Űrsikló: Az első újrafelhasználható űrhajó

A végső tesztrepülés: NASA

A NASA Columbia pályája 1981. április 12-én az ég felé indul a NASA első ingajáratával, az STS-1-el. Az 54 órás missziót az űrhajós veterán John Young irányította, Robert Crippen akkori újonc szórólappal. (Képhitel: NASA.)

A NASA űrsiklója volt a világ első újrafelhasználható űrhajója. Rakétaszerűen indult, és vitorlázógépként tért vissza a Földre, repülőgépként landolt egy hosszú beton kifutópályán. Úgy tervezték, hogy nagy terheléseket - például műholdakat - vigyen pályára, és szükség esetén visszahozza azokat javításra.



Az Enterprise űrsiklóval végzett tesztrepülések után (amely nem ment az űrbe), az első űrsikló misszió, az STS-1, 1981. április 12-én indult a Columbia orbitán. Az utolsó repülőgép 2011 júliusában az Atlantis volt az STS-135 küldetésen. Az űrsikló két nagy katasztrófát szenvedett- 1986. január 28. (Challenger) és 2003. február 1. (Columbia); A két küldetés során 14 űrhajós halt meg.

Az űrsikló legnagyobb hozzájárulása a Nemzetközi Űrállomás építése volt, amely ma is pályára áll, hogy évente több száz tudományos kísérletet végezzen emberi egészséggel, mérnöki és egyéb kérdésekkel kapcsolatban. A programról emlékeznek a Hubble űrtávcső indítására és szervizelésére is, meglátogatták az orosz Mir űrállomást, számos műholdat és szondát indítottak el, valamint több ezer órányi alapvető tudományos kísérletet hajtottak végre.

Az Atlantis űrsikló a Shuttle Training Aircraft (STA) ablakon keresztül látható, amikor elindul a NASA 39A indítópadjáról

Az Atlantis űrsikló a Shuttle Training Aircraft (STA) ablakon keresztül látható, amikor a NASA Kennedy Űrközpont 39A indítópadjáról elindul az STS-135 küldetésen, 2011. július 8-án a Canaveral-fokon, Fla. küldetés.(Kép jóváírása: NASA/Dick Clark)

Űrsikló elemek és indítás

Az űrsikló, hivatalos nevén Űrszállítási Rendszer, három fő komponensből állt. Infografika: A NASA űrsiklója - felülről lefelé ]:

  • Két szilárd rakétaerősítő, amely az űrsikló tolóerejének nagy részét biztosította az indítás során
  • A hatalmas rozsdaszínű külső tartály, amely üzemanyaggal táplálta a három főmotort az indítás során
  • A keringő, amely a személyzet kabinját, a rakományt és három főmotort tartalmazta.

A szilárd rakétaerősítők (SRB -k) a repülés első két percében működtek, hogy további tolóerőt biztosítsanak a sikló pályára állításához. Körülbelül 24 mérföld (45 kilométer) magasan a boosterok elváltak a külső tartálytól, és ejtőernyőkkel ereszkedtek le az Atlanti -óceánra. A hajók visszaszerezték őket, és újrafelhasználás céljából felújították.

Mindegyik erősítő szilárd hajtómotort tartalmazott - a legnagyobbat, amit valaha fejlesztettek az űrrepüléshez. Minden motor több mint 1 millió fontot tartalmazott. (450 000 kilogramm) hajtógáz, szilárd keveréke ammónium -perklorát és alumínium , valamint vas -oxid katalizátor az égési reakció elősegítésére és egy „kötőanyag”, amely az összes komponenst egyben tartja, az American Chemistry Council szerint. Az egész keverék konzisztenciája ceruza radír. Az ammónium -perklorátot az amerikai hadsereg rakétákban, robbanószerekben, lángszórókban és lőszerekben is felhasználja.

A 15 emeletes, rozsdaszínű külső tartály volt az egyetlen shuttle alkatrész, amelyet nem használtak fel újra. Több mint 500 000 liter üzemanyagot - folyékony oxigént és folyékony hidrogént - táplált az űrsikló főmotorjaiba az indítás során. A tank egyben az űrsikló szerkezetének „gerincét” is jelentette. Támogatást nyújtott a rakétaerősítőknek és a keringőnek.

A külső tartály volt az egyetlen része az űrsiklónak, amelyet nem használtak újra az indítástól az indításig. Ez szolgált a

A külső tartály volt az egyetlen része az űrsiklónak, amelyet nem használtak újra az indítástól az indításig. A felszálláskor az űrsikló „gáztartályaként” szolgált. Miután kiürült, ez a hatalmas narancssárga tartály elvált a készülék többi részétől, és visszaesett a Földre.(Kép jóváírása: NASA)

Miután a szilárd rakétaerősítők elváltak, a pálya a külső tartályt körülbelül 113 km -re a Föld fölé vitte. Az elhasznált üzemanyaggal a tartály elvált, és a tervezett pálya mentén elesett. Nagy része a légkörben felégett, a többi pedig az óceánba esett.

