Programa del transbordador espacial: lo que pasó y lo que no
Comenzaron a trabajar en el programa en 1969 a través de la financiación de dos departamentos del gobierno de los Estados Unidos: la NASA y el Departamento de Defensa. El desarrollo y el trabajo de desarrollo se llevaron a cabo como parte de un programa conjunto de la NASA y la Fuerza Aérea. Al mismo tiempo, los expertos aplicaron una serie de soluciones técnicas que se habían probado previamente en los módulos lunares del programa Apollo de la década de 1960: experimentos con aceleradores de combustible sólido, sistemas para separarlos y recibir combustible de un tanque externo. La base del sistema de transporte espacial que se iba a crear era ser una nave espacial tripulada reutilizable. El sistema también incluía sistemas de apoyo en tierra (prueba de instalación y complejo de lanzamiento y aterrizaje del Centro Espacial Kennedy, ubicado en aviación base Vandenburg, Florida), un centro de control de vuelo en Houston (Texas), así como sistemas de transmisión de datos y comunicaciones a través de satélites y otros medios.
Todas las principales compañías aeroespaciales de los Estados Unidos participaron en este programa. El programa fue verdaderamente a gran escala y nacional; varios productos y equipos para el Transbordador Espacial suministraron más de las compañías 1000 de los estados 47. El contrato para la construcción del primer barco orbital en 1972 fue ganado por Rockwell International. La construcción de los dos primeros lanzaderas comenzó en junio 1974 del año.
Descripción del sistema
Estructuralmente, el sistema de transporte espacial reutilizable del transbordador espacial incluyó dos aceleradores de combustible sólido rescatados que sirvieron como primera etapa y una nave espacial reutilizable orbital (orbiter, orbiter) con tres motores de oxígeno-hidrógeno, así como un gran compartimiento de combustible externo que formó la segunda etapa. Después de completar el programa de vuelo espacial, el orbitador regresó de manera independiente a la Tierra, donde aterrizó en una pista de aviación en pistas especiales.
Dos impulsores de cohetes sólidos funcionan durante aproximadamente dos minutos después del lanzamiento, acelerando la nave y dirigiéndola. Después de eso, a una altitud de aproximadamente 45 kilómetros, se separan y, con la ayuda de un sistema de paracaídas, se introducen en el océano. Después de la reparación y recarga, se vuelven a utilizar.
El tanque de combustible externo que se quema en la atmósfera terrestre, lleno de hidrógeno líquido y oxígeno (combustible para los motores principales), es el único elemento de una sola vez del sistema espacial. El tanque en sí también es un marco para unir impulsores de combustible sólido a la nave espacial. Se descarta en vuelo aproximadamente 8,5 minutos después del despegue a una altitud de aproximadamente 113 kilómetros, la mayor parte del tanque se quema en la atmósfera terrestre y las partes restantes caen en el océano.
La parte más famosa y reconocible del sistema es la propia nave espacial reutilizable, la propia lanzadera, la propia lanzadera espacial, que se coloca en una órbita cercana a la Tierra. Esta lanzadera sirve como campo de entrenamiento y plataforma para realizar investigaciones científicas en el espacio, así como un hogar para la tripulación, que puede incluir de dos a siete personas. La lanzadera en sí se hace en un esquema de avión con un ala triangular en el plan. Para el aterrizaje, utiliza el tren de aterrizaje tipo avión. Si los propulsores sólidos de cohetes están diseñados para ser utilizados hasta 20, entonces la propia lanzadera es hasta los vuelos de 100 al espacio.
El sistema American Space Shuttle podría poner en órbita 185 kilómetros y una inclinación de 28 a 24,4 toneladas al lanzar al este desde Cabo Cañaveral (Florida) y 11,3 toneladas al lanzar desde el Kennedy Space Flight Center a 500 kilómetros de órbita e inclinación 55 ° . Cuando se lanzó desde la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg (California, costa oeste), fue posible retirar hasta 185 toneladas de carga en una órbita subpolar con una altitud de 12 kilómetros.
Lo que era posible darse cuenta y lo que quedaba de lo que quedaba en el papel.
Como parte del simposio, que se dedicó a la implementación del programa Space Shuttle, se celebró en octubre 1969, el “padre” del transbordador señaló: “Nuestro objetivo es reducir el costo de entregar un kilogramo de carga útil a Saturn-V para 2000-40 dólares por kilogramo. Así podemos abrir una nueva era de exploración espacial. El desafío para las próximas semanas y meses para este simposio, así como para la NASA y la Fuerza Aérea, es garantizar que podamos lograr esto ". En general, el costo de lanzamiento de las cargas útiles que van desde 100 a 90 dólares por kilogramo se predijo para varias opciones en base al transbordador espacial Space Shuttle. Además, se creía que los transbordadores de segunda generación reducirían la cantidad a dólares 330-33 por kilogramo.
