Программа "Спейс шаттл" -Space Shuttle program

Программа "Спейс шаттл"
Шаттл Patch.svg
Обзор программы
Страна Соединенные Штаты
Организация НАСА
Цель Орбитальный полет с экипажем
Положение дел Завершенный
История программы
Расходы 196 миллиардов долларов США (2011 г.)
Продолжительность 1972–2011 гг.
Первый полет
Первый полет с экипажем
Последний полет
Успехи 133
Неудачи 2 ( СТС-51-Л и СТС-107 )
Частичные отказы 1 ( СТС-83 )
Сайт(ы) запуска
Информация об автомобиле
Транспортное средство с экипажем Орбитальный аппарат космического корабля "Шаттл"
Ракета-носитель (ы) Космический шатл

Программа « Спейс шаттл» была четвертой программой пилотируемых космических полетов , осуществляемой Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА), в рамках которой с 1981 по 2011 год осуществлялась рутинная перевозка экипажа и грузов с Земли на орбиту . STS ) был взят из плана 1969 года для системы многоразового космического корабля , из которых он был единственным элементом, финансируемым для разработки. Он совершил 135 миссий и доставил 355 астронавтов из 16 стран, многие из которых совершили несколько полетов.

Космический шаттл , состоящий из орбитального корабля , запущенного с двумя многоразовыми твердотопливными ракетными ускорителями и одноразовым внешним топливным баком , доставил до восьми астронавтов и до 50 000 фунтов (23 000 кг) полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту (НОО). Когда его миссия будет завершена, орбитальный аппарат снова войдет в атмосферу Земли и приземлится, как планер , либо в Космическом центре Кеннеди , либо на базе ВВС Эдвардс .

«Шаттл» — единственный пилотируемый космический корабль, достигший орбиты и приземлившийся, а также первый многоразовый пилотируемый космический корабль, совершивший несколько полетов на орбиту. Его миссии включали доставку больших полезных грузов на различные орбиты, включая Международную космическую станцию ​​(МКС), обеспечение ротации экипажа космической станции и выполнение служебных миссий на космическом телескопе Хаббла . Орбитальный аппарат также поднимал с орбиты спутники и другую полезную нагрузку (например, с МКС) и возвращал их на Землю, хотя его использование в этом качестве было редкостью. Каждая машина была рассчитана на 100 пусков или 10 лет эксплуатации. Первоначальным аргументом в пользу продажи шаттлов было более 150 запусков за 15-летний период эксплуатации с ожидаемым «запуском в месяц» на пике программы, но значительные задержки в разработке Международной космической станции никогда не создавали такого пикового спроса на частые рейсы.

Фон

Различные концепции шаттлов изучались с конца 1960-х годов. Программа официально началась в 1972 году и стала единственным направлением пилотируемых космических полетов НАСА после программ «Аполлон» , «Скайлэб » и « Аполлон-Союз » в 1975 году. Первоначально «Шаттл» был задуман и представлен публике в 1972 году как «Космический грузовик», который будет, среди прочего, использоваться для строительства космической станции Соединенных Штатов на низкой околоземной орбите в 1980-х годах, а затем к началу 1990-х годов будет заменен новым транспортным средством. Застопорившиеся планы американской космической станции превратились в Международную космическую станцию ​​и были официально инициированы в 1983 году президентом Рональдом Рейганом , но МКС страдала от длительных задержек, изменений конструкции и перерасхода средств, что привело к сокращению срока службы космического корабля "Шаттл". будет продлеваться несколько раз до 2011 года, когда он был окончательно выведен из эксплуатации, проработав в два раза больше времени, чем изначально планировалось. В 2004 году, согласно «Видению космических исследований» президента Джорджа Буша , использование космического корабля должно было быть сосредоточено почти исключительно на завершении сборки МКС, которая на тот момент сильно отставала от графика.

Первым экспериментальным орбитальным аппаратом Enterprise был высотный планер, запускаемый из кузова специально модифицированного Боинга 747 только для первоначальных испытаний посадки в атмосфере (ALT) . Первый испытательный полет «Энтерпрайза» состоялся 18 февраля 1977 года, всего через пять лет после официального запуска программы «Шаттл»; что привело к запуску первого космического корабля "Колумбия" 12 апреля 1981 года на STS-1 . Программа космических шаттлов завершилась последней миссией STS-135, пилотируемой Atlantis , в июле 2011 года, в результате чего последний шаттл был выведен из эксплуатации. Программа Space Shuttle официально завершилась 31 августа 2011 года.

Концепция и развитие

Ранние концепции космических челноков США

Перед посадкой Аполлона-11 на Луну в 1969 году НАСА начало исследования конструкций космических челноков еще в октябре 1968 года. Первые исследования были обозначены как «Фаза А», а в июне 1970 года - «Фаза В», которые были более подробными и конкретными . Основное предполагаемое использование космического корабля "Шаттл" заключалось в поддержке будущей космической станции , перевозке минимального экипажа из четырех человек и около 20 000 фунтов (9 100 кг) груза, а также возможности быстрого разворота для будущих полетов.

