Спейс шаттл

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

(Перенаправлено с Спейс Шаттл)
Перейти к: навигация, поиск
Космический челнок на стартовом столе.
Мыс Канаверал, Флорида, США
Шаттл «Атлантис» приземляется
Гусеничный транспортёр НАСА перевозит космический челнок Discovery к стартовой площадке.

Косми́ческая тра́нспортная систе́ма (англ. Space Transportation System), более известная как Спе́йс ша́ттл (от англ. Space shuttle — косми́ческий челно́к) — американский многоразовый транспортный космический корабль. Шаттл запускается в космос с помощью ракет-носителей, осуществляет манёвры на орбите как космический корабль и возвращается на Землю как самолёт. Подразумевалось, что шаттлы будут сновать, как челноки, между околоземной орбитой и Землей, доставляя полезные грузы в обоих направлениях. При разработке предусматривалось, что каждый из шаттлов должен был до 100 раз стартовать в космос. На практике же они используются значительно меньше. На сегодняшний день (апрель 2009) больше всего полётов — 36 — совершил шаттл «Дискавери».

Содержание

[править] История применения

Программа по созданию шаттлов разрабатывалась компанией North American Rockwell по поручению НАСА с 1971 года.

Шаттл «Колумбия» был первым действующим многоразовым орбитальным аппаратом. Его изготовили в 1979 году и передали Космическому центру НАСА имени Кеннеди. Шаттл «Колумбия» был назван по имени парусника, на котором капитан Роберт Грей в мае 1792 года исследовал внутренние воды Британской Колумбии (ныне штаты США Вашингтон и Орегон). В НАСА «Колумбия» имеет обозначение OV-102 (Orbiter Vehicle — 102). Шаттл «Колумбия» погиб 1 февраля 2003 года (полёт STS-107) при входе в атмосферу Земли перед посадкой. Это было 28-е космическое путешествие «Колумбии».

Второй космический челнок — «Челленджер» был передан НАСА в июле 1982 года. Он был назван по имени морского судна, исследовавшего океан в 1870-е годы. В НАСА «Челленджер» имеет обозначение — OV-099. «Челленджер» погиб при своём десятом запуске 28 января 1986 года.

Третий шаттл — «Дискавери» был передан НАСА в ноябре 1982 года.

Шаттл «Дискавери» был назван по имени одного из двух судов, на которых, в 1770-х годах, британский капитан Джеймс Кук (англ. James Cook) открыл Гавайские острова и исследовал побережье Аляски и северо-западной Канады. Такое же имя («Дискавери») носило одно из судов Генри Хадсона, который в 1610—1611 годах исследовал Гудзонов залив. Ещё два «Дискавери» были построены Британским Королевским Географическим Обществом для исследования Северного полюса и Антарктики в 1875 и 1901 годах. В НАСА «Дискавери» имеет обозначение OV-103.

Четвёртый шаттл — «Атлантис» (Atlantis) вступил в строй в апреле 1985 года.

Пятый шаттл — «Индевор» (Endeavour) был построен взамен погибшего «Челленджера» и принят в эксплуатацию в мае 1991 года. Шаттл «Индевор» был назван также по имени одного из судов Джеймса Кука. Это судно использовалось в астрономических наблюдениях, которые позволили точно установить расстояние от Земли до Солнца. Этот корабль также участвовал в экспедициях по исследованию Новой Зеландии. В НАСА «Индевор» имеет обозначение OV-105.

До «Колумбии» был построен ещё один шаттл — «Энтерпрайз» (Enterprise), который в конце 1970-х годов использовался только как тестовый аппарат для отработки методов посадки и не летал в космос. В самом начале предполагалось назвать этот орбитальный корабль — «Конституция» (Constitution) в честь двухсотлетия американской Конституции. Позже, по многочисленным предложениям зрителей популярного телевизионного сериала «Звёздный путь» (Star Trek), было выбрано имя «Энтерпрайз». В НАСА «Энтерпрайз» имеет обозначение OV-101.

[править] Конструкция

Орбитальный аппарат системы Спейс шаттл.

Шаттл состоит из трех основных компонентов: Орбитальный аппарат (Орбитер, Orbiter), который выводится на околоземную орбиту и который является, собственно, космическим кораблём; большой внешний топливный бак, для главных двигателей; и два твёрдотопливных ракетных ускорителя, которые работают в течение двух минут после старта. После выхода в космос орбитер самостоятельно возвращается на Землю и совершает посадку, как самолёт, на взлётно-посадочную полосу. Твёрдотопливные ускорители приводняются на парашютах и затем используются вновь. Внешний топливный бак сгорает в атмосфере.

