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
"Спейс шаттл" (Space Shuttle - космический челнок) - многоразовый пилотируемый транспортный космический корабль США , предназначенный для доставки людей и грузов на низкие околоземные орбиты и обратно. Шаттлы использовались в рамках осуществляемой Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) государственной программы "Космическая транспортная система" (Space Transportation System, STS).
Программа по созданию шаттлов разрабатывалась компанией North American Rockwell по поручению НАСА с 1971 года. Строительство первых двух шаттлов началось в июне 1974 года. Первоначально летные корабли обозначались номерами OV-099, OV-101, OV-102 и так далее. Всего было построено шесть шаттлов .
Корабль OV-101 был выпущен 17 сентября 1976 года и получил название "Энтерпрайз" (Enterprise ) по имени звездолета из фантастического телесериала Star Trek. Это был прототип шаттла для испытаний в атмосфере, который так никогда и не побывал в космосе.
Для испытаний нового космического корабля был создан специальный самолет , на корпусе которого крепился "Энтерпрайз". Сначала испытания проводились без участия экипажа, впоследствии челнок стали запускать уже вместе с людьми, отслеживающими работу приборов. После того, как "Энтерпрайз" перестали использовать для испытаний, некоторые его детали пошли на создание новых челноков.
Шаттл "Дискавери" (Discovery
, OV-103) начали строить в 1979 году. Он был передан НАСА в ноябре 1982 года. Челнок назвали в честь одного из двух судов, на которых в 1770-х годах британский капитан Джеймс Кук открыл Гавайские острова и исследовал побережье Аляски и северо-западной Канады. Первый полет в космос шаттл совершил 30 августа 1984 года, а последний - с 24 февраля по 9 марта 2011 года.
В его "послужном списке" числятся столь ответственные операции, как первые полеты после гибели шаттлов "Челленджер" и "Колумбия", доставка на орбиту космического телескопа "Хаббл", вывод на траекторию перелета автоматической межпланетной станции "Улисс", а также второй полет к "Хабблу" для проведения профилактических и ремонтных работ. За время своей службы шаттл совершил 39 полетов на орбиту Земли и провел в космосе 365 дней.
(Atlantis , OV-104) был передан в эксплуатацию НАСА в апреле 1985 года. Челнок был назван в честь океанографического исследовательского парусного судна, которое принадлежало океанографическому институту в Массачусетсе и эксплуатировалось с 1930 года по 1966 год. Первый полет шаттл совершил 3 октября 1985 года. "Атлантис" был первым шаттлом, который состыковался с российской орбитальной станцией "Мир", а всего он совершил к ней семь полетов.
Шаттлом "Атлантис" были доставлены на орбиту космические зонды "Магеллан" и "Галилео", направленные затем к Венере и Юпитеру, а также одна из четырех орбитальных обсерваторий НАСА. "Атлантис" стал последним кораблем, запускаемым по программе Space Shuttle. Свой последний полет "Атлантис" совершил 8-21 июля 2011 года, состав экипажа для этого полета был уменьшен до четырех человек.
За время своей службы шаттл выполнил 33 рейса на орбиту Земли и провел в космосе 307 дней.
В 1991 году флот американских космических челноков пополнил (Endeavour
, OV-105), названный в честь одного из кораблей британского флота, на котором совершал путешествия капитан Джеймс Кук. Его строительство началось в 1987 году. Он был построен взамен потерпевшего катастрофу шаттла "Челленджер". "Индевор" - самый современный из американских космических челноков, и многие новшества, впервые опробованные на нем, были позднее использованы при модернизации остальных шаттлов. Первый полет совершил 7 мая 1992 года.
За время своей службы шаттл выполнил 25 полетов на орбиту Земли и провел в космосе 299 дней.
Всего шаттлы совершили 135 полетов. Челноки рассчитаны на двухнедельное пребывание на орбите. Самое длинное космическое путешествие совершил шаттл "Колумбия" в ноябре 1996 года - 17 суток 15 часов 53 минуты, самое короткое - он же в ноябре 1981 года - 2 дня 6 часов 13 минут. Обычно полеты шаттлов продолжались от 5 до 16 суток.
Они использовались для вывода грузов на орбиту, проведения научных исследований, обслуживания орбитальных космических аппаратов (монтажные и ремонтные работы).
В 1990-е годы шаттлы принимали участие в совместной российско-американской программе "Мир - Спейс шаттл". Было осуществлено девять стыковок с орбитальной станцией "Мир". Шаттлы играли важную роль в осуществлении проекта по созданию Международной космической станции (МКС). Одиннадцать полетов были выполнены по программе МКС.
Причина прекращения полетов шаттлов - выработка ресурса кораблей и огромные финансовые затраты на подготовку и обслуживание космических челноков.
Стоимость каждого полета шаттла составляла около 450 миллионов долларов. За эти деньги орбитер шаттла мог доставить за один рейс к МКС 20-25 тонн груза, включая модули для станции, и семь-восемь астронавтов.
После закрытия программы НАСА Space Shuttle в 2011 году все "ушедшие на пенсию" шаттлы . Не летавший шаттл "Энтерпрайз", который находился в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института в Вашингтоне (США), в июне 2012 года был доставлен на музей-авианосец Intrepid в Нью-Йорке (США). Его место в Смитсоновском институте занял шаттл "Дискавери". Шаттл "Индевор" в середине октября 2012 года был доставлен в Калифорнийский научный центр, где он будет установлен в качестве экспоната.
Планируется, что в начале 2013 года шаттл в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Как известно, решение одних и тех же задач в областях науки или промышленности порой достигается разными путями. В чем-то схожими, в чем-то совершенно отличными (в силу объективных либо субъективных причин). Ярким примером подобного утверждения являются две космические программы, результатами которых стали «Спейс шаттл» (США) и комплекс «Энергия - Буран» (СССР). В некотором роде это было соревнование – «Шаттл» против «Бурана».30 октября 1968 года NASA (Национальное Управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства) придя к выводу, что многоразовая космическая система способна существенно снизить расходы (в случае регулярного применения), вышло с предложением к американским компаниям, занимающимся конструированием космической техники. Суть предложения заключалась в исследовании возможностей создания комплекса, способного регулярно совершать полеты в космос и безопасной доставке на землю (помимо экипажа) некоторого количества полезного груза.
