van szükség, amely a különféle feladatokhoz szükséges állvány részeként is szükséges.

Ezt az állványt féltermészetesnek neveztük - elvégre minden matematika mellett igazi fedélzeti számítógép is volt. A valós időhöz nagyon közel álló fedélzeti programok működési módját valósította meg. Sokáig tart a magyarázat, de a fedélzeti számítógép számára ez megkülönböztethetetlen volt a „valós” valós időtől.

Egyszer összejövök, és megírom, hogyan működik a félig természetes modellezési mód - erre és más esetekre. Egyelőre csak az osztályunk összetételét szeretném elmagyarázni – annak a csapatnak, amely mindezt elvégezte. Volt egy átfogó részlege, amely a programjainkba bevont érzékelő- és működtetőrendszerekkel foglalkozott. Volt egy algoritmikus részleg – valójában fedélzeti algoritmusokat írtak, és egy matematikai padon dolgozták ki. Tanszékünk a) programok számítógépes nyelvre fordításával, b) féltermészetes állvány speciális berendezéseinek készítésével (itt dolgoztam) és c) ehhez a berendezéshez programozással foglalkozott.

Osztályunknak még saját tervezői is voltak, akik elkészítették a blokkjaink gyártásához szükséges dokumentációt. És volt egy részleg is, amely részt vett a fent említett EC-1061 iker működésében.

A tanszék, tehát a „viharos” téma keretében az egész tervezőiroda kimeneti terméke egy mágnesszalagos program (1980-as évek!) volt, amelyet továbbfejlesztettek.

A következő a vezérlőrendszer fejlesztőjének standja. Hiszen világos, hogy egy repülőgép vezérlőrendszere nem csak egy fedélzeti számítógép. Ezt a rendszert egy nálunk jóval nagyobb vállalkozás készítette. Ők voltak a fedélzeti digitális számítógép fejlesztői és „tulajdonosai”, sok olyan programmal töltötték fel, amelyek a hajó vezérlésének teljes körét elvégezték az indulás előtti előkészítéstől a leszállás utáni rendszerek leállításáig. Nekünk pedig a leszállási algoritmusunk, abban a fedélzeti számítógépben a számítógépes időnek csak egy része volt lefoglalva, mások párhuzamosan (pontosabban, kvázi párhuzamosan) dolgoztak. szoftverrendszerek. Végül is, ha kiszámítjuk a leszállási pályát, ez nem azt jelenti, hogy többé nem kell stabilizálni a készüléket, ki- és bekapcsolni mindenféle berendezést, fenntartani a hőviszonyokat, előállítani a telemetriát, stb, stb. tovább...

Térjünk azonban vissza a leszállási mód kidolgozásához. Miután a teljes programcsomag részeként egy szabványos redundáns fedélzeti számítógépen tesztelték, ez a készlet a Buran űrhajót fejlesztő cég standjára került. És volt egy teljes méretű stand, amelyben egy egész hajó részt vett. Amikor a programok futottak, meglengette az elevonokat, dúdolta a meghajtókat és így tovább. A jelek pedig valódi gyorsulásmérőktől és giroszkópoktól érkeztek.

Aztán eleget láttam mindebből a Breeze-M gyorsítón, de egyelőre nagyon szerény volt a szerepem. Nem utaztam a tervezőirodámon kívülre...

Szóval átmentünk a teljes méretű standon. Szerinted ennyi? Nem.

Következett a repülő laboratórium. Ez egy Tu-154, melynek vezérlőrendszere úgy van konfigurálva, hogy a repülőgép úgy reagál a fedélzeti számítógép által generált vezérlési bemenetekre, mintha nem egy Tu-154-ről lenne szó, hanem egy Buranról. Természetesen gyorsan „vissza lehet térni” normál üzemmódba. A "Buransky" csak a kísérlet idejére volt bekapcsolva.

A tesztek csúcspontja a kifejezetten erre a szakaszra készült Buran prototípus 24 repülése volt. BTS-002-nek hívták, 4 motorja volt ugyanabból a Tu-154-ből, és magáról a kifutóról tudott felszállni. A tesztelés során természetesen kikapcsolt hajtóművekkel landolt - elvégre „állapotban” az űrhajó sikló üzemmódban landol, nincs benne légköri motor.

Ennek a munkának, pontosabban a szoftver-algoritmikus komplexumunknak a bonyolultsága ezzel is szemléltethető. A BTS-002 egyik járatán. „programon” repült, amíg a fő futómű hozzá nem ért a kifutópályához. A pilóta ekkor átvette az irányítást, és leeresztette az orrkereket. Ezután a program újra bekapcsolt, és addig hajtotta a készüléket, amíg teljesen le nem állt.

Ez egyébként teljesen érthető. Amíg a készülék a levegőben van, nincs korlátozása mindhárom tengely körüli forgásra. És a várakozásoknak megfelelően a tömegközéppont körül forog. Itt megérintette a csíkot a fő fogaslécek kerekeivel. Mi történik? A tekercsforgatás most egyáltalán nem lehetséges. A menetemelkedés már nem a tömegközéppont körül, hanem a kerekek érintkezési pontjain áthaladó tengely körül zajlik, és továbbra is szabad. A pálya mentén történő forgást pedig most komplex módon határozza meg a kormányból érkező vezérlőnyomaték és a kerekek súrlódási erejének aránya a szalagon.

Ez egy olyan nehéz mód, amely gyökeresen különbözik a kifutón való repüléstől és futástól „három ponton”. Mert amikor az első kerék leesik a kifutóra, akkor - mint a viccben: nem pörög senki sehol...

Összesen 5 orbitális hajó építését tervezték. A „Buran” mellett a „Storm” és a „Baikal” majdnem fele már majdnem készen volt. A gyártás kezdeti szakaszában lévő további két hajó nem kapott nevet. Az Energia-Buran rendszer szerencsétlenül járt – számára szerencsétlen időben született. A Szovjetunió gazdasága már nem volt képes drágán finanszírozni űrprogramok. És valamiféle sors kísértette a Buran repülésre készülő űrhajósait. V. Bukreev és A. Liszenko tesztpilóták 1977-ben repülőgép-balesetben haltak meg, még mielőtt csatlakoztak volna a kozmonauta csoporthoz. 1980-ban O. Kononenko tesztpilóta meghalt. 1988 A. Levchenko és A. Shchukin életét vesztette. A Buran repülés után R. Stankevicius, a szárnyas űrrepülőgép emberes repülésének második pilótája repülőgép-szerencsétlenségben halt meg. I. Volkot nevezték ki első pilótának.

