С момента своего первого запуска 30 лет назад и до его последнего полёта, космический корабль НАСА видел моменты взлёта и разочарования. Эта программа совершила до 135 полётов, доставила более 350 людей и тысячи тонн материалов и оборудования на околоземную орбиту. Полёты были рискованными, иногда представляли собой крайнюю опасность. Действительно, на протяжении многих лет 14 астронавтов шаттла погибли.
Во время визита, чтобы посмотреть запуск Аполлона, 16 на 15 апреля 1972 года, русский поэт Евгений Евтушенко (слева) слушает, как директор Космического центра Кеннеди д-р Курт Х. объясняет программы космических челноков
Макет предлагаемой конфигурации Shuttle крыло пространства. Фотография была сделана 28 марта 1975 года.
Это 6 ноября 1975 снимке: макет космического корабля прикреплен к 747-носителю, в аэродинамической трубе.
Часть актёрского состава телесериала Star Trek приняла участие в первом показе первого космического корабля Америки, в Палмдейл, Калифорния, 17 сентября 1976 года. Слева находятся Леонард Нимой, Джордж Такей, Форест Келли и Джеймс Духан.
Взгляд изнутри на бак для водорода, предназначенный для космического челнока 1 февраля 1977 года. На 154 метров в длину и более 27 футов в диаметре, внешний бак является крупнейшим компонентом космического корабля, структурной основы всей системы Shuttle.
Техник работает с датчиками, установленных в задней части макета космического корабля 15 февраля 1977 года
В Космическом центре Кеннеди во Флориде, это макет космического корабля, получившего название Pathfinder, крепится к устройству, по которому подходят проверки 19 октября 1978 года. Макет, построенный на Маршалловых НАСА Центр космических полетов в Хантсвилле, штат Алабама, обладал общими размерами, весом и балансом реального космического челнока
Прототип космического корабля 747 НАСА Shuttle Carrier летит после взлёта из сухого дна озера Роджерс во второй из пяти свободных полетов осуществляющиеся в Драйден Летно-исследовательском центре, Эдвардс, Калифорния, с 1 января 1977 года.
Шаттл Columbia прибывает на стартовый комплекс 39A в рамках подготовки к миссии STS-1 в Космическом центре Кеннеди, 29 декабря 1980 года.
Глядя на приборы космического корабля в НАСА Orbiter 102 Колумбия, астронавты Джон Янг (слева) и Роберт Криппен готовят корабль к испытаниям, которые состоятся во время испытательного полета орбитального корабля, в Космическом центре Кеннеди 10 октября 1980
Руководитель полета Чарльз Р. Льюис (слева) изучает график отображения на мониторе в области контроля полетных операций (MOCR) в Центра управления полетами Космического центра Джонсона, в апреле 1981 года
Два твердотопливных ускорителей ракеты сбрасываются с шаттла Columbia в качестве успешного запуска.Так продолжается космические полеты с 1975 года. 12 апреля 1981 года
Шаттл Columbia на сухом дне озера Роджерс на авиабазе Эдвардс после приземления завершил свою первую орбитальную миссию 14 апреля 1981 года.
Шаттл Columbia сверху Боинга 747 НАСА на Эдвардс Air Force Base, Калифорния, 25 ноября 1981 года
Ночной запуск космического челнока Columbia, во время двадцать четвертой миссии космической программы Shuttle НАСА, 12 января 1986 года
Астронавт Салли Райд, специалист по STS-7, проводит мониторинг контрольных панелей в кресле пилота в кабине экипажа космического челнока Challenger 25 июня 1983 года
Space Shuttle Ентерпрайз перевозят через склон, который был расширен, чтобы не задеть его крыльев, на авиабазы Ванденберг в Калифорнии, на 1 февраля 1985 года. Орбитальный аппарат везут к космическому стартовому комплексу, на борту шесть, специально разработанных, 76-колесных транспортеров.
Общий вид космического корабля в стартовой позиции на комплексе космических ракет (SLC) № 6, готов к запуску проверки, чтобы проверить процедуры запуска на Vandenberg Air Force Base, на 1 февраля 1985 года
Космический челнок Discovery , на Edwards Air Force Base в Калифорнии, после завершения 26-й космической миссии.
Криста МакОлифф пробует сиденье командира по летной палубе симулятора шаттла в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне, штат Техас, 13 сентября 1985 года. МакОлифф должна была совершить космический полет на космическом челноке Challenger в январе 1986 года, закончившийся трагедией
Лед на оборудовании стартовой площадки 39-B, 27 января 1986 года в Космическом центре Кеннеди, штат Флорида, ставший причиной злополучного запуска шаттла Challenger
Зрители в VIP-зоне на Космическом центре Кеннеди, штат Флорида, смотрят, как Space Shuttle Challenger поднимается с площадки 39-B, 28 января 1986 года, в свой последний полёт, закончившийся трагедией.
Шаттл Челленджер взорвался через 73 секунды после старта с космодрома Кеннеди. Корпус с экипажем из семи человек, в том числе первый учитель в космосе, был разрушен, все находившиеся на борту погибли
Зрители в Космическом центре имени Кеннеди на мысе Канаверал, штат Флорида, после того как они стали свидетелями взрыва шаттла Challenger 28 января 1986 года
Space Shuttle Columbia (слева), намеченный на взлёт STS-35, проезжает мимо космического корабля Atlantis на пути к Pad 39A. Atlantis, намечен на миссии STS-38, припаркованный перед заливом, для ремонта линий жидкого водорода
Флорида самолет ВВС F-15C Eagle Национальной гвардии, выполняет патрульную миссию для шаттла Endeavor которого запускают с мыса Канаверал, штат Флорида, 5 декабря 2001 года
Нос космического челнока Atlantis, видно из российской космической станции Мир в STS-71 миссии, 29 июня 1995 года.
Космонавт Валерий Владимирович Поляков, который был на станции по 8 января 1994 года, выходит для открытия космического корабля
Специалист Брюс МакКэндлесс II, отлетел дальше от космического челнока Challenger, чем любой предыдущий астронавт 12 февраля 1984 фотографий
Испытание главного двигателя Шаттла на испытательном стенде Marshall Space Flight Center, в Хантсвилле, штат Алабама, 22 декабря 1993 года
Астронавт Джозеф Р. Тэннер, STS-82 специалист полета, выходит в открытый космос для того, чтобы провести опыты на фотоплёнке 16 февраля 1997 года
Два компонента Международной космической станции соединены между собой 6 декабря 1998 года. Росссийский ФГБ, которая также называется Заря, к нему приближается к Шаттл Индевор
Во время первой войны в Ираке, в апреле 1991 года, черный дым от горящих нефтяных скважин в кувейтской пустыне видели с орбиты космического челнока Atlantis во время миссии STS-37. Иракская армия подожгла нефтяные скважины в Кувейте, когда она покинула эту страну.
Шаттл Индевор (STS-134) делает свою последнюю посадку в Космическом центре Кеннеди на мысе Канаверал, штат Флорида, на 1 июня 2011 года.
Клубы дыма и пара перемежаются с огненным светом во время запуска шаттла Индевор в NASA Kennedy Space Center в 39А в июле 2009 года.
Внешний топливный бак Шаттла ET-118, который отошёл в сентябре 2006 года был сфотографирован астронавтами на борту шаттла около 21 минут после взлета.
Учебная модель Шаттла спускается на парашютах в Атлантический океан у побережья Флориды, где они будут вытащены судами, вернулся на землю, и переоборудуются для повторного использования
Хотя астронавты и космонавты часто сталкиваются с поразительными сценами, это уникальный образ, имеет дополнительную особенность на фоне силуэта космического челнока Endeavour.