A keringő a komponens, amelyet a legtöbb ember „siklónak” gondol. A rendszer szíve és agya, valamint a hajó vitte az embereket az űrbe és hozta vissza őket. A keringő nagyjából akkora volt, mint a DC-9 repülőgép. Hossza 122 láb (37 méter) volt, szárnyfesztávolsága pedig 78 láb (23 méter). Az elülső törzsben található személyzetfülke általában hét űrhajós legénységét szállította, de időnként kevesebb embert. A legnagyobb személyzet létszáma egy űrsikló küldetéshez nyolc űrhajós volt.

A középső törzsben 60 láb (18 méter) hasznos teherhordó és robotkar kapott helyet. Az öbölben műholdakat, modulokat és laboratóriumokat tartalmazó modulokat, valamint a Nemzetközi Űrállomás építőanyagait lehetett elhelyezni. A hátsó törzs tartotta az orbitális manőverezési rendszert, a főmotorokat és a függőleges farkát. Az űrsikló orránál és hátsó törzsénél található kisebb tolóerőket használták a kis repülési beállításokhoz.

Rövid fejlődéstörténet

Az űrsikló az újrafelhasználható űrhajók kifejlesztésére tett számos erőfeszítésből nőtt ki. Az X-15 program az 1950-es években tesztelte az űrrepülőgép ötletét. Az amerikai légierő az 1960-as években félig újrafelhasználható űrhajókon is végzett tanulmányokat. A NASA 1968-ban kezdte meg az integrált indító- és visszatérő jármű (ILRV) kidolgozását, és 1969-re az űrsikló fejlesztését jóváhagyta Richard Nixon akkori elnök.

Az űrsikló program eredeti elképzelése egy olyan jármű kifejlesztése volt, amely nagyon gyakran (havonta többször) indít az űrbe, hogy szükség szerint telepítse és javítsa a műholdakat. A hadsereg is aktívan részt vett a fejlesztésben, és a komp űrtartalma (amely a berendezéseket a műholdakba szállította az űrbe) a tervezési fázisban kibővült, hogy nagyobb katonai műholdakat is befogadhasson.

Konkrétan a Nemzeti Felderítő Hivatal azt kérte, hogy a rakományt bővítsék ki, és az űrsikló végezzen poláris küldetéseket, amelyek alkalmasak arra, hogy műholdak láthassák az egész Föld felszínét. A légierő a kaliforniai Vandenbergben indítópályát épített a poláris pályán keringő küldetésekhez, de az elképzelést az 1986. évi Challenger katasztrófa után elvetették. Bár az 1980-as években számos transzfer katonai küldetés futott, a gyakorlat Challenger robbanása után csökkent és megszűnt. .

Összefüggő: Minősített transzferek: Titkok az űrben

Űrsikló tevékenységek

Az űrsikló program kezdeti napjaiban a missziós feladatok közé tartozott a civilek felnevelése a kísérletek irányítására, valamint a műholdak - polgári és katonai - telepítése. Az űrhajósok olyan merész felszereléseket teszteltek, mint a Manned Maneuvering Unit, egyfajta sugárhajtású hátizsák, amely lehetővé tenné a személyzet tagjainak, hogy zavartalanul hagyják a kompot, és műholdakat vegyenek fel javításra. Más műholdakat a Canadarm robotkar segítségével rögzítettek és/vagy vetettek be.

Ezek a tevékenységek nagymértékben csökkentek (majd megszűntek) az 1986 -os Challenger űrsikló robbanása után, amikor világossá vált, hogy az űrsiklók évente csak néhányszor indulhatnak a sok helyett. Aggodalomra ad okot, hogy az űrhajósok kockázatos űrsétákat tesznek. Ezenkívül a katonai műholdakat fokozatosan áthelyezték az egyszer használatos rakétákra, így gyakoribb kilövési lehetőséget biztosítanak alacsonyabb költségek mellett.

Ami azonban nem változott az űrsikló küldetéseken, az a kísérletek elvégzése. Az űrsikló program harminc éve alatt mintegy 355 egyéni űrhajós és űrhajós használta az űrsiklót az indításhoz, a leszálláshoz vagy mindkettőhöz. Ezek együttesen több ezer órányi munkát végeztek az űrben, mindenféle tudományt vizsgálva, az emberitől kezdve egészség a mérnöki tudománytól a csillagászaton át az állatkísérletekig.

