Совалкови полети. Неосъществени надежди: какво беше планирано и какво се случи в програмата на космическата совалка

Бях вдъхновен да напиша тази статия от множество дискусии във форуми и дори статии в сериозни списания, в които попаднах на следната позиция:

„САЩ активно развиват противоракетна отбрана (изтребители от 5-то поколение, бойни роботи и др.). охрана! В крайна сметка те не са глупаци, те знаят как да броят пари и няма да правят глупости ??? ”

Глупаците не са глупаци, но винаги са били над покрива с измама, глупост и са "пили тестото" - просто трябва да се вгледате по-отблизо в мегапроектите на САЩ.

Те непрекъснато се опитват да създадат чудо-оръжие или такава чудодейна технология, която да засрами всички врагове/конкуренти за дълго време и да ги накара да треперят от немислимата технологична мощ на Америка. Правят зрелищни презентации, изливат невероятни данни, надигат огромна вълна в медиите.

Всичко винаги завършва по банален начин - успешна измама на данъкоплатците в лицето на Конгреса, избиване на огромни суми пари и катастрофален резултат.

Например, историята на програматакосмическа совалка е едно от типичните американски преследвания на химера.

Тук, на всички етапи, от формулирането на проблема до експлоатацията, ръководството на НАСА направи поредица от груби грешки / машинации, които в крайна сметка доведоха до създаването на фантастично неефективна совалка, ранното затваряне на програмата и погреба развитието на националната орбитална станция.

Как започна всичко:

В края на 60-те години на миналия век, още преди кацането на Луната, в Съединените щати е взето решение за ограничаване (и след това закриване) на програмата Аполо. Производствен капацитетзапочна бързо да намалява, стотици хиляди работници и служители подлежаха на уволнение. Огромните разходи за войната във Виетнам и космическата/военната надпревара със СССР подкопаха бюджета на САЩ и се очертаваха един от най-тежките икономически спадове в тяхната история.

Финансирането на НАСА се намалява всяка година все повече и повече и бъдещето на американското изследване на космоса е застрашено. В Конгреса нарастват гласове на критици, които казват, че НАСА безсмислено хвърля парите на данъкоплатците на вятъра в момент, когато най-важните социални елементи в националния бюджет са недостатъчно финансирани. От друга страна, целият свободен свят със затаен дъх следеше всеки жест на факлите на демокрацията и чакаше грандиозното космическо поражение на тоталитарните руски варвари.

В същото време беше ясно, че СССР няма да се откаже от конкуренцията в космоса и че дори успешното кацане на Луната не може да бъде причина да почиваме на лаврите.

Трябваше спешно да се реши какво да се прави по-нататък. За тази цел под егидата на президентската администрация беше създадена специална работна група от учени, която се занимаваше с разработването на по-нататъшни планове за развитие на американската космонавтика.

Тогава вече беше очевидно, че СССР върви по пътя на развитието на технологията на орбиталните станции (ОС), докато участието в лунната надпревара беше активно отричано от съветската власт.

И така, през 1968 г., Союз-4 и Союз-5 са акостирали в орбита и е направен преход през открито пространство от един кораб към друг. По време на прехода космонавтите разработиха действията за извършване на монтажни работи в космоса и целият проект беше рекламиран като „първата в света експериментална орбитална станция“. Цялата световна преса беше изпълнена с възхитени отговори. Скачването на "Союз" беше оценено от някои дори по-високо от прелитането на Аполо 8 покрай Луната.

Такъв голям резонанс вдъхнови ръководството на СССР и в 69-ия полет на три „Съюза“ започна наведнъж. Двама трябваше да акостират, а третият да лети наоколо, правейки грандиозен репортаж. Тоест играта за публиката беше ясно замислена. Но планът не се получи, автоматизацията се провали и не беше възможно да се скачва. Въпреки това беше натрупан ценен опит във взаимното маневриране в орбита, проведен е уникален експеримент по заваряване / запояване във вакуум и беше разработено взаимодействието на наземните служби с кораби в орбита. Така груповият полет беше обявен като цяло за успешен и след кацането на космонавтите на митинга Брежнев вече официално обяви, че „орбиталните станции са основният маршрут в космонавтиката“.

На какво би могла да се противопостави Америка? Всъщност проектът за създаване на собствена операционна система започна в Съединените щати много преди тези събития, но почти не се помръдна от мястото си, тъй като всички възможни ресурси бяха насочени към осигуряване на ранно кацане на Луната. Веднага след като A11 най-накрая кацна на Луната, въпросът за изграждането на ОС се издигна до пълна височина в НАСА.

Тогава НАСА реши да изгради възможно най-бързо от наличните разработки на ОС skylab (в два екземпляра), отмени две от последните кацания на Луната, освобождавайки ракетите Сатурн V, за да инжектират тези станции в орбита. С каква бързина построиха Skylab и какви глупости се оказаха - това е отделна песен.

Най-малкото за известно време покриха „дупката“ в това състезание. Но във всеки случай програмата Skylab очевидно беше задънена улица, тъй като ракетите-носители, необходими за нейното развитие, отдавна не са в производство и те трябваше да летят върху остатъците.

