STS-3xx - STS-3xx

Миссии космического челнока, обозначенные как STS-3xx (официально называемые миссиями " Запуск по необходимости" (LON)), были спасательными миссиями, которые должны были быть выполнены для спасения экипажа космического челнока, если их корабль был поврежден и не смог бы успешно вернуться. Такая миссия была бы осуществлена, если бы Центр управления полетами определил, что теплозащитные плитки и усиленные углеродно-углеродные панели летящего в настоящее время орбитального корабля были повреждены за пределами ремонтных возможностей имеющихся методов ремонта на орбите. Эти миссии также назывались « Запуск по запросу» (LOD) и «Поддержка экипажа шаттла на случай непредвиденных обстоятельств» . Программа была инициирована послепотеря космического корабля " Колумбия" в 2003 году. Во время программы "Спейс шаттл" не было запущено ни одной миссии этого типа.

Процедура

Орбитальный аппарат и четыре члена экипажа, которые должны были отправиться в следующую запланированную миссию, будут перенаправлены на спасательную миссию. Процессы планирования и подготовки к спасательному полету позволят НАСА запустить миссию в течение 40 дней с момента ее вызова. За это время экипаж поврежденного (или вышедшего из строя) шаттла должен был укрыться на Международной космической станции (МКС). МКС способна поддерживать оба экипажа около 80 дней, при этом подача кислорода является ограничивающим фактором. В НАСА этот план содержания экипажа шаттла на МКС известен как операции поддержки экипажа шаттла на случай непредвиденных обстоятельств (CSCS). Вплоть до STS-121 все спасательные операции должны были иметь обозначение STS-300 .

В случае выхода на орбиту, когда шаттл не может достичь орбиты МКС и проверки системы тепловой защиты предполагают, что шаттл не может безопасно вернуться на Землю, МКС может иметь возможность спуститься, чтобы встретить шаттл. Такая процедура известна как восстановление сустава с пониженной скоростью.

* - изначально планировалось, что это Endeavour , но теперь Discovery из- за проблем с загрязнением.

Чтобы сэкономить вес и позволить объединенным экипажам обоих шаттлов безопасно вернуться на Землю, необходимо будет сделать множество сокращений, и риски запуска другого орбитального корабля без устранения неисправности, которая привела к отключению предыдущего орбитального корабля, должны были бы быть уменьшены. столкнулся.

Летное оборудование

В рамках подготовки к спасательной операции был изготовлен ряд частей летного оборудования Launch on Need, в том числе:

• Дополнительные три лежачих сиденья для размещения в кормовой части средней палубы (зона канавы).
• Два поручня, расположенные на стене правого борта в районе канавы.
• Условия монтажа индивидуальных охлаждающих устройств
• Модификация сиденья 5 для правильного закрепления в лежачем положении
• Монтажные положения для четырех дополнительных выходных устройств Sky Genie (см. Рисунок справа)
  

  Тренировка с выходным устройством Sky Genie
• Монтажные приспособления для трех дополнительных стропов на аварийной стойке.

Орбитальный аппарат с дистанционным управлением

Орбитальный аппарат с дистанционным управлением (RCO), также известный как быстрый прототип автономного орбитального аппарата (AORP), был термином, используемым НАСА для описания шаттла, который мог выполнять вход и посадку без экипажа на борту с помощью дистанционного управления. НАСА разработало кабель RCO для технического обслуживания в полете (IFM), чтобы расширить существующие возможности автоматической посадки шаттла, чтобы можно было выполнять оставшиеся задачи с земли. Назначение кабеля RCO IFM состояло в том, чтобы обеспечить электрическую сигнальную связь между логикой наземного командного интерфейса (GCIL) и переключателями панели кабины экипажа. Кабель имеет длину около 28 футов (8,5 м), вес более 5 фунтов (2,3 кг) и имеет 16 разъемов. С помощью этой системы можно было посылать сигналы из Центра управления полетами на беспилотный шаттл для управления следующими системами:

• Вспомогательная силовая установка (ВСУ) запуск и запуск
• Развертывание Air Data Probe (ADP)
• Включение и развертывание основного шасси (MLG)
• Включение и развертывание тормозного парашюта
• Закрытие клапана реагента топливного элемента