NASA шаттл Columbia на Боинге 747 летит из Палмдейл, Калифорния, в Космический центр Кеннеди, штат Флорида, на 1 марта 2001 года.
Высокие температуры, с которыми сталкиваются Space Shuttle были смоделированы в туннелях в Лэнгли в 1975 испытания теплоизоляционных материалов, которые будут использоваться на шаттлах.
Пожарно-спасательный персонал подготавливает эвакуацию, два «космонавта» готовятся к выходу в осуществлении спасательной подготовки в Палмдейл, Калифорния, 16 апреля 2005 года
Шаттл Челленджер движется сквозь туман на гусеничных тягачах на пути к пусковой площадке 39А Космического центра Кеннеди 30 ноября 1982 года.
Челнок Discovery стартует с мыса Канаверал 29 октября. На пляже дети наблюдают за ним.
Космический телескоп Хаббл начинает свое отделение от шаттла Discovery на 19 февраля 1997 года
Эта фотография снята с Земли с помощью телескопа с солнечным фильтром показывает силуэт NASA шаттла Atlantis, на фоне Солнца Вторник, 12 Мая 2009, из Флориды
Силуэт космического челнока Columbia Commander , Кеннет Cockrall, виден из передних окон самолёта 7 декабря 1996 года
Шаттл Discovery приземляется в пустыне Мохаве 11 сентября 2009 года в НАСА Драйден Летно-исследовательского центра по Edwards Air Force Base рядом Мохаве, штат Калифорния
Шаттл Индевор покоится на самолёте в Эймс-Драйден Летно-исследовательском фонде, Эдвардс, Калифорния, незадолго до того, когда его переправили обратно в Космический центр Кеннеди во Флориде
От Шаттла Discovery отрываются яркие полосы по утренней темноте,когда он отрывается от стартовой площадки 39А в 10-дневный полет для обслуживания космического телескопа Хаббл.
По окончанию полёта, космическому шаттлу Discovery удалось задокументировать начало второго дня активности вулкана Рабаул, на восточной оконечности Новой Британии. Утром 19 сентября 1994 г. два вулканических конуса на противоположных сторонах 6-километрового кратера начали извергаться в море
Космический челнок Атлантис над Землей, близок к стыковке на орбите с Международной космической станцией в 2007 году
После катастрофического сбоя при приземлении, обломки от космического челнока Columbia видны в небе утром 1 февраля 2003. Орбитальный аппарат, и все семь членов экипажа погибли.
На сетке разложены обломки Columbia для выяснения причин катастрофы. 13 марта 2003 года
Подготовка космического челнока Discovery медленно собирается в связи с молниями в районе стартовой площадки 39А Кеннеди Космического центра во Флориде, 4 августа 2009 года.
астронавт Роберт Л. Кербим-младший (слева) и Европейского космического агентства (ЕКА), астронавт Кристер Фуглесанг, как STS-116 специалистов миссии, участвуют в первом из трех запланированных выхода в открытый космос для строительства Международной космической станции 12 декабря 2006 года. На фоне Новой Зеландии.
Ксеноновые фонари помогают приземлению шаттла Индевор.НАСА Космический центр Кеннеди во Флориде.
Стыковка шаттла Endeavour, на фоне ночного вида Земли и звездного неба, сфотографирована экспедицией на Международной космической станции 28 мая 2011 года
В Космического центра Кеннеди во Флориде, STS-133 экипаж отдыхает от моделирования запуска обратного отсчета на 195 футов уровене Launch Pad 39A
Волна конденсации, с подсветкой на солнце, произошла во время запуска Atlantis на STS-106, 8 сентября 2001 года.
Международная космическая станция и пристыкованный шаттл Endeavour, полет на высоте около 220 километров. Это 23 мая 2011
May 3rd, 2016
Одним из главных элементов экспозиции национального музея авиации и космонавтики Smithsonian (Центр имени Удвара Хейзи) является космический шаттл “Дискавери”. Собственно данный ангар в первую очередь и был построен, чтобы принять космический корабль NASA после завершения программы Спейс Шаттл. В период активного использования челноков, в центре Удвара Хейзи был выставлен тренировочный корабль Энтерпрайз, использовавшийся для испытаний в атмосфере и как весово-габаритная модель, перед созданием первого, по-настоящему космического челнока “Колумбии”.
Космический шаттл “Дискавери”. За 27 лет службы этот челнок побывал в космосе 39 раз.
Корабли построенные в рамках программы «Космическая транспортная система»
Схема корабля
К сожалению, большей части амбициозных планов агентства так и не суждено было сбыться. Высадка на Луне решила все политические задачи США в космосе на тот момент, а практического интереса полёты в дальний космос не представляли. Да и интерес общественности стал угасать. Кто сейчас сходу вспомнит имя третьего человека на Луне? На момент последнего полёта корабля Аполлон по программе "Союз-Апполон" в 1975 году финансирование американского космического агентства было радикально сокращено по решению президента Ричарда Никсона.
У США были более насущные проблемы и интересы на Земле. В итоге дальнейшие пилотируемые полёты американцев вообще оказались под вопросом. Недостаток финансирования и повышенная солнечная активность привели и к тому, что NASA потеряла станцию Skylab , проект, намного опередивший своё время и имевший преимущества даже перед сегодняшней МКС. У агентства просто не было кораблей и носителей, чтобы вовремя поднять её орбиту, и станция сгорела в атмосфере.
Спейс Шаттл "Дискавери" - носовая часть
Видимость из кабины пилотов достаточно ограниченная. Также видны носовые форсунки двигателей системы ориентации.
Всё, что на тот момент удалось сделать NASA, это подать программу космического челнока как экономически целесообразную. Спейс Шаттл должны были взять на себя как обеспечение пилотируемых полётов, запуск спутников, а так же их ремонт и обслуживание. NASA обещала взять на себя все запуски космических аппаратов, включая военные и коммерческие, что за счёт использования многоразового корабля, могло бы вывести проект на самоокупаемость при условии нескольких десятков запусков в год.
Спейс Шаттл "Дискавери" - крыло и панель питания
В задней части челнока, возле двигателей видна панель питания, через которую корабль был подсоединён на стартовом столе, в момент запуска панель отделялась от челнока.
Забегая вперёд, скажу, что на самоокупаемость проект так никогда и не вышел, но на бумаге всё выглядело достаточно гладко (возможно так и было задумано), поэтому на строительство и обеспечение кораблей деньги выделены были. К сожалению, построить новую станцию у NASA возможности не было, все тяжёлые ракеты “Сатурн” были истрачены в лунной программе (последняя запустила Skylab), а на строительство новых не было средств. Без космической станции Спейс Шаттл имели достаточно ограниченное время пребывания на орбите (не более 2 недель).
Вдобавок запасы dV многоразового корабля были намного меньше, чем у одноразовых советских Союзов или американских же Аполлонов. В результате Спейс Шаттл имел возможность выхода лишь на низкие орбиты (до 643 км), во многом именно этот факт предопределил, что и на сегодняшний день, 42 года спустя, последним пилотируемым полётом в дальний космос была и остаётся миссия Аполлона-17.
Хорошо видны крепления створок грузового отсека. Они достаточно маленькие и сравнительно хрупкие, так как грузовой отсек открывался только в невесомости.
Спейс Шаттл “Индевор” с открытым грузовым отсеком. Сразу позади кабины экипажа виден стыковочный узел для работы в составе МКС.