Какво се предлагаше

Тогава „Групата за планиране на космическата дейност“ предложи през следващите години (след полета на Skylab) да създаде огромна орбитална станция, с екипаж от десетки души и космическа совалка за многократна употреба до нея, превозваща товари и хора до станцията и обратно . Основният акцент беше поставен върху факта, че планираната совалка ще бъде толкова евтина за експлоатация и надеждна, че полетите на хората в космоса ще станат почти толкова рутинни и безопасни, колкото полетите на гражданските самолети.

(тогава руснаците казват, че ще се избършат със своите еднократни керосинови ракети)

Първоначалният проект на НАСА за изграждането на совалката беше доста рационален:

Те предложиха да се направи космическа транспортна система, състояща се от двукрили, напълно за многократна употребастъпки: "Booster" ("Ускорител") и "Orbiter".

Изглеждаше така: един голям „самолет” носи друг, по-малък, на гърба си. Полезният товар беше ограничен до 11 тона (това е важно!). Основната цел на совалката беше да обслужва бъдещата орбитална станция. Това е голяма ОС, която би могла да създаде достатъчно голям товарен поток в орбита и най-важното - от нея.

Размерът на "Booster" трябваше да бъде съпоставим с размерите на Boeing 747 (дълъг около 80 метра), а размерът на "Orbiter" - като на Boeing 707 (около 40 метра). И двете сцени трябваше да бъдат оборудвани с най-много най-добрите двигатели-кислород-водород. След излитане, Booster, след като разпръсне Orbiter, ще се отдели наполовина и ще се върне/планира в базата.

Разходите за изстрелване на такава совалка биха били около 10 милиона долара (в цените от онези години), при доста чести полети, 40-60 пъти годишно. (за сравнение, цената на изстрелването на лунния Сатурн-5 тогава беше 200 милиона долара)

Естествено, Конгресът/администрацията хареса идеята за създаване на такъв евтин и лесен за управление орбитален транспорт. Нека икономиката е на предела си, черните разбиват градовете, но ние пак ще се стегнем, ще направим супер нещо, ама тогава е като да лети-а-е-е-е-м!

Всичко това е прекрасно, но НАСА искаше поне 9 милиарда долара, за да създаде само суперсовалка, а правителството се съгласи да отпусне само 5 и дори тогава само при условие за активно участие във финансирането на военните. И те отказаха да дадат пари на голяма станция изобщо, като се има предвид този милиард за програмата от 2 станции Skylab (които тепърва трябваше да летят) - напълно достатъчно за този момент.

Но НАСА го взе под капака и в крайна сметка роди тази опция:

Първо, за такава дълга странична маневра са необходими мощни крила, които увеличават теглото на совалката. Освен това сега совалката - "Орбитър" нямаше достатъчно вътрешни резервоари за гориво, за да изведе 30 тона товар в орбита. Трябваше да прикача огромен външен резервоар към него.Естествено, този резервоар трябваше да бъде направен за еднократна употреба (много е трудно да се изстреля такава тънкостенна крехка конструкция от орбита непокътната). Освен това възникна проблемът със създаването на най-мощните водородни двигатели, способни да вдигнат целия този колос. НАСА реалистично оцени възможностите в това отношение и намали изискванията за максимална тяга за главните двигатели, като прикрепи два огромни ускорителя на твърдо гориво (TTU) отстрани, за да им помогне. Оказа се, че водородният "Booster" е изчезнал напълно от конфигурацията, израждайки се в обрасли врати от "Катюша".

Така проектът Shuttle окончателно се оформя в своята съвременна форма. С „помощта“ на военните и под прикритието на по-евтина и бърза разработка, насовците осакатиха оригиналния проект до неузнаваемост. Въпреки това той е успешно одобрен през 1972 г. и приет за изпълнение.

Гледайки напред, да кажем, че дори за тази мизерия те все още са похарчили далеч от 5 милиарда, както обещаха. Разработката на совалката до 80-та година им струва 10 милиарда (в цените на 77 години) или около 7 милиарда в цените на 71-та година. Имайте предвид, че идеята за създаване на станция е отложена за неопределен период от време и следователно са разработени нови задачи за новия проект Shuttle.

А именно, целта на совалката беше разсрочена по пътя за уж супер евтиното изстрелване на търговски и военни спътници – всичко подред, от леки до свръхтежки, както и връщане на спътници от орбита.

Тук истината изникна една лоша грешка. По това време спътниците просто не плащаха толкова много за честите изстрелвания на огромна ракета. Но нашите смели учени не бяха на загуба! Те наеха частен изпълнител - фирмата "Математика", която много далновидно прогнозира просто огромни нужди от стартиране в близко бъдеще. Стотици! Хиляди изстрелвания! (кой би се съмнявал в това)

По принцип още на този етап, на етапа на одобрения през 1972 г. проект, беше ясно, че совалката никога няма да се превърне в евтино средство за изстрелване в орбита, дори ако всичко върви като по часовник. В крайна сметка чудеса не се случват - не можете да изтеглите три пъти по-тежък товар в орбита, като харчите все същите 10-15 милиона долара, изчислени за оригиналенмного по-лека и по-модерна система. Да не говорим за факта, че всички изчисления на разходите са дадени за напълно за многократна употребаапарат, който совалката вече не се получава по дефиниция.

И самата идея – всеки път да извеждаме в орбита 100-тонна совалка с хора, само за да доставяме в космоса, в най-добрия случай, десетина-два тона полезен товар – намирисва на абсурд.

Въпреки това, изненадващо, всички цифри и обещания, които бяха оригинални за оригиналния проект, бяха автоматично обявени за кастрирана версия!