Уже в сентябре 1970 года специально созданная Целевая космическая группа, руководимая С. Агню (вице-президентом США) разработала два предварительных проекта, предусматривающих использование нового «корабля».
Полный вариант включал в себя:
орбитальные буксиры;
космические челноки;
малую орбитальную станцию на орбите Луны;
большую орбитальную станцию на Земной орбите (до 50 человек экипажа);
создание обитаемой базы на Луне;
пилотируемые экспедиции к Марсу;
высадку людей на поверхность Марса.
В качестве альтернативы предусматривалось только создание большой орбитальной станции на земной орбите. Как в первом, так и во втором случае все работы по снабжению станции, доставке на орбиту грузов и смене экипажей, а также все иные задания на орбите, предполагалось осуществлять при помощи многоразовой системы, названной Space Shuttle. Вся программа оказалась под угрозой полного забвения в связи с огромной стоимостью даже самого дешевого проекта (5 млрд долларов в год). Президент Ричард Никсон наложил вето на все варианты без исключения. NASA приняло непростое решение. Целесообразность создания «Шаттла» обосновали как весьма прибыльную систему, в короткие сроки способную вернуть инвестированные в нее суммы. Вместо первоначального использования как транспортного корабля, ему отводилась роль многоразового ракетоносителя выводящего на орбиту спутники (на коммерческой основе).
Конгресс США принял проект разработки и создания многоразовой системы «Спейс шаттл» после того, как экономическая экспертиза дала следующее заключение: при полном отказе от применения одноразовых носителей и частоте запусков не менее 30 ежегодно, система «Спейс шаттл» (теоретически) признана рентабельной. Военные тоже не остались в стороне, выдвинув ряд требований к будущей системе. Одним из них стали четко определенные размеры грузового отсека (не менее 18 метров в длину и диаметром 4,5 метра), а также возможность вывода на орбиту порядка 30 тонн полезного груза и возврата на землю около 14,5 тонн. Эти расчеты производились исходя из размеров и веса новейшего (на то время) спутника оптической разведки КН-11 КЕNNAN, который предстояло вывести на околоземную орбиту «Шаттлу». В 1979 году был изготовлен первый МТКК "Спейс Шаттл" получивший имя «Колумбия» (Columbia). Его составляющие были следующими:
космический корабль (орбитального аппарата-ракетоплана) который и выводился на орбиту;
внешний топливный бак (диаметром 8,38м и длиной 47м), в котором помещалось 756 тонн топлива (кислорода и водорода) для работы трех маршевых двигателей;
два твердотопливных ракетных ускорителя (высотой 50м и диаметром 3,71 м) общим весом в 1180 тонн.
Запуск системы «Спейс шаттл» осуществлялся следующим образом. Вертикальный старт на маршевых двигателях (на полной мощности), при одновременной работе ускорителей, создающих примерно 80 % подъемной силы. При достижении высоты 45 км, примерно через 126 секунд, твердотопливные ускорители отделяются и на парашютах приводняются в океан. Внешний бак сбрасывается на высоте приблизительно 105 км. Он, в большинстве случаев, сгорает при входе в атмосферу. После завершения полета «Шаттл» самостоятельно садится на взлетно-посадочную полосу как обычный планер. Экипаж орбитера состоит из двух человек (командир и пилот), однако способен взять на борт до восьми астронавтов. Расчетное время пребывания на орбите составляет около двух недель.
Производство НПП РУСМЕТ предлагает услуги по плазменной резке металла и производство металлоконструкций .
Всего в рамках проекта «Спейс шаттл» было изготовлено шесть кораблей подобного класса:
Энтерпрайз – построен в конце 70-х (использовался для отработки методов посадки).
Колумбия (1979г) – совершил 28 полетов в космос.
Челленжер (июль1982г) – 10 полетов.
Дискавери (ноябрь 1982г) – 39 полетов.
Атлантис (1985г) – 33 полета.
Индевор (1991) – 25 полетов.
Программа была завершена в 2011 году, за тридцать лет, в космосе побывали 335 астронавтов (беспилотных запусков не было), поднято на орбиту 1,6 тысяч тонн различных грузов.
Фотографии будущего «Шаттла», в комплекте с чертежами и описанием, Главное разведывательное управление СССР получило уже к началу 1975 года. Две независимые экспертизы очень быстро пришли к выводу, что новая система может быть использована в военных целях.
И началось противостояние – «Шаттл» против «Бурана».
Серьезными основаниями для беспокойства стали добытые разведкой сведения технического характера: вывод на орбиту полезных грузов в США никогда не превышал 150 т/год, при этом обратно вообще ничего не спускалось. Система Спейс-Шаттл, обеспечивала возможность поднимать в 12 раз больше грузов (и спускать 820 т/год!). Так как гражданского ведомства (наподобии НАСА) в СССР не существовало, все ракетно-космические программы проходили либо по линии Министерства Обороны, либо с одобрения высшего партийного руководства. «Добро» на осуществление проекта было получено в 1976 году. И уже 10 ноября 1985 года полноразмерный аналог «Бурана», БТС-002(ГЛИ), совершил свой первый полет в рамках атмосферных горизонтальных летных испытаний. В кабине космолета находились два летчика-испытателя Р. А. А. Станкявичус и И. П. Волк.
Первый (и единственный) полет многоразового комплекса «Энергия – Буран» состоялся 15 ноября 1988 года в беспилотном режиме. После удачного старта с космодрома на Байконуре, корабль, совершив два полных витка вокруг Земли, самостоятельно сел на аэродроме «Юбилейный». Весь полет занял 205 минут. До «полноценного» запуска (с экипажем) дело так и не дошло, программа «Энергия-Буран» была сначала приостановлена (1990г), а затем окончательно закрыта в 1993 году.
