Programul Navetei Spațiale
| Programul Navetei Spațiale | |
|---|---|
 | |
| tara de origine | Statele Unite |
| Organizare responsabilă | NASA |
| Domeniul de aplicare | Zboruri orbitale echipate |
| Rezultat | Efectuat |
| Date despre program | |
| Cost | 196 miliarde dolari (2011) |
| Durata programului | 1972–2011 |
| Prima lansare | ALT-12 (12/08/1977) |
| Prima lansare cu echipaj | STS-1 (12/04/1981) |
| Ultima lansare | STS-135 (21/07/2011) |
| Misiuni îndeplinite | 133 |
| Misiuni nereușite | 1 ( STS-51-L ) |
| Misiuni parțial eșuate | 1 ( STS-107 ) |
| Lansarea bazelor | Centrul spațial Kennedy |
| Informații despre vehicul | |
| Vector | Naveta spatiala |
Programul de navetă spațială , oficial Sistemul de transport spațial ( STS ), a fost programul pentru lansarea unui vehicul cu echipaj în spațiu din 1981 până în 2011 al guvernului Statelor Unite . Space Shuttle Orbiter a fost lansat vertical, de obicei cu un echipaj de patru până la șapte astronauți și până la 22 700 kg sarcină utilă pe o orbită terestră joasă . La sfârșitul misiunii, naveta ar putea ieși independent de pe orbită cu ajutorul său Maneuvering System Orbital si re- intra in atmosfera Pamantului. În timpul coborârii și aterizării, Orbiter a acționat ca un vehicul de intrare și planor folosind sistemul RCS și controlul suprafeței zborului pentru a menține altitudinea până la aterizarea la Kennedy Space Center sau la baza aeriană Edwards .
Programul a început oficial în 1972, deși conceptul a fost deja examinat la sfârșitul anilor 1960 și a fost singurul punct central al operațiunilor pilotate de NASA după sfârșitul programului Apollo și a zborurilor Skylab la mijlocul anilor 1970. Naveta a fost concepută inițial și prezentată publicului în 1972 ca un „camion spațial” care urma să fie folosit, printre altele, pentru construcția unei stații orbitale la începutul anilor nouăzeci, care să fie apoi înlocuită de un vehicul nou. Pe măsură ce conceptul de stație spațială americană a evoluat în cel al Stației Spațiale Internaționale (ISS), perioada de serviciu a navetei a fost prelungită de mai multe ori până în 2011, înainte de a fi în cele din urmă retrasă. În 2004, conform viziunii președintelui George W. Bush pentru explorarea spațiului, naveta ar fi trebuit folosită aproape exclusiv pentru a finaliza construcția ISS în acea perioadă, foarte târziu.
Primul orbitator experimental, Enterprise , construit exclusiv pentru testele de abordare și aterizare a fost livrat în 1976, în timp ce Columbia a fost primul care a zburat în spațiu ( misiunea STS-1 ). La 12 aprilie 1981. STS-135 al Atlantidei a fost ultima misiune a programului Navetei Spațiale care s-a încheiat oficial la 31 august 2011. [1]
Retragerea Navetei a pus capăt unei ere în care toate activitățile spațiale din Statele Unite au fost efectuate de un singur vehicul și o singură organizație. Funcțiile acoperite de Shuttle timp de treizeci de ani vor fi îndeplinite nu de unul, ci de mai multe tipuri de vehicule, inclusiv de Boeing X-37 , un vehicul fără pilot dezvoltat pentru Forțele Aeriene ale Statelor Unite . Până la sfârșitul anului 2012, misiunile de realimentare pentru ISS au fost efectuate de vehicule private în cadrul programului de servicii comerciale de aprovizionare, utilizând vehiculele Dragon parțial reutilizabile și, în viitor, vehiculele Cygnus care nu sunt refolosibile. Echipajele ISS sunt expediate folosind Soyuz rus. Pentru misiuni dincolo de orbita joasă, NASA dezvoltă nava spațială Orion .
Începerea programului: alegerea Navetei
În anii 1960, NASA a elaborat câteva planuri pentru a dezvolta o navetă spațială compusă din piese refolosibile , cu care să înlocuiască rachetele care pot fi utilizate o singură dată, precum cele utilizate în programele Mercur , Gemeni și Apollo .
În aceeași perioadă, Forțele Aeriene s-au interesat de sistemele mici cu cei mai rapizi timpi de reacție și s-au implicat în proiectul NASA al avionului spațial, X-20 Dyna-Soar , consolidând o colaborare îndelungată cu agenția spațială.
