Úvodní stránka | Tato stránka v originále

Program raketoplánu


Raketoplán Columbia, 1981 (NASA)

NASA' s Program raketoplánu je pokračující snaha, začal v pozdní šedesátá léta, to stvořilo svět je nejprve částečně znovu použitelný prostor vypustit systém a první kosmickou loď schopnou nesoucích velkých satelitů oba k a od nízké země orbita. Každý raketoplán je určen pro plánovanou délku života 100 startů. Originální účel programu byl k zásobám převozu ke kosmické stanici. Ve skutečnosti, raketoplán je Spojené státy' chodidlo obsadilo vozidlo startu a má totálně ovládal NASA operace protože střední sedmdesátá léta. S konstrukcí Mezinárodní kosmické stanice raketoplán konečně začal být užitý na jeho účel originálu. V lednu 2004, to bylo oznámil, že kyvadlové loďstvo bylo by nahrazené 2010.

Tabulka s obsahem
1 komponenty
2 statistiky
3 raketoplány
4 kyvadlové rozhodnutí
5 kyvadlového vývoje
6 raketoplán v retrospect
7 kyvadlového popisu
8 kyvadlových nehod
9 předchozích programů
10 externích spojení

Komponenty

Raketoplán sestává ze čtyř hlavních součástí:

Počáteční plány takzvaného prostorového přepravního systému zahrnovaly zatahání prostoru a zvláštní palivové nádrže pro okružní manuvering systémy mezi mnoho jiných pojetí. Žádný z nich udělal to aktuálnímu hardwaru.

Statistiky


Raketoplán Atlantis dopravoval Boeing 747 kyvadlová Carrier letadla (SCA), 1998 (NASA)

Raketoplány

Kyvadlové rozhodnutí

NASA řídil sérii papíru-projekty skrz šedesátá léta na tématu znovu použitelné kosmické lodi nahradit jejich výhodný “speciální” systémy jako Merkur, Blíženec, a Apollo. Zatím Letecké síly měly pokračující zájem na menších systémech s rychlejším otočením-kolem časů, a byl zapojený do jejich vlastních spaceplane projekt volal Dynasoar. V několika příkladech skupiny od obou pracovaly spolu vyšetřovat stav umění.

S vývojem majora Apolla úsilí se uvolňovat ve druhé polovině šedesátých lét, NASA začal vzhlížet k budoucnosti vesmírného programu. Oni si představili ambiciózní program sestávat z velkého prostorového staničního bytí vypuštěného na obrovských posilovačích, sloužil znovu použitelnou logistikou “raketoplán”, oba poskytnutí služeb pro permanantly obsadilo Měsíční kolonii a konečné osazené mise do Marsu.

Nicméně realita měla prohodit a NASA se ocitl se rychle klesajícím rozpočtem. Poněkud než ustoupit a podívat se na jejich budoucnost jako celek daný jejich nová finanční situace, oni pokoušeli se ukládat tolik individuálních projektů jak možný. Mise do Marsu byla rychle odstranil, ale kosmická stanice a raketoplán pokračovali na. Nakonec jen jeden z nich mohl být uložen, tak to stálo k důvodu, že levný kyvadlový systém byl by lepší sázka, protože bez toho velká stanice by nikdy byla dostupná.

Množství designů bylo navrhováno, ale mnoho z nich byl komplexní a se měnil široce v jejich systémech. An pokouší se re-zjednodušit byl vyroben ve formě “DC-3” jedním z párů lidí opuštěných v NASA s politickým vlivem zvládnout to, Maxime Faget, kdo navrhl Rtuťovou kapsli, mezi ostatními. DC-3 byla malá plavidla s 20,000 lbs (nebo méně) užitečné zatížení, čtyři-obsadit osádku a omezené manuverability. U minima, DC-3 stanovila základní čára “přijatelný” (ale ne hrozně pokročilý) systém kterými jinými systémy mohl být srovnáván pro cenu/kompromisy výkonu.

Finální určující okamžik byl když NASA, v zoufalství vidět jejich jediný zbývající projekt ukládal, šel do vojenského letectva pro jeho požehnání. NASA zeptal se že AF umístí všechny jejich budoucích startů na raketoplánu místo toho jejich proudu postradatelné launchers (jako Titán II), na oplátku za kterého oni by už ne museli pokračovat v penězích na útratu aktualizovat ty designy -- raketoplán by poskytoval více než dost schopnosti.