Burannak sem volt szerencséje. Az első és egyetlen sikeres repülés után a hajót a Bajkonuri kozmodrom egyik hangárjában tárolták. 2012. május 12-én beomlott a műhely mennyezete, amelyben a Buran és az Energia modell volt. Ezen a szomorú akkordon véget ért az oly sok reményt mutató szárnyas űrhajó léte.

Körülbelül hasonló költségű programokkal, valamilyen oknál fogva orbitális szakasz – magának a Buran űrszondának is volt alapvetően bejelentett erőforrás 10 repülés a 100 Shuttle ellenében. Hogy ez miért van így, azt nem is magyarázzák. Az okok nagyon kellemetlennek tűnnek. Arról a büszkeségről, hogy „a mi Buránk automatikusan leszállt, de a Pindók nem tudták megtenni”... És ennek a lényege, és az első repüléstől kezdve, hogy bízzunk a primitív automatizálásban, egy baromi drága eszköz (Shuttle) összetörésének kockázatával? Ennek a „basznak” az ára túl magas. És tovább. Miért kellene szót fogadnunk, hogy a repülés valóban pilóta nélküli? Ó, "ezt mondták nekünk"...

Ó, az űrhajós élete mindenek felett áll, azt mondod? Igen, ne mondd... Szerintem Pindosék is megtehetnék, de láthatóan másképp gondolták. Miért gondolom, hogy megtehették – mert tudom: éppen azokban az években már voltak kidolgozott(valójában dolgoztak, nem csak „repültek”) egy Boeing 747-es teljesen automatikus repülése (igen, ugyanaz, amelyre a képen a Shuttle van rögzítve) Floridából, Fort Lauderdale-ből Alaszkába Anchorage-ba, vagyis az egész kontinensen át. . Még 1988-ban (ez a feltételezett öngyilkos terroristák kérdéséről szól, akik eltérítették a 9/11-i gépeket. Nos, megértett?) De elvileg ezek egyforma nehézségek (a Shuttle automatikus leszállása és felszállása - egy nehéz V-747-es lépcsőzetes leszállása, amely a képen több Shuttle-nek felel meg).

Technológiai lemaradásunk mértékét jól tükrözi a szóban forgó űrhajó kabinjainak fedélzeti felszereltségét ábrázoló fotó. Nézd meg újra és hasonlítsd össze. Mindezt, ismétlem: az objektivitás kedvéért írom, és nem a „nyugat iránti rajongás” miatt, amitől soha nem szenvedtem.
Pontként. Most ezeket is elpusztították, már reménytelenül lemaradt elektronikai ipar.

Akkor mivel vannak felszerelve a híres "Topol-M" stb.? Nem tudom! És senki sem tudja! De nem a tiéd – ez biztosan kijelenthető. És mindezt a „nem a miénket” nagyon jól meg lehet tömni (persze, nyilván) hardveres „könyvjelzőkkel”, és a megfelelő pillanatban mindez egy holt fémhalommá válik. Ezt is 1991-ben dolgozták ki, amikor a Sivatagi Vihart és az irakiak légvédelmi rendszereit távolról lekapcsolták. Úgy néz ki, mint a franciák.

Ezért, amikor megnézem a „Katonai titkok” következő videóját Prokopenkóval, vagy valami mást a „térdről felkelésről”, „analóg szart” a rakéta, az űr és a légi közlekedés új csúcstechnológiáival kapcsolatban. -tech, akkor... Nem, nem mosolygok, nincs min mosolyogni. Jaj. A Szovjet Űrt reménytelenül elbaszta az utódja. És ezek a győztes jelentések mindenféle „áttörésről” szólnak – az alternatív ajándékozású steppelt kabátok esetében

2016. május 3

A Smithsonian National Air and Space Museum (Udvar Hazy Center) kiállításának egyik fő eleme a Discovery űrsikló. Valójában ezt a hangárt elsősorban a NASA űrrepülőgépeinek befogadására építették a Space Shuttle program befejezése után. Az űrsiklók aktív használatának időszakában az Enterprise oktatóhajót az Udvar Hazy Centerben állították ki, légköri tesztelésre és súly-dimenziós modellként használták az első, valóban űrsikló, a Columbia megalkotása előtt.

Discovery űrsikló. 27 éves szolgálata során ez az űrsikló 39 alkalommal utazott az űrbe.

A Space Transportation System program részeként épített hajók
Hajó diagram

Sajnos az ügynökség ambiciózus terveinek nagy része soha nem valósult meg. A Holdra való leszállás megoldotta az Egyesült Államok minden politikai űrproblémáját akkoriban, és a mélyűrbe való repülések gyakorlati szempontból nem érdekeltek. A közérdeklődés pedig kezdett elhalványulni. Ki emlékszik azonnal a harmadik ember nevére a Holdon? Az Apollo űrszonda legutóbbi, a Szojuz-Apollo program keretében 1975-ös repülése idején Richard Nixon elnök döntése miatt radikálisan csökkentették az amerikai űrügynökség finanszírozását.

Az USA-nak sürgetőbb aggályai és érdekei voltak a Földön. Emiatt további amerikai, emberes repülések kérdésessé váltak. A finanszírozás hiánya és a megnövekedett naptevékenység a NASA-hoz is vezetett a Skylab állomás elvesztéséhez, amely projekt messze megelőzte korát, és még a mai ISS-hez képest is előnyökkel járt. Az ügynökségnek egyszerűen nem voltak meg a hajói és hordozói, hogy időben felemelhessék pályáját, és az állomás a légkörben égett.

Discovery űrrepülőgép - orrrész
A pilótafülke felőli kilátás meglehetősen korlátozott. A helyzetszabályozó motorok orrfúvói is láthatóak.

A NASA-nak akkoriban csak annyit sikerült elérnie, hogy az űrsiklóprogramot gazdaságilag megvalósíthatóként mutassák be. A Space Shuttle-nek kellett volna vállalnia az emberes repülések biztosítását, a műholdak felbocsátását, valamint azok javítását és karbantartását. A NASA megígérte, hogy átveszi az összes űrhajó kilövését, beleértve a katonai és kereskedelmi célokat is, ami egy újrafelhasználható űrrepülőgép használatával évente több tucat kilövéstől teheti függővé a projekt önellátását.

