Буран: судьба советского космического челнока

Рабочие параметры

Space Shuttle

Длина 37 метров, диаметр фюзеляжа — около пяти метров. На борт можно взять семь или восемь астронавтов. Если проводить спасательную операцию, то получится запихнуть и одиннадцать человек. Практически космическая маршрутка, только за пролёт передавать не спешат, ведь за всё платит NASA. Пассажирский отсек — более 65 кубических метров, а есть ещё и большой грузовой отсек с невероятным по космическим меркам объёмом в 339.8 кубических метров. Есть рука-манипулятор длиной более 15 метров для космических погрузочно-разгрузочных работ.

МаксимальноШаттл» мог вывести на низкую опорную орбиту 24 400 килограммов полезной нагрузки, что примерно сравнимо с современными версиями тяжёлой ракетыПротон». И не стоит забывать о восьми астронавтах, во все глаза глядящих из иллюминаторов! В общем и целом,Шаттл» большой, даже очень большой.

Буран»

Тут Буран почти копия американца. Длина 36 метров, диаметр фюзеляжа — чуть более пяти метров. Внутренне пространство тоже имеет схожие параметры — 70 кубических метров пассажирского отсека, где могут находиться от двух до десяти человек. Катапультные кресла только у двоих, остальным не положено(на американском челноке не было и такой роскоши). Грузовой отсек слегка меньше американского — примерно 320 кубических метров.

Предполагалось, что на низкую опорную орбитуБуран» сможет вытащить 30 тысяч килограммов груза и вернуть не меньше 20 тысяч — в основном за счёт отличающихся от американских способов взлёта и посадки. Есть и система бортовых манипуляторовАист», поэтому работать сБураном» было бы тоже очень удобно.

По сегодняшним меркам эти возможности с лихвой перекрывают практически все возможные требования для космических миссий. С запасом делались челноки, на перспективу.

ОценкаSpace Shuttle — 5 Буран» — 5

Представление участников

Space Shuttle

Уровень космического позитива был на пике. Лунная программа, развитие пилотируемой космонавтики. Казалось, вот-вот — и до орбитальных станций, где трудятся сотни человек, рукой подать. Требовался космический корабль, способный сновать между орбитой и земными космодромами, как челнок ткацкого станка. В 1970 году стартовала программа по созданию такого транспорта. Назвали его, особо не мудрствуя, Space Shuttle,космический челнок».

Поражает проделанный американцами объём работ: свыше 750 тысяч человеко-лет. Более ста тысяч человек трудились восемь лет, и всё ради создания самого совершенного на тот момент космического транспорта.

Ура — или увы — но документального подтверждения этой версии нет. Для созданияСпейс Шаттла» использовались наработки X-20 Dyna Soar(«Дайна Соар»), пилотируемого космического бомбардировщика, — но и только.

Леталишаттлы» с 1981 по 2011 год. За три десятка лет эксплуатации произвели 135 пусков(из них два окончились катастрофами), а на орбите выполнили множество сложнейших космических миссий, в том числе и обслуживание телескопаХаббл».

Буран»

СССР запустил свою программу многоразовых космических кораблей в 1973 году. Советские специалисты опирались на полученные из Америки данные(ГРУ постаралось в 1975 году). Именно поэтому оба космических корабля похожи друг на друга, как двойняшки. Но сходство всё же только внешнее.

Параллельно сБураном» советская промышленность создавала сверхтяжёлую ракету-носительЭнергия». ФактическиБуран» стал её побочным продуктом. Всего же в создании обоих проектов поучаствовало более одного миллиона человек — поистине всесоюзная стройка.

В воздухБуран» поднялся лишь однажды, в 1988 году, в беспилотном тестовом варианте. Всю работу за космонавтов выполнила автоматика корабля.

