Спейс Шаттл — Вікіпедія

Спейс Шаттл
Запуск Discovery
Запуск Discovery
Запуск Discovery
Призначення пілотовані космічні польоти
Виробник United Space Alliance[en];
Alliant Techsystems (ТП прискорювачі);
Martin Marietta (Паливний бак);
Boeing (Орбітер)
Країна США
вартість запуску () 450 млн — 1,5 млрд дол. (2011)[1] (210 млрд дол. за весь проєкт[2])
Розміри
Висота 56,1 м
Діаметр 8,7 м
Маса 2 030 000 кг
Ступенів 2
Вантаж
Вантаж на
ННО 		27 500 кг
Вантаж на
МКС 		16 050 кг
Вантаж на
ГПО 		3 810 кг
Вантаж на
Землю з орбіти 		14 400 кг
Споріднені ракети
Історія запусків
Статус недіюча
Космодроми Космічний центр імені Кеннеді, LC-39;
Авіабаза Ванденберг, SLC-6
Всього запусків 135
Успішних 134 запуски, 133 приземлення
Невдалих Челленджер (7 загиблих);
Колумбія (7 загиблих)
Перший запуск 12 квітня 1981 року
Останній запуск 21 липня 2011 року
Відомий вантаж Спейслеб, Габбл (телескоп), Магеллан (космічний апарат), Комптон (обсерваторія), Чандра (телескоп)
ступінь - Твердопаливні прискорювачі
Довжина 45,46 м
Діаметр 3,71 м
Повна маса 590 000 кг
Двигуни
Тяга від 2 до 12 500 кН
Питомий імпульс 2,64 км/с або 269 с
Тривалість горіння 124 с
Паливо APCP, PBAN
Перший ступінь - Орбітер плюс Паливний бак
Двигуни 3 од. RS-25 на орбітері (рів. моря: 1860 кН, вакуум: 2279 кН)
Тяга рів. моря: 5'580 кН, вакуум: 6'837 кН
Питомий імпульс рів. моря: 366 с, вакуум: 452 с
Паливо рідкий водень/рідкий кисень

«Спейс Шаттл»[3][4][5][a] (англ. Space Shuttle, або «Спейс Шатл»[6][7], також «Космічний човник»[8] або «Космічний човен»[9]) — система частково багаторазових низькоорбітальних космічних кораблів, яку з 1981 по 2011 рік експлуатувало Національне управління США з аеронавтики і дослідження космічного простору (НАСА) в рамках програми «Спейс Шаттл». Нині система виведена з експлуатації.

Космічні кораблі цього типу в українській мові називають спейс-шатл[10] або просто шатл[7][11]. Слід зауважити, що, згідно з Українським правописом 2019 року, у назві системи або програми «Спейс Шаттл» слово Шаттл, оскільки це власна назва, пишемо з великої літери і з подвоєною Т[12], а в назві типу космічного корабля, оскільки це загальна назва, — з маленької і з однією Т: шатл[13].

Офіційна назва системи — Space Transportation System[en] (STS, англ. «Космічна транспортна система»). Уперше вона згадується в плані 1969 року щодо розробки системи багаторазових космічних кораблів, складеному під керівництвом віцепрезидента США Спіро Агню. Це був єдиний пункт, який передбачав фінансування розробки, оскільки розробка теж згадуваного в плані «ядерного шатла» була скасована[14].

Перший із чотирьох орбітальних випробувальних польотів (STS-1) відбувся в 1981 році, а експлуатаційні польоти (STS-5) розпочалися в 1982 році. У період з 1981 по 2011 рік були побудовані п'ять повноцінних кораблів-носіїв «Спейс Шаттл», які здійснили 135 польотів. Вони стартували з Космічного центру імені Кеннеді у Флориді. Під час експлуатаційних місій шатли виводили на орбіту численні супутники, міжпланетні зонди, космічний телескоп «Габбл», обладнання для проведення наукових експериментів на орбіті, а також брали участь у програмі «Мир — Шаттл[en]» разом із Росією і в будівництві й обслуговуванні Міжнародної космічної станції (МКС). Загальна тривалість польотів шатлів склала 1323 дні[15].

«Спейс Шаттл» складався з орбітального апарата (Orbiter Vehicle, OV), обладнаного трьома головними двигунами RS-25 компанії Rocketdyne, пари твердопаливних ракетних прискорювачів (SRB) багаторазового використання та одноразового зовнішнього бака (ET), який містив рідкий водень і рідкий кисень. «Спейс Шаттл» запускався у вертикальному положенні, як звичайна ракета, з двома прискорювачами по боках, які працювали одночасно з трьома основними двигунами орбітального корабля, живлячись від зовнішнього бака. Прискорювачі скидалися до того, як апарат досягав орбіти, і далі шатл продовжував політ на своїх головних двигунах. Зовнішній бак скидався пізніше, після відключення головних двигунів і безпосередньо перед виходом на орбіту[en], який здійснювався за допомогою двох двигунів Системи орбітального маневрування[en] (OMS) орбітального апарата. Після завершення місії орбітальний апарат вмикав двигуни OMS, сходив з орбіти і входив в атмосферу. На етапі прольоту скрізь атмосферу орбітальний апарат захищався від надмірної температури за допомогою керамічних плиток системи термозахисту. Він планерував як орбітальний літак і сідав на злітно-посадковій смузі — як правило, на Посадковому майданчику для шатлів[en] у Космічному центрі імені Кеннеді у Флориді або на сухому озері Роджерс на авіабазі Едвардс у Каліфорнії. Якщо посадка відбувалася в Едвардсі, орбітальний корабель повертався до Космічного центру імені Кеннеді на «спині» літака Boeing 747, спеціально переобладнаного для перевезення шатлів.

Перший орбітальний корабель, «Ентерпрайз», був побудований у 1976 році. Його використовували для випробувань зближення й посадки[en] (ALT), але він не був призначений для виведення на орбіту. Спочатку було побудовано чотири повністю працездатних орбітальних кораблі: «Колумбія», «Челленджер», «Діскавері» та «Атлантіс». З них два були втрачені в результаті аварій під час польотів: у 1986 році сталася катастрофа шатла «Челленджер», а у 2003-му «Колумбія» загинула під час повернення з орбіти. Загалом загинуло 14 астронавтів. П'ятий діючий (і шостий загалом) орбітальний корабель «Індевор» був побудований у 1991 році на заміну «Челленджеру». Після STS-135, останнього польоту «Атлантіса», який відбувся 21 липня 2011 року в рамках програми «Спейс Шаттл», три вцілілі робочі кораблі були виведені з експлуатації, і аж до запуску місії Crew Dragon Demo-2 у травні 2020 року[16] США були змушені доставляти своїх астронавтів на МКС, купуючи місця на російських космічних кораблях «Союз».

Проєктування й розробка

[ред. | ред. код]

Історичні передумови

[ред. | ред. код]

Наприкінці 1930-х років німецький уряд розпочав проєкт Amerikabomber[en] — реалізацію ідеї Ойґена Зенґера та математикині Ірен Бредт, яка полягала у створенні крилатої ракети під назвою Silbervogel (нім. «срібний птах»)[17][18]. У 1950-х роках Повітряні сили США запропонували використовувати для виконання військових операцій, як-от розвідка, супутникові атаки та ураження зброєю класу «повітря — земля», багаторазовий пілотований планер.

Наприкінці 1950-х років Повітряні сили почали розробку частково багаторазового літака Boeing X-20 Dyna-Soar. Повітряні сили працювали над Dyna-Soar разом із з НАСА і в червні 1961 року розпочали підготовку шести пілотів. Через зростання вартості розробки і той факт, що пріоритетнішою вважалася програма «Джеміні», у грудні 1963 року програма розробки Dyna-Soar була скасована. На додаток до програми Dyna-Soar, у 1957 році Повітряні сили провели дослідження можливості багаторазового використання прискорювачів. Це стало основою для повітряно-космічного літака — повністю багаторазового космічного корабля, розробка якого який так і не просунулася далі початкової фази проєктування в 1962—1963 роках[19].