[править] Длительность полета

Стыковка шаттла «Атлантис» и орбитальной станции «Мир».

Шаттл рассчитан на двухнедельное пребывание на орбите. Самое длинное космическое путешествие совершил шаттл «Колумбия» в ноябре 1996 года (полёт STS-80) — 17 суток 15 часов 53 минуты. Самое короткое космическое путешествие совершил шаттл «Колумбия» в ноябре 1981 года (полёт STS-2) — 2 дня 6 часов 13 минут. Обычно полёты шаттлов продолжаются от 5 до 16 суток.

[править] Экипаж

Наименьший экипаж шаттла состоит из двух астронавтов — командира и пилота. Наибольший экипаж шаттла — восемь астронавтов. Обычно в экипаж входят от пяти до семи астронавтов. Беспилотных запусков не было.

[править] Орбиты

Орбита шаттлов располагается на высоте приблизительно в пределах от 185 километров (115 миль) до 643 километров (400 миль).

[править] Полезная нагрузка

Доставляемая в космос полезная нагрузка орбитальной ступени (орбитального самолета) для низкой околоземной орбиты составляет 24,4 тонны. Максимальный вес загруженного космического корабля на орбите 120—130 тонн. С 1981 года с помощью шаттлов было доставлено на орбиту более чем 1360 тонн полезных грузов.

В общей сложности на апрель 2009 года шаттлы совершили 125 полётов, из них: «Дискавери» — 36, «Атлантис» — 29, «Колумбия» — 28, «Индевор» — 22, «Челленджер» — 10.

[править] Задачи

Корабли Спейс шаттл предназначены для вывода грузов на орбиты высотой 200—500 км, проведения научных исследований, обслуживания орбитальных космических аппаратов (монтажные и ремонтные работы).

Шаттлом «Дискавери» в апреле 1990 года был доставлен на орбиту телескоп Хаббл (полёт STS-31). На шаттлах «Колумбия», «Дискавери», «Индевор» и «Атлантис» были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа Хаббл. Последняя экспедиция шаттла к Хабблу состоялась в мае 2009 года. Так как с 2010 года НАСА запланировала прекратить полеты шаттлов, это была последняя экспедиция человека к телескопу, ибо эти миссии невозможно выполнить какими-либо другими имеющимися космическими аппаратами.

Шаттл «Индевор» с открытым грузовым отсеком.

В 1990-е годы шаттлы принимали участие в совместной российско-американской программе — Спейс шаттл — Мир. Было осуществлено девять стыковок со станцией «Мир».

В течение всех двадцати лет, когда шаттлы были в эксплуатации, они постоянно развивались и модифицировались. Было сделано более тысячи значительных и незначительных модификаций к изначальному проекту шаттла.

Шаттлы играют очень важную роль в осуществлении проекта по созданию Международной космической станции (МКС).

После катастрофы «Колумбии» в эксплуатации остаются три шаттла — «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор». Эти остающиеся шаттлы должны обеспечить достройку МКС до 2010 года. НАСА объявило об окончании эксплуатации шаттлов в 2010 году.

Программа Спейс шаттл, так же как и ответная программа «Энергия-Буран» изначально были ориентированы и для использования в военных целях. Оба космических челнока имеют конструктивные возможности для ядерной бомбардировки с земной орбиты[источник не указан 53 дня]. Внедрение таких систем позволило бы существенно сократить так называемое «подлётное время» для носителей ядерного оружия (до двух с половиной минут, вместо семи).

[править] Технические данные

Размеры Спейс шаттла
Размеры Спейс шаттла по сравнению с «Союзом»
Высота на стартовой позиции 56,14 м
Масса при старте 2045 т
Масса полезного груза 29,5 т
Процент полезного груза от общего веса 1,4 %
Подъёмная сила при старте 30 806 кН (3141 тс)

[править] Твёрдотопливный ускоритель

Основная статья: Боковой ускоритель МТКК Спейс шаттл
Длина 50 м
Диаметр 3,71 м
Общая масса двух ускорителей 1180 т
Подъёмная сила двух ускорителей 25 500 кН (2600 тс)
Удельный импульс 269 с
Время работы 123 с

[править] Внешний топливный бак

Бак содержит топливо и окислитель для трех жидкостных двигателей «SSME» (или «RS-24») на орбитере и не снабжен собственными двигателями.

