1969'da ABD hükümetlerinin iki departmanının finansmanı yoluyla program üzerinde çalışmaya başladılar: NASA ve Savunma Bakanlığı. Geliştirme ve geliştirme çalışmaları ortak bir NASA ve Hava Kuvvetleri programının bir parçası olarak gerçekleştirildi. Aynı zamanda, uzmanlar daha önce 1960'ların Apollo programının ay modülleri üzerinde test edilen bir dizi teknik çözüm uyguladı: katı yakıt hızlandırıcıları ile deneyler, bunları ayırmak ve harici bir tanktan yakıt almak için sistemler. Uzay taşıma sisteminin temeli, yeniden kullanılabilir insanlı bir uzay aracından oluşacaktı. Sistem aynı zamanda yer destek sistemlerini de içeriyordu (Kennedy Uzay Merkezi'nin kurulum testi ve fırlatma ve iniş kompleksi, havacılık Houston (Texas) 'da bir uçuş kontrol merkezi olan Vandenburg, Florida), ayrıca uydu ve diğer yollarla veri aktarma sistemleri ve iletişim.
Önde gelen ABD havacılık şirketlerinin tümü bu programda yer aldı. Program gerçekten büyük ölçekli ve ulusal bir programdı ve Uzay Mekiği için çeşitli ürünler ve ekipmanlar, 1000 eyaletlerinden 47 şirketlerinden daha fazlasını sağladı. 1972'teki ilk yörünge gemisinin inşası için yapılan sözleşme Rockwell International tarafından kazanıldı. İlk iki mekik inşası yılın Haziran 1974'unda başladı.
Uzay mekiğinin ilk uçuşu "Columbia". Dış yakıt deposu (ortada) sadece ilk iki uçuşta beyaza boyanır. Gelecekte, sistemin ağırlığını azaltmak için tank boyamaz.
Sistem açıklaması
Yapısal olarak, Uzay Mekiği yeniden kullanılabilir uzay taşıma sistemi, ilk aşamada hizmet veren iki kurtarılmış katı yakıtlı hızlandırıcı ve üç oksijen-hidrojen motorlu bir yörünge yeniden kullanılabilir uzay aracı (yörünge, yörünge) ve ikinci aşamayı oluşturan büyük bir dıştan takma yakıt bölmesi içermiştir. Uzay uçuş programının tamamlanmasından sonra, yörünge bağımsız olarak Dünya'ya geri döndü, burada özel pistlerde bir uçak pistine indi.
İki katı roket güçlendiricisi, fırlatmadan yaklaşık iki dakika sonra çalışır, uzay aracını hızlandırır ve yönlendirir. Bundan sonra, yaklaşık 45 kilometre yükseklikte, ayrılırlar ve bir paraşüt sistemi yardımıyla okyanusa sürülürler. Onarım ve şarj işleminden sonra tekrar kullanılırlar.
Dünyanın atmosferinde yanan, sıvı hidrojen ve oksijen (ana motorlar için yakıt) ile doldurulmuş harici yakıt deposu, uzay sisteminin tek seferlik elemanıdır. Tankın kendisi ayrıca katı yakıt arttırıcıları uzay aracına bağlamak için bir çerçevedir. Yaklaşık 8,5 kilometrelik bir yükseklikte kalkıştan yaklaşık 113 dakika sonra uçuşta atılır, tankın çoğu dünya atmosferinde yanar ve kalan kısımlar okyanusa düşer.
Sistemin en ünlü ve tanınabilir kısmı, yeniden kullanılabilir mekik uzay aracının kendisi, mekik kendisi, yakın yörüngeye yerleştirilen gerçek uzay mekiğidir. Bu mekik mekanda bilimsel araştırma yapmak için bir eğitim alanı ve platformu olduğu gibi, iki ila yedi kişiyi de içerebilecek olan mürettebat için bir ev görevi görüyor. Mekiğin kendisi, plandaki üçgen kanatlı bir uçak planında yapılır. İniş için uçak tipi iniş takımlarını kullanıyor. Eğer katı roket güçlendiriciler 20 zamana kadar kullanılmak üzere tasarlandıysa, mekik kendini uzaya 100 uçuşa kadar yapacaktır.
