Space Shuttle apžvalga

NASA, Space Shuttle programa nuo 1971 iki 2011 metų – konstravimas ir skrydžiai

Space Shuttle pradžia

Kosminis keltas (Space Shuttle) – NASA daugkartinio naudojimo transporto erdvėlaivis. Keltai buvo naudojami, kai NASA vykdė Kosmoso transporto sistemų (Space Transportation System, STS) programą. Norai buvo gražūs – keltai skraidys tarp orbitos apie Žemę ir Žemės gabendami į abi puses naudingus krovinius. Space Shuttle programą nuo 1971 metų kūrė kompanija North American Rockwell ir NASA asocijuotų partnerių grupė. Pagal bendrą paruošimo ir konstravimo programą kartu dirbo NASA ir JAV Karinės Oro Pajėgos. Kuriant Space Shuttle sistemą buvo pasinaudota Apollo programos techniniais sprendimais: kieto kuro greitintuvai, jų atskyrimo sistemos ir kuro teikimas į variklius iš išorinio bako.

Buvo pagaminti 5 Space Shuttle (Discovery, Atlantis, Columbia, Challenger ir Endeavour (pagamintas 1992 metais, pakeitė Challenger), du sunaikinti avarijose 1986 ir 2003 metais, o ekipažai žuvo) ir vienas prototipas (Enterprise, 1977 metais buvo naudojamas testavimui, yra Smitsono (Smithsonian) muziejaus prie Dulles aerouosto eksponatas). Skrydžiai keltais buvo vykdomi nuo 1981 metų balandžio 12 dienos iki 2011 metų liepos 21 dienos. Per tą laiką atlikti 135 skrydžiai.

NASA naudojo 5 Space Shuttle keltus: Discovery, Atlantis, Columbia, Challenger ir Endeavour

1985 metais NASA planavo, jog 1990 metais bus atliekama po 24 Space Shuttle skrydžius per metus, o kiekvienas Space Shuttle atliks po 100 skrydžių į kosmosą. Realiai per 30 metų atlikti 135 Space Shuttle skrydžiai.

Daugiausiai kartų į kosmosą kilo ir leidosi NASA Space Shuttle erdvėlaivis Discovery – 39 kartus

Space Shuttle sistema

Space Shuttle keltą į kosmosą iškelia 2 kieto kuro greitintuvai ir 3 paties kelto varikliai, gaunantys kurą ir oksidatorių iš prikabinto prie Space Shuttle bako.
Pradiniame trajektorijos etape pagrindinę trauką sukuria vėliau numetami kieto kuro greitintuvai. Orbitoje keltas manevruoja savo varikliais, o į Žemę leidžiasi kaip sklandytuvas.

Space Shuttle daugkartinė sistema sudaryta iš trijų dalių arba pakopų:
a) du kieto kuro greitintuvai, veikinatys ~ 2 minutes po starto. Jie greitina ir nukreipia erdvėlaivį, po to ~ 45 km aukštyje atsiskiria ir nusileidžia parašiutais į vandenyną. Po patikrinimo bei remonto, yra užpildomi kuru ir vėl panaudojami.
b) didžiulis bakas su skystu vandeniliu ir deguonimi pagrindiniams Space Shuttle erdvėlaivio varikliams. Bakas yra ir konstrukcinis elementas, prie kurio kabinamas erdvėlaivis ir kieto kuro greitintuvai.
Bakas atskiriamas po ~ 8.5 minučių nuo skrydžio pradžios 113 km aukštyje. Bakas praktiškai visas sudega atmosferoje, nedidelės dalys nukrenta į vandenyną.
c) pilotuojamas erdvėlaivis (orbitinis aparatas – the Orbiter Vehicle arba Orbiter) arba Space Shuttle keltas. Jis orbituoja apie Žemę, iškelia naudingus krovinius yra ekipažo namai ir tyrimų vieta orbitoje.

Space Shuttle Columbia keltas paruoštas skrydžiui. Space Shuttle sistemos dalys: pats keltas, dideliskuro bakas ir 2 greitintuvai

Po skrydžio programos užbaigimo, erdvėlaivis grįžta į Žemę tūpdamas nusileidimo take kaip sklandytuvas. NASA Space Shuttle erdvėlaiviams OV skaičius: Columbia – OV-1020, Challenger – OV-099, Discovery – OV-103, Atlantis – OV-104 ir Endeavour – OV-105.