История

Название Discovery была выбрана для переноса на традиции , основанной на кораблях разведки, в первую очередь HMS  Discovery , один из кораблей под командованием капитана Джеймса Кука во время его третьей и последней основной рейс из 1776 в 1779, и Генри Хадсон «S Discovery , который был использовался в 1610–1611 годах для исследования Гудзонова залива и поиска Северо-Западного прохода . Другие корабли, носящие это название, включают HMS  Discovery из Британской арктической экспедиции 1875–1876 годов к Северному полюсу и RRS  Discovery , которая в 1901–1904 годах возглавляла экспедицию Discovery в Антарктиду .

Дискавери запустил космический телескоп Хаббла и выполнил вторую и третью миссии по обслуживанию Хаббла. Он также запустил зонд Ulysses и три спутника TDRS . Twice Discovery был выбран в качестве орбитального аппарата «Возвращение в полет» сначала в 1988 году после потери Челленджера в 1986 году, а затем снова для двойных миссий «Возвращение в полет» в июле 2005 и июле 2006 года после катастрофы в Колумбии в 2003 году. Проект Астронавт Меркурия Джон Гленн , которому в то время было 77 лет, в 1998 году летал с Discovery на STS-95 , что сделало его самым старым человеком, побывавшим в космосе.

Если бы планы по запуску полезных грузов Министерства обороны США с базы ВВС Ванденберг были реализованы, Discovery стал бы специализированным шаттлом ВВС США . Его первая миссия на Западное побережье, STS-62-A , была запланирована на 1986 год, но была отменена из-за катастрофы Challenger .

Discovery был отправлен в отставку после завершения его последней миссии, STS-133 от 9 марта 2011 года космический аппарат сейчас экспонируется в Вирджинии на Стивена Удвар-Хейзи , приложение из Смитсоновского института «s Национальный музей авиации и космонавтики .

Отменен в период между первым полетом космического корабля «Шаттл» (1981 г.) и катастрофой » Челленджер» (1986 г.)

В популярной культуре

• Поклонники оригинального телесериала Star Trek в значительной степени ответственны за то, что НАСА назвало первый Space Shuttle Enterprise . В телесериале Star Trek: Enterprise и первый, и второй космические корабли класса NX, построенные людьми , с регистрационными номерами NX-01 и NX-02 соответственно, были названы в честь ранее существовавших космических кораблей НАСА . Название второго корабля впервые было раскрыто в эпизоде ​​3 сезона « E² » как « Колумбия» в честь космического корабля « Колумбия» после его уничтожения 1 февраля 2003 года. На униформе на NX-02 « Колумбия» есть нашивка экипажа с изображением семи звезд. в честь космонавтов, погибших в результате аварии.
• Документальный фильм 1982 года Hail Columbia посвящен первой миссии шаттла.
• Песня Rush 1982 года » Countdown » посвящена запуску STS-1. На презентации присутствовали все три члена группы, и в титрах альбома Signals песня была посвящена «астронавтам Янг и Криппен и всем сотрудникам НАСА за их вдохновение и сотрудничество» .
• Члены экипажа миссии STS-73 ( Кен Бауэрсокс , Кэтрин Г. Коулман , Кэтрин К. Торнтон , Фредерик У. Лесли и Альберт Сакко ) были показаны в телешоу « Обустройство дома » в эпизоде ​​1996 года «Страх полета», а также сцены из миссии шаттла.
• Действие романа Гомера Хикэма « Назад на Луну » 1999 года в основном происходит в Колумбии . Структурные различия между Колумбией и другими шаттлами являются центральными в сюжете.
• В финале первого сезона «Западного крыла » 2000 года » What Kind of Day Has It Been » Колумбия не приземляется вовремя из-за технических проблем с дверным механизмом. На борту корабля находится брат Тоби Зиглера . Шаттл успешно приземляется к концу эпизода.
• В эпизоде «Wild Horses» аниме Cowboy Bebop , то Колумбия спасает Spike в своем космическом корабле, Swordfish , от сжигания в атмосфере после того, как он бежит из топлива и улавливается в гравитации Земли. Columbia только упоминается как скрытый проект характер Doohan работает на протяжении всего эпизода , пока не будет развернута и запуски , чтобы спасти Спайка.