"Birlik" e göre yörünge gemisinin büyüklüğü
Amerikan Uzay Mekiği sistemi, Kennedy Uzay Uçuş Merkezi'nden 185 kilometre yörüngesine doğru fırlatılırken ve 28 ° 'e eğilirken, Cape Canaveral (Florida)' nın doğusundan doğarken 24,4 kilometre ve 11,3 tona doğru bir 500 eğimi koyabilir . Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nden (Kaliforniya, batı kıyısı) piyasaya sürüldüğünde, 55 ton yüke, 185 kilometre yüksekliğindeki bir subpolar yörüngeye çekilmesi mümkündü.
Nelerin gerçekleştirilmesi mümkündü ve kağıda ne bırakıldığından geriye ne kaldı?
Uzay Mekiği programının uygulanmasına ayrılan sempozyumun bir parçası olarak, Ekim 1969’te yapıldığı gibi, mekiğin “babası” George Muller şunları söyledi: “Amacımız Satürn-V’e bir kilogram yük taşıma maliyetini azaltmaktır. 2000-40 kilogram başına dolar. Böylece yeni bir uzay keşif dönemi açabiliriz. Bu sempozyumun yanı sıra NASA ve Hava Kuvvetleri için önümüzdeki haftalar ve aylar için zorluk, bunu başarabilmemizdir. ” Genel olarak, uzay mekiği Uzay Mekiği bazında çeşitli seçenekler için 100'tan 90 kilogram başına 330 dolarına kadar değişen taşıma yüklerinin maliyeti tahmin edilmiştir. Ayrıca, ikinci nesil mekiklerin, miktarı kilogram başına 33-66 dolara düşüreceğine inanılıyordu.
Aslında, bu rakamlar bile yakın elde edilemezdi. Ayrıca, Muller'in hesaplarına göre, mekiği başlatmanın maliyeti 1-2,5 milyon dolar olmalıydı. Aslında, NASA'ya göre, mekiği başlatmanın ortalama maliyeti 450 milyon dolar civarındaydı. Ve bu önemli fark, belirtilen hedeflerle gerçeklik arasındaki ana tutarsızlık olarak adlandırılabilir.
Açık kargo bölmesiyle "Endeavour" Shuttle
Uzay Ulaştırma Sistemi programını 2011'te tamamladıktan sonra, uygulamasında hangi hedeflere ulaşıldığını ve hangi hedeflere ulaşılmadığını kesin olarak söyleyebiliriz.
Uzay Mekiğinin hedeflerine ulaşıldı:
1. Farklı kargo türlerinin yörüngeye tesliminin gerçekleştirilmesi (üst aşamalar, uydular, ISS dahil olmak üzere uzay istasyonu bölümleri).
2. Düşük toprak yörüngesinde bulunan uyduları onarma imkanı.
3. Uyduları Dünya'ya geri döndürme yeteneği.
4. İnsanları uzaya göndererek 8'e uçma yeteneği (kurtarma operasyonu sırasında mürettebat 11 insanlarına getirilebilir).
5. Yeniden kullanılabilir uçuşun başarılı bir şekilde uygulanması ve mekiğin ve katı hızlandırıcı güçlendiricilerin yeniden kullanılması.
6. Uzay aracının temelde yeni bir düzeninin pratikte uygulanması.
7. Gemi yatay manevralarının uygulanması olasılığı.
8. Büyük miktarda kargo bölmesi, 14,4 tona kadar olan Dünya kargolarına geri dönebilme özelliği.
9. Maliyet ve geliştirme süresi, ABD Başkanı Nixon'a 1971 yılında vaat edilen son teslim tarihlerini karşılamayı başardı.