Összefüggő: A NASA űrsiklója a számok szerint: 30 év űrrepülési ikon

Az űrsikló 1994 és 1998 között 11 -szer repült az orosz Mir űrállomásra, hét amerikai űrhajós hosszabb ideig tartózkodott az űrállomáson. Ez volt az első jelentős űrbeli együttműködés Oroszország és az Egyesült Államok között az 1975-ös Apollo-Szojuz-misszió óta, amikor az amerikaiak és a Szovjetunió űrhajósai néhány rövid napig kiköttek az űrben. A Szovjetunió 1991-es összeomlása után a NASA beleegyezett az oroszokkal való együttműködésbe, amely a shuttle-Mir-vel kezdődött, és a Nemzetközi Űrállomás programmal folytatódott.

Talán a leghíresebb feladat, amelyet az űrsikló vállalt, űrhajósok, darabok és felszerelések felhozatala a Nemzetközi Űrállomás megépítéséhez. Az űrállomás befejezése 13 évet és több tucat transzfer küldetést igényelt; az állomáson kikötő sikló-küldetések száma összesen 37 volt, vagyis több mint egyharmada a sikló 135 küldetésének.

A Nemzetközi Űrállomás, amint az 2011 júliusában az Atlantis űrsiklóból látható, a transzferprogram utolsó repülésén.

A Nemzetközi Űrállomás, amint az 2011 júliusában az Atlantis űrsiklóból látható, a transzferprogram utolsó repülésén.(Kép jóváírása: NASA)

Az űrhajós űrhajózás több száz órája mellett az űrsikló néhány fő alkotóeleme az Európai Columbus laboratórium, a Harmony csomópont, a Tranquility csomópont, a japán Kibo laboratórium, napelemek, légzsilipek és az űrhajókhoz használt Canadarm2 robotkar. kikötés. Az űrsikló a belső térhez szükséges létfontosságú felszereléseket is szállított, néhány példával, például edzőgépekkel, tudományos állványokkal, illemhelyekkel és természetesen friss ételekkel.

Az űrsikló jól ismert a Hubble űrtávcső ismételt sikeres szervizeléséről is. A távcsövet 1990. április 25-én helyezték üzembe, az Discovery STS-31 űrsikló űrsiklója során. Sajnos egy hibát fedeztek fel a távcső tükrében, ami nagymértékben veszélyeztette a csillagászati ​​megfigyelések képességét. A NASA 1993 decemberében indította el az STS-61 utószerviz missziót. Az űrhajósok számos műszert telepítettek-köztük egy fókuszkorrekciós rendszert-a siker elérése érdekében, és a Hubble indításának zavarát követően világszerte elismerést szereztek.

Ezt követően a NASA 1997-ben (STS-82), 1999-ben (STS-103) és 2002-ben (STS-109) végzett szervizfeladatokat. Az utolsó szervizeljárást eredetileg 2003 -ban törölték, miután a Columbia -katasztrófa után aggódtak az űrhajósok biztonsága miatt; mivel a Hubble a Nemzetközi Űrállomástól eltérő pályán van, a személyzet nem tudott az állomáson menedéket találni, ha a komp megsérül.

A csillagászok attól tartottak, hogy túl nagy lesz a szakadék a Hubble élete vége és a James Webb Űrtávcső munkájának kezdete között, amelyet eredetileg 2010-11-ben kellett volna elindítani, de várhatóan 2021-ben. A tudósok, a nyilvánosság és a Kongresszus felháborodása miatt Sean O'Keefe, a NASA adminisztrátora 2004 -ben kijelentette, hogy felülvizsgálja a döntést. Egy új rendszergazda, Michael Griffin érkezett 2005-ben, és 2008-ra engedélyezett egy szervizkutatást. A szervizeljárást 2009-ig (STS-125) elhalasztották, hogy adatkezelő egységet vegyenek fel, amely felváltja a pályán meghibásodott egységet. A küldetést nagy sikerrel és nemzetközi figyelemmel hajtották végre, és a Hubble 2018 -ban is jó egészségben marad.

Az űrsiklók

Az űrsikló programnak öt űrsiklója volt, mint ahogy a teszt orbiter Enterprise is. Íme néhány figyelemre méltó tény mindegyikről.

Míg a transzferprogramot többnyire az űrben hajtották végre, Vállalkozás az 1977-es ejtési és leszállási tesztekhez készült, előmozdítva a korábbi NASA és katonai munkákat a repülő szárnyú űrhajókon. Az Enterprise sikeresen elvégezte a szigorú tesztsorozatot, kezdve a taximunkával, és számos ingyenes járatot és leszállást követően. Az Enterprise -t számos országba irányuló jóindulatú túrákra telepítették, majd a Smithsonian Intézet tulajdonába került. Ideiglenesen a Smithsonian Nemzeti Lég- és Űrmúzeum Stephen F. Udvar-Hazy repülőtér melléképületében mutatták be Fairfaxban, Va., Majd 2012-ben végleg áthelyezték a New York-i Intrepid Sea, Air and Space Museum-ba.