Единственный «Буран», поднимавшийся в космос бесславно закончил свое существование под обломками крыши монтажно-испытательного корпуса в 2002 году. Вместе с ним были уничтожены готовые экземпляры ракеты-носителя «Энергия». Несмотря на внешнее сходство «Шаттла» и «Бурана», последний имел ряд принципиальных конструктивных отличий. Советский комплекс имел четыре боковых блока с кислород – керосиновыми четырехкамерными двигателями первой ступени (РД-170) и четыре кислород - водородных двигателя (РД-0120) второй ступени, которые и выводили «Буран» на орбиту.
По большому счету внешним очертанием космопланов сходство между «Шаттлом» и «Бураном» заканчивается. В основе создания лежат совершенно различные принципы. Если "Спейс Шаттл" конструировался исключительно как система вывода на орбиту челнока, и не мог быть использован как либо еще (это единая блочная система), то ракетно-космическая система "Энергия” представляла собой универсальную разработку, способную доставить в космос любой крупный объект. Несомненным достоинством ракетоносителя «Энергия» можно считать последовательный запуск первой и второй ступени, тогда как «Спейс Шаттл» срабатывает сразу и одновременно. Доставка на позицию старта осуществлялась по разному – Буран везли горизонтально, а Шаттл - вертикально. И наконец главное отличие. Советский космоплан мог совершать беспилотные полеты в отличие от своего Американского собрата.
Наконец, наш "Буран" был способен к беспилотному полету. Под управлением ЭВМ он даже совершал посадку. Для американцев эта задача была не под силу, что наиболее удивительно. Трудно вспомнить случай, когда наша техника оказывалась «разумнее» американской. Создатель "Бурана" Ю.Семенов упомянул еще об одном отличии: один корабль летал, другой - нет. Но эта разница была лишь вопросом времени.
Итак, говоря о противостоянии «Шаттл» против «Бурана», речь может идти лишь о соперничестве в области технологий, так как многолетнюю историю удачных (и не слишком) запусков американского космоплана трудно сравнивать с единственным полетом (пусть и занесенным в книгу рекордов Гиннеса) его советского аналога.
Шаттлы. Программа Спейс Шаттл. Описание и технические характеристики
Многоразовый транспортный космический корабль – это пилотируемый космический корабль, сконструированный под возможность повторного и неоднократного использования после возвращения из межпланетного или небесного пространства.
Разработку программы по созданию шаттлов взяла на себя компания North American Rockwell по заказу НАСА с 1971 года.
На сегодняшний день только два государства имеют опыт создания и эксплуатирования космических кораблей данного типа – это США и Россия. В США гордятся созданием целой серии кораблей Space Shuttle, а также более мелкие проекты в рамках космической программы X-20 Dyna Soar, NASP, VentureStar. В СССР и России были спроектированы «Буран», а также меньшие «Спираль», ЛКС, «Заря», МАКС, «Клипер».
Эксплуатация многоразового космического корабля «Буран» в СССР/России захлебнулась вследствие крайне неблагоприятных экономических условий. В США, начиная с 1981 года и заканчивая 2011 годом, было совершено 135 полетов, в которых участвовали 6 шаттлов – «Энтерпрайз» (не летал в космос), «Колумбия», «Дискавери», «Челленджер», «Атлантис» и «Индевор». Интенсивное использование шаттлов служило для выведения на орбиты неотделяемых станций «Спейслэб» и «Сейсхэб», а также доставки грузов и транспортированию экипажей на МКС. И это несмотря на катастрофы «Челленджера» в 1983 году и «Колумбии» 2003 году.
МТКК «Спейс Шаттл» включает в себя три компонента:
Космический корабль, орбитальный ракетоплан (орбитер), приспособленный для вывода на орбиту.
Внешний топливный бак с запасом жидкого водорода и кислорода для главных двигателей.
Два твердотопливных ракетных ускорителя, срок работы, которых составляет 126 секунд после старта.
Твердотопливные ускорители падают в воду на парашютах и затем готовы для следующих использований.
Боковой ускоритель «Спейс Шаттл» (англ. Solid Rocket Booster; SRB) – твердотопливный ракетный ускоритель, пара которых используется для старта и полета шаттлов. Они обеспечивают 83 % стартовой тяги МТТК «Спейс Шаттл». Это самый крупный и самый мощный твердотопливный двигатель из когда-либо летавших, самая большая ракета из спроектированных и построенных для неоднократного использования. Боковые ускорители производят основную тягу для отрыва системы «Спейс Шаттл» со стартовой площадки и подъема до высоты 46 км. Кроме этого, оба этих двигателя несут на себе вес внешнего бака и орбитера, передавая нагрузки через свои конструкции на мобильную пусковую платформу. Длина ускорителя 45,5 м, диаметр 3,7 м, стартовая масса 580 тыс. кг, из которых 499 тыс. кг составляет твердое топливо, а остальное приходится на конструкции ускорителя. Общая масса ускорителей насчитывает 60 % всей конструкции (боковые ускорители, основной топливный бак и шаттл)
Стартовая тяга каждого ускорителя примерно 12,45 МН (это в 1,8 раз больше, чем тяга двигателя F-1, использовавшегося в ракете «Стаурн-5» для полетов на Луну), через 20 секунд после старта тяга вырастает до 13,8 МН (1400 тс). Остановка после их запуска невозможна, поэтому они запускаются после подтверждения исправной работы трех основных двигателя самого корабля. Через 75 секунд после отделения от системы на высоте 45 км ускорители, продолжая полет по инерции, достигают максимума высоты полета (примерно 67 км), после чего посредством использования системы парашютов совершают посадку в океане, на расстоянии около 226 км от места старта. Приводнение происходит в вертикальном положении, при скорости посадки 23 м/с. Корабли технической службы подбирают ускорители и доставляют на завод-изготовитель для восстановления и повторного использования.
Конструкция боковых ускорителей.