Починаючи з початку 1950-х років, НАСА і Повітряні сили США сумісно розробляли несні корпуси для випробування літаків, які створювали підіймальну силу фюзеляжем, а не крилами, і випробували літаки NASA M2-F1[en], Northrop M2-F2[en], Northrop M2-F3[en], Northrop HL-10[en], Martin Marietta X-24[en] та Martin Marietta X-24B. У рамках програми було протестовано їхні аеродинамічні характеристики. Згодом ці наробітки втілилися в конструкції космічного корабля «Спейс Шаттл», зокрема приземлення без двигунів з великої висоти і з високою швидкістю[20][21].

Процес проєктування

[ред. | ред. код]

24 вересня 1966 року, коли проєктувальні роботи в рамках космічної програми «Аполлон» наближалися до завершення, НАСА і Повітряні сили опублікували спільне дослідження, у якому дійшли висновку, що для задоволення їхніх майбутніх потреб потрібен новий транспортний засіб і що найбільш економічно ефективним рішенням буде частково багаторазова система[14]. 10 серпня 1968 року керівник Управління пілотованих космічних польотів НАСА Джордж Мюллер[en] оприлюднив план створення шатла багаторазового використання[22]. 30 жовтня 1968 року НАСА опублікувало запит на пропозицію (RFP) щодо проєктування «об'єднаного апарата для запуску й посадки» (ILRV)[22][23]. Замість того, щоб віддавати весь контракт одному переможцю на основі початкових пропозицій, НАСА оголосило про поетапний підхід до укладання контрактів і розробки «космічного човна»:

  • Фаза А — запит на дослідження, виконані конкуруючими аерокосмічними компаніями.
  • Фаза В — змагання між двома підрядниками за конкретний контракт.
  • Фаза С — проєктування деталей компонентів космічного човна.
  • Фаза D — виробництво космічного човна[24][25].

Щоб визначити оптимальну конструкцію багаторазового космічного корабля, у грудні 1968 року НАСА створило Робочу групу з розробки космічного човна (Space Shuttle Task Group) і уклало контракти на проведення досліджень із компаніями General Dynamics, Lockheed, McDonnell Douglas і North American Rockwell. У липні 1969 року Робоча група з розробки космічних човнів опублікувала звіт, у якому зазначалося, що «Шаттл» буде здатен здійснювати короткочасні пілотовані місії та підтримувати роботу космічної станції, а також матиме можливості із запуску, обслуговування й повернення супутників. У звіті також було визначено три класи майбутніх багаторазових шатлів:

  • Клас I являв собою багаторазовий орбітальний корабель, встановлений на одноразових прискорювачах.
  • Клас II мав використовувати кілька одноразових ракетних двигунів і один бак із паливом (півтора ступеня).
  • Клас III — багаторазовий орбітальний корабель із багаторазовим прискорювачем.

У вересні 1969 року Космічна цільова група під керівництвом віцепрезидента США Спіро Агню опублікувала звіт, у якому закликала розпочати розробку космічного човна для доставки людей і вантажів на низьку навколоземну орбіту (ННО), розгінного блока для переміщення між навколоземними й навколомісячними орбітами, а також багаторазового ядерного розгінного блоку для далеких космічних польотів[26][27].

Після оприлюднення звіту робочої групи з розробки багаторазових космічних кораблів чимало аерокосмічних інженерів віддали перевагу повністю багаторазовій конструкції Класу III з огляду передбачувану економію витрат на обладнання. Максим Фаже[en], інженер НАСА, який працював над розробкою капсули для космічної програми «Меркурій», запатентував проєкт двоступеневої повністю відновлюваної системи з прямокрилим орбітальним апаратом, встановлюваним на більшому прямокрилому прискорювачі[28][29]. Лабораторія динаміки польоту Повітряних сил (Air Force Flight Dynamics Laboratory) стверджувала, що прямокрила конструкція не витримає високих теплових та аеродинамічних навантажень під час входу в атмосферу і не забезпечить необхідної дальності польоту. Крім того, Повітряні сили вимагали більшої вантажопідйомності, ніж передбачала конструкція, запропонована Фаже. У січні 1971 року керівництво НАСА і Повітряні сили вирішили, що оптимальною конструкцією для «Спейс Шаттла» буде багаторазовий орбітальний корабель з дельтаподібним крилом, встановлений на одноразовий бак із паливом[30].

Визначивши потребу в багаторазовому космічному кораблі великої вантажопідйомності, НАСА і Повітряні сили сформулювали вимоги до конструкції для своїх відповідних служб. Повітряні сили планували запускати за допомогою «Спейс Шаттла» важкі супутники і тому вимагали, щоб він був здатний виводити 29 000 кг на низьку навколоземну орбіту, якщо запуск здійснюється в східному напрямку, або 18 000 кг — на полярну орбіту. Проєкти супутників вимагали також, щоб шатл мав відсік для корисного вантажу розміром 4,6 на 18 м. НАСА оцінило двигуни F-1 і J-2 ракет «Сатурн» і визначило, що вони не відповідають вимогам програми «Спейс Шаттл»; у липні 1971 року НАСА уклало з компанією Rocketdyne контракт на початок розробки двигуна RS-25[31]. 

НАСА розглянуло 29 потенційних конструкцій космічних човнів і вирішило, що слід зупинитися на конструкції з двома бічними прискорювачами, а самі прискорювачі повинні бути багаторазовими, щоб зменшити витрати. НАСА і Повітряні сили вирішили використовувати ракети-носії із твердопаливними ракетними двигунами, оскільки вони дешевші і їх легше переобладнати для повторного використання після приводнення в океані. У січні 1972 року президент Річард Ніксон схвалив проєкт «Спейс Шаттл», а в березні НАСА ухвалило рішення про його остаточну конструкцію. Відповідальність за розробку головного двигуна «Спейс Шаттл» (SSME) покладалася на компанію Rocketdyne. У квітні 1971 року оновлені специфікації SSME були представлені Rocketdyne, а в липні того ж року був опублікований контракт[32]. У серпні того ж року НАСА віддало контракт на будівництво орбітального корабля компанії North American Rockwell. У серпні 1973 року контракт на зовнішній бак отримала компанія Martin Marietta, а в листопаді контракт на твердопаливний прискорювач відійшов компанії Morton Thiokol[33].

Розвиток концепції

[ред. | ред. код]
The Space Shuttle Columbia under construction
На «Колумбії» монтують термозахисні керамічні плитки.

4 червня 1974 року компанія Rockwell розпочала будувати перший орбітальний корабель із номером OV-101, названий спершу «Конституція», але пізніше перейменований на «Ентерпрайз». Він призначався для випробувань і тому не мав двигунів і теплозахисту. Будівництво було завершено 17 вересня 1976 року, після чого «Ентерпрайз» перевезли на авіабазу Едвардс для випробувань[34].

Rockwell сконструювала Стенд для випробування основних двигунів шатлів[en] (MPTA-098), який являв собою структурну ферму, змонтовану на бічному прискорювачі з трьома приєднаними двигунами RS-25. У Національній лабораторії космічних технологій (NSTL) «Ентерпрайз» пройшов випробування, які мали підтвердити, що його двигуни здатні безпечно пройти всю процедуру запуску[35]. Щоб визначити вплив аеродинамічних і термічних навантажень під час запуску та входу в атмосферу, компанія Rockwell провела механічні й термічні перевірки на Стенді для випробування на міцність (STA-099)[35].

Початок розробки RS-25, багаторазового головного двигуна космічного шатла з дроселюванням, затримався на дев'ять місяців, упродовж яких компанія Pratt & Whitney оскаржувала контракт, виданий компанії Rocketdyne. Виробництво першого двигуна було завершено в березні 1975 року після роз'язання всіх проблем із його розробкою. Під час випробувань RS-25 зазнав численних відмов сопел, крім того, зламалися лопатки турбіни[en]. Попри проблеми під час випробувань, у травні 1978 року НАСА замовило дев'ять двигунів RS-25 для трьох орбітальних кораблів, що будувалися[36].