Директоры потока

Директор по потоку отвечал за общую подготовку шаттла к запуску и его обработку после приземления и оставался постоянным руководителем наземного экипажа космического корабля, в то время как летные экипажи астронавтов менялись для каждой миссии. Управляющего потоком каждого шаттла поддерживал менеджер по транспортным средствам того же космического корабля. Руководителями космического корабля » Дискавери» были:

• До 01/1991: Джон Дж. «Тип» Талон-младший (впоследствии Flow-директор Endeavour )
• 01/1991 — 09/1992: Джон К. «Крис» Фейри
• 09/1992 — 10/1996: Дэвид А. Кинг
• 10/1996 — 05/2000: У. Скотт Чиленто
• 12/2000 — 03/2011: Стефани С. Стилсон

Челночные транспортные средства

Художественная концепция обтекателя диаметром 25 футов (7,6 м)

Шаттл-C

Ракета-носитель Heavy Lift была исследована НАСА с целью превратить пусковую установку космического корабля «Шаттл» в специальную грузовую пусковую установку без экипажа. Внешний бак и Space Shuttle Solid Rocket бустеры (SRBs) будет объединен с грузовым модулем , который займет место орбитального челнока и включают Спейс Шаттл главных двигателей . Баллистическая возвратная капсула будет использоваться в качестве конструкции основного двигателя и нести 2-4 SSME, а также установить ступень полезной нагрузки / ускорителя. Его собирали на парашютах в австралийской глубинке или на севере Мексики. Для более точного приземления были добавлены небольшие подъемные крылья. В период с 1984 по 1995 год исследовались различные концепции тяжелой ракеты-носителя, и в конечном итоге она стала известна как Shuttle-C (Shuttle-C не имел баллистической возвратной капсулы и имел одноразовые двигатели).

Концепция Shuttle-C теоретически сократит затраты на разработку тяжелой ракеты-носителя за счет повторного использования технологий, разработанных для программы шаттлов. Также использовалось отработанное оборудование и аппаратура космического корабля «Шаттл». Одно предложение даже включало преобразование Columbia или Enterprise в одноразовую грузовую пусковую установку. До потери космического корабля » Челленджер» НАСА ожидало около 14 полетов шаттла в год. После инцидента с Challenger стало ясно, что такая скорость запуска невозможна по разным причинам. С Shuttle-C считалось, что более низкие требования к техническому обслуживанию и безопасности для беспилотного транспортного средства позволят повысить скорость полета.

Шаттл-C также может запускать неуправляемый лунный посадочный модуль и двигательный модуль, в то время как второй аппарат запускает исследовательский корабль для выполнения лунных миссий.

Шаттл-C будет действовать в качестве экипажа в Международной концепции исследования ресурсов Луны, предложенной в 1993 году.

В начале 1990-х инженеры НАСА, планирующие миссию на Марс с экипажем, включили проект Shuttle-C для запуска шести одноразовых 80-тонных сегментов для создания двух марсианских кораблей на околоземной орбите. После того, как президент Джордж Буш призвал к 2010 году закрыть космический шаттл, эти предложенные конфигурации были отложены.

HLLV

Магнум

Magnum был большой супер большой грузоподъемности ракеты — носителя разработан НАСА «s Marshall Space Flight Center в середине 1990-х годов. Magnum должен был быть ракетой-носителем высотой около 315 футов (96 м) в масштабе Сатурна V и изначально был разработан для выполнения миссии человека на Марс . Он должен был использовать два навесных боковых ускорителя, аналогичные твердотопливным ракетным ускорителям Space Shuttle (SRB), но на жидком топливе. Некоторые конструкции имели накладные ускорители с крыльями и реактивными двигателями, которые позволяли им возвращаться в район старта после того, как они были сброшены в полете. Magnum был разработан для перевозки около 80 тонн полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту (НОО).