Karşılanmayan hedefler ve başarısızlıklar:
1. Uzaya kaliteli erişim. Uzay mekiği, iki büyüklük sırasına göre bir kilogram kargonun yörüngeye getirme maliyetini azaltmak yerine, uyduları Dünya yörüngesine ulaştırmanın en pahalı yollarından biri olduğu ortaya çıktı.
2. Uzay mekiği servislerinin hızlı hazırlanması. Servisler arasında iki hafta olarak tahmin edilen beklenen zaman sınırı yerine, mekikler aylarca uzaya fırlatmaya hazırlanabilir. Uzay mekiği Challenger'ın çökmesinden önce, uçuşlar arasındaki kayıt felaketten sonra 54 gündü - 88 gündü. İşlem süreleri boyunca, yılda ortalama 4,5 kez başlatıldılar; ekonomik olarak kabul edilebilir minimum makul sayıda ise yılda 28 başladı.
3. Bakım kolaylığı. Servisleri oluştururken seçilen teknik çözümler oldukça zaman alıcıydı. Ana motorlar söküm prosedürleri ve uzun servis süresi gerektiriyordu. İlk model motorların turbopump üniteleri, uzaya her uçuştan sonra komple montaj ve tamirlerini gerekli kılmıştır. Isı koruma karoları benzersizdi - her karonun kendi karosu monte edildi. Toplamda, binlerce 35 vardı, ayrıca karolar uçuş sırasında zarar görebilir veya kaybolabilirdi.
4. Tüm atılabilir ortamları değiştirme. Servisler asla keşif uydularının yayılması için gerekli olan kutup yörüngelerine fırlatılmamıştır. Bu yönde hazırlık çalışmaları yapıldı, ancak Challenger felaketinden sonra kısıtlandılar.
5. uzaya Güvenilir erişim. Dört uzay mekiği, herhangi birinin kaybının toplamın% 25'i olduğu anlamına geliyordu. filo (her zaman 4'den fazla uçan yörünge yoktu, ölen Challenger'ın yerini almak için Endeavour mekiği inşa edildi). Kazadan sonra, uçuşlar uzun bir süre durdu, örneğin Challenger kazasından sonra - 32 ay boyunca.
6. Mekik yükü, ordunun gerekli şartnamelerinin altında 5 tondu (24,4 ton yerine 30 ton).
7. Mekiklerde kutup yörüngelerine uçmadığı için daha fazla yatay manevra uygulamada hiç kullanılmamıştır.
8. Tüm 1996 uyduları uzaydan geri getirilirken, uyduların Dünya'nın yörüngesinden dönüşü 5 yılında zaten durdu.
9. Uyduların onarımının zayıf talep edildiği ortaya çıktı. Toplam 5 uydu tamir edildi ancak mekiklerin bir kez daha ünlü Hubble teleskobu üzerindeki bakımları da yapıldı.
10. Uygulanan mühendislik çözümleri, tüm sistemin güvenilirliğini olumsuz yönde etkiledi. Kalkış ve iniş sırasında, mürettebata acil durumlarda kurtarma şansı vermeyen alanlar vardı.
11. Mekiğin sadece insanlı uçuşları yapabilmesi gerçeği, örneğin rutin uyduların yörüngeye fırlatılması için gereksiz yere riske atılmasına neden olacaktı.
12. Uzay Mekiği programının 2011'te kapatılması, Constellation programının iptali ile örtüşüyordu. Bu, ABD’nin uzaya bağımsız erişiminin yıllarca kaybolmasının sebebiydi. Sonuç olarak, görüntü kayıpları ve astronotları için başka bir ülkenin uzay aracında uzay kazanma ihtiyacı (Rus insanlı uzay aracı "Soyuz").