Значними затримками супроводжувалася розробка Системи теплового захисту космічних шатлів. У попередніх космічних кораблях НАСА використовувалися абляційні теплозахисні екрани, але вони не допускали повторного використання. НАСА вирішило використовувати для теплового захисту керамічні плитки: завдяки ним шатл можна було побудувати з легкого алюмінію, а плитки за потреби заміняти окремо. 27 березня 1975 року розпочалося будівництво «Колумбії», а 25 березня 1979 року шатл був доставлений у Космічний центр імені Кеннеді (KSC)[3]. На момент його прибуття залишалося встановити ще 6000 з 30 000 плиток. Однак багато з тих, встановлених раніше, довелося замінити; на це пішло ще два роки монтажу, перш ніж «Колумбія» змогла злетіти[25].

5 січня 1979 року НАСА ввело в експлуатацію другий орбітальний апарат. Пізніше того ж місяця компанія Rockwell почала перетворювати STA-099 на OV-099; пізніше цей шатл дістав назву «Челленджер». 29 січня 1979 року НАСА замовило ще два орбітальних апарати, OV-103 і OV-104, які дістали назви «Діскавері» та «Атлантіс». У лютому 1982 року почалося будівництво OV-105, пізніше названого «Індевор», але в 1983 році НАСА вирішило обмежити флот шатлів чотирма орбітальними кораблями. Однак у вересні 1987 року, після катастрофи «Челленджера», НАСА відновило виробництво «Індевора»[37].

Випробування

[ред. | ред. код]
Enterprise being release from the Shuttle Carrier Aircraft for the Approach and Landing Tests
«Ентерпрайз» злітає з літака-носія шатлів для проведення випробувань із заходження на посадку та приземлення[en].
The Space Shuttle Columbia launching on the first Space Shuttle mission
Шатл «Колумбія» під час першого польоту за програмою «Спейс Шаттл» (STS-1)[38].

Після прибуття на авіабазу Едвардс «Ентерпрайз» пройшов льотні випробування на літаку-носії шаттлів — Boeing 747, спеціально переобладнаному для перевезення орбітальних кораблів. У лютому 1977 року «Ентерпрайз» розпочав випробування із заходження на посадку та приземлення[en] (ALT): він пройшов випробування без відділення, під час яких він залишався прикріпленим до літака впродовж усього польоту. 12 серпня 1977 року «Ентерпрайз» провів своє перше випробування в режимі планерування, під час якого відокремився від літака-носія і приземлився на авіабазі Едвардс[39]. 13 березня 1978 року, після чотирьох додаткових польотів, «Ентерпрайз» перевезли до Центру космічних польотів імені Маршалла (MSFC). «Ентерпрайз» пройшов вібровипробування в рамках наземного тесту на вертикальну вібрацію: шатл, прикріплений до зовнішнього бака і твердопаливних ракетних прискорювачів, піддали вібрації, яка імітувала навантаження під час запуску[40]. У квітні 1979 року «Ентерпрайз» доставили в Космічний центр імені Кеннеді (KSC), де до нього приєднали зовнішній бак і твердопаливні прискорювачі, і перемістили на стартовий майданчик LC-39. Після встановлення шатла на стартовому майданчику було здійснено перевірки правильності позиціонування обладнання стартового комплексу. У серпні 1979 року «Ентерпрайз» повернули до Каліфорнії, де використовували для побудови Стартового комплексу № 6 авіабази Повітряних сил Ванденберг[37]. 

24 листопада 1980 року «Колумбію» з'єднали із зовнішнім баком і твердопаливними прискорювачами, а 29 грудня — перемістили на стартовий майданчик LC-39[41]. Її перший політ, STS-1, став першим випадком, коли НАСА здійснила перший політ космічного корабля, який ще не літав у космос, був пілотованим[42][41]. 12 квітня 1981 року відбувся перший запуск космічного корабля «Спейс Шаттл», який пілотували Джон Янг і Роберт Кріппен. Під час дводенної місії вони протестували обладнання на борту шатла і виявили, що від верхньої частини «Колумбії» відпали кілька керамічних плиток[43]. НАСА у співпраці з Повітряними силами зробило супутникові фотографії нижньої частини «Колумбії» і визначило, що пошкоджень не було[43]. 14 квітня «Колумбія» увійшла в атмосферу і приземлилася на авіабазі Едвардс[41].

У 1981 і 1982 роках НАСА провело три додаткові випробувальні польоти «Колумбії». 4 липня 1982 року місія STS-4, пілотований Кеном Маттінглі та Генрі Гартсфілдом, приземлився на бетонну злітно-посадкову смугу на авіабазі Едвардс. Президент США Рональд Рейган і його дружина Ненсі зустріли екіпаж і виголосили промову. Після STS-4 НАСА оголосило, що Космічна транспортна система[en] (STS) введена в експлуатацію[44].

Опис

[ред. | ред. код]

«Спейс Шаттл» був першим діючим орбітальним космічним кораблем, призначеним для багаторазового використання. Кожен орбітальний корабель «Спейс Шаттл» був розрахований на 100 запусків або десять років експлуатації; пізніше цей термін був продовжений[45]. Під час запуску він складався з орбітального корабля, який ніс екіпаж[en] і корисний вантаж, зовнішнього бака і двох твердопаливних прискорювачів[46].

Відповідальність за компоненти шатлів була розподілена між кількома випробувальними центрами НАСА[47]:

Орбітальний корабель «Спейс Шаттл»

[ред. | ред. код]
Докладніше: Орбітальний корабель «Спейс Шаттл»
П'ять космісних кораблів «Спйес Шаттл» у момент запуску
Кораблі «Спейс Шаттл», зліва направо: «Колумбія», «Челленджер», «Діскавері», «Атлантіс», «Індевор».

Орбітальний корабель мав конструктивні елементи і можливості як ракети, так і літака, що давало йому змогу злітати вертикально, а приземлятися як планер[48]. Його фюзеляж складався з трьох частин: кабіна екіпажу, вантажного відсіку, двигунів; до нього кріпилися польотні поверхні. У задній частині орбітального корабля містилися головні двигуни «Спейс Шаттл» (SSME), які забезпечували тягу під час запуску, а також Система орбітального маневрування[en] (OMS), за допомогою якої орбітальний корабель виходив на орбіту, маневрував на ній та сходив з неї, коли перебував у космосі. Його подвійні дельтаподібні крила мали довжину 18 м і були розгорнуті на 81° по внутрішній передній кромці і на 45° по зовнішній передній кромці. Кожне крило мало внутрішній і зовнішній елевони, які забезпечували керування польотом під час входу в атмосферу, а також закрилки, розташовані між крилами, під двигунами, для керування кутом нахилу. Вертикальний стабілізатор орбітального корабля був відхилений назад на 45° і містив кермо, яке було здатне розділятися і діяти як аеродинамічне гальмо[en]. Вертикальний стабілізатор містив також двокомпонентну парашутну систему для гальмування[en] орбітального корабля після приземлення. В орбітальному кораблі використовувалося висувне шасі: одне носове і два основні, кожне на двох шинах. Основні шасі містили по дві гальмівні установки, а носове — електрогідравлічний рульовий механізм[48].

Екіпажі «Спейс Шаттлів»

[ред. | ред. код]

Екіпажі «Спейс Шаттлів» були різні залежно від місії. Щоб відповідати кваліфікаційним вимогам до своїх ролей, члени екіпажів проходили суворі тестування й тренування. Їх поділяли на три на три категорії:

  • пілоти
  • спеціалісти місії
  • спеціалісти з корисного вантажу.

Пілоти поділялися на дві ролі: командири космічних кораблів і пілоти космічних кораблів[49]. У випробувальних польотах брали участь лише два члени екіпажу, командир і пілот; це були кваліфіковані пілоти, здатні підняти й посадити орбітальний корабель. Операції на орбіті, як-от експерименти, розгортання корисного вантажу і виходи у відкритий космос, проводили переважно спеціалісти місії, спеціально підготовлені для виконання запланованих місій і роботи з відповідними системами. На початку програми «Спейс Шаттл» НАСА відправляло в польоти спеціалістів із корисного вантажу — як правило, вони були системними спеціалістами, які працювали на компанію, що оплачувала розгортання корисного вантажу або операції з його виведення на орбіту. Останній спеціаліст із корисного вантажу, Грегорі Джарвіс, літав на STS-51-L, а в подальших місіях астронавти, які не були пілотами, призначалися спеціалістами місії. На STS-51-C і STS-51-J один астронавт летів як бортінженер, виконуючи функції військового представника корисного вантажу Національного розвідувального управління США. Екіпаж «Спейс Шаттла» зазвичай складався із семи астронавтів, але в одній із місій, STS-61-A, — з восьми[41].