Космические челноки были способы поднимать на орбиту экипаж до 8 человек и, в зависимости от наклонения орбиты, от 12 до 24,4 тонн грузов. И, что немаловажно, спускать с орбиты грузы весом до 14,4 тон и выше при условии, что они вмещались в грузовой отсек корабля. Советские и российские космические аппараты такими возможностями не обладают до сих пор. Когда NASA опубликовала данные по грузоподъёмности грузового отсека Спейс Шаттл, в Советском Союзе всерьёз рассматривали идею похищения советских орбитальных станций и аппаратов кораблями Спейс Шаттл. Предлагалось даже оснащать советские пилотируемые станции вооружением, для защиты от возможного нападения челнока.
Сопла системы ориентации корабля. На тепловой обшивке хорошо видны следы от последнего входа корабля в атмосферу.
Корабли Спейс Шаттл активно использовались для орбитальных запусков беспилотных аппаратов, в частности, космического телескопа Хаббл. Наличие экипажа и возможность ремонтных работ на орбите позволяли избегать постыдных ситуаций в духе Фобос-Грунт. Так же Спейс Шаттл работал с космическими станциями по программе Мир-Спейс Шаттл в начале 90-х и до недавнего времени доставлял модули для МКС, которые при этом не требовалось оснащать собственной двигательной установкой. Из-за высокой стоимости полётов полностью обеспечить ротацию экипажей и снабжение МКС (по задумке разработчиков - свою основную задачу) корабль не смог.
Спейс Шаттл "Дискавери" - керамическая обшивка.
Каждая плитка обшивки имеет свой серийный номер и обозначение. В отличии от СССР, где для программы “Буран” плитки керамической обшивки делали с запасом, НАСА построила цех где специальная машина по серийному номеру изготавливала плитку нужных размеров автоматически. После каждого полёта приходилось заменять несколько сотен таких плиток.
Схема полёта корабля
1. Старт - зажигание двигательные установки I и II ступеней, управление полетом осуществляется отклонением вектора тяги двигателей челнока, и до высоты порядка 30 километров дополнительно управление обеспечивается отклонением руля. Ручное управление на этапе взлёта не предусмотрено, корабль управляется компьютером, аналогично обычной ракете.
2. Отделение твердотопливных ускорителей происходит на 125 секунде полета при достижении скорости 1390 м/с и высоты полета около 50 км. Чтобы не повредить челнок, они отделяются с помощью восьми малых ракетных двигателей на твердом топливе. На высоте 7,6 км ускорители раскрывают тормозной парашют, а на высоте 4,8 км - основные парашюты. На 463 секунде с момента старта и на расстоянии 256 км от места старта происходит приводнение твердотопливных ускорителей, после чего их буксируют к берегу. В большинстве случаев ускорители удавалось заправлять и использовать повторно.
Видеозапись полёт в космос с камер твердотопливных ускорителей.
3. На 480 секунде полета происходит отделение подвесного топливного бака (оранжевого цвета), учитывая скорость и высоту отделения, спасение и повторное использование топливного бака потребовало бы оснастить его такой же тепловой защитой, как и сам челнок, что, в конечном счёте, сочли нецелесообразным. По баллистической траектории бак падает в Тихий или Индийский океан, разрушаясь в плотных слоях атмосферы.
4. Выход орбитального корабля на околоземную орбиту, с помощью двигателей системы ориентации.
5. Выполнение программы орбитального полёта.
6. Ретроградный импульс гидразиновыми двигателями ориентации, сход с орбиты.
7. Планирование в земной атмосфере. В отличие от “Бурана” посадка осуществляется только вручную, поэтому без экипажа корабль летать не мог.
8. Посадка на космодром, корабль приземляется со скоростью около 300 километров в час, что намного выше скорости посадки обычных самолётов. Для сокращения тормозного пути и нагрузки на шасси, сразу после касания раскрываются тормозные парашюты.
Двигательная установка. Хвост челнока способен раздваиваться, выступая на заключительных этапах посадки воздушным тормозом.
Несмотря на внешнее сходство, космоплан имеет очень мало общего с самолётом, это скорее очень тяжёлый планер. Шаттл не имеет собственных запасов топлива для основных двигателей, поэтому двигатели работают только пока корабль соединён с оранжевым топливным баком (по этой же причине двигатели установлены ассиметрично). В космосе и во время посадки корабль использует только маломощные двигатели ориентации и два маршевых двигателя на гидразиновом топливе (малые двигатели по бокам от основных).
Были планы снабдить Спейс Шаттлы реактивными двигателями, но из-за высокой стоимости и снижения полезной нагрузки корабля весом двигателей и топлива, от реактивных двигателей решили отказаться. Подъёмная сила крыльев корабля небольшая, а сама посадка осуществляется исключительно за счёт использования кинетической энергии схода с орбиты. По сути, корабль планировал с орбиты прямо на космодром. По этой причине у корабля есть только одна попытка для захода на посадку, развернуться и зайти на второй круг челнок уже не сможет. Поэтому НАСА построила по всему миру несколько резервных полос для посадки челноков.
Спейс Шаттл "Дискавери" - люк экипажа.
Эта дверь используется для посадки и высадки членов экипажа. Люк не снабжён воздушным шлюзом и в космосе блокируется. Выходы в открытый космос, стыковку с Мир и МКС экипаж выполнял через шлюз в грузовом отсеке на “спине” корабля.
Герметичный костюм для взлёта и посадки космического челнока.
Первые тестовые полёты челноков снабжались креслами-катапультами, которые позволяли аварийно покинуть корабль, потом катапульту убрали. Так же был один из аварийных сценариев посадки, когда экипаж покидал корабль на парашютах на последнем этапе спуска. Характерный оранжевый цвет костюма был выбран для упрощения проведения спасательных работ в случае аварийной посадки. В отличие от космического скафандра, этот костюм не имеет системы тепло-распределения и для выхода в открытый космос не предназначен. В случае полной разгерметизации корабля даже при наличии гермокостюма шансов выжить хотя бы несколько часов - немного.
Спейс Шаттл "Дискавери" - шасси и керамическая обшивка днища и крыла.
Скафандр для работы в открытом космосе программы Спейс Шаттл.
Катастрофы
Из 5 построенных кораблей 2 погибли вместе со всем экипажем.
Катастрофа Шаттла “Челленджер” миссия STS-51L
28 января 1986 года челнок “Челленджер” взорвался через 73 секунды после старта из-за аварии уплотнительного кольца твердотопливного ускорителя, прорвавшаяся сквозь щель, струя огня расплавила топливный бак и привела ко взрыву запаса жидкого водорода и кислорода. Экипаж, по всей видимости, уцелел непосредственно во взрыве, но кабина не была оборудована парашютами или другими средствами спасения и разбилась о воду.
После катастрофы Челленджера, NASA разработала несколько процедур спасения экипажа, во время взлёта и посадки, но ни одни из этих сценариев всё равно не смог бы спасти экипаж “Челленджера”, даже если бы он был предусмотрен.
Катастрофа шаттла “Колумбия” миссия STS-107
Обломки шаттла “Колумбия” сгорают в атмосфере.
Участок тепловой обшивки кромки крыла оказался повреждён при запуске двумя неделями ранее, отвалившимся куском теплоизоляционной пены, покрывающей бак с топливом (бак заполняется жидким кислородом и водородом, поэтому изоляционная пена позволяет избежать образование льда и уменьшить испарение топлива). Этот факт заметили, но не придали должного значения исходя из того, что в любом случае астронавты мало что могут сделать. В результате пролёт проходил штатно до этапа возвращения в атмосферу 1 февраля 2003 года.
Здесь хорошо заметно, что тепловой щит покрывает только кромку крыла. (Именно здесь “Колумбия” получила повреждение).