Relucantly leteckých sil souhlasil, ale jediný poté, co požadoval velké zvyšování schopnosti počítat s vypuštěním jejich plánovaných špionážních satelitů (zrcadla jsou těžká). Tito byli docela velcí, vážit odhadoval 40,000 lbs, a potřeboval být dán do polární orbity, který vyžaduje více energie dostat se do než více obyčejný Leo. A protože AF také chtěl být schopný potratit po jediné orbitě (jak dělal NASA), a země u místa startu (unlike NASA), kosmická loď by také vyžadovala schopnost manuver významně k jedné straně jeho okružní dráhy nastavit pro bod katapultování točit pryč od toho chvíle na polární oběžné dráze - v 90 orbity minuty Vandenberg by povýšil 1,000 mílí, zatímco v “normální” rovníková orbita NASA potřeboval rozsah by byl méně než 400. Toto velký ' kříž-rozsah ' schopnost znamenala řemeslo muselo mít větší povzbuzení táhnout poměr než původně plánovaný. Toto vyžadovalo přidání větších, těžších křídel.

Výsledek bylo to jednoduchý DC-3 byl jasně ven obrazu protože to mělo ani kapacitu nákladu ani kříž-postavit letecké síly se domáhal. Ve skutečnosti všechny existující designy byly daleko příliš malé, jak 40,000 lbs dodávka polární orbitě vyrovná k 65,000 doručení lbs k “normální” 28 míry rovníková orbita. Ve skutečnosti nějaké používání designu jednoduchý rovný nebo záhyb-vnější křídla nešel se setkat s křížem požadavky rozsahu tak nějaký budoucí design by vyžadovali komplexnější, těžší trojúhelníkové křídlo.

Horší, nějaké zvyšování váhy horní části vozidla lauch, který jen nastal, vyžaduje ještě větší zvyšování schopnosti nižšího stadia zvyklého na start to. Najednou dvoufázový systém rostl ve velikosti k něčemu větší než Saturn V, a složitost a ceny se vyvíjet to vyletělo.

Zatímco všichni toto dělo se, jiní navrhli úplně jiný přístup k budoucnosti. Oni říkali, že NASA byl lepší pryč používat existující Saturn vypustit jejich kosmickou stanici, dodával a obsazoval používání modifikoval kapsle blížence na vrcholu leteckých sil je novější titán II-M. Cena vývoje pro toto se dívala být značně méně než raketoplán osamocený, a by měl velkou kosmickou stanici na oběžné dráze dříve.

Odpověď uvnitř těch skupin oddaných raketoplánu měla ukazovat to jak dlouho jak vy máte dost startů, rozvojová cena systému by byla ohromená cenou raket vy byste jinak zahazovali. Jeden faktor, který potřebuje být zvažován je inflace ačkoli a v sedmdesátých létech toto bylo vysoké dost to výnos z vývoje musel stát se velmi rychle nebo ty peníze by nikdy platily za sebe. Jinými slovy vy jste potřebovali velice vysoký start míra dělat práci systému.

Ale tam byl žádná cesta že kosmická stanice nebo užitečná zatížení leteckých sil mohli požadovat takové míry (hrubě 1 k 2 na týden), tak oni šli ještě více a navrhovali to všichni budoucí americké starty by se konaly na raketoplánu, jednou postavený. Aby dělal toto cena katapultování raketoplán by musel být nižší než nějaký jiný systém s výjimkou velmi malý, který oni zamítli pro praktické důvody, a velmi velký, který byl vzácný a hrozně drahý rozhodně.

S projektem základní čáry nyní krystalizovat, NASA nastoupil do zaměstnání ačkoli proces trvající stájové finance pro pět roků projekt by oblíbil si se vyvíjet. Tady příliš oni shledali, že sám zvýšeně couvali do rohu.

S bytím rozpočtů stisknutým inflací u domova a Vietnamské války do zahraničí, kongres a administrace obecně nemohli starat se méně o čemkoli jak dlouhodobý jako vesmírný průzkum a proto se dívali dělat další hluboké zářezy k NASAs rozpočtu. Ale s jedním dlouhým termínovým projektem na knihách, tam wasn't hodně oni mohli oddělat podmínky ostrých celkových projektů -- raketoplán byl celá ta byl opuštěn, uřezal to a tam by byl ne nás obsadil vesmírný program 1980.