Въпреки че загубата на почти всички предимства пред ракетите за еднократна употреба беше очевидна. Например, разходите за спасяване от океана, възстановяване, транспортиране и сглобяване само на ускорители на твърдо гориво се оказаха не много по-малко от разходите за производство на нови.

Между другото, Tiokol Chemical спечели конкурса за разработване на ускорители на твърдо гориво, като подцени реалната цена на транспорта три пъти. Друг малък примерот тонове мухлеж и изпи бюджета, който съпътстваше разработкатакосмическа совалка.

С обещаната безопасност се оказа и пълен шев: ускорителите на твърдо гориво не могат да бъдат спрени след запалване и също така е невъзможно да се стрелят по тях, докато екипажът е лишен от всякакви средства за спасяване при изстрелване. Но на кого му пука? НАСА беше толкова ентусиазирана от разработването на бюджета, че без колебание обяви в Конгреса за постигнатата 100% надеждност на TTU. Тоест катастрофата им изобщо не може да се случи по принцип.

Как да погледнем във водата...

Какво стана накрая

Но дойде неприятността - отворете портата, всичко се оказа още по-забавно, когато ставаше дума за реално развитие и експлоатация.

Нека ви напомня:

Според разработчиците, совалката е трябвало да се превърне в свръхнадеждна и безопасна транспортна система за многократна употреба, с рекордно ниска цена за извеждане на товари и хора в орбита. Честотата на полетите трябваше да бъде увеличена до 50 годишно.

Но на хартия беше гладко...

Таблицата по-долу ясно показва колко „успешна“ се оказа совалката в крайна сметка.

Всички цени са в 1971 долара:

Така че случилото се беше точно обратното.

Не може да се използва повторно

Не е достатъчно надежден и изключително опасен в случай на авария

С рекордно висока цена за достигане до орбита.

Не може да се използва повторно - тъй като след полет на совалката външният резервоар се губи, много критични елементи на системата стават неизползваеми или изискват скъпо възстановяване. а именно:

Възстановяването на бустери с твърдо гориво струва почти половината от разходите за производство на нови, плюс транспорта, плюс поддръжката на инфраструктурата, за да ги хване в океана.

След всяко кацане главните двигатели се подлагат на основен ремонт, дори по-лошо - ресурсът им се оказва толкова нисък, че е необходимо да се произведат до 50 допълнителни главни двигателя за 5 совалки!

Шасито е напълно сменяемо;

Топлозащитното покритие на корпуса след всеки полет изисква продължително възстановяване. (Въпросът е какво тогава наистина може да се използва повторно в систематакосмическа совалка ? остава само тялото на совалката)

Оказа се, че преди всяко изстрелване "многократният" Orbiter се нуждае от дълга, скъпа реставрация, която продължава месеци. Да, плюс самите изстрелвания се отлагат постоянно и за дълго време поради многобройни неизправности. Понякога дори трябва да премахнете възли от една совалка, за да стартирате друга възможно най-бързо. Всичко това лишава MTKS от възможността за чести стартирания (което по някакъв начин може да намали разходите за експлоатация).

Освен това, както вече споменахме, по време на разработката НАСА увери Конгреса, че надеждността на TTU може условно да се счита за 1. Следователно в началото не бяха предоставени спасителни системи и те спестиха доста от това. За което плати екипажът на Challenger.

Самата катастрофа се случи по вина на ръководството на НАСА, което, от една страна, се опита на всяка цена да увеличи честотата на изстрелванията до максимум (за да намали разходите и да изобрази добра мина в лоша игра), а от от друга страна, игнорираха оперативните изисквания за TTU, които не позволяваха изстрелване при минусови температури. А това злощастно изстрелване вече беше отлагано много пъти и по-нататъшното чакане наруши целия полетен график.Затова не им пукаше за температурните условия, дадоха зелена светлина за старта и измръзналото кръстовище уплътнението в TTU, след като загуби еластичност, изгори, спуканата горелка изгори през външния резервоар и .... Бум Бум!

След бедствието Challenger трябваше да бъде укрепен и утежнен, поради което необходимата товароносимост така и не беше постигната. В резултат на това совалката извежда в орбита полезен товар само малко по-голям от нашия Протон.

В допълнение, това бедствие, в допълнение към двегодишно забавяне на полетите, в крайна сметка доведе до прекъсване на много дългоочакваната програма Freedom OS, която между другото струваше 10 милиарда долара за разработване! Поради намалената реална товароносимост, разработчиците на Freedom не можаха да поставят модулите на станцията в товарното отделение.

Що се отнася до катастрофата в Колумбия, проблемите с повредите на ракетата-носител бяха известни от самото начало, но бяха също толкова игнорирани. Въпреки че опасността беше очевидна! И все още съществува, тъй като този проблем не е получил кардинално решение.

В резултат на това днес совалките не излетяха дори 30% от планираните полети и програмата ще бъде затворена до 2010 г., в противен случай вероятността от нова катастрофа е неприемливо висока!

