Спейс шаттл является многоразовым транспортным космическим кораблем производства США. Этот «космический челнок» применялся представительством НАСА в то время, когда осуществлялась государственная программа «Космическая транспортная система». В самом начале предполагалось, что такие космические аппараты смогут служить в качестве транспортных средств для передвижения от Земли к околоземной орбите. Они должны были доставлять полезный груз в обе стороны.
Разработкой и созданием спейс шаттлов занималась компания North American Rockwell, в соответствии с поручением НАСА от 1971 года. В то время, когда велись работы по созданию подобной системы, широко использовались технические особенности, присущие программе «Аполлон». Здесь проводились испытания твердотопливных ускорителей, систем их отделения, а также поставка топлива внешним баком. В общей сумме было создано пять спейс шаттлов, а также одна модель прототипа. Данная программа была действительна в период с 1981 по 2011 годы.
Во время разработок ожидалось, что запуск шаттлов будет происходить по 24 раза в год, причем каждое из суден сможет слетать в космос около ста раз. На самом же деле, в рамках программы было совершено всего 135 запусков. При этом наибольшее количество полетов удалось совершить шаттлу под названием «Дискавери».
Особенности системы
Старт шаттла осуществляют два твердотопливных ракетных ускорителя, а также три маршевых двигателя, которые находятся в самом корабле. Топливо поступает к ним от большого подвесного бака. В самом начале полета по траектории тяга создается отделяемыми твердотопливными ускорителями. Для того чтобы совершать различные маневры на орбите, шаттл использует двигатели системы орбитального маневрирования. Это позволяет ему осуществлять посадку на Землю в виде планера. Данная система является трехступенчатой. В состав ее конструкции входят два твердотопливных ракетных ускорителя, осуществляющих работу во время первых минут после запуска. Они отвечают за разгон корабля, после чего отделяются от судна, при помощи парашютов осуществляют приводнение на поверхности океана. Эти ускорители могут быть повторно использованы после того, как будут подвержены ремонту и перезаправке. В состав конструкции входит также большой внешний топливный бак, где содержится кислород и жидкий водород для главных двигателей. Он является одновременно и неким подобием каркаса для того, чтобы прикреплять ускорители к космическому кораблю. Бак отсоединяется от шаттла на высоте более 100 км, после чего, практически полностью, сгорает. Самым главным звеном всей системы является пилотируемый космический корабль-ракетоплан – орбитальный аппарат. Этот шаттл выходит в полет по околоземной орбите в качестве платформы для экспериментов. Здесь, на время выполнения задач программы, находится экипаж. После того, как цель достигнута, корабль возвращается на Землю в виде планера и садится на взлетно-посадочной полосе.
Члены экипажа
На борту спейс шаттла могут находиться от двух до восьми человек. Два члена экипажа представляют собой командира, а также пилота. Наиболее частыми бывали запуски суден, на борту которых находилось пять, шесть или семь астронавтов. Следует отметить, что не было ни единого запуска по этой программе, где бы на борту не было пилотов.
Применение шаттлов
Спейс шаттл весил чуть более двух тысяч тонн, а его высота составляла около 56 метров. Поскольку данные космические аппараты создавались с целью транспортировки полезного груза, то применяли их по назначению. Так, наибольший вес загруженного шаттла на орбите, мог составлять около 120 тонн. За весь период действия программы на орбиту было перевезено 1370 тонн полезного груза. На Землю доставлялся груз, массой до 14 тонн.
Время полета
При разработках шаттлов предполагалось, что они смогут пребывать на орбите около двух недель. Чаще всего полеты этих космических аппаратов длились 5-16 суток.
Количество полетов
За период с 1981 по 2011 годы, на борту спейс шаттлов космонавтам удалось совершить 135 выходов в космос. Так, корабль «Дискавери» запускался 39 раз, «Атлантис» — 33 раза, «Колумбия» — 28 раз, «Индевор» — 25 раз, «Челленджер» — 10 раз.
Исторические сведения
Зарождение проекта под названием «Космическая транспортная система» берет свое начало в 1967 году. На тот момент программа «Аполлон» еще не совершила ни единого полета. В 1968 году НАСА предложило американским компаниям, работающим в сфере космонавтики, создать многоразовую космическую систему. Это должно было помочь уменьшить расходы в случае интенсивного её использования. Уже к 1970 году, Целевой космической группой, было создано и детально проработано два проекта возможных программ. Здесь предполагалось создание космических челноков, орбитальных буксиров, большой орбитальной станции на орбите Земли, малой орбитальной станции на лунной орбите, обитаемой базы на поверхности Луны, проведение пилотируемых экспедиций на Марс с высадкой на поверхность людей. Такая многоразовая система, в итоге, была названа спейс шаттлом.
Помимо этого, в планах было создать «атомный шаттл» — подобие челнока, имеющий ядерную двигательную установку, разработка которой происходила в 1960-х годах. Полагалось, что при помощи атомного шаттла, можно будет летать от земной орбиты к орбите Марса и Луны. Но, правительство сочло такой проект слишком затратным и потому остановилось на том, чтобы создавать шаттл. Спейс шаттл должен был стать системой, приносящей доход, чтобы возвратить все средства, осуществляя коммерческие вылеты. При помощи экономической экспертизы было установлено, что при частых полетах такая система может даже приносить доходы. Такие шаттлы не предполагались для выполнения космических бомбардировок.