Два дизайна стали лидерами. Один из них был разработан инженерами Центра пилотируемых космических полетов , и особенно его отстаивал Джордж Мюллер . Это была двухступенчатая система с космическим кораблем с треугольным крылом, и в целом сложная. Попытка повторного упрощения была предпринята в виде DC-3 , разработанного Максимом Фаже , который спроектировал капсулу Mercury среди других транспортных средств. Также предлагались многочисленные предложения от различных коммерческих компаний, но, как правило, они откладывались, поскольку каждая лаборатория НАСА настаивала на своей собственной версии.

Все это происходило в окружении других групп НАСА, предлагавших широкий спектр миссий после «Аполлона», стоимость некоторых из которых равнялась стоимости «Аполлона» или даже больше. Поскольку каждый из этих проектов боролся за финансирование, бюджет НАСА в то же время был сильно ограничен. Три из них были в конечном итоге представлены вице-президенту Агнью в 1969 году. Проект шаттла стал популярным во многом благодаря неустанной кампании его сторонников. К 1970 году шаттл был выбран в качестве одного из основных проектов на краткосрочный период после «Аполлона».

Когда возник вопрос о финансировании программы, возникли опасения, что проект может быть отменен. Это привело к попытке заинтересовать ВВС США в использовании шаттла и для своих задач. ВВС были умеренно заинтересованы, но требовали гораздо более крупного транспортного средства, намного большего, чем первоначальные концепции, которые НАСА приняло, поскольку это также было полезно для их собственных планов. Чтобы снизить затраты на разработку получившихся конструкций, были добавлены ускорители, был принят одноразовый топливный бак, а также было внесено множество других изменений, которые значительно снизили возможность повторного использования и значительно увеличили транспортное средство и эксплуатационные расходы. При содействии ВВС система приобрела боевую форму.

История программы

Президент Ричард Никсон (справа) с администратором НАСА Джеймсом Флетчером в январе 1972 года, за три месяца до того, как Конгресс утвердил финансирование программы «Шаттл».
Заход на посадку и посадка испытательных экипажей, 1976 г.

Все миссии Space Shuttle были запущены из Космического центра Кеннеди (KSC) во Флориде. На авиабазу Ванденберг в Калифорнии планировалось несколько гражданских и военных миссий космических челноков приполярных стран . Однако использование авиабазы ​​​​Ванденберг для полетов космических челноков было отменено после катастрофы « Челленджера» в 1986 году . Критерии погоды, использованные для запуска, включали, помимо прочего,: осадки, температуру, облачный покров, прогноз молнии, ветер и влажность. "Шаттл" не запускался в условиях, когда в него могла попасть молния .

Первым полнофункциональным орбитальным аппаратом был Columbia (обозначенный OV-102), построенный в Палмдейле, Калифорния . Он был доставлен в Космический центр Кеннеди (KSC) 25 марта 1979 года и впервые был запущен 12 апреля 1981 года — в 20-ю годовщину полета Юрия Гагарина в космос — с экипажем из двух человек.

Challenger (OV-099) был доставлен в KSC в июле 1982 г., Discovery (OV-103) в ноябре 1983 г., Atlantis (OV-104) в апреле 1985 г. и Endeavour в мае 1991 г. Первоначально Challenger был построен и использовался в качестве изделия для структурных испытаний. (STA-099), но был преобразован в полноценный орбитальный аппарат, когда выяснилось, что это дешевле, чем преобразование Enterprise из его конфигурации для испытаний захода на посадку и посадки в космический корабль.

24 апреля 1990 года «Дискавери» вывел космический телескоп «Хаббл» в космос во время STS-31 .

В ходе 135 полетов два орбитальных корабля ( «Колумбия» и «Челленджер ») потерпели катастрофические аварии с гибелью всех членов экипажа, всего 14 астронавтов.

Несчастные случаи привели к расследованию на национальном уровне и подробному анализу того, почему произошли несчастные случаи. Была значительная пауза, когда были внесены изменения, прежде чем шаттлы вернулись в полет. Катастрофа в Колумбии произошла в 2003 году, но STS взял перерыв более чем на год, прежде чем вернуться в полет в июне 2005 года с миссией STS-114. Ранее упомянутый перерыв был между январем 1986 года (когда произошла катастрофа «Челленджера» ) и 32 месяцами позже, когда STS-26 был запущен 29 сентября 1988 года.

Самой продолжительной миссией шаттла была STS-80 продолжительностью 17 дней 15 часов. Заключительным полетом программы «Спейс шаттл» стал STS-135 8 июля 2011 года.