Докато космическите изстрелвания бяха рядкост, въпросът за цената на ракетите-носители не привлече много внимание към себе си. Но с напредването на изследването на космоса то започва да придобива все по-голямо значение. Цената на ракета-носител в общите разходи за изстрелване на космически кораб варира. Ако носителят е сериен и космическият кораб, който изстрелва, е уникален, цената на носителя е около 10 процента от общите разходи за изстрелване. Ако космическият кораб е сериен и носителят е уникален - до 40 процента или повече. Високата цена на космическия транспорт се обяснява с факта, че ракетата-носител се използва само веднъж. Сателитите и космическите станции работят в орбита или в междупланетното пространство, носейки определен научен или икономически резултат, и ракетни степени, които имат сложна структураи скъпо оборудване гори в плътните слоеве на атмосферата. Естествено, възникна въпросът за намаляване на разходите за космически изстрелвания чрез повторно изстрелване на ракети-носители.

Има много проекти на такива системи. Един от тях е космически самолет. Това е крилата машина, която като въздушен лайнер би излетяла от космодрума и след като достави полезен товар на орбита (сателит или космически кораб), ще се върне на Земята. Но все още е невъзможно да се създаде такъв самолет, главно поради необходимото съотношение на масите на полезния товар и общата маса на машината. Много други схеми на самолети за многократна употреба се оказаха икономически неизгодни или трудни за изпълнение.

Въпреки това в Съединените щати те все пак се насочиха към създаването на космически кораб за многократна употреба. Много експерти бяха против такъв скъп проект. Но Пентагонът го подкрепи.

Развитието на системата Space Shuttle („космическа совалка“) започва в САЩ през 1972 година. Тя се основава на концепцията за космически кораб за многократна употреба, предназначен за изстрелване на изкуствени спътници и други обекти в околоземни орбити. Космическата совалка е комбинация от пилотирана орбитална степен, два ракетни ускорителя с твърдо гориво и голям резервоар за гориво, разположен между тези ускорители.

Совалката се изстрелва вертикално с помощта на два ускорителя на твърдо гориво (всеки с диаметър 3,7 метра), както и ракетни двигатели с течно гориво от орбиталната степен, които се захранват от гориво (течен водород и течен кислород) от голямо гориво резервоар. Ускорителите на твърдо гориво работят само в началната част на траекторията. Времето за работа е малко над две минути. На височина 70-90 километра ускорителите се отделят, качват се с парашут във водата, в океана и се теглят до брега, за да се използват отново след възстановяване и презареждане. При влизане в орбита резервоарът за гориво (8,5 метра диаметър и 47 метра дължина) се изпуска и изгаря в плътните слоеве на атмосферата.

Най-сложният елемент на комплекса е орбиталният етап. Прилича на ракета с делта крило. В допълнение към двигателите, в него се помещават пилотската кабина и товарното отделение. Орбиталната стъпала слиза от орбитата като конвенционален космически кораб и се приземява без тяга, само поради повдигащата сила на крилото с малък аспект. Крилото позволява на орбиталната сцена да извърши известна маневра както по обхват, така и по курс и в крайна сметка да кацне върху специална бетонна лента. Скоростта на кацане на етапа е много по-висока от тази на всеки боец. - около 350 километра в час. Тялото на орбиталния етап трябва да издържа на температури от 1600 градуса по Целзий. Топлинният щит се състои от 30922 силикатни плочки, залепени за фюзелажа и плътно прилепнали една към друга.

Космическата совалка е вид компромис както технически, така и икономически. Максималният полезен товар, доставен от совалката в орбита, е от 14,5 до 29,5 тона, а стартовата му маса е 2000 тона, тоест полезният товар е само 0,8-1,5 процента от общата маса на зареждания космически кораб. В същото време тази цифра за конвенционална ракета със същия полезен товар е 2-4 процента. Ако вземем за показател съотношението на полезния товар към теглото на конструкцията, с изключение на горивото, тогава предимството в полза на конвенционалната ракета ще се увеличи още повече. Такава е цената за възможността за поне частично повторно използване на конструкции на космически кораб.

Един от създателите на космически кораби и станции, пилот-космонавт на СССР, професор К.П. Феоктистов, така оценявам икономическа ефективност„Совалка“: „Излишно е да казвам, че не е лесно да се създаде икономична транспортна система. Някои експерти в идеята за "Совалката" също са объркани от следното. По икономически изчисления се оправдава с около 40 полета годишно за една извадка. Оказва се, че само един "самолет" годишно, за да оправдае построяването си, трябва да изведе в орбита около хиляда тона различни товари. От друга страна се наблюдава тенденция към намаляване на теглото на космическите кораби, увеличаване на продължителността на активния им живот в орбита и като цяло за намаляване на броя на изстреляните апарати чрез решаване на набор от задачи за всеки от тях.

От гледна точка на ефективността създаването на многократен транспортен кораб с такава голяма товароподемност е преждевременно. Много по-изгодно е доставянето на орбитални станции с помощта на автоматични транспортни кораби от типа "Прогрес". Днес цената на един килограм товар, изстрелян в космоса от совалката е 25 000 долара, а от "Протон" - 5 000 долара.

Без пряката подкрепа на Пентагона проектът едва ли би могъл да бъде доведен до етапа на полетни експерименти. В самото начало на проекта в щаба на ВВС на САЩ беше създаден комитет за използването на совалката. Взето е решение за изграждане на стартова площадка на совалката във военновъздушната база Ванденберг в Калифорния, от която се изстрелват военни космически кораби. Военните клиенти планираха да използват совалката за изпълнение на широка програма за разполагане на разузнавателни спътници в космоса, системи за радарно откриване и насочване на бойни ракети, за пилотирани разузнавателни полети, създаване на космически командни пунктове, орбитални платформи с лазерни оръжия, за "инспекция" на извънземни в орбита.космически обекти и доставката им до Земята. Совалката се смяташе и за едно от ключовите звена в цялостната програма за създаване на космически лазерни оръжия.