Відсік екіпажу

[ред. | ред. код]

Відсік екіпажу складався з трьох палуб і був герметичною, придатною для проживання зоною на всіх місіях «Спейс Шаттл». Льотна палуба складалася з двох місць для командира і пілота, а також додаткових місць для членів екіпажу (від двох до чотирьох). Середня палуба розташовувалася під польотною палубою, де були встановлені кухня і спальні місця екіпажу, а також три-чотири сидіння для членів екіпажу. На середній палубі містився шлюзовий відсік, який підтримував двох астронавтів під час виходів у відкритий космос, а також забезпечував доступ до герметичних дослідних модулів. Під середньою палубою розташовувався відсік для обладнання, у якому зберігалися системи контролю навколишнього середовища та утилізації відходів[37].

У перших чотирьох польотах, під час підйому і спуску, астронавти шатлів вдягали модифіковані висотні костюми повного тиску, які використовувалися Повітряними силами США і були обладнані шоломом повного тиску. Починаючи з 5-го польоту, STS-5, і аж до катастрофи «Челленджера» у 1986 році екіпаж вдягав цільні світло-блакитні скафандри з номексу і шоломи часткового тиску. Після катастрофи «Челленджера» члени екіпажу вдягали так звані «костюми для злету й посадки» (LES) — висотні скафандри під частковим тиском із шоломом. У 1994 році LES був замінений на повнотисковий «Удосконалений рятувальний костюм для екіпажу[en]» (ACES), який підвищив безпеку астронавтів на випадок аварійних ситуацій. На шатлі «Колумбія» для випробувань зближення й посадки[en] і перших чотирьох місій використовували крісла для катапультування на нульовій швидкості й висоті від надзвукового літака-розвідника Lockheed SR-71 Blackbird; після місії STS-4 їх не використовували, а після STS-9 зняли з шатла[48].

The view from the Atlantis cockpit while in orbit
Кабіна і пульти шатла «Атлантіс». Це був перший шатл зі скляною кабіною, який виконав із нею місію STS-101.

Кабіна екіпажу, яка була верхнім рівнем відсіку екіпажу, містила органи управління польотом орбітального корабля. Командир сидів на передньому лівому сидінні, пілот — на передньому правому; крім того, у кабіні було від двох до чотирьох додаткових сидінь для інших членів екіпажу. Приладові панелі містили понад 2100 дисплеїв і елементів керування, а командир і пілот використовували головний дисплей (HUD) і ручку керування орієнтацією (RHC) для належного просторового позиціонування двигунів під час їх роботи й керування орбітальним апаратом під час польоту по інерції. Обидва крісла були також обладнані органами керування рулями, що давало змогу повертати їх у польоті та керувати носовими колесами на землі[48]. На орбітальних апаратах спочатку встановлювали багатофункціональну систему відображення інформації та контролю польотної на основі електронно-променевих трубок (MCDS). Ця система відображала польотну інформацію на місцях командира, пілота і на кормовому сидінні, а також виводила дані на головний дисплей. У 1998 році «Атлантіс» модернізували й встановили на ньому багатофункціональну систему електронних дисплеїв (MEDS): у скляній кабіні пілотів 8 дисплеїв MCDS замінили на 11 багатофункціональних кольорових цифрових екранів. Уперше система MEDS була використана в травні 2000 року на STS-101, згодом її встановили також на інших орбітальних апаратах. У кормовій частині кабіни екіпажу були ілюмінатори, які виходили у відсік корисного вантажу, а також пульт керування «Канадармом» — системою дистанційного керування маніпулятором під час операцій із вантажем. Крім того, у кормовій частині польотної палуби були встановлені монітори відеоспостереження для огляду вантажного відсіку[48].

Середня палуба містила приміщення для зберігання спорядження екіпажу, спальні місця, кухню, медичне обладнання та санітарні вузли. Екіпаж зберігав обладнання в модульних шафах, які можна було масштабувати залежно від потреб, а також у стаціонарних підлогових відсіках. На середній палубі був люк для входу і виходу під час перебування на Землі[41].

Атмосферний шлюз

[ред. | ред. код]

Атмосферний шлюз[en] — це механізм для переміщення між двома приміщеннями, атмосфери у яких мають різний склад або тиск. Кожний орбітальний корабель спочатку був оснащений внутрішнім шлюзом, який являв собою продовження середньої палуби. На «Діскавері», «Атлантісі» та «Індеворі» внутрішній шлюз встановлювали як зовнішній у відсіку корисного вантажу з метою спростити стикування з орбітальною станцією «Мир» та Міжнародною космічною станцією, а також зі стикувальною системою орбітального корабля[41]. Шлюзовий модуль може бути встановлений у середньому відсіку або з'єднаний з ним у відсіку корисного навантаження[50]. Маючи внутрішній об'єм у формі циліндра діаметром 1,60 м і довжиною 2,11 м, він може вмістити двох астронавтів у скафандрах. Він має два D-подібні люки завдовжки 1,02 м і завширшки 0,91 м[50].

Польотні системи

[ред. | ред. код]

Орбітальний апарат був оснащений авіонікою, яка надавала інформацію для управління ним під час польоту в атмосфері. Його комплект авіоніки містив:

Під час входження в атмосферу, як тільки швидкість орбітального корабля зменшувалася до 5 Махів, екіпаж розгортав два датчики повітряних даних. На орбітальному кораблі було встановлено три інерціальні вимірювальні пристрої (IMU), які використовувалися для наведення й навігації на всіх етапах польоту. Орбітальний корабель був обладнаний двома датчиками системи астроорієнтації[en], які передавали дані в інерційні вимірювальні пристрої під час перебування на орбіті. Вони розгорталися на орбіті і були здатні наводитися на зорі автоматично або вручну. У 1991 році НАСА почало модернізацію інерціальних вимірювальних пристроїв за допомогою інерціальної навігаційної системи (INS), яка надавала точнішу інформацію про місцеперебування орбітального корабля. У 1993 році НАСА вперше використало GPS-приймач у місії STS-51. У 1997 році компанія Honeywell почала розробку інтегрованої системи GPS/INS, яка мала замінити IMU, INS і TACAN і була вперше запущена в місії STS-118 у серпні 2007 року[48].

Перебуваючи на орбіті, екіпаж спілкувався переважно за допомогою однієї з чотирьох радіостанцій, які працювали в S-діапазоні й забезпечували як голосовий зв'язок, так і передавання даних. Дві радіостанції S-діапазону були приймачами-передавачами з фазовою модуляцією і могли передавати й приймати інформацію. Інші дві радіостанції S-діапазону були передавачами з частотною модуляцією і використовувалися для передавання даних до НАСА. Оскільки радіостанції S-діапазону працюють лише в межах прямої видимості, НАСА використовувало для зв'язку з орбітальним апаратом на всій його орбіті Супутникову систему відстеження й передавання даних[en] та наземні станції Мережі для відстеження космічних апаратів і збору даних[en]. Крім того, поза вантажним відсіком на орбітальному апараті було розгорнуто радіостанцію широкосмугового Ku-діапазону, яка теж допускала використання як радар для рандеву. Орбітальний апарат був також обладнаний двома радіостанціями УВЧ-діапазону для зв'язку з управлінням повітряним рухом та астронавтами, які здійснюють виходи у відкритий космос[48].

The two computers used in the orbiter
Комп'ютери загального призначення AP-101S (ліворуч) та AP-101B.

Роботу електричної системи керування польотом[en] «Спейс Шаттла» повністю визначав головний комп'ютер — Система обробки даних (DPS). Він керував системами управління польотом і двигунами орбітального корабля, а також зовнішнього бака й розгінного блока під час запуску.