Национальная система запуска

Национальная система запуска

Национальная система запуска (или Новая система запуска) была исследованием, санкционированным в 1991 году президентом Джорджем Бушем-старшим, чтобы наметить альтернативы космическому шаттлу для доступа на околоземную орбиту. Вскоре после этого НАСА попросило , McDonnell Douglas и TRW провести десятимесячное исследование.

Было изучено большое количество вариантов ускорителя, внешнего бака и топлива.

Была предложена серия ракет-носителей на основе предлагаемого жидкотопливного ракетного двигателя главного двигателя космического транспорта (STME) . STME должен был быть упрощенной расходной версией двигателя RS-25 . NLS-1 был самым большим из трех предложенных транспортных средств и в качестве основной ступени должен был использовать модифицированный внешний бак Space Shuttle . Резервуар подавал бы жидкий кислород и жидкий водород к четырем STME, прикрепленным к дну резервуара. Полезная нагрузка или вторая ступень могла бы уместиться на верхней ступени активной зоны, а два съемных твердотопливных ракетных ускорителя Space Shuttle были бы установлены по бокам основной ступени, как на Shuttle. Иллюстрации периода предполагают, что предполагались ракеты гораздо большего размера, чем NLS-1, с использованием кратных ступеней основной ступени NLS-1.

Статистика полетов

Орбитальные аппараты

Рейсы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1975 г.

1980 г.

1985 г.

1990 г.

1995 г.

2000 г.

2005 г.

2010 г.

2015 г.

• Предприятие
• Колумбия
• Претендент
• Открытие
• Атлантида
• Стараться

Модернизированные бустеры

В ранних исследованиях рассматривались альтернативные конфигурации ускорителя и внешнего бака, такие как:

• Варианты SRM, которые размещали SRB в линию, но позади внешнего бака (ET)
• Жидкостные ракетные ускорители, водородные и пропановые, для замены SRB
• Бустеры Twin и Catamaran Flyback для замены SRB
• Блок двигателя в кормовой части ET питается от двух топливных баков, где обычно размещаются SRB.
• Рядный интегрированный ускоритель / ET с извлекаемой кормовой гондолой двигателя.
• Тандемные ускорители и инопланетяне в различных восстанавливаемых концепциях
• Один бустер с несколькими инопланетянами (одноразовый и восстанавливаемый)

Проект усовершенствованного твердотопливного ракетного двигателя (ASRM)

НАСА планировало заменить SRB после Challenger новым усовершенствованным твердотопливным ракетным двигателем (ASRM), который будет построен компанией Aerojet на новом объекте, спроектированном субподрядчиком RUST International, на месте закрытой атомной электростанции Tennessee Valley Authority. в Йеллоу-Крик, штат Миссисипи. ASRM создавал бы дополнительную тягу для увеличения полезной нагрузки шаттла, чтобы он мог доставлять модули и компоненты конструкции на МКС. Программа ASRM была отменена в 1993 году после того, как роботизированные сборочные системы и компьютеры были на месте, и было потрачено около 2 миллиардов долларов в пользу продолжения использования SRB после исправления конструктивных недостатков.

Проект NASA / MSFC для извлекаемых жидких ускорителей

Восстанавливаемый жидкий ускоритель

Большое внимание в контракте NASA / MSFC по исследованию роста шаттлов было уделено модернизации извлекаемых жидких ускорителей. У ускорителей будет такая же траектория полета, как у твердотопливных ракетных двигателей, с разделением и развертыванием парашюта для восстановления в Атлантическом океане

Они должны были быть восстанавливаемыми в воде и использовать двери из моллюсков для защиты двигателей от погружения в соленую воду.

Жидкий усилитель обратного хода

Концепция Liquid Flyback Booster появилась в начале 1970-х годов. Оригинальные ускорители Shuttle были массивными пилотируемыми ракетами-носителями с обратным ходом. Концепция изучалась на протяжении 1980-х годов, но была отложена после того, как в результате катастрофы Challenger было остановлено большинство обновлений Shuttle. Концепция ракеты-носителя Flyback была возрождена в 1997 году во время исследования NASA Liquid Flyback Booster Study. От этой концепции отказались из-за огромных сложностей с системами и минимальных улучшений, которые они могли обеспечить. Исследование роста шаттла построено на этом фоне путем детальной разработки концепций конструкции жидкостных ракетных ускорителей.