Discovery űrrepülőgép - szárny és tápegység
Az űrsikló hátulján, a hajtóművek közelében látható az erőpanel, amelyen keresztül a hajót az indítóálláshoz kötötték, az indulás pillanatában a panelt elválasztották a siklótól.

A jövőre nézve elmondom, hogy a projekt soha nem érte el az önellátást, de papíron minden egészen gördülékenynek tűnt (talán az is volt), így a hajók építésére és biztosítására is jutott pénz. Sajnos a NASA-nak nem volt lehetősége új állomás építésére, az összes nehéz Saturn rakétát a holdprogramban költötték (utóbbi indította el a Skylabot), újak építésére pedig nem volt pénz. Űrállomás nélkül az Űrsikló meglehetősen korlátozott ideig keringhetett (legfeljebb 2 hét).

Ráadásul az újrafelhasználható hajó dV-tartaléka sokkal kisebb volt, mint az eldobható Szovjetunióé vagy az amerikai Apollóé. Ennek eredményeként az űrrepülőgép csak alacsony pályára (643 km-ig) tudott bejutni; sok tekintetben ez a tény határozta meg, hogy a mai napig, 42 évvel később az utolsó emberes repülés a mélyűrbe volt és marad. az Apollo 17 küldetés.

Jól láthatóak a raktérajtók rögzítései. Meglehetősen kicsik és viszonylag törékenyek, mivel a rakteret csak nulla gravitáció mellett nyitották ki.

Endeavour űrrepülőgép nyitott raktérrel. Közvetlenül a személyzeti kabin mögött látható az ISS részeként működő dokkolóport.

Az űrrepülőgépek legfeljebb 8 fős legénységet és a pálya dőlésszögétől függően 12-24,4 tonna rakományt voltak képesek pályára emelni. És ami fontos, a 14,4 tonnáig terjedő és afeletti rakományt le kell süllyeszteni a pályáról, feltéve, hogy azok beleférnek a hajó rakterébe. A szovjet és az orosz űrhajók még mindig nem rendelkeznek ilyen képességekkel. Amikor a NASA adatokat közölt a Space Shuttle rakterének teherbírásáról, a Szovjetunió komolyan fontolóra vette a szovjet orbitális állomások és járművek Space Shuttle hajókkal történő ellopását. Még azt is javasolták, hogy a szovjet személyzettel rendelkező állomásokat fegyverekkel szereljék fel, hogy megvédjék magukat egy űrsikló esetleges támadásával szemben.

A hajó helyzetszabályozó rendszerének fúvókái. A hőszigetelő burkolaton jól láthatóak a hajó legutóbbi légkörbe való belépésének nyomai.

A Space Shuttle hajókat aktívan használták pilóta nélküli járművek orbitális indítására, különösen az űrre Hubble teleszkóp. A legénység jelenléte és a javítási munkák lehetősége a pályán lehetővé tette a szégyenletes helyzetek elkerülését Phobos-Grunt szellemében. A Space Shuttle a 90-es évek elején a World-Space Shuttle program keretében űrállomásokkal is dolgozott, és egészen a közelmúltig olyan modulokat szállított az ISS-hez, amelyeket nem kellett saját meghajtórendszerrel felszerelni. A repülések magas költsége miatt a hajó nem tudta teljes mértékben biztosítani a legénység rotációját és az ISS ellátását (a fejlesztők elképzelése szerint a fő feladata).

Discovery Space Shuttle - kerámia bélés.
Minden burkolólapnak saját sorozatszáma és megnevezése van. Ellentétben a Szovjetunióval, ahol a Buran program tartalékaként kerámia burkolólapokat készítettek, a NASA épített egy műhelyt, ahol egy speciális gép gyártotta a burkolólapokat sorozatszám alapján. szükséges méreteket automatikusan. Minden repülés után több száz ilyen csempét kellett cserélni.

Hajó repülési diagramja

1. Az I. és II. fokozat meghajtórendszereinek indítása - begyújtása, a repülésirányítás az űrrepülőgépek tolóerővektorának eltérítésével történik, és körülbelül 30 kilométeres magasságig a kormánykerék eltérítésével történik a kiegészítő vezérlés. A felszállási szakaszban nincs kézi vezérlés, a hajót számítógép vezérli, hasonlóan egy hagyományos rakétához.

2. A szilárd hajtóanyagú boosterek szétválása 125 másodperc repüléskor történik, amikor 1390 m/s sebességet és körülbelül 50 km-es repülési magasságot ér el. Az űrsikló károsodásának elkerülése érdekében nyolc kis szilárd tüzelésű rakétahajtómű segítségével választják el őket. 7,6 km-es magasságban az erősítők kinyitják a fékezőernyőt, 4,8 km-es magasságban pedig a főernyőket. A kilövés pillanatától számított 463 másodperccel és a kilövési helytől 256 km-re a szilárd tüzelésű boosterek lecsapódnak, majd a partra vontatják őket. A legtöbb esetben a nyomásfokozókat sikerült újratölteni és újra felhasználni.

Videófelvétel az űrbe repülésről szilárd tüzelőanyag-fokozók kameráiból.

3. A repülés 480 másodperce után a külső üzemanyagtartály (narancssárga) szétválik; az elválasztás sebessége és magassága miatt az üzemanyagtartály mentése és újrafelhasználása azt igényelné, hogy ugyanolyan hővédelemmel lássák el, mint magát az űrsiklót, ami végül praktikusnak tartott. Ballisztikai pálya mentén a tank a Tikhiy-be, ill Indiai-óceán, összeomlik a légkör sűrű rétegeiben.
4. A keringő jármű alacsony földi pályára áll a helyzetszabályozó rendszer motorjainak segítségével.
5. Orbitális repülési program végrehajtása.
6. Retrográd impulzus hidrazin helyzethajtókkal, deorbitálás.
7. Tervezés a föld légkörében. A Burannal ellentétben a leszállás csak manuálisan történik, így a hajó nem tudott legénység nélkül repülni.
8. A kozmodromon leszállva a hajó körülbelül 300 kilométeres óránkénti sebességgel landol, ami jóval nagyobb, mint a hagyományos repülőgépek leszállási sebessége. A féktávolság és a futómű terhelésének csökkentése érdekében a fékező ejtőernyők a leszállás után azonnal kinyílnak.

Propulziós rendszer. A sikló farka kettéágazódhat, légfékként működve a leszállás utolsó szakaszában.