După marele efort cerut de Programul Apollo în a doua jumătate a anilor 1960, NASA începe să privească spre viitorul programului spațial. El intenționează să utilizeze nave spațiale reutilizabile alimentate de propulsoare mari pentru a aduce pe orbită o stație spațială mare, de la care să lanseze misiuni permanente pe Lună și Marte .
Dar proiectele se confruntă cu reduceri bugetare severe, care determină agenția spațială să anuleze mai întâi proiectul misiunilor pe Marte și apoi să păstreze doar proiectul Shuttle, esențial pentru construirea unei stații spațiale.
Mai multe proiecte sunt pregătite pentru construirea Shuttle-ului, dintre care unele sunt complexe. O încercare de simplificare a fost făcută cu DC-3 , o navă spațială mică cu o sarcină utilă de 9 tone, un echipaj de 4 și o manevrabilitate limitată, care va deveni reperul în proiectarea adevăratului Shuttle.
Decizia finală cu privire la caracteristicile Shuttle-ului este luată atunci când NASA, fiind capabilă să se concentreze asupra unui singur proiect, solicită Forțelor Aeriene să folosească Shuttle-ul pentru viitoarele sale lansări, economisind costurile pentru dezvoltarea capacităților rachetelor precum Titan II .
Forțele aeriene sunt de acord cu reticență, dar mai întâi solicită o creștere semnificativă a bugetului pentru lansarea sateliților spion. Acești sateliți sunt mari, cântăresc aproximativ 18 tone și trebuie așezați pe o orbită polară , această alegere care necesită o cheltuială mai mare de energie decât sateliții destinați orbitelor inferioare (transportarea unei încărcături de 18 tone pe o orbită polară este echivalentă cu transportarea a 29 pe o orbită ecuatorială „normală”). [ fără sursă ]
În plus, Forțele Aeriene vor să poată returna satelitul pe pământ după o singură orbită aterizând în același loc de lansare din motive de securitate militară. Aceste caracteristici necesită ca naveta să fie mai manevrabilă prin aripi mai mari și mai grele decât se intenționa inițial.
Proiectul DC-3 este pus deoparte în favoarea unui sistem mai complex și mai scump, deoarece orice creștere în greutate în partea de sus a unui vehicul de lansare necesită o capacitate de împingere mai mare în primele etape ale lansării și, prin urmare, având în vedere caracteristicile necesare, cele două etape sistemul de lansare care trebuie proiectat trebuie să fie mai mare decât Saturn V.
Pe măsură ce programul a progresat, se sugerează o abordare complet diferită: NASA ar folosi rachete Saturn pentru a pune stația spațială pe orbită, cu costuri de dezvoltare mai mici și timp mai scurt pentru a pune stația spațială pe orbită.
Această teză nu îi convinge pe cei care se dedică programului Space Shuttle, care susțin că, dacă numărul lansărilor este mare, costul proiectării unui nou sistem este mai mic decât costul rachetelor care nu pot fi refolosite. Mai mult, alegerea rachetelor reutilizabile este sugerată de creșterea probabilă a prețurilor cauzată de inflația ridicată din anii 1970 .
Și întrucât lansările foarte frecvente nu sunt de așteptat, s-a decis încredințarea tuturor lansărilor viitoare ale NASA sau Forțelor Aeriene Navetei Spațiale. În acest mod, costul lansărilor este mai mic decât orice altă soluție, cu excepția lansărilor de vectori foarte mici sau foarte mari.
Aleasă ca operator, NASA începe să lucreze pentru a asigura finanțarea necesară dezvoltării programului de cinci ani pentru proiectarea navetei. Dar în curând s-a trezit în necazuri, trebuind să facă față bugetului de stat al SUA în deficit mare.
Având în vedere că bugetul SUA se luptă sub greutatea inflației și a războiului din Vietnam , Parlamentul și administrația se gândesc să reducă finanțarea NASA și nu sunt interesați de un proiect pe termen lung precum Shuttle. Dar nu mai sunt multe de tăiat: NASA mai are un singur proiect, Shuttle, iar tăierea acestuia ar însemna închiderea NASA.