Místo toho oni se dívali redukovat rok-k-roční ceny vývoje ke stáji zjistí. To je, oni přáli si vidět rozpočty vývoje se rozprostírají přes několik více roků. Toto jde poněkud těžko dělat -- vy nemůžete postavit polovině raketu. Výsledek byl další intenzivní série redesigns ve kterém znovu použitelný posilovač byl nakonec opuštěný jak nemožný k platu pro. Místo toho série jednodušších raket by vypustila systém, a pak klesat pro zotavení. Další změna bylo to palivo pro raketoplán sám byl umístěn ve vnějším tanku místo toho interních tanků od předchozích designů. Toto dovolilo větší užitečné zatížení zátoka v jinak mnohem menší řemeslo, ačkoli to také znamenalo zahazovat tankage po každém startu.

Poslední zbývající debata byla přes povahu posilovačů. NASA díval se na ne méně než čtyři řešení tohoto problému, jeden vývoj existujícího Saturna nižší stadium, další užití “němého” tlaku-krmil motory kapalného paliva nové konstrukce, a konečně jeden velká jediná raketa na tuhé palivo, nebo dva (nebo více) menší. Rozhodnutí bylo nakonec děláno na menších pevných látkách přímo k jejich nižším rozvojovým cenám (rozhodnutí, které bylo znilo celým kyvadlovým programem). Zatímco kapalné fueled systémy poskytovaly lepší performace a zvýšenou bezpečnost, schopnost doručení k orbitě je hodně více funkce horní-představit výkon a váhu než nižší. Peníze byly prostě lépe utracené jinde.

Kyvadlový vývoj

Kyvadlový program byl vypuštěn na 5. ledna, 1972, když prezident Richard M. Nixon oznámil, že NASA by pokračoval ve vývoji znovu použitelného nízkého cenového raketoplánového systému.

Projekt byl už brát delší než původně očekávaný náležitý k roku-k-rok financovat velká písmena. Přesto práce začala rychle a několik článků testu bylo dostupné uvnitř nemnoho roků.

Nejpozoruhodnější mezi tyto byl první dokončit Orbiter, původně být známý jako Ústava. Nicméně masivní vepsaná kampaň na díle fanoušků televizního pořadu Výprava hvězdy přesvědčila Bílý dům změnit jméno k Podnik. Podnik byl vyvalen na 17. září, 1976 a později řídil velmi úspěšnou sérii testů přistání, které byly první skutečné potvrzení schopností plachtění designu.

První plně funkční kyvadlové orbiter byly Columbia, který byl dodán Kennedy vesmírnému středisku na 25. března, 1979 a byl nejprve vypuštěn na 12. dubna, 1981 s osádkou dva. Challenger byl dodán KSC v červenci 1982, Objev byl dodán v listopadu 1983, a Atlantis byl dodán v dubnu 1985. Challenger byl zničen v explozi během startu v lednu 1986 se ztrátou všech sedmi astronautů na desce, a Snaha byl stavěn jako nahrazení (používat náhradní díly původně postavené pro jiné orbiters) a doručoval v květnu 1991. Columbia byla ztracena, se všemi sedmi osádkou, v neštěstí nového vstupu na 1. února, 2003.

Raketoplán v retrospect

Zatímco raketoplán byl rozumně úspěšný start vozidlo, to bylo neschopné uskutečnit jeho cíle radikálně redukčního letu start stojí, zatímco každý let stojí na objednávce $500 milión poněkud než počáteční projekce $10 k $20 milión.

Ačkoli design je radikálně jiný než původní koncept, projekt byl ještě předpokládaný, že se setkává s aktualizovanými AF cíli jako studna jak je hodně levnější k mouše obecně. Co se zkazilo?

Jedna záležitost vypadá, že je inflace. Během sedmdesátých lét nás trpěl nejhorší inflací v současné historii, řízení nahoru stojí asi 200 % 1980. V kontrastu, míra mezi 1990 a 2000 byl jen 34 % celkem. Toto má účinek zvětšovat rozvojové ceny raketoplánu ohromně.

Nicméně toto nevysvětlí vysoké ceny pokračujících operací raketoplánu. Dokonce odpovídat za inflaci ceny startu na originálních odhadech by měly být o $100 milión dnes. Vysvětlit toto vy máte k pohledu na operační detaily udržovat a opravovat kyvadlové loďstvo, který dopadali být ohromně dražší než předvídal.