A külső hasonlóság ellenére az űrrepülőgépnek nagyon kevés a közös vonása egy repülőgéppel, inkább egy nagyon nehéz vitorlázórepülő. Az űrsiklónak nincs saját üzemanyagtartaléka a főmotorokhoz, így a hajtóművek csak addig működnek, amíg a hajót a narancssárga üzemanyagtartályhoz csatlakoztatják (ezért is aszimmetrikusan szerelik fel a hajtóműveket). Az űrben és a leszállás során a hajó csak kis teljesítményű helyzetszabályozó motorokat és két hidrazinüzemű fenntartó motort (kis motorokat a fő oldalain) használ.

Tervezték a Space Shuttle sugárhajtóművekkel való felszerelését, de a magas költségek, valamint a hajó hajtóművek és üzemanyagok tömegével csökkentett hasznos teherbírása miatt úgy döntöttek, hogy felhagynak a sugárhajtóművekkel. A hajó szárnyainak emelőereje kicsi, és magát a leszállást kizárólag a kinetikus energia deorbit. Valójában a hajó a pályáról közvetlenül a kozmodrom felé siklott. Emiatt a hajónak csak egy kísérlete van a leszállásra; a sikló többé nem tud megfordulni és bemenni a második körbe. Így a NASA több tartalék shuttle leszállópályát épített a világban.

Discovery űrrepülőgép – személyzeti nyílás.
Ez az ajtó a személyzet tagjainak be- és kiszállására szolgál. A nyílás nincs felszerelve légzsilippel, és el van zárva a térben. A legénység űrsétákat és dokkolást hajtott végre a Mirrel és az ISS-szel a hajó „hátsó” rakterében lévő légzsilipen keresztül.

Lezárt ruha az űrsikló fel- és leszállásához.

A siklók első próbarepüléseit katapult ülésekkel látták el, amelyek lehetővé tették a hajó elhagyását vészhelyzetben, de aztán a katapultot eltávolították. Volt egy kényszerleszállási forgatókönyv is, amikor a legénység ejtőernyővel hagyta el a hajót a süllyedés utolsó szakaszában. Jellegzetes narancsszín Az öltönyt azért választották, hogy leegyszerűsítse a mentési műveleteket kényszerleszállás esetén. Az űrruhával ellentétben ez az öltöny nem rendelkezik hőelosztó rendszerrel, és nem űrsétákhoz készült. A hajó teljes nyomásmentesítése esetén még túlnyomásos öltöny mellett is csekély az esély a legalább néhány órás túlélésre.

Discovery űrrepülőgép - alváz és kerámia burkolat az alján és a szárnyon.

Szkafander munkához világűr Space Shuttle program.

Katasztrófák
Az 5 megépített hajóból 2 meghalt a teljes legénységgel együtt.

STS-51L űrrepülő Challenger katasztrófa-küldetés

1986. január 28-án a Challenger sikló a felszállás után 73 másodperccel felrobbant a szilárd rakétaerősítő O-gyűrűjének meghibásodása miatt. Egy tűzsugár áttört egy repedésen, megolvasztva az üzemanyagtartályt, és a folyékony hidrogén- és oxigéntartalékok felrobbanását okozta. . A legénység láthatóan túlélte magát a robbanást, de a kabin nem volt felszerelve ejtőernyővel vagy más menekülési lehetőséggel, és a vízbe zuhant.

A Challenger-katasztrófa után a NASA több eljárást is kidolgozott a legénység megmentésére a fel- és leszállás során, de ezek a forgatókönyvek egyike sem tudta volna megmenteni a Challenger legénységét, még akkor sem, ha gondoskodtak volna róla.

A Columbia űrrepülőgép STS-107 katasztrófa-küldetése
A Columbia űrsikló roncsai égnek a légkörben.

A két héttel korábbi kilövéskor megsérült a szárny szélének hőburkolatának egy része, amikor az üzemanyagtartályt borító szigetelőhab darabja leesett (a tartály megtelik folyékony oxigénnel és hidrogénnel, így a szigetelőhab megakadályozza a jégképződést és csökkenti az üzemanyag elpárolgását ). Ezt a tényt észrevették, de nem tulajdonítottak kellő jelentőséget annak alapján, hogy az űrhajósok mindenesetre keveset tehettek. Ennek eredményeként a repülés a 2003. február 1-jei re-entry szakaszig normálisan haladt.

Itt jól látható, hogy a hőpajzs csak a szárny szélét takarja. (Itt sérült meg a Columbia.)

A magas hőmérséklet hatására a termikus béléscsempék összeomlottak, és körülbelül 60 kilométeres magasságban a magas hőmérsékletű plazma betört. alumínium szerkezetek szárny Néhány másodperccel később a szárny körülbelül 10 Mach sebességgel összeomlott, a hajó elvesztette stabilitását, és az aerodinamikai erők tönkretették. Mielőtt a Discovery megjelent volna a múzeum kiállításán, ugyanitt állították ki az Enterprise-t (egy kiképzőrepülőgépet, amely csak légköri repüléseket végzett).

Az esetet vizsgáló bizottság vizsgálat céljából kivágta a múzeumi kiállítás szárnyának egy töredékét. Egy speciális ágyú segítségével habdarabokat lőttek a szárny szélén, és felmérték a kárt. Ez a kísérlet segített egyértelmű következtetést levonni a katasztrófa okairól. A tragédiában az emberi tényező is nagy szerepet játszott, a NASA munkatársai alábecsülték a hajó kilövési szakaszában elszenvedett károkat.

A szárny egyszerű felmérése a világűrben feltárhatná a sérülést, de az irányítóközpont nem adott ilyen parancsot a legénységnek, mert úgy gondolta, hogy a probléma a Földre való visszatéréssel megoldható, és még ha a sérülés visszafordíthatatlan is, a személyzet még mindig nem tehetnek semmit, és nem volt értelme az űrhajósokat hiába aggódni. Bár ez nem így történt, az Atlantis sikló indulásra készült, amelyet egy mentőakcióhoz használhattak fel. Egy vészhelyzeti protokoll, amelyet minden további repülés során alkalmaznak.

A hajó roncsai között sikerült találnunk egy videófelvételt, amelyet az űrhajósok a visszatérés során rögzítettek. Hivatalosan a felvétel néhány perccel a katasztrófa kezdete előtt véget ér, de erős a gyanúm, hogy a NASA etikai okokból úgy döntött, hogy nem teszi közzé az űrhajósok életének utolsó másodperceit. A legénység nem tudott az őket fenyegető halálról; a hajó ablakain kívül tomboló plazmára nézve az egyik űrhajós viccelődött: „Nem szeretnék most kint lenni”, nem tudván, hogy pontosan ez az egész a legénység alig néhány perc múlva várt. Az élet tele van sötét iróniával.