В состав боковых ускорителей входят: двигатель (корпус включительно, топливо, система зажигания и сопло), элементы конструкции, системы отделения, система наведения, система авионики спасения, пиротехнические устройства, система торможения, система управления вектором тяги и система аварийного самоуничтожения.
К внешнему баку посредством двух боковых качающихся скоб и диагонального крепления прикреплена нижняя рама каждого ускорителя. Сверху каждый SRB прикреплен к внешнему баку передним концом носового обтекателя. На пусковой площадке, каждый SRB закрепляется к мобильной пусковой площадке посредством с помощью четырех пироболтов, разрушающихся при старте, на нижней юбке ускорителя.
Конструкция ускорителей состоит из четырех индивидуально изготовленных стальных сегментов. Сборка этих элементов SRB собираются в пары на заводе-производителе, и железнодорожным транспортом доставляются в Космический центр Кеннеди для финальной сборки. Сегменты скрепляются вместе посредством кольцевого выступа, хомута и штифтов, и герметизируются тремя уплотнительными кольцами (до катастрофы «Челленджера» в 1986 году использовалось только два кольца) и термостойкой обмоткой.
Топливо состоит из смеси пехлората аммония (окислитель, 69,9 % по весу), алюминия (топливо, 16 %), оксида железа (катализатор, 0,4 %), полимера (такого как en: PBAN или en: HTPB, служащего связующим, стабилизатором и дополнительным топливом, 12,04 %) и эпоксидного отвердителя (1,96 %). Удельный импульс смеси 242 секунды на уровне моря и 268 в вакууме.
Шаттл запускается вертикально, используется полная тяга маршевых двигателей шаттла и мощность двух твердотопливных ускорителей, которые создают около 80 % стартовой тяги системы. За 6,6 секунд до назначенного времени старта (Т) происходит зажигание трех маршевых двигателей, двигатели включаются последовательно с интервалом в 120 миллисекунд. Через три секунды двигатели выходят на полную стартовую мощность (100 %) тяги. Точно в момент старта (Т=0) боковые ускорители производят одновременное зажигание, осуществляется подрыв восьми пироустройств, закрепляющие систему к стартовому комплексу. Система начинает подниматься. В дальнейшем происходит разворот системы по тангажу, вращению и рысканию для выхода на азимут целевого наклонения орбиты. Тангаж постепенно уменьшается (траектория отклоняется от вертикали к горизонту, в схеме «спиной вниз»), производится несколько кратковременных дросселирований маршевых двигателей, чтобы снизить динамические нагрузки на конструкцию. В моменты максимального аэродинамического напора (Max Q) мощность маршевых двигателей дросселируется до 72 %. Перегрузки на данном этапе выведения системы составляют (макс.) около 3 G.
Через 126 секунд после подъема на высоте 45 км боковые ускорители отцепляются от системы. Дальнейший подъем производится маршевыми двигателями шаттла, питание которых осуществляется внешним топливным баком. Они заканчивают свою работу, когда корабль достигает скорости 7,8 км/с на высоте более 105 км еще до полной выработки топлива. Через 30 секунд после остановки работы двигателей внешний топливный бак отделяется.
После 90 с после отделения бака дается разгонный импульс довыведения на орбиту в момент, когда корабль достигает апогея движения по баллистической траектории. Требующийся доразгон производится кратковременным включением двигателей системы орбитального маневрирования. В особых случаях для выполнения этой задачи использовалось два последовательных включения двигателей на разгон (первый импульс увеличивал высоту апогея, второй формировал круговую орбиту). Данный профиль полета позволяет избежать сброса бака на той же орбите, что и сам шаттл. Бак падает, двигаясь по баллистической траектории в Индийский океан. В том случае, если импульс довыведения не удастся произвести, корабль способен совершить одновитковый маршрут по очень низкой траектории и вернуться на базу.
На любом из этапов полета предусмотрено аварийное прекращение полета с использованием соответствующих процедур.
После того как низкая опорная орбита уже сформирована (круговая орбита с высотой около 250 км), осуществляется сброс остатков топлива из маршевых двигателей и вакуумирование их топливных магистралей. Корабль обретает свою осевую ориентацию. Створки грузового отсека раскрываются, производя терморегулирование корабля. Системы корабля приводятся в конфигурацию орбитального полета.
Посадка состоит из нескольких этапов. Первый – это выдача тормозного импульса на сход с орбиты, примерно за половину витка до места посадки, шаттл в это время летит вперед в перевернутом положении. Двигатели орбитального маневрирования в это время работают примерно 3 минуты. Характеристическая скорость шаттла, отнимаемая от орбитальной скорости шаттла – 322 км/ч. Данного торможения достаточно для того, чтобы перигей орбиты оказался в пределах атмосферы. Далее производится разворот по тангажу, принимая необходимую ориентацию для входа в атмосферу. При вхождении в атмосферу корабль входит в нее с углом атаки порядка 40°. Сохраняя данный угол тангажа, корабль выполняет несколько S-образных маневров с креном 70°, эффективно сбавляя скорость в верхних слоях атмосферы (в том числе с задачей минимизации подъемной силы крыла, нежелательной на данном этапе). Астронавты испытывают максимальную перегрузку в 1.5g. После сбавления основной части орбитальной скорости корабль продолжает снижение как тяжелый планер с невысоким аэродинамическим качеством, постепенно сбавляя тангаж. Вертикальная скорость шаттла на этапе снижения составляет 50 м/с. Угол посадочной глиссады тоже весьма велик – около 17–19°. На высоте порядка 500 м производится выравнивание корабля и производится выпуск шасси. В момент касания полосы скорость насчитывает порядка 350 км/ч, после чего производится торможение и выпускается тормозной парашют.
Рассчитываемый срок пребывания корабля на орбите две недели. Шаттл «Коламбия» в ноябре 1996 года совершил самое длинное путешествие – 17 суток 15 часов 53 минуты. Самое короткое путешествие совершил тоже шаттл «Колумбия» в ноябре 1981 года – 2 дня 6 часов 13 минут. Как правило, полеты таких кораблей продолжались от 5 до 16 суток.