Под воздействием высоких температур плитка тепловой обшивки разрушилась и на высоте около 60 километров, высокотемпературная плазма прорвалась в алюминиевые конструкции крыла. Ещё через несколько секунд крыло разрушилось, на скорости порядка 10 мах, корабль потерял устойчивость и был уничтожен аэродинамическими силами. До того как в экспозиции музея появилась “Дискавери”, на этом же месте был выставлен Энтерпрайз (Тренировочный шаттл который совершал только атмосферные полёты).
Комиссия по расследованию инцидента вырезала фрагмент крыла музейного экспоната для проведения экспертизы. Специальной пушкой по кромке крыла выстреливались куски пены и оценивался ущерб. Именно этот эксперимент помог прийти к однозначному заключению о причинах катастрофы. Большую роль в трагедии сыграл и человеческий фактор, сотрудники NASA недооценили ущерб, полученный кораблём на этапе старта.
Простой обзор крыла в открытом космосе мог выявить повреждение, но ЦУП не дал экипажу такой команды, считая, что проблему можно решить по возвращению на Землю, а даже если повреждения необратимы, экипаж всё равно ничего не сможет сделать и нет смысла напрасно волновать астронавтов. Хотя это было не так, к старту готовился челнок “Атлантис”, который можно было бы использовать для проведения спасательной операции. Аварийный протокол, который примут на вооружение во всех последующих полётах.
Среди обломков корабля удалось найти видеозапись которую астронавты вели во время входа в атмосферу. Официально запись обрывается за несколько минут до начала катастрофы, но я сильно подозреваю, что NASA решила не публиковать последние секунды жизни астронавтов по этическим соображениям. Экипаж не знал о грозящей им гибели, глядя на бушующую за иллюминаторами корабля плазму кто-то из астронавтов шутит “Не хотелось бы сейчас оказаться снаружи”, не зная, что именно этого ждёт весь экипаж буквально через несколько минут. Жизнь полна мрачной иронии.
Прекращение программы
Логотип окончания программы Спейс Шаттл (слева) и памятная монета (справа). Монеты изготовлены из металла побывавшего в космосе в рамках первой миссии шаттла “Колумбия” STS-1
Гибель космического шаттла "Колумбия" поставила серьёзный вопрос о безопасности оставшихся 3 кораблей, находившихся к тому моменту в эксплуатации свыше 25 лет. В результате, последующие полёты стали проходить с сокращённым экипажем, а в резерве всегда держали ещё один челнок, готовый к пуску, который смог бы провести спасательную операцию. В сочетании со сменой акцентов правительства США на коммерческое освоение космоса, эти факторы привели к прекращению программы в 2011 году. Последним полётом челноков стал старт «Атлантиса» к МКС 8 июля 2011 года.
Программа Спейс Шаттл сделала огромный вклад в освоение космоса и развития знаний и опыта о работе на орбите. Без Спейс Шаттл, строительство МКС было бы совершенно другим и вряд ли на сегодняшний день было бы близко к завершению. С другой стороны, существует мнение, что программа Спейс Шаттл сдерживала NASA последние 35 лет, требуя больших затраты на обслуживание челноков: стоимость одного полёта составляла около 500 миллионов долларов, для сравнения, - запуск каждого “Союза” обходился всего в 75-100.
Корабли потребляли средства, которые могли бы пойти на развитие межпланетных программ и более перспективных направлений в исследовании и развитии космоса. Например, строительство более компактного и дешёвого многоразового или одноразового корабля, для тех миссий, где 100 тонный Спейс Шаттл был просто не нужен. Откажись NASA от Спейс Шаттл, развитие космической отрасли США могло бы пойти совсем по-другому.
Как именно, сейчас уже трудно сказать, возможно, у NASA просто не было выбора и не будь челноков, гражданское освоение космоса Америкой могло вообще прекратиться. Уверенно утверждать можно одно, на сегодняшний день корабли Спейс Шаттл были и остаются единственным примером успешной многоразовой космической системы. Советский “Буран” хоть и был построен как многоразовый корабль, в космосе побывал только однажды, впрочем, это совсем другая история.
Взят у lennikov в Виртуальная экскурсия по национальному аэрокосмическому музею Smithsonian: часть вторая
Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!
Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано
Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс , где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.
Жми на иконку и подписывайся!
Американская государственная программа STS (Space Transportation System, «Космическая транспортная система») более известна во всем мире как Space Shuttle («Космический челнок»). Данная программа была реализована специалистами NASA, ее основной целью было создание и использованием многоразового пилотируемого транспортного космического корабля, предназначенного для доставки на низкие околоземные орбиты и обратно людей и различных грузов. Отсюда собственно и название – «Космический челнок».
Над программой начали работать в 1969 году по линии финансирования двух государственных ведомств США: NASA и Минобороны. Разработка и опытно-конструкторские работы осуществлялись в рамках совместной программы NASA и ВВС. При этом специалисты применили ряд технических решений, которые ранее были опробованы на лунных модулях программы «Аполлон» 1960-х годов: эксперименты с твердотопливными ускорителями, системами их отделения и получения топлива из внешнего бака. Основу создаваемой космической транспортной системы должен был составить пилотируемый космический корабль многоразового применения. Также в систему входили наземные обеспечивающие комплексы (монтажно испытательный и стартово посадочный комплекс космического центра имени Кеннеди, расположенный на авиационной базе Ванденберг, штат Флорида), центр управления полетом в Хьюстоне (Техас), а также системы ретрансляции данных и связи через спутники и иные средства.
В работах по данной программе приняли участие все ведущие американские аэрокосмические компании. Программа была по-настоящему масштабной и национальной, различные изделия и оборудование для «Спейс Шаттл» поставляли более 1000 компаний из 47 штатов. Контракт на строительство первого орбитального корабля в 1972 году выиграла компания Rockwell International. Строительство первых двух шаттлов началось уже в июне 1974 года.
Первый полёт космического челнока «Колумбия». Внешний топливный бак (в центре) покрашен в белый цвет только в двух первых полётах. В дальнейшем бак не красили для снижения веса системы.
Описание системы
Конструктивно многоразовая транспортная космическая система Space Shuttle включала в себя два спасаемых твердотопливных ускорителя, которые выполняли роль первой ступени и орбитального многоразового корабля (орбитер, orbiter) с тремя кислородно водородными двигателями, а также большим подвесным топливным отсеком, который образовывал вторую ступень. После завершения программы космического полета орбитер самостоятельно возвращался на Землю, где выполнял посадку по-самолетному на специальных ВПП.
Два твердотопливных ракетных ускорителя работают в течение примерно двух минут после запуска, разгоняя космический корабль и направляя его. После чего на высоте примерно 45 километров они отделяются и при помощи парашютной системы приводняются в океан. После ремонта и перезаправки они используются вновь.
Сгорающий в земной атмосфере внешний топливный бак, заполненный жидким водородом и кислородом (топливо для главных двигателей), является единственным одноразовым элементом космической системы. Сам бак также является каркасом для скрепления твердотопливных ускорителей с космическим кораблем. Он отбрасывается в полете примерно через 8,5 минут после взлета на высоте около 113 километров, большая часть бака сгорает в земной атмосфере, а сохранившиеся части падают в океан.
Наиболее известной и узнаваемой частью системы является сам многоразовый космический корабль – челнок, собственно сам «спейс шаттл», который и выводится на околоземную орбиту. Данный челнок служит полигоном и платформой для проведения научных исследований в космосе, а также домом для экипажа, в состав которого может входить от двух до семи человек. Сам шаттл выполнен по самолетной схеме с треугольным в плане крылом. Для посадки он использует шасси самолетного типа. Если твердотопливные ракетные ускорители рассчитаны на использование до 20 раз, то сам челнок – до 100 полетов в космос.