A program megszüntetése

Space Shuttle program végén logó (balra) és emlékérme (jobbra). Az érmék fémből készültek, amelyet a Columbia STS-1 űrsikló első küldetésének részeként küldtek az űrbe.

A Columbia űrsikló halála komoly kérdést vetett fel a fennmaradó 3 hajó biztonságát illetően, amelyek addigra már több mint 25 éve működtek. Ennek eredményeként a következő repülések lecsökkentett személyzettel indultak, és mindig tartalékban tartottak egy másik űrsiklót, amely indulásra készen volt, amely mentőakciót hajthatott végre. Az Egyesült Államok kormányának a kereskedelmi űrkutatásra helyezett hangsúlyeltolódásával együtt ezek a tényezők a program 2011-es megszűnéséhez vezettek. Az utolsó shuttle-repülés az Atlantis fellövése volt az ISS-re 2011. július 8-án.

A Space Shuttle program óriási mértékben hozzájárult az űrkutatáshoz, valamint a pályán való működéssel kapcsolatos ismeretek és tapasztalatok fejlesztéséhez. Az űrrepülőgép nélkül az ISS építése teljesen más lenne, és ma már aligha lenne közel a befejezéshez. Másrészt az a vélemény, hogy a Space Shuttle program visszatartotta a NASA-t az elmúlt 35 évben, és nagy költségeket igényelt az űrsikló fenntartása: egy repülés költsége körülbelül 500 millió dollár volt, összehasonlításképpen mindegyik indítása. A Szojuz ára csak 75-100.

A hajók olyan forrásokat emésztettek fel, amelyeket a bolygóközi programok fejlesztésére és az űrkutatás és -fejlesztés ígéretesebb területeire lehetett volna fordítani. Például egy kompaktabb és olcsóbb újrafelhasználható vagy eldobható hajó építése azokra a küldetésekre, ahol a 100 tonnás Space Shuttle-re egyszerűen nem volt szükség. Ha a NASA elhagyta volna a Space Shuttle-t, az amerikai űripar fejlődése teljesen másképp alakulhatott volna.

Hogy pontosan, azt ma már nehéz megmondani, talán a NASA-nak egyszerűen nem volt más választása, és az űrsikló nélkül Amerika polgári űrkutatása teljesen leállhatott volna. Egy dolog bátran kijelenthető: a mai napig a Space Shuttle volt és marad az egyetlen példa a sikeres újrafelhasználható űrrendszerre. A szovjet Buran, bár újrafelhasználható űrrepülőgépnek épült, csak egyszer került a világűrbe, de az egy teljesen más történet.

Vett Lennikov in Virtuális túra a Smithsonian National Aerospace Museumban: Második rész

Kattintson a gombra, és iratkozzon fel a "Hogyan készült" oldalra!

Ha van olyan produkciója vagy szolgáltatása, amelyről szeretne olvasóinknak mesélni, írjon Aslannak ( [e-mail védett] ), és a legjobb riportot készítjük, amelyet nemcsak a közösség, hanem az oldal olvasói is láthatnak majd Hogyan történik

Iratkozzon fel csoportjainkra is Facebook, VKontakte,osztálytársakés be Google+plus, ahol a közösség legérdekesebb dolgai kerülnek közzétételre, plusz olyan anyagok, amelyek nem itt találhatók, és videók arról, hogyan működnek a dolgok a mi világunkban.

Kattints az ikonra és iratkozz fel!

A Space Transportation System, ismertebb nevén Space Shuttle, egy amerikai újrafelhasználható szállító űrhajó. Az űrrepülőgépet hordozórakétákkal indítják az űrbe, űrhajóként manővereznek a pályán, és repülőgépként térnek vissza a Földre. Feltételezték, hogy a siklók siklók módjára száguldanak az alacsony Föld körüli pálya és a Föld között, mindkét irányba szállítva a hasznos terheket. A fejlesztés során azt tervezték, hogy mindegyik űrsiklót akár 100-szor is felbocsátják az űrbe. A gyakorlatban sokkal kevesebbet használnak. 2010 májusáig a legtöbb járatot - 38-at - a Discovery shuttle hajtotta végre. 1975 és 1991 között összesen öt űrsikló épült: Columbia (leszálláskor leégett 2003-ban), Challenger (1986-ban felrobbant), Discovery, Atlantis és Endeavour. 2010. május 14-én az Atlantis űrrepülőgép utoljára indult a Canaveral-fokról. Miután visszatér a Földre, leállítják.

Alkalmazás története

Az űrsiklóprogramot 1971 óta az észak-amerikai Rockwell fejlesztette ki a NASA megbízásából.
A Shuttle Columbia volt az első működőképes újrafelhasználható keringő. 1979-ben gyártották, és a NASA Kennedy Űrközpontjába szállították. A Columbia űrsiklót arról a vitorlásról nevezték el, amelyen Robert Gray kapitány 1792 májusában British Columbia (ma Washington és Oregon állam) belvizeit fedezte fel. A NASA-nál a Columbia az OV-102-t (Orbiter Vehicle - 102) jelöli. A Columbia sikló 2003. február 1-jén halt meg (STS-107-es járat), amikor leszállás előtt a Föld légkörébe lépett. Ez volt a Columbia 28. űrútja.
A második űrsikló, a Challenger 1982 júliusában került a NASA-hoz. Nevét egy tengerjáró hajóról kapta, amely az óceánt kutatta az 1870-es években. A NASA a Challengert OV-099-nek nevezi. A Challenger a tizedik kilövéskor, 1986. január 28-án halt meg.
A harmadik siklót, a Discoveryt 1982 novemberében szállították a NASA-nak.
A Discovery űrsiklót annak a két hajónak az egyikéről nevezték el, amelyeken James Cook brit kapitány felfedezte a Hawaii-szigeteket, és felfedezte Alaszka és Kanada északnyugati partjait az 1770-es években. Henry Hudson egyik hajója, aki 1610-1611-ben fedezte fel a Hudson-öblöt, ugyanazt a nevet viselte („Discovery”). A Brit Királyi Földrajzi Társaság további két Discoveryt épített feltárás céljából. északi sarkés az Antarktiszon 1875-ben és 1901-ben. A NASA a Discoveryt OV-103-nak nevezi.
A negyedik sikló, az Atlantis 1985 áprilisában állt szolgálatba.
Az ötödik sikló, az Endeavour az elveszett Challenger pótlására épült, és 1991 májusában állt szolgálatba. Az Endeavour siklót is James Cook egyik hajójáról nevezték el. Ezt az edényt csillagászati ​​megfigyelésekben használták, ami lehetővé tette a Föld és a Nap közötti távolság pontos meghatározását. Ez a hajó részt vett Új-Zéland felfedezésére irányuló expedíciókban is. A NASA az Endeavourt OV-105-nek nevezi.
A Columbia előtt egy másik űrsikló épült, az Enterprise, amelyet az 1970-es évek végén csak próbajárműként használtak a leszállási módszerek tesztelésére, és nem repült az űrbe. Kezdetben azt tervezték, hogy ezt az orbitális hajót „Alkotmánynak” nevezik el az amerikai alkotmány kétszázadik évfordulója tiszteletére. Később a népszerű Star Trek televíziós sorozat nézőinek számos javaslata alapján az Enterprise nevet választották. A NASA az Enterprise-t OV-101-nek nevezi.
A Discovery Shuttle felszáll. STS-120 küldetés