Система DPS складалася з п'яти комп'ютерів загального призначення (GPC), двох модулів масової пам'яті на магнітній стрічці (MMU) і відповідних датчиків для моніторингу компонентів «Спейс Шаттла»[51]. Оригінальним комп'ютером GPC був AP-101B, розроблений компанією IBM, обладнаний окремим центральним процесором (ЦП) і процесором вводу/виводу (IOP), а також енергонезалежною твердотільною пам'яттю. З 1991 по 1993 рік комп'ютери орбітальних апаратів були модернізовані до AP-101S, що дало змогу покращити пам'ять і можливості обробки даних, а також зменшити об'єм і вагу комп'ютерів за рахунок об'єднання процесора та IOP в одному блоці.

У чотири комп'ютери було завантажено програмне забезпечення Primary Avionics Software System (PASS), яке було спеціально розроблене для «Спейс Шаттл» і забезпечувало управління на всіх етапах польоту. Під час злету, маневрування, входу в атмосферу і посадки чотири комп'ютери PASS функціонували ідентично, забезпечуючи чотирикратне дублювання, і взаємно перевіряли результати своїх розрахунків на наявність помилок. Якщо виникала програмна помилка, яка спричиняла помилкові звіти чотирьох комп'ютерів PASS, п'ятий комп'ютер запускав резервну систему управління польотом, яка використовувала іншу програму і могла автономно керувати «Спейс Шаттлом» під час злету, перебування на орбіті і входження в атмосферу, але не могла підтримувати всю місію. П'ять комп'ютерів розташовувалися в трьох окремих відсіках на середній палубі, щоб забезпечити резервування на випадок виходу з ладу вентилятора системи охолодження.

Коли орбітальний корабель досягав орбіти, екіпаж перемикав деякі функції комп'ютерів з наведення, навігації та управління (GNC) на управління системами (SM) і корисним вантажем (PL) для підтримки оперативної місії[51]. «Спейс Шаттл» не запускали, якщо його політ припадав на грудень-січень, оскільки в такому разі його програмне забезпечення потребувало перезавантаження комп'ютерів орбітального корабля при зміні номера року. У 2007 році інженери НАСА розробили рішення, яке дало змогу запускати «Спейс Шаттли» в будь-який час року[52].

Шатли зазвичай були обладнані портативним допоміжним комп'ютером загального призначення (PGSC), який міг працювати спільно з комп'ютерами та комунікаційним комплексом орбітального корабля, а також відстежувати наукові дані та дані корисного вантажу. У перших польотах програми використовували Grid Compass[en] — один із перших портативних комп'ютерів, як і PGSC, але в подальших місіях використовувалися ноутбуки Apple та Intel[51].

Вантажний відсік

[ред. | ред. код]
An astronaut conducting an EVA while the Hubble Space Telescope is in the payload bay
Сторі Масгрейв[en] прикріплений до Системи дистанційного маніпулювання, яка обслуговує космічний телескоп «Габбл» під час місії STS-61.
Шатл «Атлантіс» на орбіті у 2010 році. Видно відсік корисного вантажу і подовжений Канадарм.

Вантажний відсік займав більшу частину фюзеляжу орбітального корабля і являв собою місце для корисного вантажу «Спейс Шаттла». Відсік мав довжину 18 м і ширину 4,6 м і міг вмістити вантажі циліндричної форми діаметром до 4,6 м. Дві двері відсіку для корисного вантажу по обидва боки відсіку відкидалися й забезпечували відносно герметичне ущільнення для захисту корисного вантажу від нагрівання під час злету і входу в атмосферу. Корисний вантаж кріпили у вантажному відсіку до точок кріплення на лонжеронах. Двері відсіку корисного вантажу виконували додаткову функцію радіаторів — відведення тепла від орбітального корабля: після виходу на орбіту вони відкривалися для відведення тепла [53].

Орбітальний апарат давав змогу використовувати різноманітні додаткові компоненти залежно від місії — зокрема, орбітальні лабораторії[54], прискорювачі для запуску корисного вантажу в космос[55], систему дистанційного маніпулювання (RMS)[56] і, за потреби, піддон орбітального апарата для подовжених польотів[en][57][58].

Для обмеження споживання палива під час стикування орбітального корабля з МКС розроблена Система передавання енергії від станції до шаттла (SSPTS), яка перетворювала й передавала енергію станції до орбітального корабля[59]. Система SSPTS була вперше використана в місії STS-118, а потім була встановлена на «Діскавері» й «Ендевор»[60].

Система дистанційного маніпулювання

[ред. | ред. код]
Докладніше: Канадарм

Система дистанційного маніпулятора (RMS), відома також під назвою Канадарм, являла собою механічний маніпулятор, прикріплений до вантажного відсіку. Його можна було використовувати для захоплення корисного вантажу і маніпулювання ним, а також як рухому платформу для астронавтів, які здійснюють вихід у відкритий космос. Канадарм побудувала канадська компанія Spar Aerospace[en]. Ним керував астронавт, який перебував усередині польотної палуби орбітального корабля, дивлячись на нього через ілюмінатори і екрани замкненої системи телебачення. Канадарм мав шість ступенів вільності та шість шарнірних з'єднань, розташованих у трьох точках уздовж маніпулятора. Початкова версія Канадарма була здатна розгортати або витягувати корисний вантаж масою до 29 000 кг; модернізована версія була здатна оперувати вантажами масою до 270 000 кг[61].

«Спейслеб»

[ред. | ред. код]
Докладніше: Спейслеб
Spacelab in the payload bay while in orbit
Космічна лабораторія «Спейслеб» на орбіті, місія STS-9.

Модуль «Спейслеб» — це фінансована європейськими країнами герметична лабораторія, яка містилася у відсіку корисного вантажу і давала змогу проводити наукові дослідження на орбіті. Модуль «Спейслеб» складався з двох сегментів завдовжки 2,7 м, встановлених у хвостовій частині відсіку корисного вантажу з метою підтримувати центр ваги під час польоту. Астронавти входили в модуль «Спейслеб» через тунель завдовжки 2,7 або 5,8 м, з'єднаний зі шлюзовим відсіком. Обладнання «Спейслеб» для експериментів, а також комп'ютерне й енергетичне обладнання зберігалося переважно на піддонах[62]. Обладнання «Спейслеб» використовувалося в 28 місіях до 1999 року для здійснення експериментів з астрономії, мікрогравітації, радіолокації та наук про життя. За допомогою апаратури «Спейслеб» здійснювалося також обслуговування космічного телескопа «Габбл» (HST) і поповнення запасів космічної станції. Модуль «Спейслеб» був випробуваний під час місій STS-2 і STS-3, а першої повноцінної робочою місією стала STS-9[63].

Двигуни RS-25

[ред. | ред. код]
Докладніше: RS-25
The two engine systems at the aft-section of the orbiter
Двигуни RS-25 із двома капсулами системи орбітального маневрування (OMS), місія STS-133.

Три двигуни RS-25, відомі також як головні двигуни «Спейс Шаттл» (SSME), розташовувалися трикутником на кормовій частині фюзеляжу орбітального корабля. Під час злету їхні сопла могли відхилятися на ±10,5° по тангажу і ±8,5° по рисканню і тим самим керувати шатлом шляхом змінення напрямку тяги. Багаторазові двигуни з титанового сплаву були незалежною частиною орбітального корабля: між польотами їх можна було знімати й заміняти.

RS-25 — це кріогенний двигун зі ступінчастим циклом згоряння, який працював на рідкому кисні і рідкому водні. Тиск у камері, який при цьому досягався, перевищував тиск у двигунах будь-якої іншої ракети на рідкому паливі. Оригінальна головна камера згоряння працювала за максимального тиску 226,5 бар. Сопло двигуна мало висоту 287 см і внутрішній діаметр 229 см. Сопло охолоджували 1080 внутрішніх ліній, через які під час роботи двигуна проганяли рідкий водень; крім того, сопло було термічно захищене ізоляційним і абразивним матеріалом[64].