Když původně koncipovaný raketoplán měl operovat podobný dopravnímu letadlu. Po přistání Orbiter by byl kostkovaný ven a začít “pářit se” ke zbytku systému (ET a SRBs) a být připravený na start v jak malý jako dva týdny. Místo toho tento proces obratu ve skutečnosti trvá měsíce. Toto je náležité, podle pořadí, k pokračoval “zušlechtit” vyšetření proces jako výsledek rozhodnutí hardwaru předstíral, že redukuje krátkodobé rozvojové ceny, které vyústily ve vyšší servisní požadavky který kde obnovený spadem ze ztráty Challenger. Dokonce prosté úkoly nyní vyžadují neuvěřitelná množství papírování. Toto papírování vyplývá ze skutečnosti, že, unlike aktuální postradatelný start vozidla, vesmírná loď je osazená a má žádné systémy útěku mluvit o a proto nějaká nehoda, která by vyústila ve ztrátu posilovače by také skončila ztrátou osádky, která je, samozřejmě, nepřijatelný. Protože ztráta osádky je nepřijatelná, primární ohnisko kyvadlového programu má vrátit osádku do země bezpečně, který může se střetávat s jinými cíli, jmenovitě vypustit satelity levně. Dále, protože tam jsou případy kde tam být ne potratit režimy, žádný potenciální způsob, jak předejít poruše od stávat se kritický, mnoho kusů hardwaru prostě musí fungovat perfektně a tak muset být opatrně prohlédnut před každým letem.

Výsledek je pozoruhodně nahuštěná pracovní síla účet. Je jich tam 25,000 pracovníci v operacích raketoplánu (možná starší číslo), tak jednoduše násobit nějaké číslo, které vy si vyberete pro průměrný roční plat, podělit šest (nebo 4 nebo 7... starty na rok), a tam vy máte to.

Lekce raketoplánu byly viděné jak různý spoléhat se na koho vy se zeptáte. Obecně, nicméně, budoucí návrháři vzhlížejí k systémům se jen jedním stádiem, automatizované sčítání položek, a v některých případech, overdesigned (trvanlivější) tradiční systémy.

Možná nejvíce rozčilující stránka systému raketoplánu má zvažovat účastnictví leteckých sil. Zatímco vina spočívá pouze u noh NASA pro dostávat je zapojený do prvního místa, to bylo požadavky letectva, které přiměly systém, aby byl jak komplexní a drahý jak to je dnes. Ironicky žádný NASA ani letecké síly dostávaly systém, který oni chtěli nebo potřebovaly a letecké síly nakonec připojily ručník a vrátily se k jejich staršímu startu systémy a opustil jejich Vandenburg raketoplán spustit plány. Schopnosti, které nejvíce vážně omezovaly systém raketoplánu, jmenovitě 65,000 užitečného zatížení, velký zátoka užitečného zatížení, a 1000 míle se kříží-rozsah, mít ve skutečnosti, kromě pro zátoku užitečného zatížení, nikdy been použitý.

Kyvadlový popis

Raketoplán sestává ze čtyř hlavních součástí; reuseable orbiter sebe, velký postradatelný externí podporovat tank a pár znovu použitelné pevné látky-podporovat nosné rakety. Palivová nádrž a nosné rakety jsou upustil od během výstupu. Nejdéle raketoplán zůstával na oběžné dráze v jediné misi je 17.5 dny, na misi STS-80 v listopadu 1996.

Raketoplán má velké užitečné zatížení zátoku pokračovat hodně z jeho délky. Užitečné zatížení dveře zátoky mají radiátory tepla připojené na jejich vnitřních plochách, a tak být zůstal otevřený zatímco raketoplán je na oběžné dráze pro teplotní kontrolu. Teplotní kontrola je také udržovaná tím, že nastaví orientaci raketoplánu vztaženého k zemi a slunce. Uvnitř užitečného zatížení zátoka je systém dálkového manipulátora, také známý jak Canadarm, paže robota získala a nasadila užitečná zatížení. Až do ztráty Columbie, Canadarm jen byl zahrnutý na misích kde to bude použité. Protože paže je stěžejní část tepelné ochrany procedury vyšetření nyní vyžadovaly pro lety raketoplánu, to chtít pravděpodobný být zahrnován na všech budoucích letech.