Shuttle Discovery, ISS ile bağlantı kurmadan önce bir manevra yapar
Bazı istatistikler
Mekikler iki haftalığına Dünya yörüngesinde kalacak şekilde tasarlandı. Genelde uçuşları 5'tan 16 güne kadar sürdü. En kısa uçuşu kaydet hikayeler Program, 1 saatinin tüm 2003 gününü ve 28 dakikalarını Kasım ayında 1981 dakikalarında geçiren Columbia servisine (yılın 2 ekibi Şubat 6, 13-uzay uçuşu ile birlikte öldürüldü) ait. Aynı mekik yılın en uzun uçuşunu yılın 1996'inde yaptı - 17 günleri 15 saat 53 dakika.
Toplamda, bu program sırasında, 1981 başlatmaları, 2011'ten 135'e uzay uzayları tarafından gerçekleştirildi; bunların keşfi - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 (yılın Ocak ayında 28 ekibinde 1986 ekibi ile birlikte öldü). Toplamda, program uzaya uçmuş olan yukarıdaki mekiklerden beşi inşa edildi. İlk bir mekik olan Enterprise ilk inşa edildi, ancak başlangıçta yalnızca yer ve atmosferik testleri test etmek ve ayrıca fırlatma tesislerinde hazırlık çalışmalarını yürütmek ve hiç uzaya uçmamak için tasarlanmıştı.
NASA'nın mekikleri gerçekte olduğundan daha aktif bir şekilde kullanmayı planladığını belirtmekte fayda var. Amerikan Uzay Ajansı uzmanları, 1985’e geri döndüğünde, 1990’in her yıl 24’in başlatılmasını ve gemilerin 100 uzay uçuşlarına uçacaklarını, ancak pratikte, ikisi 5’de 30 bir felaket. Uzaya uçuş sayısı rekoru Discovery Shuttle - 135 uzaya uçuşlarına aittir (yılın ilk 39'su yılın 30'i).
"Atlantis" İniş Mekiği
Amerikan mekikleri, öldürülen insan sayısındaki tüm uzay sistemleri arasındaki en üzücü anti-kayıta aittir. Katılımlarıyla birlikte iki kaza, X-NUMX Amerikan astronotlarının ölümüne neden oldu. Ocak ayındaki 14'te Challenger mekiği, dış yakıt deposundaki bir patlama sonucunda çöktü ve bu, 28'in ikinci uçuşunda gerçekleşti ve ülke çapında ilk Amerikalı olmayan astronot, eski Amerikalı Christa McAuliffe'yi de içeren tüm 1986 mürettebat üyelerinin ölümüyle sonuçlandı. uzaya uçma hakkı için rekabet. İkinci kaza 73 Şubat 7, "Columbia" gemisinin 1. Felaketin sebebi, mekik kanadının sol düzlemi üzerindeki dış ısı koruma katmanının, fırlatma sırasında üzerindeki oksijen tankının bir ısı yalıtım parçasının düşmesinden kaynaklanan tahribattı. Döndükten sonra, mekik havada düştü ve 2003 astronotlarını öldürdü.
“Uzay Taşımacılığı Sistemi” programı, 2011'te resmen tamamlandı. Mevcut tüm servisler kapatıldı ve müzelere gönderildi. Son uçuş, yılın Temmuz 8 2011'inde gerçekleştirildi ve Atlantis mekiği tarafından, 4 insanlarına indirgenmiş bir ekip tarafından gerçekleştirildi. Uçuş Temmuz 21’un başında Temmuz 2011’in sabahında sona erdi. 30'in çalışma yılı boyunca, bu uzay aracı 135 uçuşlarını gerçekleştirdi, toplamda, 21'e binlerce ton yük taşıyarak Dünya genelinde birlikte 152 1,6 gerçekleştirdiler. Bu süre zarfında mürettebat, 355 farklı ülkeden 306 insanını (49 erkek ve 16 kadın) içeriyordu. Astronot Franklin Storey Musgrave, beş kanoyu da uçuran tek kişiydi.
Bilgi kaynakları:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
Açık kaynaklardan gelen malzemelere dayanarak