Ares я ракетоноситель бы использовал пятисегментным SRB

Пятисегментный бустер

До уничтожения космического корабля » Колумбия» в 2003 году НАСА исследовало замену нынешних 4-сегментных SRB либо на 5-сегментную конструкцию SRB, либо их полную замену жидкостными ускорителями «обратного хода» с использованием технологий Atlas V или Delta IV EELV. . 5-сегментный SRB, который потребовал бы незначительных изменений в существующей инфраструктуре шаттла, позволил бы космическому шаттлу нести дополнительные 20 000 фунтов (9 100 кг) полезной нагрузки на орбите с наклоном 51,6 °, исключив опасный «возврат». к месту старта »(RTLS) и« Trans-Oceanic Abort »(TAL) режимы, а также, используя так называемый« маневр изогнутой ноги », летать по полярной орбите с юга на север из Космического центра Кеннеди. После разрушения Колумбии НАСА отложило пятисегментный SRB для программы «Шаттл», а три уцелевших орбитальных корабля, Discovery , Atlantis и Endeavour, были списаны в 2011 году после завершения строительства Международной космической станции . Один пятисегментный инженерно-испытательный двигатель ETM-03 был запущен 23 октября 2003 года.

В рамках программы Constellation на первой ступени ракеты Ares I планировалось использовать пятисегментные SRB — в сентябре 2009 года пятисегментный космический шаттл SRB был запущен статическим выстрелом по земле в испытательном полигоне ATK в пустыне в штате Юта.

После того, как программа Constellation была отменена в 2011 году, новая система космического запуска (SLS) была предназначена для использования пятисегментных ускорителей. Первое испытание SRB для SLS было завершено в начале 2015 года, второе испытание было проведено в середине 2016 года на заводе Orbital ATK в Мысе, штат Юта.

1991–1995

Версии

На протяжении многих лет НАСА работало над уменьшением веса инопланетянина для повышения общей эффективности. На каждый фунт снижения веса (0,45 кг) грузоподъемность космического корабля-шаттла увеличивалась почти на фунт.

Танк со стандартным весом

Оригинальный ET неофициально известен как Standard Weight Tank (SWT) и был изготовлен из алюминиевого сплава 2219 , высокопрочного алюминиево-медного сплава, используемого во многих аэрокосмических приложениях. Первые два, которые использовались для STS-1 и STS-2 , были окрашены в белый цвет, чтобы защитить танки от ультрафиолета в течение длительного времени, которое шаттл проводит на стартовой площадке перед запуском. Поскольку это не оказалось проблемой, компания Lockheed Martin (в то время Martin Marietta) снизила вес, оставив неокрашенную изоляцию в виде спрея ржавого цвета, начиная с STS-3 , что позволило сэкономить примерно 272  кг (600  фунтов ).

После STS-4 несколько сотен фунтов были устранены путем удаления линии антигейзера. Эта линия проходила параллельно с линией подачи кислорода, обеспечивая путь циркуляции жидкого кислорода. Это снижает накопление газообразного кислорода в линии подачи во время предстартовой заправки (загрузка LOX). После оценки данных о загрузке топлива из наземных испытаний и первых нескольких полетов космических шаттлов линия защиты от гейзеров была удалена для последующих миссий. Общая длина и диаметр ЭП остаются неизменными. Последний SWT, пилотируемый на STS-7 , весил около 77 000 фунтов (35 000 кг) в инертном состоянии.