Kolumbia (1981-2003):Ez volt az első űrsikló, amely az űrben repült. Számos próbarepülést hajtott végre, amelyek a hővédővel és az automatikus leszállási rendszerekkel kapcsolatos korai problémákkal foglalkoztak. Az operatív küldetések 1982-ben kezdődtek. Néhány fő missziós tevékenysége közé tartozott a Spacelab, a Chandra röntgen-megfigyelő központ telepítése és a Hubble űrtávcső szervizelése. Az utolsó küldetés, az STS-107, katasztrofálisan ért véget 2003. február 1-én, a leszállás során, amikor az űrsikló szétesett a légkörben, és megölte hétfős személyzetét. Ennek oka egy habdarab volt, amely a felszállás során leesett a külső tartályról, és a szárnyba csapódott, ami lyukat okozott. A Columbia halálát követően számos változtatás történt az űrsikló programban, és új vizsgálati eljárásokat dolgoztak ki a csempék vizsgálatára az indítás után (miközben az űrhajósok az űrben tartózkodtak).

Kihívó (1983-1986):A Challengert eredetileg tesztjárműnek tervezték, majd korszerűsítették. A fő küldetés mérföldkövei között szerepelt az első nyomkövető és adattovábbító műhold (amely a siklók segítségével tartotta a kapcsolatot a Mission Control), az első amerikai űrhajós (Sally Ride) repülése, az első afroamerikai (Guion Bluford) és műhold első űrhajós javítása (a Solar Maximum Mission műhold). A sikló 1986. január 28-án robbant fel, az STS-51L küldetés felszállása során, mind a hét űrhajós meghalt a fedélzeten. A technikai ok egy külső erősítő rakéta tömítés meghibásodására vezethető vissza, de vezetői okokat is hibáztattak - beleértve a sűrített transzferprogram gyakori elindítására irányuló nagy nyomást. A katasztrófa tervezési változtatásokat, a transzferprogram biztonsági felülvizsgálatát (és módosításait) késztette, valamint a buszok indítási gyakoriságának állandó lelassulását.

Felfedezés (1984-2011): A Discovery első küldetése, az STS-41D 1984-ben, üzemanyagszelep-probléma miatt betétszakadáson ment keresztül, de a küldetés néhány héttel később biztonságosan elindult, és három kommunikációs műholdat bocsátott ki. 39 küldetést hajtott végre-a legtöbb siklót-, és néhány jelentős hasznos teher, köztük a Hubble űrtávcső, a naphoz kötött Ulysses űrhajó és a Felső légkör kutató műhold. Még a Mercury űrhajósát, John Glenn -t is repülte 77 éves korában, így ő volt a legidősebb ember, aki eddig az űrben repült. A Discovery volt az első transzfer is, amely a Challenger és a Columbia katasztrófák után repülésre visszatérő küldetéseken repült. Utolsó 2011-es repülése után leszerelték, és most a Smithsonian Nemzeti Lég- és Űrmúzeum Stephen F. Udvar-Hazy repülőtéri melléképületében, Fairfaxban, Va.

Atlantisz (1985-2011):Ennek az űrsiklónak az első küldetése egy titkos katonai misszió volt 1985 -ben, amelyről még ma is kevés adat ismert. Egyéb tevékenységei között szerepelt három kommunikációs műhold pályára állítása egy küldetés során, a Magellán űrhajó elindítása a Vénusz felé, a Galileo szonda elindítása a Jupiter felé, a shuttle-Mir program legtöbb küldetésének repülése és az utolsó űrsikló küldetés ( STS-135 2011-ben). Az űrsiklót leállították, és jelenleg a Kennedy Űrközpont látogatói komplexumában látható, a Kennedy Űrközpont közelében, Cape Canaveral, Fla.

Törekvés (1992-2011): Az Endeavour-t más űrsiklók pótalkatrészeiből építették, az 1986-ban felrobbant Challenger űrsikló helyett. megragadni az Intelsat VI műholdat a rakománytérbe javítás céljából. Az Endeavour több tudományosan orientált küldetést hajtott végre, és ő volt az első repülőgép, amely részt vett a Nemzetközi Űrállomás összeszerelésében. Utolsó, 2011 -es küldetése után az Endeavourot leszerelték, és most a Kaliforniai Tudományos Központban látható.

További jelentések Elizabeth Howell, a demokratija.eu közreműködője. Ezt a cikket 2021. január 26 -án frissítette a demokratija.eu referenciaszerkesztője, Vicky Stein.