Двигуни RS-25 кілька разів удосконалювали, щоб підвищити їхню надійність і потужність. Компанія Rocketdyne визначила, що двигун здатний безпечно й надійно працювати за тяги на рівні 104 % від початково заданої. Щоб зберегти показники тяги двигуна відповідно до попередньої документації й програмного забезпечення, НАСА зберегло початково визначену тягу на рівні 100 %, але змусило RS-25 працювати з більшою тягою. Модернізовані версії RS-25 позначалися Block I і Block II. У 2001 році на двигунах версії Block II вдалося досягти рівня тяги 109 %, що дало змогу знизити тиск у камері з 226,5 до 207,5 бар, оскільки вони мали більшу площу горловини. Звичайний максимальний рівень тяги становив 104 %, а 106 % або 109 % використовувались для переривання місії[65].

Система орбітального маневрування

[ред. | ред. код]
Докладніше: Система орбітального маневрування

Система орбітального маневрування (OMS) складалася з двох двигунів AJ10-190, встановлених у задній частині шатла, і балонів із пальним, які їх живили. Двигуни AJ10 працювали на суміші монометилгідразину[en] (ММГ) тетраоксиду азоту (N2O4). Балони містили максимум 2140 кг ММГ і 3526 кг тетраоксиду азоту. Двигуни Системи орбітального маневрування використовувалися після відключення маршового двигуна (MECO) для подальшого виведення шатла на орбіту. Під час польоту за допомогою них змінювали орбіту шатла, а також зводили його з орбіти для входження в атмосферу. Кожен двигун системи створював тягу 27 080 Н, а вся система була здатна забезпечити 305 м/с зміни швидкості[66].

Система теплового захисту

[ред. | ред. код]
Докладніше: Система теплового захисту космічних шатлів

На етапі входження в атмосферу орбітальний корабель захищала від нагрівання система теплового захисту (TPS) — термозахисний шар навколо орбітального корабля, який відводить зайве тепло. На відміну від попередніх американських космічних кораблів, у яких використовувалися абляційні теплові екрани, багаторазове використання орбітального корабля вимагало багаторазового тепловідбивного екрана. На етапі входження в атмосферу система теплового захисту зазнавала температур до 1600 °C, але повинна була утримувати температуру алюмінієвої обшивки орбітального корабля нижче 180 °C.

Система теплового захисту майже цілком складалася з плиток чотирьох типів. Головний обтічник і передні крайки крил зазнавали температур понад 1300 °C і були захищені армованими вуглець-вуглецевими плитками (RCC). У 1998 році було розроблено і встановлено товстіші плитки, які мали запобігати пошкодженням від мікрометеоритів і космічного сміття, а після катастрофи «Колумбії» вони були вдосконалені. Починаючи з місії STS-114, орбітальні кораблі були обладнані системою, яка виявляла удари по передніх крайках крил і попереджала екіпаж про всі потенційні пошкодження[67]. Уся нижня частина орбітального корабля, а також інші найгарячіші поверхні були захищені плитками високотемпературної поверхневої ізоляції багаторазового використання, виготовленими з кремнієвих волокон, покритих боросилікатним склом, які вловлювали тепло в повітряні кишені й перенаправляли його назовні. Верхню частину орбітального корабля вкривали плитками білої низькотемпературної поверхневої ізоляції багаторазового використання з аналогічним складом, які забезпечували захист при температурах нижче 650 °C. Двері відсіку корисного вантажу і частини верхніх поверхонь крила вкривали багаторазовою поверхневою ізоляцією «Номекс» або бета-тканиною[en], оскільки температура там не перевищувала 370 °C[68]. 

Зовнішній бак

[ред. | ред. код]
Докладніше: Зовнішній паливний бак «Спейс Шаттл»
Зовнішній бак STS-115 після відокремлення від орбітального корабля. Обгорілий слід у передній частині бака залишився від двигунів бічного прискорювача після його відділення.

Зовнішній бак був найбільшою частиною «Спейс Шаттла». Він містив паливо для головних двигунів орбітального корабля, а також з'єднував орбітальний корабель із бічними прискорювачами. Зовнішній бак мав висоту 47 м і діаметр 8,4 м, і містив окремі резервуари для рідкого кисню і рідкого водню. Резервуар для рідкого кисню розташовувався в носовій частині зовнішнього бака і мав висоту 15 м. Резервуар із рідким воднем займав більшу частину зовнішнього бака і мав висоту 29 м. Зовнішній бак кріпився до орбітального корабля за допомогою двох панелей із трубопроводами, які містили п'ять паливних і два електричних роз'єми, а також за допомогою структурних кріплень у носовій і кормовій частинах. Ззовні зовнішній бак покривали помаранчевою піною, завдяки якій він був здатен витримувати високу температуру під час підйому[69]. Крім того, піна запобігала утворенню льоду, зумовленому низькою температурою кріогенного палива[70].

Зовнішній бак забезпечував паливом головні двигуни «Спейс Шаттл» від моменту зльоту і до відключення головного двигуна (моменту MECO). Зовнішній бак відокремлювався від орбітального корабля через 18 секунд після вимкнення двигунів і міг бути запущений автоматично або вручну. У момент відокремлення орбітальний корабель втягував свої пластини із роз'ємами, а з'єднувальні кабелі герметизувалися, запобігаючи потраплянню залишків пального в корабель. Після зрізання болтів, які з'єднували конструкційних кріплення, зовнішній бак відокремлювався від орбітального корабля. Під час відокремлення з носової частини випускався газоподібний кисень, зовнішній бак відводився вбік, починав вільне падіння балістичною траєкторією в Індійський або Тихий океан і врешті-решт розпадався, входячи в атмосферу. Зовнішній бак був єдиним з основних компонентів системи «Спейс Шаттл», який не підлягав повторному використанню[71].

У перших двох місіях, STS-1 і STS-2, на зовнішній бак наносили 270 кг білої вогнетривкої латексної фарби, яка захищала його від пошкодження ультрафіолетовим випромінюванням. Подальші дослідження показали, що помаранчева піна вже сама по собі забезпечує достатній захист, і починаючи з STS-3 зовнішній бак більше не покривали латексною фарбою[72]. Це дало змогу зменшити вагу бака на 4700 кг. Уперше полегшений бак (LWT) полетів у місії STS-6[73]. Вага полегшеного зовнішнього бака була зменшена за рахунок видалення компонентів водневого резервуара і зменшення товщини деяких панелей обшивки[74]. У 1998 році у рамках місії STS-91 уперше здійснив політ надлегкий зовнішній бак (SLWT). Він був зроблений з алюмінієво-літієвого сплаву 2195, який був на 40 % міцнішим і на 10 % менш щільним, ніж його попередник, алюмінієво-літієвий сплав 2219. Надлегкий зовнішній бак важив на 3400 кг менше, ніж полегшений, що дало «Спейс Шаттлу» змогу доставляти важкі елементи на орбіту МКС з великим нахилом[75].

Твердопаливні прискорювачі

[ред. | ред. код]
Докладніше: Твердопаливний ракетний прискорювач Space Shuttle
Two Solid Rocket Boosters that are not attached to an external tank or orbiter
Два твердопаливні прискорювачі на мобільній платформі перед стикуванням із зовнішнім баком і орбітальним кораблем для виконання місії STS-134.

Твердопаливні прискорювачі (SRB) забезпечували 71,4 % тяги «Спейс Шаттл» під час зльоту й підйому і мали найбільші твердопаливні двигуни, які коли-небудь злітали[76]. Кожен прискорювач був 45 м заввишки і 3,7 м завширшки, важив 68 000 кг і мав сталеву зовнішню оболонку товщиною приблизно 13 мм. Прискорювач складався з корпуса, твердопаливного двигуна, носового обтічника й сопла. Більшу частину конструкції прискорювача становив твердопаливний двигун. Його корпус складався з 11 сталевих секцій, які утворювали чотири основні сегменти. У носовому обтічнику розміщувалися передні двигуни для відділення від шатла та парашутні системи, які використовувалися для уповільнення й приводнення. Сопла могли повертатися на 8°, що давало змогу керувати шатлом у польоті[77].