Systém raketoplánu měl četná zlepšení za ta léta.

Orbiter měnil jeho systém tepelné ochrany několikrát v rozkazu uložit váhu a množství práce klidu. Křemenka originálu-umístěný keramické dlaždice potřebují být vyšetřen pro škodu po každém letu a oni také vstřebávají vodu a tak potřebují být chráněn od deště. Pozdnější problém byl zpočátku fixovaný postřikováním tašky s Scotchgard ale zakázkové řešení byli později rozvinutí. Pozdnější mnoho z dlaždic na chladničce části raketoplánu byly nahrazené velkými dekami izolující plsti-jako materiál, který znamená mohutné oblasti (pozoruhodně oblast nákladního přístavu) už ne muset být vyšetřen jak hodně.

Vnitrostátně raketoplán zůstane velmi podobný dobrému návrhu, s výjimkou že letecká elektrotechnika pokračuje být zlepšen. Originální systémy byly “zocelené” IBM 360 počítače připojily se na analogové displeje v kabině pilota podobné současným dopravním letadlům jako DC-10. Dnes kabiny pilota jsou nahrazené “celou sklenicí” systémy a počítače sám jsou mnohokrát rychleji. Použití počítačů Hal/S programovací jazyk. Navíc několik zlepšení bylo vyrobené pro bezpečnostní důvody po Challenger explozi, včetně osádky uniknout systému pro použití v situaci to vyžadovat Orbiter “kopat”. S příchodem kosmické stanice, Orbiter vnitřní vzduchové kapsy jsou nahrazené externími dokovacími systémy počítat s větším množstvím nákladu být uložen na raketoplánu střední-paluba během stanice resupply mise.

Raketoplánové hlavní motory měly několik zlepšení zlepšit spolehlivost a sílu. Toto je proč během startu vy můžete slyšet zvědavé fráze takový jak “jít do plynového pedálu-nahoru u 106 %”. Toto neznamená motory jsou přejeti-limit. 100 % číslo je hladina výkonu pro originální hlavní motory. Skutečný motorový kontraktový požadavek byl pro 109 %. Originální letové motory mohly se ovládat 102 %. 109 % číslo bylo nakonec podáváno v hardwaru letu s blokem II motory v 2001.

Externí tank byl původně namalovaná bílá chránit izolaci to pojistí hodně tanku, ale zlepšení a testování ukázali, že to nebylo požadované. Toto uloží značnou váhu, a proto zvětší užitečné zatížení orbiter může vysílat do orbity. Další váha byla zachráněna sejmutím některá ta interní “stringers” v tanku vodíku, který dokázal být unneeded v letu. Vyplývat “lehký zatížit externí tank” byl používán na obrovské většině misí raketoplánu. STS-91 viděl první let “výborná lehká váha externí tank”. Tato verze tanku je vyrobena z 2195 hliníku-slitina lithia. To váží 7,500 lbs méně než poslední série světla-tanky váhy. Jak raketoplán nemůže letět bezobslužný, každý tato zlepšení byla “testovaná” na operačních letech.

A, samozřejmě, SRBs má podstoupená zlepšení také. Pozoruhodný je sčítání třetiny O-pečeť prstenu ke kloubům mezi částmi, který nastal po Challenger nehodě.

Množství jiných SRB zlepšení bylo plánováno aby zlepšil výkon a bezpečí, ale nikdy přišel být. Tito kulminovali značně jednodušší, nižší cena, pravděpodobně bezpečnější a lepší předvádění Urychlilo posilovač rakety na tuhé palivo který měl mít přihlášenou výrobu v brzy ke středním devadesátým létům podporovat kosmickou stanici, ale byl později zrušen šetřit peníze po $2.2 miliarda byla utracená. Ztráta ASRB programu nutila vývoj SLWT, který poskytuje některé zvýšeného užitečného zatížení chvíle schopnosti ne poskytovat některého bezpečnostních zlepšení. Navíc letecké síly se vyvíjely jejich vlastnit hodně zapalovače jeden-design kusu používat vlákno-systém zranění, ale toto příliš bylo zrušeno.

Kyvadlové nehody

Dva raketoplány byly zničené, oba se ztrátou všech astronautů na desce:

Předchozí programy

Program MerkuraProgram blíženceProgram Apolla

Viz též:

Externí odkazy