05 июля
2022 года
поделиться
Категория: Познавательно

Шаттл: как запустить самолёт в космос

«Спейс шаттл», или просто «Шаттл» (англ. Space Shuttle – «космический челнок») – американский многоразовый транспортный космический корабль.

Шаттлы использовались в рамках осуществляемой с 1969 по 2011 год государственной программы «Спейс шаттл» под управлением НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства).

В начале 70-х годов политическая гонка за Луну закончилась, интерес к космосу немного стих, а финансирование НАСА заметно сократилось. Ракетоноситель «Сатурн-5», ранее отправивший человека на Луну, стал ненужным и крайне дорогим – на замену ему должно было прийти что-то соответствующее потребностям того времени.

Ещё на этапе создания закладывались основы для получения полностью многоразового корабля, но из-за возрастания стоимости разработки такого проекта, а также сложности конструкции проект получился лишь частично многоразовым.

В его основе лежат два боковых ускорителя, которые после отработки необходимого времени сначала падали в атмосфере, а затем мягко (примерно 100 км/ч) приводнялись на парашютах. Такая схема позволяла их использовать повторно, а также упрощала и удешевляла все полёты челноков. После отделения боковых ускорителей шаттл довыводил себя на орбиту тремя основными маршевыми двигателями. Топливо на двигатели подавалось из внешнего оранжевого бака. Кстати, во время первых полётов его красили белой краской, так как был риск его повреждения от космического излучения, но потом выяснилось, что риска никакого нет, красить перестали и на этом сэкономили почти 300 килограммов краски.

Корабль мог вместить в себя до восьми членов экипажа, а также, имея позади отсек размером с автобус, допускал возможность вывода на орбиту грузов почти до 30 тонн. Это было меньше возможностей легендарного «Сатурна-5», но гораздо эффективнее в связи с изменившимися потребностями. Вклад шаттлов во всю космическую отрасль крайне сложно переоценить: запуск телескопа «Хаббл» – величайшего инструмента в истории, давшего нам беспрецедентное количество знаний о Вселенной; запуск миссии «Галилео» к Юпитеру, а также постройка МКС – некоторые российские модули были выведены на орбиту именно на американских космических челноках из-за конструктивных особенностей. Всего было создано шесть образцов, пять из которых были лётными.

Находясь на орбите, челнок не имеет такого количества топлива, какое позволяло бы ему погасить ту скорость, с которой он несётся над Землёй. Но ему и не нужно тормозить так сильно, достаточно замедлиться примерно на 360 км/ч, чтобы снизить орбиту и стать ближе к Земле, а дальше позволить воздуху сделать остальную работу. Стоит помнить, что температура за бортом составляет тысячи градусов, поэтому низ был покрыт специальными теплоизоляционными плитками, защищающими экипаж. Возвращение с орбиты на этапе пребывания в плазме схоже с обычной космической возвращаемой капсулой, но по достижении скорости примерно в 2700 км/ч он превращался в планер или в очень плохой самолёт с аэродинамикой кирпича, как шутят специалисты.

Всё из-за его коротких крыльев и толстого носа, но такая конструкция предназначена для того, чтобы нос разбивал потоки воздуха, не создавая избыточной нагрузки на крылья. Из-за избыточной скорости шаттл совершал снижение на конечном этапе почти со скоростью 190 км/ч, а это предельная скорость для парашютиста, но «крейсерская» скорость снижения для челноков. Шасси выпускаются в последний момент – нет возможности вернуть их обратно.

К сожалению, в истории космических челноков есть и чёрные пятна: из 135 миссий две потерпели неудачу. Первая авария произошла с шаттлом «Челленджер» в 1986 году в результате взрыва внешнего топливного бака на 73-й секунде полёта. Разрушение летательного аппарата было вызвано повреждением уплотнительного кольца правого твердотопливного ускорителя при старте. Вопреки распространённому заблуждению, шаттл не взорвался, а разрушился в результате действия нештатных аэродинамических перегрузок.

После катастрофы программа шаттлов была свёрнута на 32 месяца. Вторая авария шаттла «Колумбия» в 107-й миссии произошла во время возвращения челнока – из-за разрушения наружного теплозащитного слоя, вызванного падением на него куска теплоизоляции кислородного бака при старте корабля. Агентство извлекло огромные уроки из этих печальных происшествий, а сам подход к безопасности полётов в космос сильно изменился.

Проект хотели закрыть после второй аварии, но оставили, чтобы выполнить обязательства по строительству МКС. Последний полёт шаттлов был осуществлён в 2011 году, в рамках сборки и снабжения МКС. Это был последний полёт шаттла, поставивший окончательную точку во всей их истории. После закрытия проекта НАСА по сути оказалось ни с чем, так как собственных ракет по доставке людей в космос у них не было. С 2011 по 2020 год единственным путеводителем «наверх» был Роскосмос с ракетами «Союз».

Проект «космического челнока» в реализации оказался намного дороже ожидаемых результатов, так как не смог выполнять примерно по 24 полёта в год. Его конструкция была довольно-таки сложна, а для осуществления повторного полёта осуществлялась полная переборка компонентов – всё это вылилось почти в 450 миллионов долларов за каждый полёт. Проект был очень требователен и дорог. Полёты в космос всегда представляли собой огромный риск, но каждый пилот на борту любого космического корабля это понимает.

Глеб Саломатов