После выхода Shuttle на пенсию в 2011 году многие из его первоначальных задач выполняются различными государственными и частными судами. В период с 2008 по 2015 год на МКС поставлялся европейский ATV Automated Transfer Vehicle. Засекреченные военные миссии выполняются беспилотным космическим самолетом ВВС США X -37B . К 2012 году грузы на Международную космическую станцию ​​уже доставлялись на коммерческой основе в рамках Коммерческих служб снабжения НАСА частично многоразовым космическим кораблем Dragon компании SpaceX , за которым в конце 2013 года последовал космический корабль Cygnus компании Orbital Sciences . В настоящее время услуги экипажа на МКС обеспечивают российские корабли « Союз » и , с 2020 года капсула экипажа SpaceX Dragon 2 , запущенная на многоразовой ракете компании Falcon 9 в рамках программы NASA Commercial Crew Development . Boeing также разрабатывает свою капсулу Starliner для обслуживания экипажа МКС, но это было отложено, поскольку ее испытательный полет без экипажа в декабре 2019 года не увенчался успехом. Для полетов за пределы низкой околоземной орбиты НАСА строит систему космического запуска и космический корабль "Орион" в рамках программы "Артемида" .

Администратор НАСА обращается к собравшимся на церемонии прибытия Spacelab в феврале 1982 года. Вместе с ним на трибуне находятся тогдашний вице-президент Джордж Буш, генеральный директор Европейского космического агентства (ЕКА) Эрик Квистгаард и директор Космического центра Кеннеди Ричард Г. Смит
«Президент Рональд Рейган беседует с астронавтами НАСА Генри Хартсфилдом и Кеном Маттингли на взлетно-посадочной полосе, пока первая леди Нэнси Рейган осматривает нос космического корабля « Колумбия » после его посадки в День независимости на базе ВВС Эдвардс 4 июля 1982 года».
STS-3 приземляется в марте 1982 г.

Достижения

Галилео свободно плавает в космосе после выхода из космического корабля "Атлантис" , 1989 г.
Космический корабль "Индевор" пристыковался к Международной космической станции (МКС), 2011 г.

Миссии космического корабля "Шаттл" включали:

Бюджет

Космический корабль "Атлантис" совершает полет в рамках миссии STS-27 2 декабря 1988 года. Шаттлу потребовалось около 8,5 минут, чтобы разогнаться до скорости более 27 000 км/ч (17 000 миль в час) и выйти на орбиту.
Индевор развертывает тормозной парашют , поскольку он завершает почти 17-дневную миссию в космосе на взлетно-посадочной полосе 22 на базе ВВС Эдвардс в южной Калифорнии. Посадка произошла в 13:46 (EST) 18 марта 1995 года.

В начале разработки Space Shuttle НАСА подсчитало, что программа будет стоить 7,45 миллиарда долларов (43 миллиарда долларов в долларах 2011 года с поправкой на инфляцию) на разработку / единовременные расходы и 9,3 миллиона долларов (54 миллиона долларов в долларах 2011 года) за полет. Ранние оценки стоимости доставки полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту составляли всего 118 долларов за фунт (260 долларов за кг) полезной нагрузки (635 долларов за фунт или 1400 долларов за кг в долларах 2011 года), исходя из предельных или дополнительных затрат на запуск и при условии, что грузоподъемность 65 000 фунтов (30 000 кг) и 50 запусков в год. Более реалистичный прогноз 12 полетов в год в течение 15-летнего срока службы в сочетании с первоначальными затратами на разработку привел бы к прогнозируемой общей стоимости программы примерно в 54 миллиарда долларов (в долларах 2011 года).

Общая стоимость фактического 30-летнего срока службы программы «Шаттл» до 2011 года с поправкой на инфляцию составила 196 миллиардов долларов. Точная разбивка на единовременные и периодические расходы недоступна, но, по данным НАСА, средняя стоимость запуска космического корабля "Шаттл" по состоянию на 2011 год составляла около 450 миллионов долларов за миссию.

Бюджет НАСА на 2005 год выделил 30%, или 5 миллиардов долларов, на операции с космическими челноками; в 2006 году эта сумма была уменьшена до 4,3 миллиарда долларов. Расходы, не связанные с запуском, составляют значительную часть бюджета программы: например, в период с 2004 по 2006 финансовый год НАСА потратило около 13 миллиардов долларов на программу «Спейс шаттл», несмотря на то, что флот был остановлен после катастрофы «Колумбии » и Всего за это время было произведено три пуска. В 2009 финансовом году из бюджета НАСА было выделено 2,98 миллиарда долларов на 5 запусков программы, в том числе 490 миллионов долларов на «интеграцию программы», 1,03 миллиарда долларов на «полетные и наземные операции» и 1,46 миллиарда долларов на «летательное оборудование» (включая техническое обслуживание орбитальных аппаратов). , двигатели и внешний бак между рейсами.)