Általános információ
Ország Amerikai Egyesült Államok USA
Cél Újrafelhasználható szállító űrhajó
Gyártó United Space Alliance:
Thiokol/Alliant Techsystems (SRB)
Lockheed Martin (Martin Marietta) – (ET)
Rockwell/Boeing (orbiter)
Főbb jellemzők
A szakaszok száma 2
Hossza 56,1 m
Átmérője 8,69 m
Felszállási tömeg 2030 t
A rakomány súlya
- LEO-nál 24 400 kg
- Geostacionárius pályán 3810 kg
Indítási előzmények
Állapot aktív
Indítóhelyek Kennedy Űrközpont, 39. komplexum
Vandenberg AFB (tervezve az 1980-as években)
Indulások száma 128
- sikeres 127
- sikertelen 1 (indítási hiba, Challenger)
- részben sikertelen 1 (újbóli belépési hiba, Columbia)
Első indítás 1981. április 12-én
Utolsó bevezetés 2010 őszén

Tervezés

Az űrsikló három fő összetevőből áll: a keringőből (Orbiter), amelyet alacsony Föld körüli pályára bocsátanak, és amely valójában egy űrhajó; nagy külső üzemanyagtartály a főmotorokhoz; és két szilárd rakétaerősítő, amelyek a felszállás után két percen belül működnek. Az űrbe való belépés után a keringő önállóan visszatér a Földre, és úgy landol, mint egy repülőgép a kifutópályán. A szilárd hajtóanyag-fokozókat ejtőernyővel fröcskölik le, majd ismét használják. A külső üzemanyagtartály a légkörben ég el.


A teremtés története

Súlyos tévhit él, hogy a Space Shuttle programot katonai célokra hozták létre, egyfajta „űrbombázóként”. Ez a mélyen téves „vélemény” az űrrepülőgépek nukleáris fegyverek szállítására való „képességén” alapszik (bármely kellően nagy utasszállító repülőgép ugyanilyen mértékben rendelkezik ezzel a képességgel (például az első szovjet transzkontinentális Tu-114-es repülőgépet a a Tu-95 stratégiai nukleáris hordozó) és az „orbitális merülések” elméleti feltételezésein, amelyekre az újrafelhasználható orbitális hajók állítólag képesek (sőt végrehajtják).
Valójában az űrsiklók „bombázó” küldetésére vonatkozó minden utalás kizárólag szovjet forrásokban található, az űrsiklók katonai potenciáljának értékeléseként. Joggal feltételezhető, hogy ezeket az „értékeléseket” arra használták, hogy meggyőzzék a felső vezetést a „megfelelő válasz” szükségességéről, és létrehozzák a saját hasonló rendszerüket.
Az űrsiklóprojekt története 1967-ben kezdődik, amikor még az Apollo-program első emberes repülése előtt (1968. október 11. - az Apollo 7 fellövése) több mint egy év maradt az emberes űrhajózás kilátásainak áttekintésére azután a NASA holdprogramjának befejezése.
1968. október 30-án a NASA két fő központja (a Manned Spacecraft Center – MSC – Houstonban és a Marshall Space Center – MSFC – Huntsville-ben) azzal a javaslattal fordult amerikai űrcégekhez, hogy vizsgálják meg egy újrafelhasználható űrrendszer létrehozásának lehetőségét. az űrügynökség intenzív igénybevételnek kitett költségeit kellett volna csökkenteni.
1970 szeptemberében az S. Agnew amerikai alelnök vezette Űrügyi Munkacsoport, amelyet kifejezetten az űrkutatás következő lépéseinek meghatározására hoztak létre, két részletes tervezetet adott ki a lehetséges programokról.
A nagy projekt a következőket tartalmazta:

* űrsikló;
* orbitális vontatóhajók;
* egy nagy orbitális állomás a Föld körüli pályán (legfeljebb 50 fős legénység);
* kis orbitális állomás a Hold körüli pályán;
* lakható bázis létrehozása a Holdon;
* emberes expedíciók a Marsra;
* emberek landolása a Mars felszínén.
Kis projektként csak egy nagy orbitális állomás létrehozását javasolták a Föld körüli pályán. De mindkét projektben elhatározták, hogy az orbitális repüléseket: az állomás ellátását, a rakomány pályára szállítását a távolsági expedíciókhoz vagy a hajóblokkokat a távolsági repülésekhez, a személyzet cseréjét és a Föld körüli pályán végzett egyéb feladatokat újrafelhasználható rendszerrel kell végrehajtani. , amelyet akkoriban Space Shuttle-nek hívtak.
Tervezték egy „nukleáris sikló” létrehozását is – egy NERVA (angol) nukleáris meghajtó rendszerrel ellátott siklót, amelyet az 1960-as években fejlesztettek ki és teszteltek. Az atomsiklónak a Föld pályája, a Hold és a Mars pályája között kellett volna repülnie. Az atomsiklónak a nukleáris hajtómű munkaközegével való ellátását az ismerős, közönséges siklókra bízták:

Nukleáris Shuttle: Ez az újrafelhasználható rakéta a NERVA nukleáris hajtóművére támaszkodna. Alacsony föld körüli pálya, holdpálya és geoszinkron pálya között működne, és rendkívül nagy teljesítménye lehetővé teszi a nehéz rakomány szállítását és jelentős mennyiségű munka elvégzését korlátozott mennyiségű folyékony-hidrogén hajtóanyaggal. Az atomsikló viszont az űrsiklótól kapná ezt a hajtóanyagot.