Размеры орбитального корабля по сравнению с «Союзом»
Американская система Space Shuttle могла выводить на орбиту высотой 185 километров и наклонением 28° до 24,4 тонн грузов при запуске на восток с мыса Канаверал (Флорида) и 11,3 тонны при запуске с территории Центра космических полетов имени Кеннеди на орбиту высотой 500 километров и наклонением 55°. При запуске с базы ВВС «Ванденберг» (Калифорния, западное побережье) на приполярную орбиту высотой 185 километров можно было вывести до 12 тонн грузов.
Что удалось реализовать, а что из задуманного осталось лишь на бумаге
В рамках симпозиума, который был посвящен реализации программы «Спейс Шаттл», он состоялся в октябре 1969 года, «отец» шаттла Джордж Мюллер отмечал: «Наша цель – уменьшить стоимость доставки килограмма полезного груза на орбиту с 2000 долларов для Сатурна-V до уровня 40-100 долларов за килограмм. Так мы сможем открыть новую эру освоения космоса. Задачей на будущие недели и месяцы для этого симпозиума, а также для NASA и для ВВС является обеспечение уверенности в том, что мы сможем этого добиться». В целом для различных вариантов на базе космического челнока «Спейс Шаттл» прогнозировалось достижение стоимости выведения полезной нагрузки в пределах от 90 до 330 долларов за килограмм. Более того, считалось, что шаттлы второго поколения позволят снизить сумму до 33-66 долларов за килограмм.
На деле же эти цифры оказались недостижимы даже близко. Более того, по расчетам Мюллера, стоимость запуска шаттла должна была составлять 1-2,5 миллиона долларов. На деле же, по информации НАСА, средняя стоимость запуска шаттла составляла около 450 миллионов долларов. И это существенное различие можно назвать главным несоответствием между заявленными целями и реальностью.
Шаттл «Индевор» с открытым грузовым отсеком
После завершения в 2011 году программы Space Transportation System можно уже с уверенностью говорить о том, каких целей при ее реализации удалось достичь, а каких – нет.
Достигнуты цели по программе «Спейс Шаттл»:
1. Реализация доставки на орбиту грузов разного типа (разгонные блоки, спутники, сегменты космических станций, в том числе МКС).
2. Возможность проведения ремонта спутников, расположенных на низкой околоземной орбите.
3. Возможность возврата спутников назад на Землю.
4. Возможность совершать полеты с отправкой в космос до 8 человек (во время спасательной операции экипаж можно было довести до 11 человек).
5. Успешная реализация многоразовости полета и многоразового использования самого челнока и твердотопливных разгонных ускорителей.
6. Реализация на практике принципиально новой компоновки космического корабля.
7. Возможность осуществления кораблем горизонтальных маневров.
8. Большой объем грузового отсека, возможность возврата на Землю грузов массой до 14,4 тонн.
9. Стоимость и время разработки удалось уложить в сроки, которые были обещаны президенту США Никсону в 1971 году.
Не достигнутые цели и провалы:
1. Качественное облегчение доступа в космос. Вместо уменьшения стоимости доставки килограмма грузов на орбиту на два порядка, «Спейс Шаттл» на деле оказался одним из наиболее дорогих способов доставки спутников на земную орбиту.
2. Быстрая подготовка шаттлов между космическими полетами. Вместо ожидаемого срока, который оценивался в две недели между стартами, шаттлы на деле могли готовиться к запуску в космос месяцами. До катастрофы космического челнока «Челленджер» рекорд между полетами составлял 54 дня, после катастрофы – 88 дней. За все время их эксплуатации они запускались в среднем 4,5 раза в год, тогда как минимально допустимая экономически обоснованная цифра запусков составляла 28 стартов в год.
3. Простота обслуживания. Выбранные при создании шаттлов технические решения были достаточно трудоемкими в обслуживании. Главные двигатели требовали процедуры демонтажа и длительных затрат времени на сервис. Турбонасосные агрегаты двигателей первой модели требовали полной их переборки и ремонта после совершения каждого полета в космос. Плитки теплозащиты являлись уникальными – в каждое гнездо монтировалась своя плитка. Всего же их было 35 тысяч, к тому же, плитки могли быть повреждены или потеряны во время полета.
4. Замена всех одноразовых носителей. Шаттлы ни разу не стартовали на полярные орбиты, что было необходимо в основном для развертывания разведывательных спутников. В данном направлении велись подготовительные работы, однако они были свернуты после катастрофы «Челленджера».
5. Надежный доступ в космос. Четыре космических челнока означали, что потеря любого из них – это потеря 25% всего флота (летающих орбитеров всегда было не больше 4-х, шаттл «Индевор» был построен взамен погибшего «Челенджера). После катастрофы полеты прекращались на длительный срок, к примеру, после катастрофы «Челенджера» – на 32 месяца.
6. Грузоподъемность шаттлов оказалась на 5 тонн ниже требуемой спецификациями военных (24,4 тонны вместо 30 тонн).
7. Большие возможности горизонтального маневра никогда не применялись на практике по той причине, что шаттлы не совершали полетов на полярные орбиты.
8. Возврат спутников с земной орбиты прекратился уже в 1996 году, при этом за все время из космоса было возвращено всего 5 спутников.
9. Ремонт спутников оказался слабо востребован. Всего отремонтировано 5 спутников, правда, шаттлы также 5 раз проводили обслуживание знаменитого телескопа «Хаббл».
10. Реализованные инженерные решения негативно влияли на надежность всей системы. В момент взлета и посадки имелись участки, которые не оставляли экипажу шансов на спасение в аварийной ситуации.
11. Тот факт, что шаттл мог совершать только пилотируемые полеты, подвергал астронавтов риску без необходимости, к примеру, для рутинных запусков спутников на орбиту хватило бы автоматики.
12. Закрытие программы «Спейс Шаттл» в 2011 году накладывалось на отмену программы «Созвездие». Это стало причиной потери США самостоятельного доступа в космос на многие годы. Как результат имиджевые потери и необходимость приобретения мест для своих астронавтов на космических кораблях другой страны (российские пилотируемые космические корабли «Союз»).
Шаттл «Дискавери» выполняет маневр перед стыковкой с МКС
Немного статистики
Шаттлы были рассчитаны на пребывание на орбите Земли на протяжении двух недель. Обычно их полеты продолжались от 5 до 16 суток. Рекорд самого короткого полета в программы принадлежит шаттлу «Колумбия» (погиб вместе с экипажем 1 февраля 2003 года, 28-й полет в космос), который в ноябре 1981 года провел в космосе всего 2 дня 6 часов и 13 минут. Этот же шаттл совершил и самый продолжительный полет в ноябре 1996 года – 17 суток 15 часов 53 минуты.
В общей сложности за время действия данной программы с 1981 по 2011 год космическими челноками было осуществлено 135 стартов, из них «Дискавери» – 39, «Атлантис» – 33, «Колумбия» – 28, «Индевор» – 25, «Челенджер» – 10 (погиб вместе с экипажем 28 января 1986 года). Всего в рамках программы было построено пять перечисленных выше шаттлов, которые совершали полеты в космос. Еще один шаттл «Энтерпрайз» был построен первым, но изначально предназначался только для отработки наземных и атмосферных испытаний, а также проведения подготовительных работ на стартовых площадках, в космос никогда не летал.