Кожен із ракетних двигунів заправляли твердим ракетним паливом на основі перхлорату амонію і акрилонітрилу полібутадієну (APCP+PBAN) загальною вагою 500 000 кг і приєднували до шатла в Будівлі для складання ракет-носіїв (VAB) у Космічному центрі імені Кеннеді[78]. Окрім забезпечення тяги на першому етапі запуску, бічні прискорювачі забезпечували структурну підтримку орбітального корабля і зовнішнього бака, оскільки вони утворювали єдину систему, яка фіксувалася на Мобільній пусковій платформі[en] (MLP)[79].

Для здійснення запуску бічні прискорювачі активувалися за 5 хвилин до старту. Їх можна було запалити за допомогою електричного струму лише після того, як успішно запалювалися двигуни RS-25[80]. Кожна з них забезпечувала 12 500 кН тяги; пізніше, починаючи з STS-8, її вдалося збільшити до 13 300 кН[81]. Після вичерпання палива, приблизно через дві хвилини після запуску, на висоті приблизно 46 км, бічні прискорювачі скидалися[en]. Після відокремлення вони розгортали парашути й приземлилися в океані, де їх виловлювали екіпажі кораблів Freedom Star[en] і Liberty Star[en][82]. Після повернення на мис Канаверал ракети очищали й розбирали. Потім ракетний двигун, запалювач і сопло відправляли в компанію Thiokol для відновлення й повторного використання в наступних польотах[83].

Протягом терміну дії програми конструкція бічних прискорювачів змінювалася. У місіях STS-6 і STS-7 використовувалися контейнери на 2300 кг легші — завдяки тому, що їхні стінки були на 0,1 мм тонші, але було визнано, що для безпечного польоту вони надто тонкі. У наступних польотах аж до місії STS-26 використовувалися корпуси, які були на 0,076 мм тонші за стандартні, що дало змогу зменшити вагу прискорювачів на 1800 кг. Після катастрофи «Челленджера», причиною якої стало прогорання ущільнювального кільця через надто низьку температуру навколишнього повітря, корпуси бічних прискорювачів переробили так, щоб герметичність бака була постійною незалежно від температури навколишнього середовища[84].

Допоміжна техніка

[ред. | ред. код]
A recovery boat with a recovered Solid Rocket Booster
Корабель Freedom Star буксирує відпрацьований бічний прискорювач (STS-133) на авіабазу на мисі Канаверал.

Виконання програми «Спейс Шаттл», окрім власне шатлів, потребувало розвинутої інфраструктури та великої кількості транспортних засобів, які полегшували транспортування, будівництво та доступ екіпажу до космічних кораблів. Від Будівлі для складання ракет-носіїв до стартового майданчика шаттли і Мобільна пускова платформа[en] транспортувалися за допомогою гусеничних транспортерів[en].

Перевезення шатлів здійснювалося двома модифікованими літаками Boeing 747 (SCA), які були здатні орбітальний корабель на своїй спині, ззовні фюзеляжу. Перший літак-носій із номером N905NA був вперше запущений у 1975 році та використовувався для транспортування орбітального корабля з Авіабази Едвардс до Космічного центру імені Кеннеді під час усіх місій до 1991 року. Другий SCA (N911NA) був придбаний у 1988 році і вперше використовувався для транспортування корабля «Індевор» від заводу до Космічного центру імені Кеннеді. Після завершення програми «Спейс Шаттл» літак номер N905NA був виставлений в Космічному центрі імені Ліндона Джонсона, а N911NA — в Авіапарку-музеї імені Джо Девіса[en] в Палмдейлі, Каліфорнія[8][5]. Засіб для транспортування екіпажу (Crew Transport Vehicle, CTV) являв собою модифікований телетрап, за допомогою якого астронавти могли вийти з орбітального корабля після приземлення, де вони проходили медичні огляди після завершення місії[9]. «Астрофургон» — фургон для перевезення астронавтів[en] — використовувався у дні запусків для перевезення астронавтів від кают екіпажу в Операційно-підготовчому корпусі[en] на стартовий майданчик[10]. Залізниця НАСА[en] (NLAX) складалася з трьох локомотивів, які перевозили сегменти бічних прискорювачів від Залізниці східного узбережжя Флориди[en] в Тітусвіллі до Космічного центру імені Кеннеді[12].

Конструктивні ідеї та їх реалізація

[ред. | ред. код]

Спейс-шатл запускався у космос за допомогою ракет-носіїв, здійснював маневри на орбіті як космічний корабель і сідав як планер. Планувалося, що спейс-шатли будуть снувати, як човники, між навколоземною орбітою та Землею, доставляючи корисні вантажі в обох напрямках. Довжина спейс-шатла — 32,2 м, розмах крил — 23,8 м.

Усього з 1975 по 1991 було побудовано п'ять шатлів:

Космічний човник «Діскавері» в ніч на 12 липня 2005 року перед стартом місії STS-114.

8 липня 2011 року спейс шатл «Атлантіс» здійснив свій останній політ STS-135.

При розробці передбачалося, що кожен із шатлів матиме змогу до 100 разів стартувати в космос. На практиці ж вони використовувались значно рідше.

Загальні витрати на програму до 2006 року склали $160 млрд американських доларів. До 2010 року було виконано 131 запуск. Середні витрати на один політ — $1,3 млрд американських доларів.

На травень 2010 року найбільше польотів — 39 — здійснив шатл «Діскавері».

Підсумки

[ред. | ред. код]

За 30 років експлуатації п'ять шатлів здійснили 135 польотів. Загалом всі шатли здійснили 21 152 витка навколо Землі і пролетіли 872,7 млн км (542 398 878 миль). На шатлах в космос було піднято 1,6 тис. тонн (3,5 млн фунтів) корисних вантажів. 355 астронавтів і космонавтів літали на шатлах в космос.

Цікаві факти

[ред. | ред. код]
Зовнішні відеофайли
1. Як посадити «Спейс Шатл» … з космосу // Канал «Цікава наука» на YouTube, 9 жовтня 2020.
  • Перший старт шатла відбувся якраз в двадцяту річницю старту Гагаріна — 12 квітня 1981 року. Це був перший в історії світової космонавтики випадок польоту корабля нового типу відразу із екіпажем, без попередніх безпілотних запусків. Справа у тому, що шатл без людини на борту не міг приземлитися.
програма гальмування в атмосфері Space Shuttle
програма гальмування в атмосфері Space Shuttle[85]

Див. також

[ред. | ред. код]
Приземлення космічного човника «Атлантіс»

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Відповідно до §89 правопису української мови, подвоєні приголосні зберігаються у власних назвах, але не зберігаються у загальних назвах іншомовного походження.