SP-4221 Az űrsikló-döntés

Richard Nixon amerikai elnök azonban minden lehetőséget elutasított, mert még a legolcsóbbhoz is évi 5 milliárd dollárra volt szükség. A NASA nehéz választás előtt állt: vagy új, nagy fejlesztésbe kellett kezdenie, vagy be kellett jelentenie az emberes program befejezését.
Úgy döntöttek, hogy ragaszkodnak egy űrsikló létrehozásához, de nem az űrállomás összeszerelésére és szervizelésére szolgáló szállítóhajóként mutatják be (ezt azonban tartalékban tartják), hanem mint olyan rendszert, amely képes műholdak felbocsátásával nyereséget termelni és befektetéseket megtéríteni. keringési pályára kereskedelmi alapon. Egy gazdasági vizsgálat megerősítette: elméletileg, feltéve, hogy évente legalább 30 járat indul, és az eldobható szállítóeszközöket teljes mértékben megtagadják, az űrsiklórendszer nyereséges lehet.
A Space Shuttle rendszer létrehozására irányuló projektet az Egyesült Államok Kongresszusa fogadta el.
Ugyanakkor az eldobható hordozórakéták elhagyásával összefüggésben megállapították, hogy az űrsikló felelt az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának, a CIA-nak és az NSA-nak minden ígéretes eszközének föld körüli pályára bocsátásáért.
A katonaság előadta követeléseit a rendszerrel szemben:

* Az űrrendszernek képesnek kell lennie akár 30 tonnás hasznos teher pályára állítására, 14,5 tonnás teher visszajuttatására a Földre, rakterének mérete pedig legalább 18 méter, átmérője pedig 4,5 méter. Ekkora és súlyú volt az akkor tervezett KH-II optikai felderítő műhold, amelyből később a Hubble orbitális teleszkóp fejlődött ki.
* Oldalirányú manőverezési képességet biztosít az orbitális jármű számára 2000 kilométerig, hogy megkönnyítse a leszállást korlátozott számú katonai repülőtéren.
* A körkörös pályára való kilövéshez (56-104°-os dőlésszöggel) a légierő úgy döntött, hogy saját műszaki, indító- és leszálló komplexumot épít a kaliforniai Vandenberg légibázison.

Ez korlátozta a katonai osztály követelményeit az űrsiklóprojekttel szemben.
Soha nem tervezték, hogy „űrbombázóként” használnak siklókat. Mindenesetre a NASA-tól, a Pentagontól vagy az Egyesült Államok Kongresszusától semmilyen dokumentum nem utal ilyen szándékra. A „bombázó” motívumait sem az emlékiratok, sem az űrsiklórendszer létrehozásában résztvevők magánlevelezései nem említik.
Az X-20 Dyna Soar űrbombázó projekt hivatalosan 1957. október 24-én indult. A silóalapú ICBM-ek és a ballisztikus rakétákkal felfegyverzett nukleáris tengeralattjáró-flotta kifejlesztésével azonban nem tartották megfelelőnek orbitális bombázók létrehozását az Egyesült Államokban. 1961 után az X-20 Dyna Soar projektből eltűntek a „bombázó” küldetésekre való utalások, de a felderítő és „ellenőrző” küldetések megmaradtak. 1962. február 23-án McNamara védelmi miniszter jóváhagyta a program legutóbbi átalakítását. Ettől kezdve a Dyna-Soar hivatalosan kutatási programként lett kijelölve, hogy feltárja és demonstrálja egy emberes orbitális vitorlázó manőverezés megvalósíthatóságát a Föld egy adott pontján a kifutópályára való visszatérés és leszállás során a szükséges pontossággal. 1963 közepére a Védelmi Minisztériumnak komoly kétségei támadtak a Dyna-Soar program szükségességével kapcsolatban. 1963. december 10-én McNamara védelmi miniszter lemondta a Dyna-Soart.
A döntés meghozatalakor figyelembe vették, hogy az ilyen osztályba tartozó űrhajók nem „lóghatnak” elég hosszú ideig a pályán ahhoz, hogy „pályaplatformnak” lehessen őket tekinteni, és az egyes űrjárművek pályára állítása nem is órákat, hanem napokat vesz igénybe, és szükséges osztályú rakéták használata, amely nem teszi lehetővé sem az első, sem a megtorló nukleáris csapásnál történő alkalmazásukat.
A Dyna-Soar program számos műszaki és technológiai fejlesztését később felhasználták olyan orbitális járművek létrehozására, mint az Space Shuttle.
A szovjet vezetés szorosan figyelemmel kísérve az űrsiklóprogram fejlődését, de a legrosszabbra feltételezve „rejtett katonai fenyegetést” keresett, amely két fő feltételezést fogalmazott meg:

* Lehetőség van űrsiklók nukleáris fegyverek hordozóinak felhasználására (ez a feltételezés a fenti okok miatt alapvetően téves).
* Lehetőség van űrsiklókkal szovjet műholdak és DOS (hosszú távú emberes állomások) elrablására V. Chelomey Almaz OKB-52-jéről a Föld pályájáról. A védelem érdekében a szovjet DOS-t még a Nudelman - Richter által tervezett automata ágyúkkal is fel kellett szerelni (az OPS ilyen ágyúval volt felszerelve). Az „elrablások” feltételezése kizárólag a raktér méretein és a visszaszállításon alapult hasznos teher, amelyet az amerikai shuttle fejlesztők nyíltan az Almaz méreteihez és tömegéhez közelinek nyilvánítottak. A szovjet vezetés nem kapott tájékoztatást az egyidejűleg fejlesztés alatt álló HK-II felderítő műhold méreteiről és súlyáról.
Ennek eredményeként a szovjet űripar feladata a Space Shuttle-rendszerhez hasonló jellemzőkkel rendelkező, de egyértelműen meghatározott katonai célú, újrafelhasználható űrrendszer létrehozása volt a termonukleáris fegyverek orbitális szállítójárműve.