Самый меньший экипаж – два астронавта, командир и пилот. Наибольший экипаж шаттла – восемь астронавтов («Челленджер», 1985 год). Обычно экипаж корабля составляет от пяти до семи астронавтов. Беспилотных запусков не было.
Орбита шаттлов, на которых они пребывали, располагалась примерно в пределах от 185 км до 643 км.
Полезный груз, доставляемый на орбиту, зависит от параметров целевой орбиты, на которую выводится корабль. Максимальная масса полезной нагрузки может быть доставлена в космос при запуске на низкую околоземную орбиту с наклонением порядка 28° (широта космодрома Канаверал) и составляет 24,4 тонны. При запуске на орбиты с наклонением более чем в 28° возможно допустимая масса полезной нагрузки соответственно уменьшается (например, при запуске на полярную орбиту грузоподъемность челнока уменьшилась вдвое – до 12 тонн).
Максимальный вес загруженного космического шаттла на орбите 120–130 тонн. С 1981 года посредством шаттлов было доставлено на орбиту более чем 1370 тонн полезных грузов.
Максимальная масса груза, доставленного с орбиты, – до 14 400 кг.
В итоге к 21 июля 2011 года шаттлы совершили 135 полетов, из них: «Дискавери» – 39, «Атлантис» – 33, «Колумбия» – 28, «Индевор» – 25, «Челленджер» – 10.
Проект «Спейс шаттл» берет свое начало в 1967 году, когда до программы «Аполлон» оставалось еще больше года. Это был обзор перспектив пилотируемой космонавтики после завершения лунной программы НАСА.
30 октября 1968 года два головных центра НАСА (В Хьюстоне и Космический центр имени Маршалла в Хэнтсвилле) предложили космическим фирмам возможность создания многоразовой космической системы, что по расчетам должно было снизить затраты космического агентства при условии интенсивного использования.
Сентябрь 1970 года – дата оформления двух детально проработанных проектов вероятных программ Целевой космической группой под руководством вице-президента США С. Агню, созданной специально для определения следующих шагов в освоении космического пространства.
Большой проект включал:
? космические челноки;
Орбитальные буксиры;
Большую орбитальную станцию на Земной орбите (до 50 человек экипажа);
Малую орбитальную станцию на орбите Луны;
Создание обитаемой базы на Луне;
Пилотируемые экспедиции к Марсу;
Высадку людей на поверхность Марса.
Малый проект подразумевал создание только большой орбитальной станции на земной орбите. Но в обоих проектах было ясно, что орбитальные полеты, такие как снабжение станций, доставки на орбиту грузов для дальних экспедиций или блоки кораблей для дальних полетов, смены экипажей и другие задания на орбите Земли, должны были осуществляться многоразовой системой, которая и получила название Space Shuttle.
Имели место планы по созданию атомного шаттла – челнока с ядерной установкой NERVA, который разрабатывался и проходил испытания в 1960-х годах. Планировалось, что такой шаттл сможет осуществлять экспедиции между Землей и Луной и между Землей и Марсом.
Однако президент США Ричард Никсон отверг все предложения, так как даже самый дешевый требовал 5 млрд долларов в год. НАСА было поставлено на распутье – нужно было или начать новую крупную разработку или объявить об остановке пилотируемой программы.
Предложение было переформулировано и сориентировано под коммерчески прибыльный проект за счет выведения на орбиту спутников. Экспертиза экономистов подтвердила – при запуске 30 полетов в год и полном отказе использования одноразовых носителей система «Спейс Шаттл» может быть рентабельной.
Конгресс США принял проект создания системы «Спейс Шаттл».
Вместе с этим были поставлены условия, согласно которым шаттлам вменяется в обязанности вывода на земную орбиту всех перспективных аппаратов Минобороны, ЦРУ и АНБ США.
Требования военных
Летательная машина должна была выводить на орбиту полезный груз до 30 тонн, возвращать на Землю до 14,5 тонн, иметь размер грузового отсека не менее 18 м длиной и 4,5 м в диаметре. Это были размер и вес спутника оптической разведки КН-11 KENNAN, сопоставимым с телескопом «Хаббл».
Обеспечить возможность для бокового маневра для орбитального корабля до 2000 км для удобства совершения посадки на ограниченное количество военных аэродромов.
По решению ВВС было принято решение о постройке своего собственного технического, стартового и посадочного комплекса на авиабазе Вандерберг в Калифорнии для запуска на околополярные орбиты (с наклонением 56-104°).
Программа «Спейс Шаттл» не планировалась к использованию в качестве «космических бомбардировщиков». Во всяком случае, это не подтверждено ни НАСА, ни Пентагоном, ни Конгрессом США. Никаких открытых документов, повествующих о таких намерениях, не существует. В переписке среди участников проекта, а также мемуарах таких «бомбардировочных» мотивов не упоминаются.
24 октября 1957 года стартовал проект космического бомбардировщика X-20 Dyna-Soar. Однако с развитием МБР шахтного базирования и атомного подводного флота, вооруженного ядерными баллистическими ракетами, создание орбитальных бомбардировщиков в США посчитали нецелесообразным. После 1961 года «бомбардировочные» задачи сменились на разведывательные и «инспекционные». 23 февраля 1962 года министр обороны Макнамара утвердил последнюю реструктуризацию программы. С этого момента Dyna-Soar официально называлась научно-исследовательской программой, в задачи которой входило исследовать и показать возможность выполнения пилотируемым орбитальным планером маневров при входе в атмосферу и посадки на взлетно-посадочную полосу в заданном месте Земли с необходимой точностью. К середине 1963 года Министерство обороны начало колебаться в эффективности программы Dyna-Soar. И 10 декабря 1963 года министр обороны Макнамара отменил проект Dyno-Soar.