De hecho, estas cifras eran inalcanzables incluso cerca. Además, según los cálculos de Muller, el costo de lanzar la lanzadera debería haber sido de 1-2,5 millones de dólares. De hecho, según la NASA, el costo promedio del lanzamiento de la lanzadera fue de 450 millones de dólares. Y esta diferencia significativa puede llamarse la principal discrepancia entre los objetivos declarados y la realidad.
Después de completar el programa del Sistema de Transporte Espacial en 2011, ya podemos decir con certeza qué metas se lograron en su implementación y cuáles no se lograron.
Los objetivos del transbordador espacial se han alcanzado:
1. Realización de la entrega de diferentes tipos de carga en órbita (etapas superiores, satélites, segmentos de estaciones espaciales, incluida la ISS).
2. La posibilidad de reparar satélites ubicados en órbita terrestre baja.
3. La capacidad de devolver los satélites a la Tierra.
4. Posibilidad de volar a 8 enviando personas al espacio (durante la operación de rescate, la tripulación podría ser llevada a personas de 11).
5. Implementación exitosa de vuelo reutilizable y uso reutilizable de la propia lanzadera y aceleradores sólidos.
6. Implementación en la práctica de un diseño fundamentalmente nuevo de la nave espacial.
7. La posibilidad de la realización de las maniobras horizontales de la nave.
8. Una gran cantidad de compartimiento de carga, la capacidad de regresar a la carga de la Tierra con un peso de hasta 14,4 toneladas.
9. El costo y el tiempo de desarrollo lograron cumplir con los plazos que se le prometieron al presidente de EE. UU. Nixon en el año 1971.
Objetivos y fracasos no cumplidos:
1. Calidad de acceso al espacio. En lugar de reducir el costo de entregar un kilogramo de carga en órbita en dos órdenes de magnitud, el Transbordador Espacial resultó ser una de las formas más caras de entregar satélites a la órbita terrestre.
2. Preparación rápida de lanzaderas espaciales. En lugar del límite de tiempo esperado, que se estimó en dos semanas entre los lanzamientos, las lanzaderas podrían prepararse para el lanzamiento al espacio durante meses. Antes del accidente del transbordador espacial Challenger, el registro entre vuelos era 54 días, después del desastre - 88 días. Durante todo el período de su operación, lanzaron un promedio de 4,5 veces al año, mientras que el número mínimo aceptable económicamente razonable fue el número de inicios de 28 por año.
3. Facilidad de mantenimiento. Las soluciones técnicas elegidas durante la creación de los transbordadores requirieron bastante tiempo de mantenimiento. Los motores principales requerían procedimientos de desmontaje y un largo tiempo de servicio. Las unidades de turbocompresores de los motores del primer modelo requerían su reensamblaje completo y reparación después de cada vuelo al espacio. Las baldosas de protección contra el calor eran únicas: cada baldosa tenía su propia baldosa instalada. En total, hubo miles de 35, además, las baldosas podrían dañarse o perderse durante el vuelo.
4. Reemplazo de todos los medios desechables. Los lanzaderas nunca se lanzaron a las órbitas polares, lo cual era necesario principalmente para el despliegue de satélites de reconocimiento. El trabajo preparatorio se llevó a cabo en esta dirección, pero se redujeron después del desastre del Challenger.
5. Acceso confiable al espacio. Cuatro transbordadores espaciales significaron que la pérdida de cualquiera de ellos es una pérdida del 25% del total flota (siempre había no más de 4 orbitadores voladores, el transbordador Endeavour fue construido para reemplazar al difunto Challenger). Después del accidente, los vuelos se detuvieron durante mucho tiempo, por ejemplo, después del accidente del Challenger, durante 32 meses.
6. La carga útil del transbordador era de 5 toneladas por debajo de las especificaciones requeridas por los militares (24,4 toneladas en lugar de 30 toneladas).
7. En la práctica, nunca se ha utilizado una mayor maniobra horizontal porque las lanzaderas no volaron a las órbitas polares.
8. El retorno de los satélites desde la órbita de la Tierra ya se ha detenido en el año 1996, mientras que todos los satélites 5 se han devuelto desde el espacio.
9. La reparación de los satélites resultó ser poco demandada. Un total de satélites 5 fueron reparados, sin embargo, las lanzaderas también 5 una vez realizaron el mantenimiento en el famoso telescopio Hubble.