Prin urmare, lumea politică își propune să reducă costul anual, diluând cheltuielile pe mai mulți ani, chiar dacă acest lucru poate însemna dificultăți suplimentare pentru proiect. Prin urmare, este ales să reducă costurile de dezvoltare renunțând la boostere reutilizabile și alegând să lanseze naveta prin rachete mai simple și recuperabile după lansare. O altă schimbare este plasarea combustibilului într-un rezervor extern, ceea ce vă permite să măriți sarcina transportabilă într-o navetă de dimensiuni mai mici, chiar dacă rezervorul extern nu poate fi reutilizat după lansare.
Ultima întrebare deschisă se referă la caracteristicile amplificatorilor. NASA concepe cel puțin patru soluții la această problemă. El intenționează să dezvolte primele etape ale rachetei Saturn, apoi să construiască noi motoare cu combustibil lichid sub presiune și, în cele din urmă, să construiască o rachetă sau două. Soluția care oferă două rachete mici este aleasă deoarece este cea mai puțin costisitoare, cea mai eficientă și mai sigură soluție.
Închiderea programului
După dezastrul din Columbia din 2003 , zborurile au fost suspendate temporar. După diferite modificări ale procedurilor de siguranță, pe 26 iulie 2005 , după mai bine de doi ani de la misiunea anterioară, Discovery a reluat operațiunile, ajungând la Stația Spațială Internațională pentru transferul de material și pentru controlul propriu-zis al Navetei .
La 14 ianuarie 2004 , a fost publicată noua strategie de explorare a NASA, dorită de președintele George W. Bush și numită Vision for Space Exploration . Acesta a prevăzut retragerea navetelor în 2010 , iar utilizarea lor s-a concentrat în totalitate pe ansamblul ISS. După 2010, un nou program de transport spațial uman numit Constelație trebuia să ia locul programului Navetei Spațiale. Cu toate acestea, Programul Constelației a fost anulat de fostul președinte Barack Obama .
În august 2008, conflictul din Georgia a ridicat îngrijorări cu privire la colaborarea internațională dintre Statele Unite și Rusia. Unii politicieni americani îi ceruseră președintelui Bush o extindere a programului Navetei Spațiale, astfel încât să poată fi utilizat până în 2015 , când naveta Orion trebuia să fie disponibilă [2] .
În octombrie 2008, a fost prezentat un plan în cadrul NASA pentru a extinde utilizarea navetei spațiale dincolo de data pensionării din 2010 . În special, într-o carte albă s-a propus utilizarea a două orbite până în 2015 cu maximum 13 misiuni [3] . Dar propunerea a fost respinsă și pe 21 iulie 2011, Programul Navetei Spațiale s-a închis, aterizarea Atlantidei la sfârșitul misiunii STS-135 .
Ultimele misiuni
- STS-126
- În misiunea STS-126, Endeavour a fost lansat pe 14 noiembrie 2008 , cu scopul de a aduce echipamentul și materialele pentru a extinde capacitatea stației spațiale la 6 astronauți. În plus, întreținerea articulațiilor SARJ a fost efectuată în cele patru activități extravehiculare, care permit orientarea panourilor solare ale stației. Unul dintre ei nu funcționase corect de mult timp. Naveta a aterizat pe 30 noiembrie.
- STS-119
- În misiunea STS-119, Space Shuttle Discovery a fost lansat pe 15 martie 2009 cu scopul de a instala al patrulea și ultimul set de panouri solare pe stație.
- STS-125
- Misiunea STS-125 este o misiune care implică întreținerea telescopului spațial Hubble . A fost ultima misiune Shuttle care nu a fost dedicată stației spațiale. Programat inițial pentru 8 octombrie 2008 , a fost amânat de mai multe ori și în cele din urmă a fost programat pentru mijlocul anului 2009 din cauza defecțiunilor Hubble care necesită pregătire suplimentară a echipajului. Atlantida a decolat regulat pe 11 mai și a terminat misiunea pe 24 mai.
- STS-127
- Misiunea a fost realizată de Space Shuttle Endeavour și a implicat asamblarea Stației Spațiale (misiunea 2J / A). În această misiune, astronauții au instalat cea mai recentă componentă a modulului de experiment japonez . Lansarea a avut loc pe 15 iulie 2009 , iar naveta a aterizat pe 31 iulie.
- STS-128
- Misiunea a fost realizată de Space Shuttle Discovery și a implicat întreținerea stației spațiale, cu transportul modulului de logistică multifuncțional Leonardo . È Lansarea a avut loc pe 29 august 2009, iar naveta a aterizat pe 12 septembrie.