Затраты на запуск могут быть измерены путем деления общей стоимости за весь срок действия программы (включая здания, оборудование, обучение, заработную плату и т. д.) на количество запусков. С 135 миссиями и общей стоимостью 192 миллиарда долларов США (в долларах 2010 года) это дает примерно 1,5 миллиарда долларов за запуск в течение всего срока действия программы «Шаттл». Исследование 2017 года показало, что доставка одного килограмма груза на МКС на шаттле стоила 272 000 долларов в долларах 2017 года, что вдвое больше стоимости Cygnus и в три раза больше стоимости Dragon.

НАСА использовало философию управления , известную как управление, ориентированное на успех, во время программы Space Shuttle, которую историк Алекс Роланд описал после катастрофы в Колумбии как «надежду на лучшее». С тех пор управление, ориентированное на успех, изучалось несколькими аналитиками в этой области.

Несчастные случаи

В ходе 135 полетов два орбитальных корабля были уничтожены, экипаж потерял 14 астронавтов:

  • Челленджер - потерял 73 секунды после старта, STS-51-L , 28 января 1986 г.
  • Колумбия - потеряно примерно за 16 минут до ожидаемой посадки, STS-107 , 1 февраля 2003 г.

Был также один аварийный выход на орбиту и несколько несчастных случаев со смертельным исходом на земле во время подготовки к запуску.

СТС-51-Л ( "Челленджер" , 1986 г.)

В 1986 году «Челленджер» распался через одну минуту и ​​13 секунд после старта.

Видеосъемка «Челленджера» крупным планом во время его последнего запуска 28 января 1986 года ясно показывает, что проблемы начались из-за выхода из строя уплотнительного кольца на правом твердотопливном ракетном ускорителе (СРБ). Горячий шлейф газа, просочившегося из неработающего стыка, вызвал обрушение внешнего бака, что затем привело к разрушению орбитального корабля из-за высоких аэродинамических нагрузок. В результате аварии погибли все семь астронавтов на борту. Endeavour (OV-105) был построен для замены Challenger (с использованием конструкционных запасных частей, изначально предназначенных для других орбитальных аппаратов) и доставлен в мае 1991 года; он был впервые запущен год спустя.

После потери «Челленджера» НАСА приостановило программу «Спейс шаттл» более чем на два года, внеся многочисленные изменения безопасности, рекомендованные в отчете Комиссии Роджерса , которые включали переработку соединения SRB, вышедшего из строя во время аварии «Челленджера ». Другие изменения безопасности включали новую систему эвакуации для использования, когда орбитальный аппарат находился в управляемом полете, улучшенные шины и тормоза шасси, а также повторное введение скафандров для астронавтов шаттлов (они были сняты с производства после STS-4; астронавты носили только комбинезоны и кислород ) . шлемы с этого момента и до аварии с Челленджером ). Программа «Шаттл» продолжилась в сентябре 1988 года запуском «Дискавери» на STS-26 .

Аварии затронули не только техническую конструкцию орбитального аппарата, но и НАСА. Цитируя некоторые рекомендации, сделанные комиссией после Челленджера Роджерса:

Рекомендация I – Неисправный шарнир твердотопливного двигателя и уплотнение необходимо заменить. Это может быть новая конструкция, исключающая соединение, или изменение конструкции существующего соединения и уплотнения. ... Администратор НАСА должен обратиться к Национальному исследовательскому совету с просьбой сформировать независимый комитет по надзору за проектированием твердотопливных ракетных двигателей для реализации рекомендаций Комиссии по проектированию и контроля за проектными работами.
Рекомендация II – Следует пересмотреть структуру программы челночных перевозок. ... НАСА должно поощрять переход квалифицированных астронавтов на руководящие должности в агентстве.
Рекомендация III . НАСА и основные подрядчики шаттлов должны проанализировать все элементы критичности 1, 1R, 2 и 2R и провести анализ опасностей.
Рекомендация IV . НАСА следует создать Управление безопасности, надежности и обеспечения качества, которое возглавит заместитель администратора, подчиняющийся непосредственно администратору НАСА.
Рекомендация VI . НАСА должно принять меры для повышения безопасности посадки. Шины, тормоза и переднее колесо должны быть улучшены.
Рекомендация VII . Приложить все усилия для обеспечения системы эвакуации экипажа для использования во время управляемого планирующего полета.
Рекомендация VIII . Зависимость страны от шаттлов как основного средства запуска космических аппаратов вызвала неустанное давление на НАСА с целью увеличения скорости полета ... НАСА должно установить скорость полета, соответствующую его ресурсам.

STS-107 ( Колумбия , 2003 г.)