Dyno-Soar не обладал техническими характеристиками, достаточными для долговременного пребывания на орбите, его запуск требовал не нескольких часов, а больше суток и требовал применения ракет-носителей тяжелого класса, что не позволяет использовать такие аппараты для первого или для ответного ядерного удара.
Несмотря на то что Dyno-Soar был отменен, многие наработки и полученный опыт применялись впоследствии для создания орбитальных кораблей типа Space Shuttle.
Советское руководство пристально наблюдало за ходом развития программы «Спейс Шаттл», но увидев для страны «скрытую военную угрозу», сподвигнулось на два основных предположения:
Космические челноки могут использоваться в роли носителя ядерного оружия (для нанесения ударов из космоса);
Данные челноки могут использоваться для похищения с орбиты Земли советских спутников, а также долговременных летающих станций «Салют» и орбитальных пилотируемых станций «Алмаз». Для обороны на первом этапе советские ОПС оснащались модифицированной пушкой HP-23 конструкции Нудельмана – Рихтера (система «Щит-1»), которую позднее должна была сменить «Щит-2», состоящая из ракет класса «космос-космос». Советскому руководству казались обоснованными намерения американцев похищать советские спутники из-за габаритов грузового отсека и объявленной возвращаемой полезной нагрузке, близкой к массе «Алмазов». О габаритах и весе проектировавшегося в то же время спутника оптической разведки KH-11 KENNAN советское руководство информировано не было.
В результате советское руководство пришло к выводу о постройке собственной космической системы многоцелевого назначения, с характеристиками не уступающими американской программе «Спейс Шаттл».
Корабли серии «Спейс шаттл» эксплуатировались для вывода грузов на орбиты высотой 200–500 км, проведения научных экспериментов, обслуживания орбитальных космических аппаратов (монтаж, ремонт).
В 1990-е годы было совершено девять состыковок со станцией «Мир» в рамках союзной программы «Мир – Спейс Шаттл».
В течение 20 лет эксплуатации шаттлов было произведено более тысячи апгрейдов данных космических кораблей.
Шаттлы сыграли большую роль в осуществлении проекта Международной космической станции. Некоторые модули МКС были доставлены американскими шаттлами («Рассвет» был доставлен на орбиту «Атлантисом»), те, которые не имеют своих двигательных установок (в отличие от космических модулей «Заря», «Звезда» и модули «Пирс», «Поиск», они стыковались в составе «Прогресса M-CO1»), а значит, не способны на маневры для поиска и сближения со станцией. Возможен вариант, когда, выведенный на орбиту ракетоносителем модуль подхватывался бы специальным «орбитальным буксиром» и подводил его к станции для стыковки.
Однако использование шаттлов с их огромными грузовыми отсеками становится нецелесообразным, особенно когда отсутствует острая необходимость доставлять к МКС новые модули без двигательных установок.
Технические данные
Размеры «Спейс шаттл»
Размеры «Спейс шаттл» по сравнению с «Союзом»
Шаттл «Индевор» с открытым грузовым отсеком.
Программа «Спейс Шаттл» обозначалась по следующей системе: первая часть кодовой комбинации состояла из сокращения STS (англ. Space Transportation System – космическая транспортная система) и порядкового номера полета шаттла. Например, STS-4 означает четвертый полет по программе «Спейс Шаттл». Порядковые номера присваивались на стадии планирования каждого полета. Но в ходе такого планирования нередки были случаи, когда запуск корабля откладывался или переносился на другой срок. Бывало такое, что полет, имеющий больший порядковый номер, был готов к полету раньше, чем другой полет, запланированный на позднее срок. Порядковые номера не изменялись, поэтому и полеты с большим порядковым номером часто осуществлялись раньше полетов с меньшим порядковым номером.
1984 год – год изменения в системе обозначений. Первая часть STS осталась, но порядковый номер был заменен кодом, состоящим из двух цифр и одной буквы. Первая цифра в этом коде соответствовала последней цифре бюджетного года НАСА, который продолжался с октябрь по октябрь. Например, если полет производится в 1984 году до октября, то берется цифра 4, если в октябре и после – то цифра 5. Второй цифрой в этой комбинации всегда была 1. Эта цифра применялась для запусков с мыса Канаверал. Предполагалось, что цифра 2 была бы использована для стартов с военно-воздушной базы Вандерберг в Калифорнии. Но до запусков кораблей с Вандербрег дело так и не дошло. Буква в коде запуска соответствовала порядковому номеру запуска в текущем году. Но и этот порядковый отсчет не соблюдался, так, например, полет STS-51D состоялся раньше, чем полет STS-51B.
Пример: полет STS-51A произошел в ноябре 1984 года (цифра 5), первый полет в новом бюджетном году (буква А), старт произведен с мыса Канаверал (цифра 1).
После аварии «Челленджера» в январе 1986 года НАСА вернулось к старой системе обозначения.
Последние три полета шаттлов осуществлялись со следующими задачами:
1. Доставка оборудования и материалов и обратно.
2. Сборка и снабжение МКС , доставка и установка на МКС магнитного альфа-спектрометра (Alpha Magnetic Spectrometer, AMS).
3. Сборка и снабжение МКС.
Все три задачи были выполнены.
«Колумбия», «Челленджер», «Дискавери», «Атлантис», «Индевор».
К 2006 году суммарные расходы использования шаттлов составили 16 млрд долларов, к этому году было произведено 115 запусков. Средние расходы на каждый запуск составили 1,3 млрд долл., но основная часть расходов (проектирование, апгрейды и др.) не зависит от числа запусков.
Стоимость каждого полета шаттла составляла около 450 млн долл., в бюджете НАСА на обеспечение 22 полетов с середины 2005 года по 2010 год было заложено около 1 миллиарда 300 млн долл. Прямых затрат. За эти средства орбитер шаттла мог доставлять за один рейс к МКС 20–25 тонн груза, включая модули МКС, и еще плюс 7–8 астронавтов (для сравнения затраты на одноразовый ракета-носитель «Протон-М» с выводимой нагрузкой в 22 тонн в настоящее время составляет 70-100 млн долларов)
Официально программа использование шаттлов завершена в 2011 году. Все действующие шаттлы будут списаны после их последнего полета.