И така, още в първия полет екипажът на космическия кораб Columbia изпълни военна задача, свързана с проверка на надеждността на прицелното устройство за лазерни оръжия. Лазерът, поставен в орбита, трябва да бъде точно насочен към ракети на стотици и хиляди километри от нея.

От началото на 80-те години на миналия век ВВС на САЩ подготвят редица некласифицирани експерименти в полярна орбита за разработване на модерно оборудване за проследяване на обекти, движещи се във въздуха и безвъздушното пространство.

Катастрофата Challenger на 28 януари 1986 г. направи корекции в по-нататъшното развитие на американските космически програми. Challenger отиде на последния си полет, парализирайки цялата американска космическа програма. Докато совалките бяха поставени, сътрудничеството на НАСА с Министерството на отбраната беше под въпрос. Военновъздушните сили на практика разпуснаха групата си астронавти. Съставът на военно-научната мисия, която получи името STS-39 и беше прехвърлена на нос Канаверал, също се промени.

Датите за следващия полет многократно бяха измествани назад. Програмата е възобновена едва през 1990 г. Оттогава совалките редовно извършват космически полети. Те участваха в ремонта на телескопа Хъбъл, полетите до станция Мир и изграждането на МКС.

По времето, когато полетите на совалките се възобновиха в СССР, вече беше готов кораб за многократна употреба, който в много отношения надмина американския. На 15 ноември 1988 г. новата ракета-носител „Енергия“ изстреля космическия кораб за многократна употреба „Буран“ в ниска околоземна орбита. След като направи две орбити около Земята, воден от чудодейни машини, той кацна красиво на бетонната писта на Байконур, като самолет на Аерофлот.

Ракетата-носител „Енергия“ е базовата ракета на цяла система от ракети-носители, образувана от комбинация от различен брой унифицирани модулни степени и способна да изстрелва в космоса ракети-носители с тегло от 10 до стотици тона! Неговата основа, ядрото, е втората стъпка. Височината му е 60 метра, диаметърът е около 8 метра. Има четири ракетни двигателя с течно гориво, задвижвани от водород (гориво) и кислород (окислител). Тягата на всеки такъв двигател към земната повърхност е 1480 kN. Четири блока са закачени по двойки около втория етап в основата му, образувайки първия етап на ракетата-носител. Всеки блок е оборудван с най-мощния в света четирикамерен двигател RD-170 с тяга от 7400 kN близо до Земята.

„Пакетът“ от блокове от първия и втория етап образува мощна, тежка ракета-носител с изстрелно тегло до 2400 тона, носеща полезен товар от 100 тона.

"Буран" има голяма външна прилика с американския "Совалка". Корабът е построен по схемата на самолет без опашка с делта крило с променлив ход, има аеродинамични органи за управление, които работят по време на кацане след връщане към плътните слоеве на атмосферата, руля и елевони. Той успя да направи контролирано спускане в атмосферата със странична маневра до 2000 километра.

Дължината на Буран е 36,4 метра, размахът на крилата е около 24 метра, височината на кораба на шасито е повече от 16 метра. Стартовото тегло на кораба е повече от 100 тона, от които 14 тона гориво. В носовото отделение е поставена херметична изцяло заварена кабина за екипажа и по-голямата част от оборудването за полет като част от ракетно-космическия комплекс, автономен полет в орбита, спускане и кацане. Обем на кабината - повече от 70 кубически метра.

При връщане към плътните слоеве на атмосферата, най-топлинно напрегнатите участъци от повърхността на кораба се нагряват до 1600 градуса, докато топлината, достигаща директно до металната конструкция на кораба, не трябва да надвишава 150 градуса. Следователно "Буран" се отличава с мощна термична защита, която осигурява нормални температурни условия за конструкцията на кораба по време на преминаването на плътни слоеве на атмосферата по време на кацане.

Топлозащитното покритие на повече от 38 хиляди плочки е изработено от специални материали: кварцови влакна, високотемпературни органични влакна, частично въглероден материал. Керамичната броня има способността да натрупва топлина, без да я предава към корпуса на кораба. Общата маса на тази броня беше около 9 тона.

Дължината на товарното отделение Буран е около 18 метра. Неговото огромно товарно отделение може да побере полезен товар с тегло до 30 тона. Там биха могли да се поставят големи космически кораби – големи спътници, блокове от орбитални станции. Теглото на кацане на кораба е 82 тона.

"Буран" оборудван с всички необходими системии оборудване за автоматични и пилотирани полети. Това са средства за навигация и управление, и радио- и телевизионни системи и автоматични устройстватермично управление, и системата за поддържане на живота на екипажа и много, много повече.

Основната задвижваща система, две групи двигатели за маневриране, са разположени в края на опашната част и пред корпуса.

Буран беше отговорът на американската военна космическа програма. Следователно, след затоплянето на отношенията със Съединените щати, съдбата на кораба беше решена.

3 май 2016 г

Един от основните елементи на експозицията на Националния музей на въздухоплаването и космоса Smithsonian (Udvar Hazy Center) е космическата совалка Discovery. Всъщност този хангар е построен на първо място, за да приеме космическия кораб на НАСА след завършването на програмата космическа совалка. По време на периода на активно използване на совалките, учебният кораб Enterprise, използван за атмосферни тестове и като модел за тегло и размери, беше показан в центъра на Udvar Hazey, преди създаването на първата, наистина космическа совалка Columbia.