Видео последних моментов Колумбии , снятое съемочной группой.
Космический корабль "Дискавери" приближается к Международной космической станции во время полета STS-114 28 июля 2005 года. Это была миссия шаттла "возвращение в полет" после катастрофы в Колумбии .

Программа «Шаттл» работала без происшествий в течение семнадцати лет и 88 миссий после катастрофы «Челленджера» , пока «Колумбия» не развалилась при входе в атмосферу , в результате чего погибли все семь членов экипажа, 1 февраля 2003 года. Конечной причиной аварии стал кусок пенопласта, отделившийся от момент внешнего бака после взлета и удар по передней кромке левого крыла орбитального аппарата, пробивший одну из армированных углеродно-углеродных (RCC) панелей, которые покрывали кромку крыла и защищали ее во время входа в атмосферу. Когда Колумбия снова вошла в атмосферу в конце обычной миссии, горячий газ проник в крыло и разрушил его изнутри, в результате чего орбитальный аппарат потерял управление и распался.

После катастрофы с «Колумбией» Международная космическая станция более двух лет работала с экипажем из двух человек и обслуживалась в основном российскими космическими кораблями. В то время как миссия STS-114 «Возвращение к полету» в 2005 году была успешной, аналогичный кусок пенопласта слетел с другой части бака. Хотя обломки не попали в «Дискавери» , по этой причине программа снова была остановлена.

Вторая миссия «Возвращение в полет», STS-121, стартовала 4 июля 2006 г. в 14:37 (по восточному поясному времени). Два предыдущих запуска были отменены из-за затяжных гроз и сильного ветра вокруг стартовой площадки, и запуск состоялся, несмотря на возражения главного инженера и начальника службы безопасности. Вызывает беспокойство пятидюймовая (13 см) трещина в пенопластовой изоляции внешнего бака; однако группа управления миссией дала добро на запуск. Эта миссия увеличила экипаж МКС до трех человек. «Дискавери» успешно приземлился 17 июля 2006 года в 09:14 (восточноевропейское время) на взлетно-посадочной полосе 15 в Космическом центре Кеннеди .

После успеха STS-121 все последующие миссии были выполнены без серьезных проблем с пеной, и строительство МКС было завершено (во время миссии STS-118 в августе 2007 года орбитальный аппарат снова был поражен фрагментом пены при старте, но этот ущерб был минимальным по сравнению с ущербом, нанесенным Колумбии ).

Колумбийский совет по расследованию авиационных происшествий в своем отчете отметил снижение риска для экипажа при полете шаттла к Международной космической станции (МКС), поскольку станцию ​​можно использовать в качестве убежища для экипажа, ожидающего спасения в случае повреждения. орбитальному аппарату при подъеме сделало его небезопасным для входа в атмосферу. Правление рекомендовало, чтобы для оставшихся полетов шаттл всегда находился на орбите станции. Перед STS-114 администратор НАСА Шон О'Киф заявил, что все будущие полеты космического корабля "Шаттл" будут выполняться на МКС, что исключает возможность выполнения последней миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббл , которая была запланирована до аварии на Колумбии , несмотря на тот факт, что модернизирующее оборудование для Хаббла на миллионы долларов было готово и ждало на складах НАСА. Многие несогласные, в том числе астронавты, просили руководство НАСА пересмотреть решение о разрешении миссии, но поначалу директор стоял твердо. 31 октября 2006 г. НАСА объявило об одобрении запуска Атлантиды для пятой и последней миссии по обслуживанию шаттла к космическому телескопу Хаббл, запланированной на 28 августа 2008 г. Однако SM4 / STS-125 в конечном итоге был запущен в мае 2009 г.

Одним из последствий Колумбии было то, что будущие ракеты-носители с экипажем, а именно Ares I , уделяли особое внимание безопасности экипажа по сравнению с другими соображениями.

НАСА поддерживает обширные складские каталоги восстановленных частей двух разрушенных орбитальных аппаратов.

Выход на пенсию

Атлантиду встречает толпа после последней посадки
Атлантида после последней посадки и последней посадки программы

В январе 2004 года было объявлено о выводе из эксплуатации космического корабля "Шаттл". Президент Джордж Буш объявил о своем видении освоения космоса , в котором содержится призыв к выводу из эксплуатации космического корабля "Шаттл" после завершения строительства МКС. Чтобы убедиться, что МКС собрана должным образом, в марте 2006 г. партнеры определили потребность в 16 оставшихся сборочных миссиях. В октябре 2006 г. была утверждена одна дополнительная миссия по обслуживанию космического телескопа Хаббл. Первоначально STS-134 должен был стать последней миссией космического корабля "Шаттл " . Однако катастрофа в Колумбии привела к тому, что дополнительные орбитальные аппараты были подготовлены к запуску по мере необходимости в случае спасательной операции. Поскольку Atlantis готовился к последней миссии запуска по мере необходимости, в сентябре 2010 года было принято решение, что он будет летать как STS-135 с экипажем из четырех человек, который может оставаться на МКС в случае возникновения чрезвычайной ситуации. STS-135 был запущен 8 июля 2011 г. и приземлился в KSC 21 июля 2011 г. в 5:57 утра по восточному поясному времени (09:57 UTC). С тех пор и до запуска Crew Dragon Demo-2 30 мая 2020 года США запускали своих астронавтов на борту российского космического корабля «Союз».