Длина 47 м
Диаметр 8,38 м
Масса при старте 756 т
Тяга на уровне моря (104,5 %) 5252 кН (535,5 тс)
Удельный импульс 455 с
Время работы 480 с
Топливо жидкий водород
Масса топлива при старте 103 т
Окислитель жидкий кислород
Масса окислителя при старте 616 т

[править] Орбитер

Кроме трех основных двигателей орбитера на старте иногда используются два двигателя системы орбитального маневрирования («OMS»), каждый тягой 27 кН. Топливо и окислитель системы OMS хранятся на челноке, используются на орбите и для возвращения на Землю.

Длина 37,24 м
Размах крыльев 23,79 м
Масса (без полезного груза) 80 т
Общая подъёмная сила при старте 5306 кН (541 тс)
Удельный импульс 316 с[1]
Время работы 1250 с[2]
Топливо метилгидразин (MMH)[1]
Окислитель тетраоксид диазота (N2O4)[1]

[править] Список полётов шаттлов

Каждый пилотируемый полёт по программе «Спейс шаттл» имеет своё обозначение, которое состоит из сокращения STS (англ. Space Transportation System — космическая транспортная система) и порядкового номера полёта шаттла. Например, STS-4 означает четвёртый полёт по программе «Спейс шаттл». Порядковые номера присваивались на стадии планирования для каждого полёта. Но в ходе подготовки многие полёты откладывались или переносились на другие сроки. Часто случалось так, что полёт, запланированный на более поздний срок и имеющий больший порядковый номер, оказывался готовым к полёту раньше, чем другой полёт, запланированный на более ранний срок. Раз присвоенные порядковые номера не изменялись, то и полёты с бо́льшим порядковым номером часто осуществлялись раньше, чем полёты с меньшим номером.

С 1984 года была введена новая система обозначений. Сокращение STS осталось, но порядковый номер был заменен кодовой комбинацией, которая состояла из двух цифр и одной буквы. Первая цифра в этой кодовой комбинации соответствовала последней цифре текущего года, но не календарного, а бюджетного года НАСА, который продолжался с октября по октябрь. Например, если полёт происходит в 1984 году до октября, то берётся цифра 4, если в октябре и позже — цифра 5. Второй цифрой в кодовой комбинации всегда была 1. Обозначение 1 было принято для запусков шаттлов с мыса Канаверал. Ранее планировалось, что шаттлы будут также стартовать с военно-воздушной базы Ванденберг в Калифорнии; для этих стартов планировалась цифра 2. Но до запусков шаттлов с базы Ванденберг дело так и не дошло. Буква в кодовой комбинации соответствовала порядковому номера полёта шаттла в текущем году. Но и этот порядок не соблюдался, так, например, полёт STS-51D состоялся раньше, чем полёт STS-51B.

Пример: полёт STS-51A — состоялся в ноябре 1984 года (цифра 5), это был первый полёт в новом бюджетном году (буква А), шаттл стартовал с мыса Канаверал (цифра 1).

После катастрофы «Челленджера» в январе 1986 года НАСА вернулось к старой системе обозначения.