Космическа совалка Discovery. За 27 години служба тази совалка е била в космоса 39 пъти.

Кораби, построени като част от програмата за космическа транспортна система
диаграма на кораба

За съжаление повечето от амбициозните планове на агенцията така и не се осъществиха. Кацането на Луната решава всички политически задачи на САЩ в космоса по това време и полетите в дълбокия космос не представляват практически интерес. И интересът на публиката започна да намалява. Кой сега веднага си спомня името на третия човек на Луната? По време на последния полет на космическия кораб "Аполо" по програмата "Союз-Аполо" през 1975 г., финансирането на американската космическа агенция беше радикално намалено с решение на президента Ричард Никсън.

САЩ имаха по-належащи притеснения и интереси на Земята. В резултат на това по-нататъшните пилотирани полети на американците като цяло бяха поставени под въпрос. Липсата на финансиране и повишената слънчева активност също доведоха до факта, че НАСА загуби станцията Skylab, проект, който далеч изпревари времето си и имаше предимства дори пред днешната МКС. Агенцията просто нямаше кораби и превозвачи, които да вдигнат навреме орбитата си и станцията изгоря в атмосферата.

Космическа совалка Discovery - лък
Видимостта от пилотската кабина е доста ограничена. Виждат се и носовите дюзи на двигателите за контрол на положението.

Всичко, което НАСА успя да направи по това време, беше да представи програмата за космически совалки като икономически жизнеспособна. Космическата совалка трябваше да поеме както осигуряването на пилотирани полети, изстрелването на спътници, така и техния ремонт и поддръжка. НАСА обеща да поеме всички изстрелвания на космически кораби, включително военни и търговски, които чрез използването на космически кораб за многократна употреба биха могли да доведат проекта до самодостатъчност, при условие на няколко десетки изстрелвания годишно.

Космическа совалка Discovery - крило и захранващ панел
В задната част на совалката, близо до двигателите, се вижда захранващ панел, през който корабът е бил свързан със стартовата площадка, в момента на изстрелване панелът е бил отделен от совалката.

Гледайки напред, ще кажа, че проектът никога не е достигнал самодостатъчност, но на хартия всичко изглеждаше доста гладко (може би е било предвидено), така че парите бяха отпуснати за изграждането и поддръжката на кораби. За съжаление НАСА нямаше възможност да построи нова станция, всички тежки ракети Сатурн бяха изразходвани в лунната програма (последната стартира Skylab) и нямаше средства за изграждането на нови. Без космическа станция, космическата совалка имаше доста ограничено време в орбита (не повече от 2 седмици).

Освен това резервите на кораба за многократна употреба са много по-малки от тези на Съветския съюз за еднократна употреба или американския Аполос. В резултат на това космическата совалка имаше способността да навлиза само в ниски орбити (до 643 км), като в много отношения именно този факт предопредели днес, 42 години по-късно, последният пилотиран полет в дълбокия космос беше и остава Аполон 17 мисия.

Ясно се виждат крепежите на вратите на товарното отделение. Те са доста малки и сравнително крехки, тъй като товарното отделение е отворено само при нулева гравитация.

Космическа совалка Endeavour с отворен товар. Непосредствено зад пилотската кабина се вижда докинг портът за работа като част от МКС.

Космическите совалки успяха да издигнат в орбита екипаж до 8 души и, в зависимост от наклона на орбитата, от 12 до 24,4 тона товар. И, което е важно, за спускане на товари с тегло до 14,4 тона и повече от орбита, при условие че се поберат в товарното отделение на кораба. Съветските и руските космически кораби все още нямат такива възможности. Когато НАСА публикува данни за капацитета на полезен товар на космическата совалка, Съветският съюз сериозно обмисля идеята за отвличане на съветски орбитални станции и превозни средства от космическата совалка. Беше дори предложено да се оборудват съветските пилотирани станции с оръжия за защита срещу евентуална атака на совалки.

Дюзи на корабната система за контрол на ориентацията. По термичната облицовка ясно се виждат следи от последното навлизане на кораба в атмосферата.

Космическата совалка беше активно използвана за орбитални изстрелвания на безпилотни превозни средства, по-специално космическия телескоп Хъбъл. Присъствието на екипажа и възможността за ремонтни работи в орбита позволиха да се избегнат срамни ситуации в духа на Фобос-Грунт. Космическата совалка също работи с космически станции по програмата Mir-Space Shuttle в началото на 90-те години и доскоро доставяше модули на МКС, които не трябваше да бъдат оборудвани със собствена задвижваща система. Поради високата цена на полетите, корабът не можеше напълно да осигури ротацията на екипажите и снабдяването на МКС (според идеята на разработчиците - основната му задача).

Космическа совалка "Дискавъри" - керамична облицовка.
Всяка облицовъчна плочка има собствен сериен номер и обозначение. За разлика от СССР, където се правеха керамични плочки с марж за програмата Буран, НАСА построи цех, в който беше създадена специална машина за сериен номерпроизвеждат плочки с необходимите размери автоматично. След всеки полет няколкостотин от тези плочки трябваше да се сменят.