10. Las soluciones de ingeniería implementadas tuvieron un impacto negativo en la confiabilidad de todo el sistema. En el momento del despegue y el aterrizaje, había áreas que no dejaban a la tripulación la oportunidad de rescatar en caso de emergencia.
11. El hecho de que la lanzadera solo pudiera realizar vuelos tripulados pondría a los astronautas en riesgo innecesariamente, por ejemplo, para los lanzamientos rutinarios de satélites a la órbita, habría suficiente automatización.
12. El cierre del programa Space Shuttle en 2011 se superpuso a la cancelación del programa Constellation. Esta fue la razón de la pérdida del acceso independiente de los EE. UU. Al espacio durante muchos años. Como resultado, las pérdidas de imagen y la necesidad de adquirir espacio para sus astronautas en la nave espacial de otro país (la nave rusa tripulada "Soyuz").
Algunas estadísticas
Los transbordadores fueron diseñados para permanecer en órbita terrestre durante dos semanas. Por lo general, sus vuelos duraban de 5 a 16 días. Graba el vuelo más corto en historias el programa es propiedad del transbordador Columbia (asesinado junto con la tripulación de 1 en febrero, 2003 del año, 28-th vuelo espacial), que pasó todo el día de 1981 de las horas de 2 y los minutos de 6 en noviembre de 13 del año. El mismo transbordador realizó el vuelo más largo en noviembre 1996 del año: 17 días 15 horas 53 minutos.
En total, durante este programa, los lanzamientos de 1981 se realizaron mediante lanzaderas espaciales de 2011 a 135, de las cuales Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavor - 25, Challenger - 10 (murió con la tripulación de 28 en enero, 1986 del año). En total, el programa ha sido construido cinco de los transbordadores anteriores, que volaron al espacio. Uno de los transbordadores más, el Enterprise, se construyó primero, pero originalmente estaba destinado solo para pruebas en tierra y pruebas atmosféricas, además de realizar trabajos de preparación en sitios de lanzamiento, nunca voló al espacio.
Vale la pena señalar que la NASA planeó utilizar los transbordadores mucho más activamente de lo que realmente sucedió. De vuelta en 1985, los expertos de la Agencia Espacial Americana esperaban que para el 1990, realizarían el lanzamiento de 24 todos los años, y los barcos volarían a los vuelos espaciales de 100, pero en la práctica, todas las lanzaderas de 5 realizaron solo vuelos de 30 en años 135, dos de los cuales terminaron un desastre El registro del número de vuelos al espacio pertenece a los vuelos de Discovery Shuttle - 39 al espacio (el primer 30 de agosto, el 1984 del año).
Los transbordadores estadounidenses pertenecen al anti-registro más triste de todos los sistemas espaciales, en el número de personas asesinadas. Dos accidentes con su participación causaron la muerte de los astronautas estadounidenses X-NUMX. El 14 de enero, el transbordador Challenger se derrumbó como resultado de una explosión en el tanque de combustible externo. Esto sucedió en el segundo vuelo de 28 y causó la muerte de todos los miembros de la tripulación de 1986, incluido el primer astronauta no profesional, la ex maestra Christa McAuliffe, quien ganó la Competencia por el derecho a volar al espacio. El segundo accidente ocurrió 73 febrero 7, durante el regreso del barco "Columbia" de su vuelo 1-th al espacio. La causa de la catástrofe fue la destrucción de la capa externa de protección contra el calor en el plano izquierdo del ala de la lanzadera, que fue causada por la caída de una pieza de aislamiento térmico del tanque de oxígeno en el momento del lanzamiento. Al regresar, el transbordador se derrumbó en el aire, matando a los astronautas 2003.
El programa "Sistema de transporte espacial" se completó oficialmente en 2011. Todos los transbordadores existentes fueron cancelados y enviados a museos. El último vuelo tuvo lugar el 8 2011 del año en julio y fue llevado a cabo por el transbordador Atlantis con una tripulación reducida a personas 4. El vuelo terminó a principios de julio 21 en la mañana de julio 2011. A lo largo de los años de operación de 30, estas naves realizaron vuelos 135; en total, realizaron 21 152 juntos alrededor de la Tierra, entregando miles de toneladas de cargas útiles diferentes a 1,6. Los equipos durante este tiempo incluyeron a personas de 355 (hombres de 306 y mujeres de 49) de diferentes países de 16. El astronauta Franklin Storey Musgrave fue el único que voló las cinco canoas.
Fuentes de información:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
Basado en materiales de fuentes abiertas.
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