Кабель RCO IFM впервые полетел на борт STS-121 и был передан на МКС для хранения во время миссии. Кабель оставался на борту МКС до конца программы «Шаттл». До STS-121 планировалось оставить поврежденный шаттл и дать ему сгореть при входе в атмосферу. Основной площадкой для посадки орбитального корабля RCO будет база ВВС Ванденберг в Калифорнии. База ВВС Эдвардс , место, которое уже использовалось для поддержки посадки шаттлов, была основным местом посадки RCO для первых миссий с оборудованием; однако позже Ванденберг был выбран в качестве основного места, так как он находится ближе к берегу, и шаттл может быть оставлен в Тихом океане, если возникнет проблема, которая сделает посадку опасной. Ракетный полигон Уайт-Сэндс в Нью-Мексико - вероятное альтернативное место. Основным соображением при определении места посадки будет желание выполнить повторный вход с высокой степенью риска вдали от населенных пунктов. Справочник полетных ресурсов и правила полета, действовавшие во время STS-121, предполагают, что поврежденный шаттл снова войдет в траекторию, так что, если он сломается, он сделает это с обломками, приземляющимися в южной части Тихого океана.

Советский шаттл «Буран» также управлялся дистанционно в течение всего первого полета без экипажа на борту. Посадка производилась бортовой автоматической системой.

По состоянию на март 2011 года роботизированный космический самолет повышенной продолжительности Boeing X-37 продемонстрировал автономный орбитальный полет, вход в атмосферу и посадку. X-37 был изначально предназначен для запуска из грузового отсека челнока, но после Колумбии катастрофы , он был запущен в окутана конфигурации на Atlas V .

Эра до МКС

Миссии STS-3xx были разработаны после потери Колумбии . Однако НАСА приложило определенные усилия для исследования вариантов спасения еще до катастрофы. Перед запуском МКС или в случае, если шаттл не смог добраться до станции, экипажам пришлось бы переходить между шаттлами напрямую. Орбитальные аппараты не смогли бы состыковаться, поэтому, хотя они использовали свои RMS-руки, чтобы сцепиться друг с другом, экипаж совершил бы выход в открытый космос между шаттлами. Это должно было быть выполнено с использованием двух специалистов миссии, назначенных EVA, в скафандрах Шаттла / МКС вне космического корабля (EMU), в то время как оставшийся экипаж был бы запечатан в герметичном личном спасательном боксе и переносился либо вручную, либо с помощью система шкивов (аналогичная шкиву бельевой веревки), подобная той, которая используется в программе Apollo для подъема образцов с поверхности Луны в лунный модуль .

Пример временной шкалы

Если бы потребовалась миссия LON, график был бы разработан примерно так:

• FD-10 Решение о необходимости поддержки экипажа шаттла на случай непредвиденных обстоятельств (CSCS) ожидается к 10-му дню полета номинального задания.
• FD-10 Вскоре после необходимости работы CSCS произойдет отключение шаттла группой C.
• FD-11-> 21 В течение 11–21 дней полета шаттл будет оставаться пристыкованным к Международной космической станции (МКС) с открытым люком. Между шаттлом и МКС будут передаваться различные предметы.
• Закрытие люка FD-21 будет производиться со стороны МКС. Экипаж шаттла остается на МКС, оставляя шаттл беспилотным.
• FD-21 Deorbit Burn - Ожог происходит через четыре часа после отделения. Орбитальный аппарат приземляется на базе ВВС Ванденберг под дистанционным управлением из Хьюстона. (До STS-121 дверцы отсека для полезной нагрузки оставались открытыми, чтобы машина могла развалиться.)
• FD-45 Запуск аварийно-спасательного полета. 35 дней с момента вызова до запуска для спасательного полета - это приблизительная оценка минимального времени, которое потребуется до запуска спасательного полета.
• FD-45-> 47 Спасательный полет догоняет МКС, в пути проводит проверки теплозащитного экрана.
• FD-47 Спасательный рейс стыкуется со станцией на третий день своей миссии.
• Экипаж шаттла FD-48 выходит на спасательный орбитальный аппарат. Машина с экипажем 11 расстыковывается с МКС.
• Спасательный орбитальный аппарат FD-49 возвращается в атмосферу над Индийским или Тихим океаном для приземления либо в Космическом центре Кеннеди, либо на базе ВВС Эдвардс. Позже будет запущен российский корабль снабжения " Прогресс" для пополнения запасов экипажа МКС. Начинается предупредительная подготовка к снятию экипажа с МКС.
• FD-58 Снять экипаж с МКС из-за исчерпания О ₂ ECLSS в случае, если " Прогресс" не может выполнить функцию пополнения запасов.

План спасения СТС-125

Сравнение орбит Международной космической станции и космического телескопа Хаббл

STS-400 был полетом поддержки космического корабля на случай непредвиденных обстоятельств (запуск по потребности), который должен был быть запущен с помощью космического челнока Endeavour, если бы серьезная проблема возникла на космическом шаттле Атлантис во время STS-125 , последней миссии обслуживания космического телескопа Хаббла (HST SM-4 ).