Схема на полета на кораба

1. Старт - запалване на задвижващите системи от етапи I и II, управлението на полета се осъществява чрез отклоняване на вектора на тягата на двигателите на совалката, а до височина около 30 километра се осигурява допълнително управление чрез отклонение на кормилното управление. Ръчно управлениена етапа на излитане не е предвидено, корабът се управлява от компютър, подобно на обикновена ракета.

2. Разделянето на ускорителите на твърдо гориво става при 125 секунди полет, когато скоростта достига 1390 m/s и височината на полета е около 50 km. За да не се повреди совалката, те са разделени с помощта на осем малки ракетни двигателя на твърдо гориво. На височина 7,6 km усилвателите разгръщат спирачен парашут, а на височина 4,8 km – основните парашути. На 463 секунди от момента на изстрелване и на разстояние 256 км от мястото на изстрелване, твърдотопливните ускорители се разпръскват надолу, след което се изтеглят към брега. В повечето случаи бустерите могат да бъдат заредени и използвани повторно.

Видеозапис от полета в космоса от камерите на твърдо гориво ускорители.

3. При 480 секунди полет външният резервоар за гориво (оранжев) се отделя, като се има предвид скоростта и височината на разделянето, спасяването и повторното използване на резервоара за гориво ще изисква оборудването му със същата термична защита като самата совалка, което в крайна сметка , беше счетено за неподходящо . По балистична траектория танкът попада в Тих или Индийски океан, разпадайки се в плътните слоеве на атмосферата.
4. Излизане на орбиталния кораб в околоземна орбита с помощта на двигателите на системата за контрол на ориентацията.
5. Изпълнение на орбиталната полетна програма.
6. Ретрограден импулс от хидразинови ориентационни тласкачи, слизане от орбитата.
7. Планиране в земната атмосфера. За разлика от Буран, кацането се извършва само ръчно, така че корабът не може да лети без екипаж.
8. Кацайки на космодрума, корабът каца със скорост от около 300 километра в час, което е много по-високо от скоростта на кацане на конвенционалните самолети. За да намалите спирачния път и натоварването на шасито, спирачните парашути се отварят веднага след приземяване.

Задвижваща система. Опашката на совалката е способна да се разклонява, като действа като въздушна спирачка в крайните етапи на кацане.

Въпреки външната прилика, космическият самолет има много малко общо със самолета, той е по-скоро много тежък планер. Совалката няма собствени резерви от гориво за основните двигатели, така че двигателите работят само докато корабът е свързан към оранжевия резервоар за гориво (по същата причина двигателите са монтирани асиметрично). В космоса и по време на кацане корабът използва само двигатели за ориентация с ниска мощност и две маршеви двигатели, захранвани с хидразин (малки двигатели отстрани на главните двигатели).

Имаше планове за оборудване на космическите совалки с реактивни двигатели, но поради високата цена и намаления полезен товар на кораба от теглото на двигателите и горивото, реактивните двигатели бяха изоставени. Подемната сила на крилата на кораба е малка, а самото кацане се извършва единствено чрез използване на кинетичната енергия на слизане. Всъщност корабът е планирал от орбита директно до космодрума. Поради тази причина корабът има само един опит за кацане, совалката вече няма да може да се обърне и да отиде във втория кръг. Ето защо НАСА е изградила няколко резервни ленти за кацане по целия свят за кацане на совалки.

Космическа совалка Discovery - люк на екипажа.
Тази врата се използва за качване и слизане на членове на екипажа. Люкът не е оборудван с въздушна ключалка и е блокиран в пространството. Екипажът извършваше космически разходки, скачвайки се с Мир и МКС през въздушен шлюз в товарния отсек на „гърбът“ на космическия кораб.

Херметичен костюм за излитане и кацане на космическата совалка.

Първите тестови полети на совалките бяха оборудвани с катапултни седалки, което направи възможно напускането на кораба при спешни случаи, след което катапултът беше премахнат. Имаше и един от сценариите за аварийно кацане, когато екипажът напусна кораба с парашути в последния етап от спускането. Характерният оранжев цвят на костюма е избран за улесняване на спасителните операции в случай на аварийно кацане. За разлика от скафандъра, този скафандър няма система за разпределение на топлината и не е предназначен за разходки в космоса. В случай на пълно разхерметизиране на кораба, дори и със скафандър, шансовете да оцелеете поне няколко часа са малко.

Космическа совалка "Дискавъри" - колесник и керамична облицовка на дъното и крилото.

Костюм за работа в открито пространство на програмата Space Shuttle.

катастрофи
От построените 5 кораба 2 загиват заедно с целия екипаж.

Мисия за бедствие на совалката Challenger STS-51L

На 28 януари 1986 г. совалката Challenger експлодира 73 секунди след изстрелването поради повреда на O-пръстена на усилвателя на твърдо гориво, избухвайки през пролуката, огнена струя, разтопяваща резервоара за гориво и причинявайки експлозия на подаването на течен водород и кислород. Екипажът очевидно е оцелял директно при експлозията, но кабината не е била оборудвана с парашути или други спасителни средства и се е разбила във водата.

След катастрофата на Challenger НАСА разработи няколко процедури за спасяване на екипажа по време на излитане и кацане, но нито един от тези сценарии все още не би могъл да спаси екипажа на Challenger, дори ако беше предоставен.

Мисия за бедствие на совалката Колумбия STS-107
Останките от космическата совалка Колумбия изгарят в атмосферата.