Стоит отметить, что в НАСА планировали использовать шаттлы гораздо активнее, чем это вышло на самом деле. Еще в 1985 году специалисты американского космического агентства рассчитывали, что к 1990 году они будут совершать по 24 старта каждый год, а корабли налетают до 100 полетов в космос, на практике же все 5 челноков совершили за 30 лет всего 135 полетов, два из которых закончились катастрофой. Рекорд по количеству полетов в космос принадлежит шаттлу «Дискавери» – 39 полетов в космос (первый 30 августа 1984 года).
Посадка шаттла «Атлантис»
Американским шаттлам принадлежит и самый печальный антирекорд среди всех космических систем – по количеству погибших людей. Две катастрофы с их участием стали причиной гибели 14 американских астронавтов. 28 января 1986 года при взлете в результате взрыва внешнего топливного бака разрушился шаттл «Челленджер», это произошло на 73-й секунде полета и привело к гибели всех 7 членов экипажа, включая первого астронавта-непрофессионала - бывшую учительницу Кристу Маколифф, которая выиграла общенациональный американский конкурс на право полететь в космос. Вторая катастрофа произошла 1 февраля 2003 года во время возвращения корабля «Колумбия» из своего 28-го полета в космос. Причиной катастрофы стало разрушение наружного теплозащитного слоя на левой плоскости крыла челнока, что было вызвано падением на него куска теплоизоляции кислородного бака в момент старта. При возвращении шаттл развалился в воздухе, погибли 7 астронавтов.
Программа «Космическая транспортная система» была официально завершена в 2011 году. Все действующие шаттлы были списаны и отправлены в музеи. Последний полет состоялся 8 июля 2011 года и был осуществлен шаттлом «Атлантис» с сокращенным до 4 человек экипажем. Полет завершился рано утром 21 июля 2011 года. За 30 лет эксплуатации эти космические корабли выполнили 135 полетов, в общей сложности они совершили вместе 21 152 витка вокруг Земли, доставив в космос 1,6 тысяч тонн различных полезных грузов. В состав экипажей за это время вошло 355 человек (306 мужчин и 49 женщин) из 16 различных стран. Астронавт Фрэнклин Стори Масгрейв был единственным, кто совершил полеты на всех пяти построенных челноках.
Источники информации:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
По материалам из открытых источников
21 июля 2011 года в 9:57 по всемирному координированному времени на взлётно-посадочную полосу № 15 космического центра имени Кеннеди приземлился космический корабль многоразового использования «Атлантис». Это был 33-й полёт «Атлантиса» и 135-я космическая экспедиция в рамках проекта «Спейс шаттл».
Данный полёт стал последним в истории одной из самых амбициозных космических программ. Проект, на который Соединённые Штаты сделали ставку в исследованиях космоса, завершался вовсе не так, как виделось когда-то его разработчикам.
Идея многоразовых космических кораблей появилась и в СССР, и в США ещё на заре космической эры, в 1960-х годах. Соединённые Штаты перешли к её практической реализации в 1971 году, когда компания North American Rockwell получила от NASA заказ на разработку и создание целой флотилии многоразовых кораблей.
Согласно замыслу авторов программы, многоразовые корабли должны были превратиться в эффективное и надёжное средство доставки астронавтов и грузов с Земли на околоземную орбиту. Аппараты должны были сновать по маршруту «Земля - Космос - Земля», словно челноки, именно поэтому программа получила название «Спейс шаттл» — «Космический челнок».
Изначально «шаттлы» были лишь частью более масштабного проекта, предполагавшего создание большой орбитальной станции на 50 человек, базы на Луне и малой орбитальной станции на орбите спутника Земли. Учитывая сложность замысла, в NASA готовы были на начальном этапе ограничиться лишь большой орбитальной станцией.
Когда планы эти попали на утверждение в Белый дом, у президента США Ричарда Никсона потемнело в глазах от количества нулей в предполагаемой смете проекта. Соединённые Штаты потратили огромную сумму, чтобы опередить СССР в пилотируемой «лунной гонке», но продолжать финансирование космических программ в поистине астрономических объёмах было невозможно.
Первый старт в День космонавтики
После того как Никсон отверг эти проекты, в NASA пошли на хитрость. Спрятав подальше планы создания большой орбитальной станции, президенту представили проект создания многоразового космического корабля как системы, способной приносить прибыль и окупить инвестиции за счёт выведения на орбиту спутников на коммерческой основе.
Новый проект был отправлен на экспертизу экономистам, которые вынесли заключение — программа окупится в случае, если будет осуществляться не менее 30 запусков многоразовых кораблей в год, а запуски одноразовых кораблей будут прекращены вовсе.
В NASA убеждали, что эти параметры вполне достижимы, и проект «Спейс шаттл» получил одобрение президента и Конгресса США.
Действительно, во имя проекта «Спейс шаттл» в США отказались от одноразовых космических кораблей. Более того, к началу 1980-х было принято решение о переводе на «шаттлы» программы запусков аппаратов военного и разведывательного значения. Разработчики уверяли, что их совершенные чудо-аппараты откроют новую страницу в исследованиях космоса, заставят отказаться от огромных затрат и даже позволят получать прибыль.
Самый первый многоразовый корабль, по многочисленным просьбам поклонников сериала «Звёздный путь» получивший название «Энтерпрайз», никогда не поднимался в космос — он служил лишь для отработки методов посадки.
Строительство первого полноценного многоразового космического корабля началось в 1975 году и было завершено в 1979-м. Он получил название «Колумбия» — по имени парусника, на котором капитан Роберт Грей в мае 1792 года исследовал внутренние воды Британской Колумбии.
12 апреля 1981 года «Колумбия» с экипажем в составе Джона Янга и Роберта Криппена успешно стартовала с космодрома на мысе Канаверал. Запуск не планировалось приурочить к 20-летию старта Юрия Гагарина , но судьба распорядилась именно так. Старт, запланированный изначально на 17 марта, из-за различных неполадок несколько раз переносился и в итоге был осуществлён 12 апреля.
Старт «Колумбии». Фото: wikipedia.org
Катастрофа на взлёте
Флотилия многоразовых кораблей в 1982 году пополнилась «Челленджером» и «Дискавери», а в 1985 году — «Атлантисом».
Проект «Спейс шаттл» превратился в гордость и визитную карточку США. О его обратной стороне знали только специалисты. «Челноки», ради создания которых пилотируемая программа США была прервана на целых шесть лет, были далеко не такими надёжными, как предполагали создатели. Практически каждый пуск сопровождался устранением неполадок перед стартом и во время полёта. Кроме того, выяснилось, что затраты на эксплуатацию «челноков» в реальности в несколько раз выше предусмотренных проектом.
В NASA критиков успокаивали — да, недостатки есть, но они несущественны. Ресурс каждого из кораблей рассчитан на 100 полётов, к 1990 году будет производиться по 24 старта в год, и «шаттлы» станут не пожирать средства, а давать прибыль.
28 января 1986 года с мыса Канаверал должен был состояться старт 25-й экспедиции по программе « Спейс шаттл» . В космос отправлялся космический корабль «Челленджер», для которого это была 10-я миссия. Кроме профессиональных астронавтов, в экипаж вошла учительница Криста МакОлифф , победительница конкурса «Учитель в космосе», которая должна была провести несколько уроков с орбиты для американских школьников.
К этому запуску было приковано внимание всей Америки, на космодроме присутствовали родные и близкие Кристы.
Но на 73-й секунде полёта на глазах присутствующих на космодроме и миллионов телезрителей «Челленджер» взорвался. Семь астронавтов на его борту погибли.
Гибель «Челленджера». Фото: Commons.wikimedia.org
«Авось» по-американски
Никогда ещё в истории космонавтики катастрофа не уносила столько жизней сразу. Программа пилотируемых полётов в США была прервана на 32 месяца.