Использование космических аппаратов
В качестве первого спейс шаттла в 1979 году был выпущен корабль под названием «Колумбия». Свое имя он получил в честь того парусника, на борту которого капитану Роберту Грею удалось провести исследование вод Британской Колумбии. До этого момента, страна уже шесть лет не совершала запусков аппаратов в космическое пространство. Следует отметить, что шаттл «Колумбия» трагически погиб в 2003 году во время своего 28-го полета перед осуществлением посадки.
Вторым космическим аппаратом этой серии был шаттл «Челленджер», выпущенный в 1982 году. Ему дали название в честь морского корабля , на борту которого находились исследователи океана в 1870-х годах. Во время девятого по счету полета, ему удалось вместить рекордное количество человек – восемь. В 1986 году, во время совершения своего юбилейного десятого полета, шаттл погиб.
Третья модель шаттла под названием «Дискавери» появилась в 1982 году. Его имя связано с различными морскими транспортными судами. Так назывался корабль Джеймса Кука, открывшего Гавайские острова, судно Генри Гудзона, исследовавшего Гудзонов залив, а также пара суден «Дискавери», построенных в Британском Королевском Географическом Обществе. На борту данного шаттла астронавтам удалось совершить 39 удачных полетов.
Четвертый экземпляр данной серии получил имя «Атлантис». Он был выпущен в 1985 году. Начиная с этого года и вплоть до 2011, шаттл смог выйти в космос 33 раза. Именно это судно и стало завершительным, 135-м полетом в рамках программы «Спейс шаттл».
Последней, пятой моделью спейс шаттла, был «Индевор». Его строительство происходило по причине гибели «Челленджера». Корабль вышел в 1991 году. Свое название он получил на честь одноименного корабля Джеймса Кука. Его применяли для астрономических наблюдений, благодаря чему удалось выяснить точные показатели расстояния от поверхности Земли до Солнца. Ожидалось, что последний полет этого судна будет завершающим во всей программе, но после было принято решение совершить еще один, 135-й полет, в котором принял участие «Атлантис».
Вдобавок ко всему, немного ранее, был создан еще один корабль под названием «Энтерпрайз». Его использовали в основном для того, чтобы отработать методы посадки, но при этом не запускали в космос. Изначально, судно хотели назвать «Конституцией», поскольку Конституции США тогда исполнялось двести лет. После этого многие зрители телесериала «Звездный путь» внесли свои предложения назвать корабль «Энтерпрайз».
Нумерация полетов
Для каждого пилотируемого полета в рамках программы «Космическая транспортная система», предусматривалось свое особенное обозначение. Оно включало в себя аббревиатуру STS от «Space Transportation System», а также порядковый номер аппарата. Но, нередко бывало так, что запланированные на более позднее время судна — были готовы к запуску раньше своих предшественников. А порядковые номера было принято сохранять даже в таких случаях. Поэтому, так часто случалось, что шаттлы с большими порядковыми номерами — запускались раньше, чем те, у которых меньший номер. После этого обозначение кораблей было несущественно изменено.
Деятельность в рамках программы
В последнее десятилетие ХХ века, спейс шаттлы использовались в рамках российско-американской программы под названием «Мир-Шаттл». Это позволило произвести девять стыковок с космической станцией под названием «Мир».
За все то время, пока действовала данная программа, конструкция шаттлов неустанно совершенствовалась. Первоначальный их вид неоднократно был модифицирован. Спейс шаттлы были важным звеном в создании Международной космической станции.
Характеристика полетов
Система стартовала в вертикальном положении, в условиях полной тяги маршевых двигателей, а также при участии пары твердотопливных ускорителей. Чуть более чем через две минуты после старта — от шаттла отходят боковые ускорители. В дальнейшем, подъему судна и его разгону, способствуют маршевые двигатели шаттла, питание которым обеспечивает внешний топливный бак. Чуть более чем через 8 минут после старта, от системы отделяется внешний топливный бак. В дальнейшем корабль разгоняется при помощи двигателей системы орбитального маневрирования. В любое время полета он может быть прекращен, как аварийный, что предусмотрено различными встроенными системами и устройствами. Сразу после того, как низкая опорная орбита сформирована, с шаттла сбрасываются остатки топлива. Корабль обретает необходимую осевую ориентацию. Все системы корабля переходят в состояние орбитального полета.
Отличительной чертой спейс шаттлов было то, что они не были подвержены беспилотным запускам. Основной причиной того, что даже при первых запусках таких кораблей на борту находились люди, можно назвать то, что шаттл не смог бы осуществить посадку без пилота.
Следует отметить и тот факт, что запуски кораблей происходили с космодрома во Флориде. Это объясняется тем, что данный штат находится ближе всего к экватору. Таким образом, сокращалось расстояние до орбиты. При этом корабль выходил на околоземную орбиту не в вертикальном положении, что позволяло придать ему большее ускорение.
Особенности посадки
Весь процесс посадки шаттла происходит в несколько этапов. Сначала судну выдается тормозной импульс для схода с орбиты. В это время корабль пребывает в перевернутом состоянии. После того, как основная доля скорости погашена, шаттл идет на посадку в качестве планера.
Как бы там ни было, но программа «Спейс шаттл» и по сей день считается одной из самых крупных и весомых в космической практике США. Она является неоспоримым символом могущества Америки в плане технологий и экономики.