Джерела

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Mike Wall (5 липня 2011). Програма човників НАСА коштувала 209 мільярдів доларів — чи була вона того варта?. Space.com. Архів оригіналу за 14 лютого 2018. Процитовано 25 грудня 2017.(англ.)
  2. ↑ John M. Logsdon (6 липня 2011). Чи була програма Space Shuttle помилкою?. technologyreview.com. с. 2. Архів оригіналу за 16 жовтня 2015. Процитовано 25 грудня 2017. [Архівовано 2015-10-16 у Wayback Machine.](англ.)
  3. ↑ а б Тридцять років реалізації програми «Спейс Шаттл» [Архівовано 12 лютого 2015 у Wayback Machine.] // Радіо «Свобода», 07.07.2011.
  4. ↑ Відмовившись від російських «Союзів», NASA зекономить по $12 млн на кожному астронавті [Архівовано 12 лютого 2015 у Wayback Machine.] // espresso.tv, 27.01.2015.
  5. ↑ а б Останній космічний політ 'Атлантіса' // BBC Ukrainian, 19.07.2011.
  6. ↑ NASA оголосила про початок випробувань нового багаторазового корабля Orion [Архівовано 12 лютого 2015 у Wayback Machine.] // УНН, 12.10.2014.
  7. ↑ а б НАСА призупиняє співпрацю з Роскосмосом через Крим // BBC Ukrainian, 03.04.2014.
  8. ↑ а б 2.1.4: Космічні апарати. LibreTexts - Ukrayinska (англ.). 26 жовтня 2022. Процитовано 15 серпня 2024.
  9. ↑ а б https://conference.nau.edu.ua/index.php/SUO/Confs_14/paper/viewFile/2214/1448
  10. ↑ а б Цікава наука (9 жовтня 2020), Як посадити "Спейс Шатл"... з космосу [Bret Copeland], процитовано 15 серпня 2024
  11. ↑ Прототип європейського шатлу готовий до старту [Архівовано 12 лютого 2015 у Wayback Machine.] // Перший національний, 10.02.2015.
  12. ↑ а б https://mon.gov.ua/storage/app/media/zagalna%20serednya/Pravopys.2019/ukr.pravopys-2019.pdf, § 128, п. 3.
  13. ↑ https://mon.gov.ua/storage/app/media/zagalna%20serednya/Pravopys.2019/ukr.pravopys-2019.pdf, § 128, п. 1.
  14. ↑ а б https://web.archive.org/web/20200531171908/https://history.nasa.gov/SP-4407/vol4/cover.pdf
  15. ↑ published, Tariq Malik (21 липня 2011). NASA's Space Shuttle By the Numbers: 30 Years of a Spaceflight Icon. Space.com (англ.). Процитовано 16 серпня 2024.
  16. ↑ Demo-2: Launching Into History - NASA (амер.). Процитовано 20 серпня 2024.
  17. ↑ published, Mike Wall (28 червня 2011). How the Space Shuttle Was Born. Space.com (англ.). Процитовано 21 серпня 2024.
  18. ↑ https://archive.org/details/riseofrocketgirl0000holt/page/237
  19. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 21 серпня 2024.
  20. ↑ Reed, R. Dale; Lister, Darlene; Huntley, J. D. (1 січня 1997). Wingless Flight: The Lifting Body Story (англ.). ISBN 978-0-16-049390-4.
  21. ↑ Nasa Space Shuttle Owners Workshop Manual An Insi. goldpdf.site (англ.). Процитовано 22 серпня 2024.
  22. ↑ а б http://www.astronautix.com/data/8812shcf.pdf
  23. ↑ Шаттли. Програма Спейс Шаттл. zoo-vse.ru. Процитовано 23 серпня 2024.
  24. ↑ INTRODUCTION TO FUTURE LAUNCH VEHICLE PLANS [1963-2001]. www.pmview.com. Процитовано 23 серпня 2024.
  25. ↑ а б Nasa Space Shuttle Owners Workshop Manual An Insi. goldpdf.site (англ.). Процитовано 23 серпня 2024.
  26. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 25 серпня 2024.
  27. ↑ Space Task Group Report, 1969. web.archive.org. 14 січня 2016. Процитовано 25 серпня 2024.
  28. ↑ Maxime A. Faget - NASA (амер.). 10 серпня 2015. Процитовано 26 серпня 2024.
  29. ↑ https://patentimages.storage.googleapis.com/eb/f9/60/879c61bb6df70a/US3702688.pdf
  30. ↑ https://www.nasa.gov/history/history-publications-and-resources/nasa-history-series/exploring-the-unknown/
  31. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 27 серпня 2024.
  32. ↑ SPACE SHUTTLE PROGRAM HISTORY | Spaceline (амер.). Процитовано 29 серпня 2024.
  33. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 29 серпня 2024.
  34. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 30 серпня 2024.
  35. ↑ а б Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  36. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 1 вересня 2024.
  37. ↑ а б в Baker, David (April 2011). NASA Space Shuttle: Owners' Workshop Manual. Somerset, UK: Haynes Manual. ISBN 978-1-84425-866-6.
  38. ↑ STS-1 і STS-2 були єдиними місіями програми «Спейс Шаттл», у яких зовнішній бак вкривали білим вогнетривким покриттям. У подальших місіях з метою зменшення маси латексне покриття не використовувалося, і зовнішній бак став помаранчевим.
  39. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 4 вересня 2024.
  40. ↑ This Week in NASA History: Space Shuttle Program’s First Mated Vertical Ground Vibration Test Performed at Marshall - Oct. 4, 1978 - NASA (амер.). Процитовано 4 вересня 2024.
  41. ↑ а б в г д е Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  42. ↑ 'Yeeeow!' and 'Doggone!' Are Shouted on Beaches as Crowds Watch Liftoff. archive.nytimes.com. Процитовано 5 вересня 2024.
  43. ↑ а б White, Rowland (2016). Into the Black. New York: Touchstone. ISBN 978-1-5011-2362-7.
  44. ↑ Exploring the Unknown - NASA (амер.). Процитовано 6 вересня 2024.
  45. ↑ Sivolella, Davide (9 червня 2017). The Space Shuttle Program: Technologies and Accomplishments (англ.). Springer. ISBN 978-3-319-54946-0.
  46. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space shuttle: the history of the National Space Transportation System: the first 100 missions (вид. 3rd ed). Cape Canaveral, Fla: D.R. Jenkins. ISBN 978-0-9633974-5-4. OCLC 46825711.
  47. ↑ Wayback Machine. web.archive.org. 19 вересня 2020. Процитовано 8 вересня 2024.
  48. ↑ а б в г д е ж Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  49. ↑ Space Shuttle Astronaut Qualifications | Spaceline (амер.). Процитовано 11 вересня 2024.
  50. ↑ а б NASA Space Shuttle — Owners manual — Haynes
  51. ↑ а б в Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  52. ↑ Baylor, Michael (23 вересня 2024). Content Use Policy. NASASpaceFlight.com (амер.). Процитовано 24 вересня 2024.
  53. ↑ Baker, David (April 2011). NASA Space Shuttle: Owners' Workshop Manual. Somerset, UK: Haynes Manual. ISBN 978-1-84425-866-6.
  54. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II-40. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  55. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II-304, 319. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  56. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II-40 . Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  57. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II-86. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  58. ↑ John F. Kennedy Space Center - Space Shuttle Facts and Statistics - Extended Duration Missions. web.archive.org. 23 червня 2006. Процитовано 27 вересня 2024.
  59. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II-87–88. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  60. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, III-366–368 . Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  61. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  62. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, 434—435. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  63. ↑ Spacelab joined diverse scientists and disciplines on 28 Shuttle missions | Science Mission Directorate. web.archive.org. 24 грудня 2018. Процитовано 29 вересня 2024.
  64. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013,  II-177-183 . Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  65. ↑ Baker, David (April 2011). NASA Space Shuttle: Owners' Workshop Manual, 106—107. Somerset, UK: Haynes Manual. ISBN 978-1-84425-866-6.
  66. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013,  II–80. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  67. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II–112–113. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  68. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System,  с. 395. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  69. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, 421—422. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  70. ↑ NASA: Polyurethane Foam used on Space Shuttle • Dura Foam Roofing. Dura Foam Roofing (амер.). 25 травня 2011. Процитовано 7 жовтня 2024.
  71. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, 422. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  72. ↑ Jenkins, Dennis R. (2016). Space Shuttle: Developing an Icon — 1972—2013, II-210. Specialty Press. ISBN 978-1-58007-249-6.
  73. ↑ https://web.archive.org/web/20170205100049/https://www.jsc.nasa.gov/history/reference/TM-2011-216142.pdf
  74. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, 422. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  75. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, 423—424. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  76. ↑ https://web.archive.org/web/20130406193019/http://www.nasa.gov/returntoflight/system/system_SRB.html
  77. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, 425—429. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  78. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, стор.  425—426. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  79. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, стор.  427. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  80. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, стор. 428. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  81. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, стор. 425. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  82. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, стор. 430. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  83. ↑ Baker, David (April 2011). NASA Space Shuttle: Owners' Workshop Manual. Somerset, UK: Haynes Manual, стор. 124. ISBN 978-1-84425-866-6.
  84. ↑ Jenkins, Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System, стор. 425—426. Voyageur Press. ISBN 978-0-9633974-5-4.
  85. ↑ https://ia801001.us.archive.org/17/items/DTIC_ADA170960/DTIC_ADA170960.pdf page 5.101

Посилання

[ред. | ред. код]
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Space Shuttle

[Архівовано 8 квітня 2007 у Wayback Machine.]

Космос Це незавершена стаття про космос або космічний політ.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Спейс_Шаттл&oldid=43859398