Расследование показало, что причиной катастрофы стало повреждение уплотнительного кольца правого твердотопливного ускорителя при старте. Повреждение кольца стало причиной прогорания отверстия в боку ускорителя, из которого в сторону внешнего топливного бака била реактивная струя.
В ходе выяснения всех обстоятельств вскрылись весьма неприглядные подробности о внутренней «кухне» NASA. В частности, про дефекты уплотнительных колец руководители NASA знали с 1977 года — то есть ещё с момента строительства «Колумбии». Однако на потенциальную угрозу махнули рукой, понадеявшись на американский «авось». В итоге всё кончилось чудовищной трагедией.
После гибели «Челленджера» меры были приняты и выводы сделаны. Доработка «шаттлов» не прекращалась все последующие годы, и к концу проекта это были уже, по сути, совсем другие корабли.
На смену погибшему «Челленджеру» был построен «Индевор», который был принят в эксплуатацию в 1991 году.
Шаттл «Индевор». Фото: Public Domain
От «Хаббла» до МКС
Нельзя говорить только о недостатках «шаттлов». Благодаря им, в космосе впервые были осуществлены работы, которые ранее не проводились, — например, ремонт вышедших из строя космических аппаратов и даже их возвращение с орбиты.
Именно «шаттл» «Дискавери» доставил на орбиту ныне знаменитый телескоп «Хаббл». Благодаря «челнокам», четырежды на орбите проводился ремонт телескопа, что позволило продлить его работу.
На «шаттлах» на орбиту выводились экипажи численностью до 8 человек, притом что одноразовые советские «Союзы» могли поднимать в космос и возвращать на Землю не более 3 человек.
В 1990-х годах, после того как был закрыт проект советского корабля многоразового использования «Буран», американские «шаттлы» стали совершать полёты к орбитальной станции «Мир». Большую роль эти корабли сыграли и при строительстве Международной космической станции, доставляя на орбиту модули, не имеющие своей двигательной установки. Также «шаттлы» осуществляли доставку на МКС экипажей, продовольствия и научного оборудования.
Дорогой и смертельно опасный
Но, несмотря на все достоинства, с годами стало очевидно, что от недостатков своих «челноки» не избавятся никогда. Буквально в каждом полёте астронавтам приходилось заниматься ремонтом, устраняя неполадки различной степени тяжести.
Ни о каких 25-30 полётах в год к середине 1990-х речи уже не шло. Рекордным для программы остался 1985 год с девятью полётами. В 1992 и 1997 годах удалось совершить 8 полётов. Об окупаемости и прибыльности проекта в NASA давно уже предпочитали молчать.
1 февраля 2003 года космический корабль «Колумбия» завершал 28-ю экспедицию в своей истории. Эта миссия проводилась без стыковки с МКС. В 16-суточном полёте участвовал экипаж из семи человек, включая первого израильского астронавта Илана Рамона . Во время возвращения «Колумбии» с орбиты с ней пропала связь. Вскоре видеокамеры зафиксировали в небе стремительно несущиеся к Земле обломки корабля. Все семь астронавтов, находившихся на его борту, погибли.
В ходе расследования было установлено, что при старте «Колумбии» кусок теплоизоляции кислородного бака ударил по левой плоскости крыла «челнока». Во время спуска с орбиты это привело к проникновению внутрь конструкций корабля газов с температурой в несколько тысяч градусов. Это привело к разрушению конструкций крыла и дальнейшей гибели корабля.
Таким образом, две катастрофы «челноков» унесли жизни 14 астронавтов. Вера в проект была окончательно подорвана.
Последний экипаж шаттла «Колумбия». Фото: Public Domain
Экспонаты для музея
Полёты «шаттлов» были прерваны на два с половиной года, а после их возобновления было принято принципиальное решение о том, что программа в ближайшие годы будет окончательно завершена.
Дело было не только в человеческих жертвах. Проект «Спейс шаттл» так и не достиг тех параметров, которые планировались изначально.
К 2005 году стоимость одного полёта «челнока» равнялась 450 миллионам долларов, но с дополнительными затратами эта сумма достигала 1,3 миллиарда долларов.
К 2006 году общая стоимость проекта «Спейс шаттл» составила 160 миллиардов долларов.
Вряд ли кто-то в США смог бы поверить в это в 1981 году, но советские одноразовые корабли «Союз», скромные «рабочие лошадки» отечественной пилотируемой космической программы, выиграли у «шаттлов» соревнование в цене и надёжности.
21 июля 2011 года космическая одиссея «челноков» окончательно завершилась. За 30 лет они совершили 135 полётов, сделав в общей сложности 21 152 витка вокруг Земли и пролетев 872,7 миллиона километров, подняв на орбиту 355 космонавтов и астронавтов и 1,6 тысячи тонн полезных грузов.
Все «челноки» заняли своё место в музеях. «Энтерпрайз» выставлен в Морском и аэрокосмическом музее Нью-Йорка, в музее Смитсоновского института в Вашингтоне находится «Дисквери», «Индевор» нашёл приют в Калифорнийском научном центре в Лос-Анджелесе, а «Атлантис» встал на вечную стоянку в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде.
Корабль «Атлантис» в центре им. Кеннеди. Фото: Commons.wikimedia.org
После прекращения полётов «шаттлов» Соединённые Штаты вот уже четыре года не имеют возможности доставлять на орбиту астронавтов иначе, чем при помощи «Союзов».
Американские политики, считая такое положение вещей для США недопустимым, призывают к форсированию работ по созданию нового корабля.
Хочется надеяться, что, несмотря на спешку, уроки, вынесенные из программы «Спейс шаттл», будут усвоены и повторения трагедий «Челленджера» и «Колумбии» удастся избежать.
До недавнего времени космическая экспозиция музея науки в Лос-Анджелесе (California science center) была очень маленькой и оставляла впечатление некоего запустения. Но всё кардинально поменялось с тех пор, как сюда на вечную стоянку прибыл один из трёх космических челноков, шаттлов – Эндевор. Это событие и «устремило» меня («Эндевор» переводится с английского как «стремление») в калифорнийский музей науки.
Вместо предисловия
Все мы знаем историю космической программы «Буран». Логично рассказывать о шаттле, сравнивая его с Бураном, как это обычно и делается, поскольку две эти программы ставили примерно одинаковые цели. Но чтобы грамотно написать и о Шаттле, и о Буране, грамотно их сравнить, и аргументировано сделать правильный вывод, что наш Буран, конечно же, был лучше, надо проделать большую работу. За один раз нам в сайт это было сделать сложно, поэтому текст, который вы читаете, посвящён только Шаттлу. Мы будем очень благодарны человеку, который сможет написать подобный опус о нашем Буране, несмотря на то, что уже немало написано на эту тему книг и снято фильмов.
Шаттл стоит в ангаре, специально выстроенном для этого огромного космического корабля. Первое, что мы встречаем на пути в этот ангар, – это огромные колёса с толстыми шинами на них. Именно эти покрышки стояли на шаттле во время его последний миссии, и пришлось им несладко.
В процессе посадки температура шин меняется более чем на 90 градусов, а внешнее давление резко поднимается от нуля до нормальной величины в течение часа. Обычные автомобильные шины могли бы лопнуть или начать выпускать воздух. Покрышки для этого космического корабля специально рассчитывались на такие нагрузки. На этой фотографии видно, как дымились шины при посадке шаттла. Теперь они стоят в музее.
Как и в большинстве самолётов, шины шаттлов заполняются азотом. Для этого есть несколько причин. Азот лучше переносит изменения давления и температуры, чем кислород, содержащийся в воздухе. Кроме того азот, в отличие от атмосферного кислорода, не горит. В дополнение к этому молекулы азота по размеру больше молекул кислорода. Это означает, что азот будет просачиваться через резину покрышек гораздо медленнее, чем обычный воздух. В условиях космического вакуума это свойство очень важно.