Легкий танк

Шаттл внешний бак на своем пути к сборкам летательных аппаратов

Начиная с миссии STS-6 , был представлен легкий ET (LWT). Этот танк использовался в большинстве полетов шаттлов, а в последний раз использовался во время злополучной катастрофы космического корабля » Колумбия» ( STS-107 ). Хотя резервуары немного различаются по весу, каждый из них весил около 66 000 фунтов (30 000 кг) в инертном состоянии.

Снижение веса от SWT было достигнуто за счет устранения частей стрингеров (структурные ребра жесткости, проходящие по длине водородного бака), использования меньшего количества колец жесткости и модификации основных рам в водородном баке. Кроме того, значительная часть танка была фрезерована по- другому, чтобы уменьшить толщину, а вес задних креплений твердотопливного ракетного ускорителя ET был уменьшен за счет использования более прочного, но более легкого и менее дорогого титанового сплава.

Супер легкий танк

Сверхлегкий танк (SLWT) впервые был запущен в 1998 году на STS-91 и использовался для всех последующих миссий за двумя исключениями ( STS-99 и STS-107 ). SLWT имел в основном ту же конструкцию, что и LWT, за исключением того, что в нем использовался алюминиево-литиевый сплав ( Al 2195 ) для большей части конструкции резервуара. Этот сплав обеспечил значительное снижение веса резервуара (около 7000 фунтов или 3175 кг) по сравнению с LWT. Производство также включало технологию . Хотя все инопланетяне, выпущенные после внедрения SLWT, имели эту конфигурацию, один LWT оставался в инвентаре, который можно было использовать по запросу до конца эры шаттлов. SLWT обеспечил 50% прироста характеристик, необходимого для полета шаттла на Международную космическую станцию . Уменьшение веса позволило орбитальному аппарату доставлять больше полезной нагрузки на .

Баржа Pegasus с ET-119 буксируется в порт Канаверал.

Технические характеристики

SLWT технические характеристики

• Длина: 153,8 футов (46,9 м)
• Диаметр: 27,6 футов (8,4 м)
• Пустой вес: 58500 фунтов (26500 кг)
• Полная взлетная масса: 1 680 000 фунтов (760 000 кг)

LOX танк

• Длина: 54,6 футов (16,6 м)
• Диаметр: 27,6 футов (8,4 м)
• Объем (при 22 фунтах на квадратный дюйм ): 19 541,66  куб. Футов (146 181,8 галлона  США ; 553 358  л )
• Масса LOX (при 22 фунтах на кв. Дюйм): 1387457 фунтов (629340 кг)
• Рабочее давление: 34,7–36,7 фунтов на кв. Дюйм (239–253 кПа) (абсолютное)

Межбаковый

• Длина: 22,6 фута (6,9 м)
• Диаметр: 27,6 футов (8,4 м)

Бак LH ₂

• Длина: 97,0 футов (29,6 м)
• Диаметр: 27,6 футов (8,4 м)
• Объем (при 29,3 фунта на кв. Дюйм): 52 881,61 куб. Футов (395 581,9 галлона США; 1 497 440 л)
• Масса LH ₂ (при 29,3 фунта на кв. Дюйм): 234 265 фунтов (106 261 кг)
• Рабочее давление: 32–34 фунтов на кв. Дюйм (220–230 кПа) (абсолютное)
• Рабочая температура: -423 ° F (-253 ° C)

Рейсы

Колумбия выполнила 28 миссий, набрав 300,74 дня, проведенных в космосе с 4808 орбитами и общим расстоянием 125 204 911,5 миль (201 497 773,1 км) до STS-107.

Несмотря на то , что Колумбия находилась в эксплуатации во время программ « Шаттл-Мир» и Международной космической станции , она не выполняла никаких миссий с посещением космической станции. Остальные три активных орбитальных аппарата в то время побывали и на » Мир», и на МКС по крайней мере один раз. Колумбия не подходила для полетов с большими наклонами.

Знаки отличия миссии и дани

Дань орбитального корабля НАСА для космического корабля » Колумбия»

* Миссия отменена после катастрофы Challenger .

** Миссия, выполняемая Endeavour из-за потери Columbia на STS-107 .