Част от термичната обвивка на ръба на крилото беше повредена по време на изстрелване две седмици по-рано от хлабава част от изолационна пяна, покриваща резервоара за гориво (резервоарът е пълен с течен кислород и водород, така че изолационната пяна избягва образуването на лед и намалява изпаряването на горивото ). Този факт беше забелязан, но не беше отдадено необходимото значение, въз основа на факта, че във всеки случай астронавтите могат да направят малко. В резултат на това полетът продължи нормално до етапа на повторно влизане на 1 февруари 2003 г.

Тук ясно се вижда, че топлинният щит покрива само ръба на крилото. (Тук се повреди Columbia.)

Под въздействието на високи температури плочката на термичната обвивка се срути и на височина от около 60 километра високотемпературна плазма проби в алуминиеви конструкциикрило. Няколко секунди по-късно крилото се срина, при скорост около 10 Маха, корабът загуби своята стабилност и беше разрушен от аеродинамични сили. Преди Discovery да се появи в експозицията на музея, на същото място беше изложен и Enterprise (тренировъчна совалка, която извършваше само атмосферни полети).

Комисията за разследване на инцидента изряза за разглеждане фрагмент от крилото на музейния експонат. По ръба на крилото със специално оръдие са изстреляни парчета пяна и се оценяват щетите. Именно този експеримент помогна да се стигне до недвусмислено заключение за причините за бедствието. Човешкият фактор също изигра голяма роля в трагедията; служителите на НАСА подцениха щетите, получени от кораба на етапа на изстрелване.

Едно просто изследване на крилото в космоса може да разкрие щети, но MCC не даде на екипажа такава команда, вярвайки, че проблемът може да бъде решен при завръщането на Земята и дори ако повредата е необратима, екипажът все още не може правете каквото и да е и нямаше смисъл да се тревожите напразно астронавтите. Въпреки че това не беше така, совалката Атлантис се подготвяше за изстрелване, която можеше да се използва за провеждане на спасителна операция. Протокол за спешни случаи, който ще бъде приет за всички следващи полети.

Сред останките беше възможно да се намери видеозапис, който астронавтите направиха при влизане в атмосферата. Официално записът приключва няколко минути преди началото на бедствието, но силно подозирам, че НАСА реши да не публикува последните секунди от живота на астронавтите по етични причини. Екипажът не знаеше за смъртта, която ги заплашва, гледайки плазмата, бушуваща пред прозорците на кораба, един от астронавтите се шегува „Не бих искал да съм навън сега“, без да знае, че това е, което чака целият екипаж само за няколко минути. Животът е пълен с тъмна ирония.

Прекратяване на програмата

Лого на края на програмата Space Shuttle (вляво) и възпоменателна монета (вдясно). Монетите са направени от метал, който е бил в космоса като част от първата мисия на космическата совалка Columbia STS-1.

Смъртта на космическата совалка Колумбия повдигна сериозен въпрос за безопасността на останалите 3 космически кораба, които по това време са били в експлоатация повече от 25 години. В резултат на това последващите полети започнаха да се извършват с намален екипаж, а в резерв винаги имаше още една совалка, готова за изстрелване, която можеше да извърши спасителна операция. В комбинация с изместването на фокуса на правителството на САЩ към комерсиално изследване на космоса, тези фактори доведоха до прекратяването на програмата през 2011 г. Последният полет на совалката беше изстрелването на Атлантис до МКС на 8 юли 2011 г.

Програмата Space Shuttle направи огромен принос за изследването на космоса и развитието на знания и опит за работа в орбита. Без космическата совалка изграждането на МКС би било много различно и едва ли би било близо до завършване днес. От друга страна, има мнение, че програмата Space Shuttle е задържала НАСА през последните 35 години, изисквайки големи разходи за обслужване на совалките: цената на един полет беше около 500 милиона долара, за сравнение, изстрелването на всеки Союз струва само 75-100.

Корабите изразходваха средства, които можеха да бъдат изразходвани за разработване на междупланетни програми и по-обещаващи области в изследването и развитието на космическото пространство. Например, изграждането на по-компактен и по-евтин кораб за многократна употреба или за еднократна употреба, за тези мисии, при които 100-тонна космическа совалка просто не е била необходима. Изоставете НАСА от космическата совалка, развитието на американската космическа индустрия можеше да върви по съвсем различен начин.

Как точно, сега е трудно да се каже, може би НАСА просто нямаше избор и ако нямаше совалки, гражданското изследване на космоса от Америка би могло да спре напълно. Едно е сигурно, до момента космическата совалка е била и остава единственият пример за успешна космическа система за многократна употреба. Съветският Буран, въпреки че е построен като кораб за многократна употреба, отиде в космоса само веднъж, но това е съвсем различна история.

Взето от ленников в Национален аерокосмически музей Смитсониън Виртуална обиколка: Част втора

Щракнете върху бутона, за да се абонирате за Как се прави!

Ако имате продукция или услуга, за която искате да кажете на нашите читатели, пишете на Aslan ( [защитен с имейл] ) и ще направим най-добрия репортаж, който ще бъде видян не само от читателите на общността, но и от сайта Как се прави

Абонирайте се и за нашите групи в фейсбук, вконтакте,съучениции в google+плюс, където ще бъдат публикувани най-интересните неща от общността, плюс материали, които не са тук и видео за това как работят нещата в нашия свят.

Кликнете върху иконата и се абонирайте!