  1. 12 апреля 1981 «Колумбия» STS-1
  2. 12 ноября 1981 «Колумбия» STS-2
  3. 22 марта 1982 «Колумбия» STS-3
  4. 27 июня 1982 «Колумбия» STS-4
  5. 11 ноября 1982 «Колумбия» STS-5
  6. 4 апреля 1983 «Челленджер» STS-6
  7. 18 июня 1983 «Челленджер» STS-7
  8. 30 августа 1983 «Челленджер» STS-8
  9. 28 ноября 1983 «Колумбия» STS-9
  10. 3 февраля 1984 «Челленджер» STS-41B
  11. 6 апреля 1984 «Челленджер» STS-41С
  12. 30 августа 1984 «Дискавери» STS-41D
  13. 5 октября 1984 «Челленджер» STS-41G
  14. 8 ноября 1984 «Дискавери» STS-51A
  15. 24 января 1985 «Дискавери» STS-51C
  16. 12 апреля 1985 «Дискавери» STS-51D
  17. 29 апреля 1985 «Челленджер» STS-51B
  18. 17 июня 1985 «Дискавери» STS-51G
  19. 29 июля 1985 «Челленджер» STS-51F
  20. 27 августа 1985 «Дискавери» STS-51I
  21. 3 октября 1985 «Атлантис» STS-51J
  22. 30 октября 1985 «Челленджер» STS-61A
  23. 26 ноября 1985 «Атлантис» STS-61B
  24. 12 января 1986 «Колумбия» STS-61C
  25. 28 января 1986 «Челленджер» STS-51L
  26. 29 сентября 1988 «Дискавери» STS-26
  27. 2 декабря 1988 «Атлантис» STS-27
  28. 13 марта 1989 «Дискавери» STS-29
  29. 4 мая 1989 «Атлантис» STS-30
  30. 8 августа 1989 «Колумбия» STS-28
  31. 18 октября 1989 «Атлантис» STS-34
  32. 22 ноября 1989 «Дискавери» STS-33
  33. 9 января 1990 «Колумбия» STS-32
  34. 28 февраля 1990 «Атлантис» STS-36
  35. 24 апреля 1990 «Дискавери» STS-31
  36. 6 октября 1990 «Дискавери» STS-41
  37. 15 ноября 1990 «Атлантис» STS-38
  38. 2 декабря 1990 «Колумбия» STS-35
  39. 5 апреля 1991 «Атлантис» STS-37
  40. 28 апреля 1991 «Дискавери» STS-39
  41. 5 июня 1991 «Колумбия» STS-40
  42. 2 августа 1991 «Атлантис» STS-43
  43. 13 сентября 1991 «Дискавери» STS-48
  44. 24 ноября 1991 «Атлантис» STS-44
  45. 22 января 1992 «Дискавери» STS-42
  46. 24 марта 1992 «Атлантис» STS-45
  47. 7 мая 1992 «Индевор» STS-49
  48. 25 июня 1992 «Колумбия» STS-50
  49. 31 июля 1992 «Атлантис» STS-46
  50. 12 сентября 1992 «Индевор» STS-47
  51. 22 октября 1992 «Колумбия» STS-52
  52. 2 декабря 1992 «Дискавери» STS-53
  53. 13 января 1993 «Индевор» STS-54
  54. 8 апреля 1993 «Дискавери» STS-56
  55. 26 апреля 1993 «Колумбия» STS-55
  56. 21 июня 1993 «Индевор» STS-57
  57. 12 сентября 1993 «Дискавери» STS-51
  58. 18 октября 1993 «Колумбия» STS-58
  59. 2 декабря 1993 «Индевор» STS-61
  60. 3 февраля 1994 «Дискавери» STS-60
  61. 4 марта 1994 «Колумбия» STS-62
  62. 9 апреля 1994 «Индевор» STS-59
  63. 8 июля 1994 «Колумбия» STS-65
  64. 9 сентября 1994 «Дискавери» STS-64
  65. 30 сентября 1994 «Индевор» STS-68
  66. 3 ноября 1994 «Атлантис» STS-66
  67. 3 февраля 1995 «Дискавери» STS-63
  68. 2 марта 1995 «Индевор» STS-67
  69. 27 июня 1995 «Атлантис» STS-71
  70. 13 июля 1995 «Дискавери» STS-70
  71. 7 сентября 1995 «Индевор» STS-69
  72. 20 октября 1995 «Колумбия» STS-73
  73. 12 ноября 1995 «Атлантис» STS-74
  74. 11 января 1996 «Индевор» STS-72
  75. 22 февраля 1996 «Колумбия» STS-75
  76. 22 марта 1996 «Атлантис» STS-76
  77. 19 мая 1996 «Индевор» STS-77
  78. 20 июня 1996 «Колумбия» STS-78
  79. 16 сентября 1996 «Атлантис» STS-79
  80. 19 ноября 1996 «Колумбия» STS-80
  81. 12 января 1997 «Атлантис» STS-81
  82. 11 февраля 1997 «Дискавери» STS-82
  83. 4 апреля 1997 «Колумбия» STS-83
  84. 15 мая 1997 «Атлантис» STS-84
  85. 1 июля 1997 «Колумбия» STS-94
  86. 7 августа 1997 «Дискавери» STS-85
  87. 25 сентября 1997 «Атлантис» STS-86
  88. 19 ноября 1997 «Колумбия» STS-87
  89. 22 января 1998 «Индевор» STS-89
  90. 17 апреля 1998 «Колумбия» STS-90
  91. 2 июня 1998 «Дискавери» STS-91
  92. 29 октября 1998 «Дискавери» STS-95
  93. 4 декабря 1998 «Индевор» STS-88
  94. 27 мая 1999 «Дискавери» STS-96
  95. 23 июля 1999 «Колумбия» STS-93
  96. 19 декабря 1999 «Дискавери» STS-103
  97. 11 февраля 2000 «Индевор» STS-99
  98. 19 мая 2000 «Атлантис» STS-101
  99. 8 сентября 2000 «Атлантис» STS-106
  100. 11 октября 2000 «Дискавери» STS-92
  101. 30 ноября 2000 «Индевор» STS-97
  102. 7 февраля 2001 «Атлантис» STS-98
  103. 8 марта 2001 «Дискавери» STS-102
  104. 19 апреля 2001 «Индевор» STS-100
  105. 12 июля 2001 «Атлантис» STS-104
  106. 10 августа 2001 «Дискавери» STS-105
  107. 5 декабря 2001 «Индевор» STS-108
  108. 1 марта 2002 «Колумбия» STS-109
  109. 8 апреля 2002 «Атлантис» STS-110
  110. 5 июня 2002 «Индевор» STS-111
  111. 7 октября 2002 «Атлантис» STS-112
  112. 24 ноября 2002 «Индевор» STS-113
  113. 16 января 2003 «Колумбия» STS-107
  114. 26 июля 2005 «Дискавери» STS-114
  115. 4 июля 2006 «Дискавери» STS-121
  116. 9 сентября 2006 «Атлантис» STS-115
  117. 10 декабря 2006 «Дискавери» STS-116
  118. 8 июня 2007 «Атлантис» STS-117
  119. 9 августа 2007 «Индевор» STS-118
  120. 23 октября 2007 «Дискавери» STS-120
  121. 7 февраля 2008 «Атлантис» STS-122
  122. 13 марта 2008 «Индевор» STS-123
  123. 31 мая 2008 «Дискавери» STS-124
  124. 15 ноября 2008 «Индевор» STS-126
  125. 15 марта 2009 «Дискавери» STS-119
  126. 11 мая 2009 «Атлантис» STS-125