- STS-129
- Misiunea a fost îndeplinită de naveta spațială Atlantis și a implicat transportul a doi transportatori logistici externi (ELC), care conțin piese de schimb pentru ISS. Printre componente ar trebui menționate: un sistem suplimentar de giroscop, un rezervor de azot , un rezervor de amoniac ( ATA - Ammonia Tank Assembly ), un efector pentru brațul robot al stației. În plus, au fost transportate și o antenă de rezervă pentru laboratorul european Columbus și un rezervor de gaz de înaltă presiune.
- STS-130
- Nodul 3 , numit Tranquility , și modulul Cupola , o fereastră care a fost îmbinată pe o parte a noii componente, au fost transportate și asamblate.
- STS-131
- În această misiune, un modul logistic multifuncțional a fost transportat la stație, conținând multe experimente care urmau să fie efectuate la bordul stației.
- STS-132
- În misiune, ultimele componente au fost aduse la stație, inclusiv prima și singura componentă rusă adusă la stație de un Shuttle: Mini-Research Module 1 . În plus față de acest modul, brațul robot european a fost instalat.
- STS-133
- În timpul acestei misiuni, unele dintre cele mai recente componente au fost aduse la bordul stației, inclusiv al patrulea transportator logistic EXPRESS ; PMM (Permanent Multipurpose Module, versiune modificată a MPLM pentru a fi lăsată permanent conectată la ISS) Leonardo și Robonaut 2.
- STS-134
- În timpul misiunii, detectorul AMS ( Alpha Magnetic Spectrometer ) a fost transportat la Stația Spațială Internațională, pentru a măsura compoziția razelor cosmice ; Transportul logistic ExPRESS 3, obiectivul de testare detaliată Orion Rendezvous (DTO), modulul congelator GLACIER și ombilicalul electric-operabil de la distanță-755 (ROEU) au fost de asemenea transportate.
- STS-135
- Atlantis a adus la ISS modulul de logistică multifuncțional Raffaello și transportatorul multifuncțional ușor.
Accidente de navetă
Două navete s-au pierdut în accidente, în ambele cazuri, cu pierderea întregului echipaj la bord:
- Challenger - a pierdut 73 de secunde după lansare, 28 ianuarie 1986
- Columbia - pierdută la întoarcere, 1 februarie 2003
Programul Navetei Spațiale în retrospectivă
Succesul navetei ca vehicul de lansare nu este însoțit de o reducere la fel de reușită a costurilor de lansare, care se ridică la aproximativ 500 de milioane de dolari, în loc de 10 până la 20 de milioane.
Misiunea inițială a Shuttle-ului este să funcționeze la altitudine ridicată la cel mai mic cost și la cel mai înalt nivel de siguranță posibil, permițând o îmbunătățire semnificativă față de generația anterioară de capsule spațiale non-reutilizabile cu echipaj și fără echipaj. În ciuda faptului că este primul sistem operațional reutilizabil de lansare din lume, proiectul poate fi considerat destul de nereușit, pentru că nu a făcut îmbunătățirile planificate. Deși proiectul a fost radical diferit de cel inițial, s-a crezut că ar putea satisface cerințele Forțelor Aeriene Americane reducând în același timp costurile, dar au apărut probleme. Una dintre acestea a fost inflația , foarte mare în anii 1970 , care a dus la o creștere cu 200% a costurilor în deceniul respectiv, comparativ cu o creștere de 34% între 1990 și 2000 . Efectul asupra creșterii costurilor de dezvoltare a navetei este evident. Cu toate acestea, inflația nu explică pe deplin nivelul real al costurilor operaționale. Chiar și ținând cont de inflație, fiecare lansare a navetei ar trebui să coste astăzi 100 de milioane de dolari. Explicația constă în detaliile operaționale asociate cu întreținerea și întreținerea flotei Shuttle, care s-au dovedit a fi mult mai scumpe decât se așteptau.
Naveta este proiectată să funcționeze ca avion de linie , în faza finală de reintrare. După aterizare, Orbiterul trebuie verificat și apoi reunit cu restul sistemului (ET și SRB) și ar trebui să fie gata pentru o nouă lansare în termen de două săptămâni. În schimb, acest proces durează luni întregi datorită standardelor de întreținere mai stricte, necesare după pierderea Challenger-ului , care necesită actualizări continue în procesul de inspecție.