Space Shuttle ekipažas ir orbita

Mažiausias Space Shuttle ekipažas sudaro iš 2 astronautai – vadas ir pilotas (taip skrido pirmieji Space Shuttle Columbia, skrydžių numeriai STS-1STS-2, STS-3, STS-4).
Didžiausias kelto ekipažas – 8 astronautai (Space Shuttle Challenger, STS-61A, 1985 metai). 1995 metais keltas Atlantis STS-71 nusileido su 8 astronautais. Daugiausia kartų skrido 5 ir 6 astronautų ekipažai. Nepilotuojamų skrydžių, tokių kaip Sovietų Sąjungos vienintelis Buran skrydis, nebuvo. Space Shuttle orbituodavo maždaug 185 – 643 km aukštyje virš Žemės.

Space Shuttle naudingas krovinys

Naudingą krovinį į žemą orbitą apie Žemę iškelia Space Shuttle keltas krovinių skyriuje. Į orbitą, kurios kampas su ekvatoriumi 28° (Canaveral kosmodromo platuma), iškeliamas maksimalus 24.4 tonų naudingas krovinys. Į poliarines orbitas (kampas su ekvatoriumi žymiai didesnis nei 28°) galima iškelti iki 12 tonų naudingą krovinį. Tai liko tik teorija, Space Shuttle į poliarines orbitas nebuvo leidžiami.
Orbitoje apie Žemę erdvėlaivio maksimali masė buvo 120-130 tonų, per 30 skryddžių metų į orbitą iškelta 1370 tonų naudingų krovinių. Iš orbitos apie Žemę Space Shuttle erdvėlaivis galėjo parskraidinti Žemėn iki 14.4 tonų naudingą krovinį.

Space Shuttle skrydžiai

Space Shuttle keltas orbituoti apie Žemę galėjo iki 14 parų, įprastiniai skrydžiai trūkdavo nuo 5 iki 16 parų. Columbia keltas 1981 ir 1996 metais, STS-2 ir STS-80, atliko trumpiausią ir ilgiausią skrydžius: atitinkamai 2 parų 6 valandų ir 13 minučių bei 17 parų 15 valandų 53 minutės. Discovery atliko 39 skrydžius, Atlantis – 33, Columbia – 28, Endeavour – 25 ir Challenger – 10.

Space Shuttle erdvėlaivis Endeavour keliauja 18 km į  Kalifornijos mokslos centrą.

Realus pervežimas

Space Shuttle sukūrimas

STS arba Space Shuttle idėja pateikta 1967 metais, dar iki pilotuojo Apollo programos skrydžio, kaip tolesnė NASA pilotuojamos astronautikos perspektyva po Mėnulio programos užbaigimo. 1968 metų spalio 30 dieną du NASA centrai (Hiustono pilotuojamų erdvėlaivių centras ir Maršalo kosminis centras Hentsvilyje) kreipėsi į JAV kosmoso kompanijas su pasiūlymu išnagrinėti daugkartinės transporto sistemos sukūrimo galimybę, užtikrinant NASA išlaidų sumažinimą intensyviai naudojant tokią sistemą. 1970 metų rugsėjį buvo patvirtintos 2 detalios programos: didžioji ir mažoji.

Didžioji programa numatė: kosminius keltus Space Shuttle; orbitinius buksyrus; didelę kosminę stotį Žemės orbitoje (ekipažas – iki 50 žmonių); mažą kosminę stotį Mėnulio orbitoje; gyvenama bazė Mėnulyje; pilotuojama ekspedicija į Marsą; žmonių išsilaipinimas Marse.

Mažojoje programoje buvo numatyta tik didelė kosminė stotis orbitoje apie Žemę ir kosminis keltas Space Shuttle. Abiejų projektų orbitiniai skrydžiai, stoties aprūpinimas, krovinių gabenimas į stotį tolimoms ekspedicijoms ar erdvėlaivių blokai tolimiems skrydžiams, ekipažų pasikeitimas ir kitos užduotys Žemės orbitoje bus vykdomi naudojantis daugkartine sistema, veliau įvardinta Space Shuttle.