Следующим экспонатом на нашем пути будет космический туалет. Рядом с ним установлен телеэкран, на котором показывают, как этим туалетом надо пользоваться мужчинам и женщинам и какие ошибки совершают неопытные космонавты. Довольно познавательно, но мы двинемся дальше.
Войдя в дверь ангара, где покоится космический корабль, испытываешь лёгкий шок. Какой же он огромный! Фотографии, к сожалению, не могут этого передать, но, поверьте мне, глядя на шаттл понимаешь: именно такого размера и никак не меньше были все космические корабли в фантастических фильмах.
Обходишь вокруг него, и становится ясно, что вот на таких-то кораблях вполне могли бы путешествовать герои звёздных войн, Алиса Кира Булычёва, герои повестей Лема и Стругацких.
Факты:
- Шаттл содержит около 370 километров кабелей и проводов.
- Каждый шаттл имел специальный грузовой контейнер размерами 5 на 18 метров, вмещавший до 30 тонн груза.
- Приземлившийся шаттл с выпущенными шасси в высоту достигал 17 метров – это выше трёхэтажного дома. Длина шаттла – 37 метров, размах крыльев - 24 метра.
- Корпус космического корабля сделан из алюминия, как и у многих самолётов. Чёрная и белая плитка, покрывающая шаттл, – это его защитная термооболочка, предохраняющая корпус от плавления во время запуска и посадки.
Жара и холод
Во время полёта шаттл всегда открывает грузовой отсек, как показано на фото ниже. Внутри на створках закреплены радиаторы кондиционеров внутренней системы охлаждения, которые надо стараться держать в тени. Поэтому на орбите шаттл болтается вверх ногами, поворачиваясь к Солнцу брюхом, закрывая от него радиаторы.
При входе в атмосферу некоторые части корабля нагреваются до 1700 градусов Цельсия – достаточно для плавления стали, не говоря уж об алюминии. На орбите же рабочая температура обшивки нередко падает ниже -160 градусов. Разные типы теплоизоляции защищают корабль и экипаж от экстремальных температур. Теплоизоляционный слой вокруг корпуса шаттла состоит из специальных белых и чёрных плиток. Чёрные выдерживают температуры до 1200 градусов, белые – до 700. Режущая кромка крыла и нос нагреваются больше всего, поэтому они покрыты специальной защитой, выглядящей как гладкий чёрный пластик. Она выдерживает температуры до 1800 градусов.
Взгляните на эту фотографию. Каждая из более чем 30 000 теплоизоляционных плиток имеет свои размеры и форму, чтобы точно повторять форму корабля в строго определённом месте. На каждой плитке нарисован свой шифр, указывающий в каком месте обшивки она должна быть закреплена. Эти плитки обладают очень низкой теплопроводностью. На видео видно, как кусок материала теплоизоляции, нагретый до 1700 градусов, достают из печи. Уже через пару секунд края кубика остывают так, что его можно брать руками, хотя в центре материал ещё раскалён до жёлтого свечения – температура плавления стали.
Факты:
- Основной ингредиент изоляционных плиток – кремний, который добывают из обычного песка.
- Черное покрытие на нижней части шаттла помогает рассеивать тепло. Белые плитки сверху шаттла отражают солнечные лучи, чтобы шаттл не нагревался.
- Плитки теплоизоляции очень лёгкие (как пенопласт) и хрупкие. Вы с лёгкостью сможете раскрошить такую плитку в руках.
Летающий лапоть
Несмотря на то, что шаттл был первым космическим кораблём, умевшим садится на аэродромы, почти как обыкновенный самолёт, его посадка проходит совсем не так, как садятся самолёты. Основные двигатели не работают во время путешествия вниз с орбиты сквозь атмосферу. При приближении к взлётной полосе шаттл летит в 20 раз быстрее пассажирского самолёта, а его траектория в 7 раз круче той, что используют самолёты. Космонавты и инженеры называют шаттл летающим кирпичом, потому что его «полёт» гораздо больше похож на простое падение с орбиты.
Для того чтобы начать посадку, шаттл разворачивается двигателями по направлению его движения и включает их. Это замедляет его движение по орбите, и шаттл начинает в буквальном смысле падать из космоса вниз под действием силы тяжести. После того, как шаттл начинает двигаться к поверхности планеты, он опять поворачивается к ней носом.
В космосе и в верхних слоях атмосферы шаттл маневрирует при помощи вспомогательных двигателей на носу и боках корабля. В плотных слоях атмосферы экипаж уже может задействовать закрылки, что делает шаттл немного похожим на самолёт. Но всё равно основное управление осуществляется за счёт боковых двигателей. Посадочная скорость шаттла составляет 370 км/ч.
http://www.youtube.com/watch?v=YOxZsbyjSb8
Толстые туристы
На этой фотографии видна причина, по которой никогда ни в один из шаттлов не будут пускать туристов. Это белый входной люк, отмеченный жёлтой стрелкой. Как мне пояснил экскурсовод, половина населения Америки, к сожалению, не сможет пролезть внутрь из-за своих размеров. Поэтому туристов внутрь решено не пускать. А жаль! Там внутри так много интересного.
Ядовитые огнедышащие ноздри
На этой же фотографии видны пять передних дюз шаттла. Они использовались для маневрирования, пока шаттл был на орбите. Вы видите, что отверстия расположены под разными углами: каждый двигатель предназначался для разных типов маневрирования. С другой стороны расположена точно такая же пятёрка дюз. На самом деле, на носу у шаттла не 10 дюз, а больше. Дополнительные 6 расположены на носу сверху, как видно на фото ниже.
Поскольку топливо, использовавшееся для работы этих двигателей, ужасно токсичное, топливные баки, располагавшиеся внутри шаттла, убрали, а часть дюз герметично закрыли, чтобы посетители музея не могли случайно отравиться.
Двигатели
При взлёте три основных двигателя включались вместе с боковыми ракетными ступенями. Топливом для них служил водород и кислород, выкачиваемый из центрального топливного бака.
После посадки на Землю, двигатели всегда снимались с корабля для проверки и ремонта. Все двигатели были взаимозаменяемыми и могли быть установлены на любой из четырёх шаттлов.
Это было очень удобно. Специалисты всегда имели наготове 9 двигателей: три для взлёта шаттла, три для второго шаттла на случай необходимости эвакуации с орбиты и ещё три на всякий случай. Всего был изготовлен 51 «движок», из них 35 летали на Эндеворе.
Тестирование ракетного двигателя
Стартовая система
Стартовая система шаттла состоит из трёх частей: маршевые двигатели шаттла, две боковые ракетные ступени и огромный топливный бак (оранжевый на фото). Во время старта включаются двигатели шаттла и двигатели боковых ракет. Отработав своё, ракеты отделяются и падают вниз. Шаттл продолжает лететь, используя свои двигатели и черпая топливо из оранжевого топливного бака. Важно понимать, что никаких двигателей у оранжевого топливного бака нет: это просто большая канистра с топливом, которую шаттлу приходится брать с собой, чтобы добраться до орбиты.
Главная проблема этой стартовой системы – она не может быть использована ни для чего другого, кроме вывода шаттла на орбиту. Плюс – это то, что боковые ракетные ступени падают в океан и потом используются повторно.
Дорогие друзья! Если вам понравился этот рассказ, и вы хотите быть в курсе новых публикаций о космонавтике и астрономии для детей, то подписывайтесь на новости наших сообществ