После последнего полета каждого орбитального аппарата он был обработан, чтобы сделать его безопасным для демонстрации. Используемые системы OMS и RCS представляли основную опасность из-за их токсичного гиперголического топлива , и большинство их компонентов были навсегда удалены, чтобы предотвратить любое опасное выделение газа. Atlantis выставлен в Комплексе посетителей Космического центра Кеннеди , Discovery — в Центре Удвар-Хейзи , Endeavour — в Калифорнийском научном центре , а Enterprise — в Морско-воздушно-космическом музее Intrepid . Компоненты орбитальных аппаратов были переданы ВВС США, программе МКС, а также правительствам России и Канады. Двигатели были сняты для использования в системе космического запуска , а запасные сопла РС-25 были прикреплены для демонстрации.

Сохранение

Космический корабль "Дискавери" в музее Удвара Хази

Из пяти построенных полнофункциональных орбитальных шаттлов осталось три. «Энтерпрайз» , который использовался для испытательных полетов в атмосфере, но не для орбитальных полетов, многие детали были сняты для использования на других орбитальных аппаратах. Позже он был визуально отреставрирован и до 19 апреля 2012 года выставлялся в Центре Стивена Ф. Удвара-Хейзи Национального музея авиации и космонавтики . & Музей космонавтики , чей павильон космических челноков открылся 19 июля 2012 года. Discovery заменил Enterprise в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи Национального музея авиации и космонавтики . Atlantis является частью выставки космических шаттлов в комплексе для посетителей Космического центра Кеннеди и выставляется там с 29 июня 2013 года после его ремонта.

14 октября 2012 г. Endeavor совершил беспрецедентный 19-километровый пробег по улицам города от международного аэропорта Лос-Анджелеса до Калифорнийского научного центра , где с конца 2012 г. он экспонируется во временном ангаре. Транспорт из аэропорта заняло два дня и потребовало перекрытия крупных улиц, удаления более 400 городских деревьев и обширных работ по поднятию линий электропередач, выравниванию улицы и временному удалению уличных знаков, фонарных столбов и других препятствий. С транспортом помогали сотни добровольцев, а также пожарные и полицейские. Огромные толпы зрителей ждали на улицах, чтобы увидеть, как шаттл проезжает по городу. Endeavour вместе с последним пригодным для полетов внешним баком (ET-94) в настоящее время выставлен в павильоне Сэмюэля Ощина Калифорнийского научного центра (в горизонтальной ориентации) до завершения Воздушно-космического центра Сэмюэля Ощина (запланированное дополнение). в Калифорнийский научный центр). После перемещения он будет постоянно отображаться в стартовой конфигурации с настоящими твердотопливными ускорителями и внешним баком.

Модули экипажа

Внешний образ
значок изображения Пассажирский модуль Rockwell 74
© Rockwell — хост
Модуль Spacehab
Десять человек внутри модуля Spacelab в отсеке для шаттлов в июне 1995 года, отмечая стыковку шаттлов и "Мира".

Одной из областей применения Space Shuttle является расширенный экипаж. На Орбитере летали экипажи до восьми человек, но он мог бы вместить как минимум десять человек. Различные предложения по заполнению отсека для полезной нагрузки дополнительными пассажирами также были внесены еще в 1979 году. Одно из предложений Rockwell предусматривало размещение 74 пассажиров в отсеке для полезной нагрузки орбитального корабля с поддержкой трехдневного пребывания на околоземной орбите. С меньшим 64-местным орбитальным аппаратом затраты на конец 1980-х годов составят около 1,5 миллиона долларов США на место за запуск. Пассажирский модуль Rockwell имел две палубы, четыре сиденья сверху и два снизу, включая проход шириной 25 дюймов (63,5 см) и дополнительное место для хранения.

Еще одним проектом было предложение Space Habitation Design Associates 1983 года для 72 пассажиров в грузовом отсеке космического корабля "Шаттл". Пассажиры размещались в 6 секциях, каждая с окнами и собственной погрузочной рампой при старте, и с сиденьями разной конфигурации для старта и посадки. Другое предложение было основано на жилых модулях Spacelab, которые обеспечивали 32 места в отсеке полезной нагрузки в дополнение к местам в кабине.