Пятница 8 июля 2011 года был осуществлен последний старт «Атлантиса» с сокращенным до четырех человек экипажем. Этот полет завершился 21 июля 2011 года.
Программа «Спейс Шаттл» просуществовала 30 лет. 5 кораблей за это время совершили 135 полетов. В общей сложности он совершили 21152 витка вокруг Земли и пролетели 872,7 млн км. В качестве полезного груза поднято 1,6 тысяч тонн. 355 астронавтов и космонавтов побывало на орбите.
После завершения работы по программе «Спейс Шаттл» корабли будут переданы в музеи. Энтерпрайз (не летавший в космос) уже переданный в музей Смитсоновского института в районе вашингтонского аэропорта Даллеса, будет перемещен в Морской и аэрокосмический музей в Нью-Йорке. Его место в Смитсоновском институте займет шаттл «Дискавери». Шаттл «Индевор» встанет на вечную стоянку в Лос-Анджелесе, а шаттл «Атлантис» будет выставлен в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде.
Программе Space Shuttle приготовлена замена – корабль Орион, который является частично многоразовым, но пока эта программа отложена.
Многие страны Евросоюза (ФРГ, Великобритания, Франция), а также Япония, Индия и Китай проводят исследования и испытания своих кораблей многоразового использования. Среди них «Гермес», «HOPE», «Зингер-2», HOTOL, ASSTS, RLV, Skylon, «Шеньлонг» и др.
Начало работ по созданию шаттлов было положено Рональдом Рейганом в 1972 году (5 января) – в день утверждения новой программы НАСА. Рональд Рейган во время программы «Звездных войн» оказал мощнейшую поддержку космической программы для удержания лидерства в гонке вооружений с СССР. Экономисты вели расчеты, согласно которым использование шаттлов способствовало удешевлению транспортировки в космос грузов и экипажей, давало возможность производить ремонт в космосе, выводить на орбиту ядерное оружие.
Вследствие недооценки эксплуатационных затрат многоразовый транспортный космический корабль не принес ожидаемый выгоды. Но доработка систем двигателей, материалов и технологий сделает МТКК основным и непререкаемым решением в области освоения космического пространства.
Космические корабли многоразового использования требуют в эксплуатации ракетоносители, например, в СССР это была «Энергия» (ракета-носитель особого тяжелого класса). Ее использование было продиктовано расположением стартовой площадки в более высоких широтах по сравнению с американской системой. Работники НАСА используют для запуска шаттлов одновременно два твердотопливных ускорителя и двигатели самого шаттла, криогенное топливо для которых поступает из внешнего бака. После истощения топливного ресурса ускорители отделятся и приводняются с помощью парашютов. Внешний бак отделяется в плотных слоях атмосферы и там сгорает. Ускорители могут служить повторно, но имеют свой ограниченный ресурс по использованию.
Советская ракета «Энергия» имела грузоподъемность до 100 тонн и могла использоваться для транспортировки особо больших грузов, таких как элементы космических станций, межпланетных кораблей и некоторых других.
МТТК проектируются и с горизонтальным стартом, вместе со звуковым или дозвуковым самолетом-носителем, по двухступенчатой схеме, который способен вывести корабль на заданную точку. Так как экваториальные широты более благоприятны для запуска, возможна дозаправка в воздухе. После доставки корабля на определенную высоту МТТК отделяется и выходит на опорную орбиту за счет собственных двигателей. Космический самолет SpaceShipOne, например, созданный по такой системе, уже трижды преодолевал отметку в 100 км над уровнем моря. Именно эта высота признана ФАИ границей космического пространства.
Одноступенчатая схема запуска, при которой корабль использует только собственные двигатели, без использования дополнительных топливных баков большинству специалистов представляется невозможной при сегодняшнем развитии науки и техники.
Преимущества одноступенчатой системы в надежности эксплуатации пока не перевешивают затрат на создание гибридных ракет-носителей и сверхлегких материалов, которые необходимы в конструкции такого корабля.
Ведутся разработки многоразового корабля с вертикальными взлетом и посадкой на тяге двигателей. Аппарат Delta Clipper, созданный в США уже прошедшим серию испытаний, оказался наиболее разработанным.
В США и России разрабатываются корабли «Орион» и «Русь», которые являются частично многоразовыми.
Шаттл «Дискавери»
«Дискавери» – многоразовый транспортный космический корабль НАСА, третий по счету, поступил на службу в НАСА в ноябре 1982 года. В документах НАСА значится как OV-103 (Orbiter Vehicle). Дата первого полета 30 августа 1984 года, взяв старт с мыса Канаверал. На момент последнего старта «Дискавери» был самым старым из действующих шаттлов.
Шаттл «Дискавери» был назван в честь одного из двух кораблей, на которых британец Джеймс Кук в 1770-х годах исследовал побережье Аляски и северо-западной Канады, а также открыл Гавайские острова. Именем «Дискавери» также было названо одно из двух судов, на которых Генри Гудзон исследовал Гудзонов залив в 1610–1611 годы. Еще два «Дискавери» от Британского географического общества изучало Северный и Южный полюсы в 1875 и 1901 годах.
Шаттл «Дискавери» послужил транспортом космическому телескопу «Хаббл», доставив его на орбиту, и участвовал в двух экспедициях по его ремонту. «Индевор», «Колумбия» и «Атлантис» также участвовали в таких полетах по обслуживанию «Хаббла». Последняя экспедиция к нему состоялась в 2009 году.
Зонд «Уллис» и три ретрансляционных спутника также были запущены с шаттла «Дискавери». Именно этот шаттл принял эстафету стартов после трагедий с «Челленджером» (STS-51L) и Колумбией(STS-107).
29 октября 1998 года – дата старта «Дискавери» с Джоном Гленном на борту, которому в это время было 77 лет (это его второй полет).