Из-за гораздо меньшего наклона орбиты HST по сравнению с МКС экипаж шаттла не смог бы использовать Международную космическую станцию в качестве «безопасной гавани», а НАСА не смогло бы следовать обычному плану восстановления космического корабля. экипаж с другим шаттлом позже. Вместо этого НАСА разработало план проведения спасательной миссии от шаттла к шаттлу, аналогичный предлагаемым спасательным миссиям для полетов перед полетом на МКС . Спасательная миссия должна была быть начата только через три дня после призыва и уже через семь дней после запуска STS-125, поскольку у экипажа Атлантиды будет всего около трех недель снаряжения после запуска.

Впервые миссия была запущена в сентябре 2008 года на стартовый комплекс 39B через две недели после того, как шаттл STS-125 был развернут на стартовом комплексе 39A , что создало редкий сценарий, в котором два шаттла находились на стартовых площадках одновременно. Однако в октябре 2008 года STS-125 был отложен и откатился на VAB .

Первоначально STS-125 был перенаправлен не ранее февраля 2009 года. Это изменило STS-400 с Endeavour на Discovery . Миссия была переименована в STS-401 в связи с заменой Endeavour на Discovery . Затем STS-125 был отложен еще больше, что позволило выполнить миссию Discovery STS-119 заранее. Это привело к тому, что спасательная миссия вернулась к Endeavour , и обозначение STS-400 было восстановлено. В январе 2009 года было объявлено, что НАСА оценивает проведение обоих запусков из Комплекса 39A, чтобы избежать дальнейших задержек с Ares IX , запуск которого в то время планировался с LC-39B в сентябре 2009 года. Планировалось, что после полета STS-125 в октябре 2008 года стартовый комплекс 39B будет переоборудован для использования в проекте Constellation для ракеты Ares IX . Некоторые из членов группы управления миссией НАСА сказали в то время (2009 г.), что операции с одной площадкой возможны, но было принято решение использовать обе площадки.

Экипаж

Экипаж, назначенный для этой миссии, входил в состав экипажа STS-126 :

Планы ранних миссий

Atlantis (на переднем плане) и Endeavour на LC-39A и LC-39B в 2008 году. Планировалось, что Endeavour будет запущен в рамках спасательной миссии STS-400, если Atlantis ( STS-125 ) не сможет безопасно вернуться на Землю.

Были оценены три различных концептуальных плана миссии: первый - использовать стыковку шаттла с шаттлом, когда спасательный шаттл стыкуется с поврежденным шаттлом, летя вверх ногами и назад относительно поврежденного шаттла. Было неясно, будет ли это практичным, поскольку передняя конструкция одного из орбитальных аппаратов может столкнуться с отсеком полезной нагрузки другого, что приведет к повреждению обоих орбитальных аппаратов. Второй вариант, который был оценен, будет заключаться в том, что спасательный орбитальный аппарат должен встретиться с поврежденным орбитальным аппаратом и выполнить удержание на месте , используя свою систему удаленного манипулятора (RMS) для переброски экипажа с поврежденного орбитального аппарата. Этот план миссии приведет к большому расходу топлива. Третья концепция заключалась в том, чтобы поврежденный орбитальный аппарат захватил спасательный орбитальный аппарат, используя его RMS, устраняя необходимость в удержании станции. После этого спасательный орбитальный аппарат перебросит экипаж с использованием своего RMS, как и во втором варианте, и будет более экономичен, чем вариант с удержанием станции.

Концепция, которая в конечном итоге была выбрана, была модифицированной версией третьей концепции. Спасательный орбитальный аппарат будет использовать свое RMS, чтобы захватить конец RMS поврежденного орбитального аппарата.

Препараты

Схема, показывающая одно из предложений по перемещению экипажа и оборудования во время STS-400.

После последней миссии ( STS-123 ) " Индевор" был доставлен в Цех обработки орбитальных аппаратов для текущего обслуживания. После технического обслуживания « Индевор» находился в режиме ожидания для STS-326, который должен был быть запущен в случае, если STS-124 не смог бы безопасно вернуться на Землю. Укладка твердотопливных ракетных ускорителей (ТРГ) началась 11 июля 2008 года. Через месяц внешний бак прибыл в KSC и был соединен с SRB 29 августа 2008 года. 12 сентября 2008 года Endeavour присоединился к стеку и был развернут на Pad. 39B неделю спустя.

Поскольку STS-126 был запущен раньше, чем STS-125, Atlantis был откатан на VAB 20 октября, а Endeavour - на стартовую площадку 39A 23 октября. Когда пришло время запускать STS-125, Atlantis выкатился на площадку 39A.