Были попытки проанализировать коммерческую эксплуатацию STS. Используя данные НАСА о средней стоимости запуска космического корабля "Шаттл" по состоянию на 2011 год, составляющую около 450 миллионов долларов за миссию, стоимость одного места для 74-местного модуля, предусмотренного Rockwell, составила менее 6 миллионов долларов, не считая обычного экипажа. В некоторых пассажирских модулях использовалось оборудование, аналогичное существующему оборудованию, например, в туннеле, который также был необходим для Spacehab и Spacelab.

Преемники

За три десятилетия эксплуатации были частично разработаны, но не завершены различные модификации и замены космического корабля STS.

Примеры возможных будущих космических аппаратов, которые дополнят или заменят STS:

  • Усовершенствованный пилотируемый аппарат для полета с Земли на орбиту
  • Shuttle II , концепция Космического центра Джонсона для продолжения, с 2 ускорителями и 2 баками, установленными на его крыльях.
  • Национальный аэрокосмический самолет (NASP)
  • VentureStar , концепция космического корабля SSTO с использованием аэродинамического двигателя.
  • Ares I (закончилось отменой Constellation)
  • Программа орбитального космического самолета

Одним из усилий в направлении космического транспорта была программа многоразовых ракет-носителей (RLV), инициированная в 1994 году НАСА. Это привело к работе над машинами Х-33 и Х-34. НАСА потратило около 1 миллиарда долларов США на разработку X-33, надеясь, что он будет запущен к 2005 году. Еще одной программой на рубеже тысячелетий была Инициатива космического запуска , которая была инициативой запуска следующего поколения.

Программа Space Launch Initiative была начата в 2001 году, а в конце 2002 года она была преобразована в две программы: программу орбитального космического самолета и программу технологии запуска следующего поколения. OSP был ориентирован на предоставление доступа к Международной космической станции.

Другими транспортными средствами, которые взяли бы на себя некоторые обязанности шаттлов, были система запуска персонала HL-20 или NASA X-38 программы Crew Return Vehicle , которые в первую очередь предназначались для спуска людей с МКС. X-38 был отменен в 2002 году, а HL-20 был отменен в 1993 году. Существовало несколько других программ, таких как Альтернативный модуль возврата экипажа на станцию ​​​​(SCRAM) и Транспортное средство с гарантированным возвращением экипажа (ACRV).

Согласно «Видению космических исследований» 2004 года, следующей программой НАСА для человека должна была стать программа «Созвездие» с ее ракетами-носителями «Арес I» и «Арес V » и космическим кораблем «Орион »; однако программа Constellation так и не была полностью профинансирована, и в начале 2010 года администрация Обамы обратилась к Конгрессу с просьбой вместо этого одобрить план с большой зависимостью от частного сектора для доставки грузов и экипажа на НОО.

Программа коммерческих орбитальных транспортных услуг (COTS) началась в 2006 году с целью создания коммерческих беспилотных транспортных средств для обслуживания МКС. Первый из этих аппаратов, SpaceX Dragon , был введен в эксплуатацию в 2012 году, а второй, Cygnus от Orbital Sciences , — в 2014 году.

Программа разработки коммерческих экипажей (CCDev) была инициирована в 2010 году с целью создания коммерческих космических кораблей с экипажем, способных доставить на МКС не менее четырех членов экипажа, оставаться в стыковке в течение 180 дней, а затем возвращать их обратно на Землю. Ожидалось , что эти космические корабли, такие как Dragon 2 от SpaceX и Boeing CST-100 Starliner , будут введены в эксплуатацию примерно в 2020 году. В рамках миссии Crew Dragon Demo-2 Dragon 2 от SpaceX отправил астронавтов на МКС, восстановив возможности Америки по запуску человека. Первая оперативная миссия SpaceX стартовала 15 ноября 2020 года в 19:27:17 по восточному времени и доставила на МКС четырех астронавтов.

Хотя программа Constellation была отменена, она была заменена очень похожей программой Artemis . Космический корабль «Орион» практически не изменился по сравнению с предыдущей конструкцией. Запланированная ракета Ares V была заменена меньшей системой космического запуска (SLS), которая предназначена для запуска как Orion, так и другого необходимого оборудования. Exploration Flight Test-1 (EFT-1), беспилотный испытательный полет космического корабля Orion, запущенный 5 декабря 2014 года на ракете Delta IV Heavy .