[править] Стоимость

В 2006 году общие расходы составили $160 млрд, к этому времени было выполнено 115 запусков (см.Стоимость использования космического челнока). Средние расходы на каждый полёт составили $1,3 млрд, но основная часть расходов (проектирование, модернизация и др.) не зависит от числа запусков — поэтому по другим оценкам стоимость каждого полёта составляет $600 млн.

Стоимость запуска грузового аналога — Протон-М с выводимой нагрузкой в 22 т составляет $25 млн.

[править] Интересные факты

  • В октябре 1985 года шаттл Челленджер совершил единственный за всю историю космонавтики восьмиместный полёт. Также это был первый полёт шаттла, финансируемый другой страной — ФРГ, и последний успешный полёт «Челленджера».

[править] Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Данные по системе орбитального маневрирования OMS.
  2. ↑ Максимально возможное время работы двигателей OMS, с учётом возможных включений на орбите.

[править] См. также

[править] Ссылки

п·о·р
Программа «Space Shuttle»
Компоненты Орбитер • РДТТ • Внешний бак • SSME • OMS • RCS • SSRMS Space Shuttle Insignia
Орбитеры Энтерпрайз • Колумбия † • Челленджер † • Дискавери • Атлантис • Индевор
Стартовые комплексы Космический центр Кеннеди LC-39 • База Ванденберг SLC-6
Развитие SDLV • Шаттл C • Арес I • Арес V
Макеты Патфайндер • Эксплорер • Америка
Прочее Полёты по программе «Спейс шаттл» • Режимы аварийного прекращения полёта
п·о·р
Многоразовые транспортные космические корабли

Соединённые Штаты Америки США: «X-20 Dyna Soar»

  

Союз Советских Социалистических Республик СССР: «Спираль»

Соединённые Штаты Америки США: Программа «Space shuttle»

  

Союз Советских Социалистических Республик СССР: Программа «Буран»

  • ОК-ГЛИ (БТС 002, аэродинамическая модель)
  • Буран (1.01, списан, уничтожен в 2002 году)
  • 1.02 (закончен на 95—97 %, не использовался)
  • 2.01 (не закончен)
  • 2.02 (частично разобран)
  • 2.03 (разобран)

Европейский союз Европа: «Гермес», проект остановлен
Япония Япония: HOPE, проект остановлен

Соединённые Штаты Америки США: Программа NASP,
закрыта в 1992 году
Соединённые Штаты Америки США: Программа VentureStar,
закрыта в 2001 году

Союз Советских Социалистических Республик СССР: «Заря» (1987—1989,
завершён выпуск конструкторской документации)
Россия Россия: «Многоцелевая авиационно-космическая система» (МАКС),
проект закрыт в 2006 году
Россия Россия: «Клипер»,
проект закрыт в 2006 году
Соединённые Штаты Америки США:программа «Созвездие» с частично-многоразовым КК «Орион»,
полёты планируются с 2014 года		 Россия Россия: ППТС с частично-многоразовым КК ПТКНП («Русь»),
полёты планируются с 2017 года

Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81_%D1%88%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BB»