Feladatok

Az űrsiklóhajókat rakomány 200-500 km magasságban történő pályára állítására, tudományos kutatások végzésére, orbitális űrhajók kiszolgálására (telepítési és javítási munkák) használják.
A Discovery űrrepülőgép 1990 áprilisában állította pályára a Hubble-teleszkópot (STS-31-es járat). A Columbia, a Discovery, az Endeavour és az Atlantis űrrepülőgépek négy küldetést hajtottak végre a Hubble távcső kiszolgálására. A legutóbbi Hubble-i sikló-küldetésre 2009 májusában került sor. Mivel a NASA 2010-ben az ingajáratok leállítását tervezte, ez volt az utolsó emberi expedíció a teleszkóphoz, mivel ezeket a küldetéseket más elérhető űrszonda nem tudja végrehajtani.
Endeavour sikló nyitott raktérrel.

Az 1990-es években a kompok részt vettek a közös orosz-amerikai Mir - Space Shuttle programban. Kilenc dokkolás készült a Mir állomással.
Az alatt a húsz év alatt, amíg a kompok üzemeltek, folyamatosan fejlesztették és módosították őket. Több mint ezer kisebb-nagyobb módosítást hajtottak végre az eredeti siklóterven.
A transzferek nagyon játszanak fontos szerep a Nemzetközi Űrállomás (ISS) létrehozására irányuló projekt megvalósításában. Például az ISS-modulok, amelyekből összeszerelték az orosz Zvezda modul kivételével, nem rendelkeznek saját propulziós rendszerrel (PS), ezért nem tudnak önállóan manőverezni a pályán az állomás keresése, találkozása és dokkolása érdekében. Ezért nem tudják egyszerűen pályára „dobni” a közönséges proton típusú hordozók. Az egyetlen lehetőség az ilyen modulokból állomások összeállítására az űrsikló típusú hajók használata a nagy rakterű rakterekkel, vagy feltételezhetően orbitális „vontatók” alkalmazása, amelyek megtalálják a Proton által pályára állított modult, kiköthetnek vele és behozzák a állomás a dokkoláshoz.
Valójában az űrsikló típusú űrhajók nélkül lehetetlen lenne olyan moduláris orbitális állomásokat építeni, mint például az ISS (távirányító és navigációs rendszer nélküli modulokból).
A Columbia katasztrófa után három űrsikló maradt üzemben - a Discovery, az Atlantis és az Endeavour. Ezeknek a fennmaradó járatoknak biztosítaniuk kell az ISS 2010 előtti befejezését. A NASA 2010-ben jelentette be a transzferszolgáltatás végét.
Az Atlantis űrsikló utolsó pályára tartó repülésén (STS-132) a Rassvet orosz kutatómodult szállította az ISS-re.
Műszaki adatok


Szilárd hajtóanyag-fokozó


Külső üzemanyagtartály

A tartály üzemanyagot és oxidálószert tartalmaz a három pályán lévő folyékony hajtóanyagú SSME (vagy RS-24) motorhoz, és nincs saját motorja.
Belül az üzemanyagtartály két részre oszlik. A tartály felső harmadát egy –183 °C (–298 °F) hőmérsékletre hűtött folyékony oxigén számára kialakított tartály foglalja el. Ennek a tartálynak a térfogata 650 ezer liter (143 ezer gallon). A tartály alsó kétharmada úgy van kialakítva, hogy a folyékony hidrogént –253 °C-ra (-423 °F) hűtve tartsa. Ennek a tartálynak a térfogata 1,752 millió liter (385 ezer gallon).


Orbiter

Az orbiter három fő hajtóműve mellett néha két orbitális manőverezési rendszer (OMS) hajtóművet is alkalmaznak, amelyek mindegyike 27 kN tolóerejű. Az OMS-üzemanyagot és az oxidálószert az űrsiklóban tárolják, hogy pályára álljanak és visszatérjenek a Földre.



Az űrsikló méretei

Az űrrepülőgép méretei a Szojuzhoz képest
Ár
2006-ban a teljes költség 160 milliárd dollár volt, addigra 115 kilövést hajtottak végre (lásd: en:Space Shuttle program#Costs). Egy-egy járat átlagos költsége 1,3 milliárd dollár volt, de a költségek nagy része (tervezés, korszerűsítés stb.) nem függ az indulások számától.
Az egyes ingajáratok költsége körülbelül 60 millió dollár. A 2005 közepétől 2010-ig tartó 22 ingajárat támogatására a NASA mintegy 1 milliárd 300 millió dolláros közvetlen költséget tervezett.
Ennyi pénzért az űrsikló egy repüléssel 20-25 tonna rakományt tud az ISS-re eljuttatni, beleértve az ISS modulokat, plusz 7-8 űrhajóst.
Csökkentve utóbbi évek szinte költségigényes, a 22 tonnás kilövőterhelésű Proton-M felbocsátásának ára 25 millió dollár, ilyen súllyal rendelkezhet minden Proton típusú hordozóval pályára állított, külön repülő űrhajó.
Az ISS-hez csatolt modulokat hordozórakéta nem bocsáthatja pályára, mivel azokat az állomásra kell szállítani és dokkolni, ami orbitális manőverezést igényel, amire maguk az orbitális állomás moduljai nem képesek. A manőverezést orbitális hajók (a jövőben - orbitális vontatóhajók) végzik, és nem hordozórakéták.
Az ISS-t ellátó Progress teherhajókat Szojuz típusú hordozók bocsátják pályára, és legfeljebb 1,5 tonna rakományt képesek az állomásra szállítani. Egy Szojuz fuvarozón egy Progressz teherhajó elindításának költségét hozzávetőleg 70 millió dollárra becsülik, egy shuttle járat kiváltásához pedig legalább 15 Szojuz-Progress járatra lesz szükség, ami összesen meghaladja az egymilliárd dollárt.
Az orbitális állomás elkészülte után azonban – új modulok ISS-be szállításának szükségessége hiányában – a hatalmas raktérrel rendelkező siklók alkalmazása már kivitelezhetetlenné válik.
Utolsó útján az Atlantis sikló az űrhajósokon kívül „mindössze” 8 tonna rakományt szállított az ISS-nek, köztük egy új orosz kutatómodult, új laptopokat, élelmiszert, vizet és egyéb fogyóeszközöket.
Képgaléria

Űrsikló az indítóálláson. Cape Canaveral, Florida

Az Atlantis sikló leszállása.

A NASA lánctalpas transzportere szállítja a Discovery űrsiklót az indítóállásra.

A szovjet Buran komp

Shuttle repülés közben

Az Endeavour shuttle leszállás

Sikló az indítóálláson

Videó
Az Atlantis sikló végső leszállása

Éjszakai start Discovery