Artemis 1 — это первый полет SLS, который был запущен в качестве испытания завершенной системы Orion и SLS. Во время миссии капсула Orion без экипажа проведет 10 дней на дальней ретроградной орбите длиной 57 000 километров (31 000 морских миль) вокруг Луны, прежде чем вернуться на Землю. Artemis 2 , первая пилотируемая миссия программы, запустит четырех астронавтов в 2024 году для свободного облета Луны на расстояние 8520 километров (4600 морских миль). После Artemis 2 силовой и двигательный элемент Lunar Gateway и три компонента одноразового лунного посадочного модуля планируется доставить в ходе нескольких запусков от коммерческих поставщиков услуг запуска . Artemis 3 планируется запустить в 2025 году на борту ракеты SLS Block 1, и он будет использовать минималистский Gateway и одноразовый посадочный модуль для выполнения первой в рамках программы посадки на Луну с экипажем. Планируется, что полет приземлится в районе южного полюса Луны , где два астронавта пробудут около недели.

Галерея

Активы и план перехода

Атлантида примерно через 30 минут после финального приземления

Программа «Спейс шаттл» занимала более 654 объектов, использовала более 1,2 миллиона единиц оборудования, в ней работало более 5000 человек. Общая стоимость оборудования составила более 12 миллиардов долларов. Объекты, связанные с шаттлами, составляли более четверти инвентаря НАСА. В программе участвовало более 1200 активных поставщиков по всей территории Соединенных Штатов. План перехода НАСА предусматривал, что программа будет действовать до 2010 года, а этап перехода и выхода на пенсию продлится до 2015 года. В это время Арес I и Орион , а также лунный посадочный модуль Альтаир должны были находиться в стадии разработки, хотя с тех пор эти программы были отменены.

В 2010-х годах двумя основными программами пилотируемых космических полетов были программа коммерческого экипажа и программа Artemis . Стартовый комплекс 39A Космического центра Кеннеди , например, используется для запуска Falcon Heavy и Falcon 9 .

Критика

Частичное повторное использование космического корабля "Шаттл" было одним из основных требований к конструкции во время его первоначальной разработки. Технические решения, которые диктовали возвращение и повторное использование орбитального аппарата, уменьшили возможности полезной нагрузки при запуске. Первоначальное намерение состояло в том, чтобы компенсировать эту более низкую полезную нагрузку за счет снижения затрат на запуск и высокой частоты запусков. Однако фактические затраты на запуск космического корабля "Шаттл" были выше, чем предполагалось изначально, и космический шаттл не выполнял намеченных 24 миссий в год, как первоначально прогнозировалось НАСА.

Первоначально космический шаттл предназначался для запуска спутников, для которых он в основном использовался в миссиях до катастрофы « Челленджера» . Цены НАСА, которые были ниже себестоимости, были ниже, чем у одноразовых ракет-носителей; Намерение состояло в том, чтобы большой объем полетов космических шаттлов компенсировал ранние финансовые потери. Усовершенствование одноразовых ракет-носителей и отказ от коммерческих полезных нагрузок на космических челноках привели к тому, что одноразовые ракеты-носители стали основным вариантом развертывания спутников. Ключевым заказчиком космического корабля "Шаттл" было Национальное разведывательное управление (NRO), ответственное за спутники-шпионы. Существование связи NRO было засекречено до 1993 года, а секретные соображения относительно требований к полезной нагрузке NRO привели к отсутствию прозрачности в программе. Предлагаемая программа «Шаттл-Кентавр» , отмененная после катастрофы «Челленджера », вывела бы космический корабль за пределы его эксплуатационных возможностей.

Катастрофы «Челленджер» и «Колумбия» продемонстрировали риски безопасности космического корабля «Шаттл», которые могли привести к гибели экипажа. Конструкция космического самолета орбитального корабля ограничивала варианты прерывания, поскольку сценарии прерывания требовали управляемого полета орбитального корабля к взлетно-посадочной полосе или возможности выхода экипажа индивидуально, а не вариантов прерывания побега на космических капсулах «Аполлон» и « Союз » . Ранние анализы безопасности, рекламируемые инженерами и руководством НАСА, предсказывали, что вероятность катастрофического отказа, приводящего к гибели экипажа, варьируется от 1 из 100 запусков до 1 из 100 000 запусков. После потери двух миссий космического корабля "Шаттл" риски для первоначальных миссий были переоценены, и было обнаружено, что вероятность катастрофической гибели корабля и экипажа составляет 1 из 9. Руководство НАСА впоследствии подверглось критике за принятие повышенного риска. экипажу в обмен на более высокие ставки миссии. В отчетах Challenger и Columbia объясняется, что культура НАСА не смогла обеспечить безопасность экипажа из - за отсутствия объективной оценки потенциальных рисков миссий.

Транспортные средства поддержки

Многие другие транспортные средства использовались для поддержки программы Space Shuttle, в основном наземные транспортные средства.

Гусеничный транспортер №2 («Франц») на дорожных испытаниях в декабре 2004 г. после замены башмаков.
Атлантис готовится к стыковке с самолетом-носителем шаттла с использованием устройства Mate-Demate после STS-44 .

Смотрите также

Рекомендации

Сноски

Цитаты

дальнейшее чтение

Внешние ссылки