Acum chiar și cele mai simple sarcini necesită cantități incredibile de documentație. Această documentație este necesară datorită faptului că Naveta Spațială este echipată și nu are sisteme de evacuare, astfel încât orice accident care ar pierde unul dintre boostere ar provoca, de asemenea, moartea echipajului, ceea ce este evident inacceptabil. În consecință, obiectivul principal al programului Shuttle este de a readuce echipajul pe Pământ într-o stare sigură, care contrastează cu celelalte obiective și, în special, cu reducerea costurilor. Mai mult, deoarece există cazuri în care misiunea nu poate fi încheiată prematur într-un mod controlat, există tipuri de eșecuri care nu pot fi lăsate să devină critice; atât de multe componente trebuie să funcționeze pur și simplu și, prin urmare, trebuie inspectate cu atenție înainte de fiecare zbor. Rezultatul este că orele de lucru necesare pentru un zbor au crescut masiv; 25.000 de persoane lucrează la operațiunile Shuttle (și este posibil ca această cifră să nu fie complet actualizată). Viitorii designeri sunt orientați spre sisteme cu o singură etapă, teste automate de navigabilitate și, în unele cazuri, sisteme de dimensiuni reduse cu tehnologie redusă pentru a-și crește durata de viață.
Cel mai grav aspect al istoriei sistemului Shuttle este rolul Forțelor Aeriene. În timp ce NASA ar trebui să fie responsabilă pentru promovarea implicării Forțelor Aeriene, Forța Aeriană a cerut performanța care a adus sistemul la complexitatea și costul său actual. În mod ironic, nici NASA, nici Forțele Aeriene nu au primit sistemul pe care și-l doreau (sau îl aveau nevoie), iar Forța Aeriană a aruncat la un moment dat prosopul și a revenit la vechiul său sistem de lansare , abandonând și proiectul de lansare. Vandenburg reutilizabil.
De fapt, performanța care a cântărit cel mai mult în șchiopătarea sistemului Shuttle (sarcină utilă de 29 de tone ; capacitate de încărcare utilă de mare capacitate; extindere operațională de 1600 km) nu a fost de fapt niciodată folosită, cu excepția magaziei de încărcare.
Notă
- ^ (RO) William Harwood, Breaking News | Shannon va examina opțiunile pentru explorarea spațiului profund , pe spaceflightnow.com , Spaceflight Now, 29 august 2011. Accesat la 25 aprilie 2013 (arhivat din original la 21 octombrie 2011) .
- ^ Paul Rincon, NASA „revizuiește durata de valabilitate a navetei” , pe news.bbc.co.uk , BBC News, 31 august 2008. Accesat la 2 septembrie 2008 .
- ^ Chris Bergin, efortul de extindere a navetei se îndreaptă către etapa Cărții Albe , la nasaspaceflight.com . Adus la 30 noiembrie 2008 .
Bibliografie
- John F. Guilmartin, John Maurer, A Space Shuttle Chronology , NASA Johnson Space Center, 1988.
- Joseph Allen, Entering Space , Stewart, Tabori & Chang, 1984.
- Henry SF Cooper Jr., Before Lift-Off: The Making of a Space Shuttle Crew , Johns Hopkins University Press.
- George Forres, Space Shuttle: The Quest Continues , Ian Allen, 1989.
- Tim Furniss, Jurnalul navetei spațiale , Jane, 1986.
- Gene Gurney, Jeff Forte, Jurnalul navetei spațiale: primele 25 de zboruri , Aero Books, 1988.
- Dennis Jenkins, Space Shuttle: The History of Developing the National Space Transportation System , Walsworth Publishing Company, 1996.
- Kerry Mark Joels, Greg Kennedy, Space Shuttle Operator's Manual , Ballantine Books, 1982.
- Richard S. Lewis, The Last Voyage of Challenger , Columbia University Press, 1988.
- Richard S. Lewis, Călătoriile Columbia: prima navă spațială adevărată , Columbia University Press, 1984.
- Bill Nelson, Jamie Buckingham, Mission: An American Congresman's Voyage to Space , Harcourt, Brace, Jovanovich, 1988.
- William Stockton, John Noble Wilford,Spaceliner: Report on Columbia's Voyage into Tomorrow , Times Books, 1981.
Elemente conexe
- Naveta spatiala
- NASA
- Centrul spațial Kennedy
- Agenția Spațială Europeană
- Programul Buran
- Independența Navetei Spațiale
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre programul Space Shuttle
linkuri externe
- ( EN ) NASA Space Space Flight - Shuttle Statutul actual al misiunilor Shuttle
- ( RO ) A Countdown of Countdowns: The Space Shuttle's Finale , pe nasa.gov .
- ( RO ) [1] Finanțarea programului de transfer 1992 - 2002