Российский астронавт Сергей Крикалев был первым космонавтом, совершившим полет на шаттле. Этот шаттл назывался именно «Дискавери».
9 марта 2011 года в 10.57.17 по местному времени шаттл «Дискавери» совершил свою последнюю посадку Космическом центре имени Кеннеди во Флориде, прослужив в общей сложности 27 лет. Шаттл после окончания эксплуатации будет передан в Национальный музей авиации и космонавтики Смитсоновского института в Вашингтоне.
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ТЕ) автора БСЭ Из книги Пистолет и револьвер в России автора Федосеев Семён ЛеонидовичТаблица 1 Тактико-технические характеристики самозарядных пистолетов зарубежного производства» Марка пистолета «Парабеллум» Р.08 «Парабеллум артиллерийский «Маузер «К-96 обр.1912 г. «Вальтер» Р.38 «Кольт» М1911 «Браунинг» обр. 1900 г. «Браунинг» обр. 1903 г. «Браунинг» обр.
Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий ПавловичЧто представляет собой космический корабль «Спейс Шаттл»? «Спейс Шаттл» (англ. Space Shuttle – космический челнок) – наименование американского двухступенчатого транспортного космического корабля для вывода космических аппаратов на геоцентрические орбиты высотой 200–500
Из книги Энциклопедический словарь крылатых слов и выражений автора Серов Вадим ВасильевичПрограмма-максимум. Программа-минимум Из истории КПСС. Выражения родились в связи с подготовкой программы II съезда РСДРП, который проходил (1903) сначала в Брюсселе, потом в Лондоне.В современном языке употребляется шутливо-иронически: программа-максимум - цели
Из книги 100 великих рекордов авиации и космонавтики автора Зигуненко Станислав НиколаевичШАТТЛЫ И «ЧЕЛНОКИ» Представьте себе, что было бы, если бы каждый из нас отправлял свой автомобиль на свалку после первой же поездки?.. Между тем большинство космических кораблей и ракет именно одноразовые. И летать в космос хотя бы так, как мы летаем на самолетах, пока не
Из книги Справочник по проектированию электрических сетей автора Карапетян И. Г.5.4.2. Технические характеристики КРУЭ Основные элементы КРУЭ (выключатели, разъединители, сборные шины, трансформаторы тока и напряжения и пр.) заключены в кожухи (блоки), заполненные элегазом. Подобные конструкции обеспечивают модульный принцип построения КРУЭ.Основные
Из книги Полная энциклопедия фермера автора Гаврилов Алексей Сергеевич Из книги Международные Правила Предупреждения Столкновения Судов [МППСС-72] автора Автор неизвестенПриложение 1 РАСПОЛОЖЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОГНЕЙ И ЗНАКОВ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ Термин "высота над корпусом" означает высоту над самой верхней непрерывной палубой. Эта высота должна измеряться от точки, расположенной на вертикали под местом установки
Из книги 100 великих тайн космонавтики автора Славин Станислав НиколаевичПриложение 3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКОСИГНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 1. СВИСТКИ a. Основная частота сигнала должна быть в пределах 70-700 гц. Дальность слышимости сигнала должна определяться такими частотами, которые могут включать основную и (или) одну или несколько более
Из книги Переносный зенитный ракетный комплекс «Стрела-2» автора Министерство обороны СССР«Шаттл» против «Бурана» С момента начала реализации программы Space Shuttle в мире неоднократно предпринимались попытки создания новых многоразовых кораблей. Проект «Гермес» начали разрабатывать во Франции в конце 70-х годов, а потом продолжили в рамках Европейского
Из книги Самоучитель работы на компьютере: быстро, легко, эффективно автора Гладкий Алексей Анатольевич Из книги Новейшая энциклопедия правильного ремонта автора Нестерова Дарья Владимировна1.2. Основные технические характеристики компьютера Основными техническими характеристиками компьютера являются: объем жесткого диска, тактовая частота процессора и объем оперативной памяти. Конечно, это еще далеко не все параметры, имеющиеся у ПК, и свои показатели
Из книги Справочное пособие по системам охраны с пироэлектрическими датчиками автора Кашкаров Андрей Петрович Из книги автора3.1.2. Основные технические характеристики Основные технические характеристики устройства «Мираж-GE-iX-Ol» таковы:Максимальный токнагрузки выхода +12 В………………….. 100 мАРеле коммутации 12 В……………………….Ток потребления в дежурном режиме… 350 мАТок потребления
Из книги автора3.2.2. Основные технические характеристики Основные технические характеристики контроллера «Мираж-GSM-iT-Ol» таковы:Количество сетей связистандарта GSM/GPRS…………………… 2Период тестирования каналов связи…. от 10 секВремя доставки извещений………………. 1–2 сек (TCP/IP)Основное
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”.
Корабли построенные в рамках программы «Космическая транспортная система»
Схема корабля
«Энтерпрайз» OV-101 - 0 полётов. (Тестовый корабль для атмосферных испытаний)
«Колумбия» OV-102 - 28 полётов.
«Челленджер» OV-099 - 10 полётов.
«Дискавери» OV-103 - 39 полётов.
«Атлантис» OV-104 - 33 полётов.
«Индевор» OV-105 - 25 полётов.
Всего: 135 полётов в космос.
История создания
Программа Аполлон была национальным проектом США и на тот момент агентство пользовалась практически неограниченным бюджетом. Поэтому у NASA были грандиозные планы: Космическая станция Freedom, рассчитанная на 50 человек экипажа, постоянная база на Луне к 1981 году, программа пилотируемого облёта Венеры, ядерный межпланетный корабль “Орион” для миссий к Марсу и в дальний космос на основе двигателя NERVA. Для обслуживания и снабжения всего этого космического хозяйства был задуман многоразовый корабль Спейс Шаттл. Его планирование и разработка начались ещё в 1971 году в компании North American Rockwell.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.
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.
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 и памятная монета. Монеты изготовлены из металла побывавшего в космосе в рамках первой миссии шаттла “Колумбия” STS-1Гибель 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.