План миссии

Миссия не включала бы расширенную инспекцию теплового экрана, обычно выполняемую во второй день полета. Вместо этого инспекция должна была быть проведена после спасения экипажа. Во второй день полета Endeavour должен был выполнить встречу и сразиться с Атлантидой . В третий день полета должен был быть выполнен первый выход в открытый космос . Во время первого выхода в открытый космос Меган Макартур, Эндрю Фойстел и Джон Грунсфельд натянули бы трос между шлюзами. Они также перебросили бы большое подразделение внекорабельной мобильности (EMU) и, после того, как МакАртур восстановил давление, перевели бы EMU Макартура обратно в Атлантиду . После этого они должны были повторно нагнетать давление на « Индеворе» , закончив работу во второй день полета.

Последние два выхода в открытый космос были запланированы на третий день полета. Во время первого Грюнсфельд сбросил давление на Endeavour , чтобы помочь Грегори Джонсону и Майклу Массимино перебросить EMU на Атлантиду . Затем он и Джонсон повторно нагнетали давление на « Индеворе» , и Массимино вернулся бы в Атлантиду . Он вместе со Скоттом Альтманом и Майклом Гудом должен был взять остальное оборудование и себя в Endeavour во время финального выхода в открытый космос. Они были бы наготове на случай, если система RMS выйдет из строя. Поврежденный орбитальный аппарат получил бы команду с земли покинуть орбиту и совершить посадку над Тихим океаном, при этом зона падения должна была находиться к северу от Гавайев. В пятый день полета Endeavour должен был пройти полную проверку теплозащитного экрана и приземлиться в восьмой день полета.

Эта миссия могла означать конец программы космического шаттла, поскольку считается маловероятным, что программа могла бы продолжиться только с двумя оставшимися орбитальными аппаратами , Discovery и Endeavour .

В четверг, 21 мая 2009 года, НАСА официально выпустило « Индевор» из спасательной миссии, освободив орбитальный аппарат для начала обработки для STS-127 . Это также позволило НАСА продолжить обработку LC-39B для предстоящего запуска Ares IX, поскольку во время периода простоя НАСА установило новую систему молниезащиты, аналогичную той, которая установлена ​​на площадках Atlas V и Delta IV , для защиты более новых. Выше ракеты Ареса I от ударов молнии.

СТС-335

STS-134 был последним регулярным рейсом программы Shuttle. Поскольку после этого больше не планировалось, была разработана специальная миссия как STS-335, которая будет выполнять роль миссии LON для этого полета. Это могло бы соединить Атлантиду с ET-122 , который был отремонтирован после повреждения ураганом Катрина . Поскольку следующей миссии не будет, STS-335 также будет нести многоцелевой логистический модуль, наполненный припасами для пополнения станции.

Сенат санкционировал регулярный рейс STS-135 5 августа 2010 года, затем палату 29 сентября 2010 года, а затем подписал президент Обама 11 октября 2010 года. Однако финансирование миссии по-прежнему зависело от последующего законопроекта об ассигнованиях.

Тем не менее 20 января 2011 года НАСА преобразовало STS-335, последнюю миссию «Запуск по необходимости», в оперативную миссию (STS-135). 13 февраля 2011 года руководители программ сообщили своим сотрудникам, что STS-135 будет летать «независимо» от финансирования. ситуация через продолжающееся разрешение. Наконец, в правительственном бюджете США, утвержденном в середине апреля 2011 года, было выделено 5,5 миллиарда долларов для подразделения космических операций НАСА, включая программы Space Shuttle и космических станций. По данным НАСА, бюджет, действующий до 30 сентября 2011 года, снял все опасения по поводу финансирования миссии STS-135.

После успешного завершения STS-134, STS-335 стал ненужным, и подготовка к запуску STS-135 продолжалась, поскольку Atlantis приближалась к LC-39A во время ее развертывания, когда STS-134 приземлялся на близлежащей площадке для посадки шаттлов .

Для STS-135 не было шаттла для спасательной операции. Был разработан другой план спасения , в котором четыре члена экипажа, оставшиеся на борту Международной космической станции, возвращались на борт космического корабля « Союз» по одному в течение следующего года. В этом непредвиденном случае не было необходимости.

В популярной культуре

Launch On Need: The Quest to Save Columbia's Crew - это художественный роман Даниэля Гитераса 2010 года, в котором Атлантида используется для спасения экипажа STS-107.

Рекомендации

Внешние ссылки

• «Правила полетов CSCS» (PDF) . (34,2  КБ )