ABD hükümet programı STS (Uzay Ulaştırma Sistemi), dünya çapında daha çok Uzay Mekiği olarak bilinir. Bu program NASA uzmanları tarafından uygulandı, asıl amacı, insanları ve çeşitli kargoları düşük dünya yörüngelerine ve geri götürmek için tasarlanmış yeniden kullanılabilir bir insanlı ulaşım uzay aracının oluşturulması ve kullanılmasıydı. Bu nedenle gerçek adı - "Uzay Mekiği".
Program üzerindeki çalışmalar 1969'da iki ABD devlet dairesinin finansmanıyla başladı: NASA ve Savunma Bakanlığı. Geliştirme ve geliştirme çalışmaları, NASA ve Hava Kuvvetleri arasındaki ortak bir programın parçası olarak gerçekleştirildi. Aynı zamanda, uzmanlar 1960'ların Apollo programının ay modüllerinde daha önce test edilmiş olan bir dizi teknik çözümü uyguladılar: katı yakıtlı güçlendiricilerle deneyler, bunları ayırma ve harici bir tanktan yakıt elde etme sistemleri. Oluşturulan uzay taşıma sisteminin temeli, insanlı yeniden kullanılabilir bir uzay aracı olmaktı. Sistem ayrıca yer destek komplekslerini (Florida, Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nde bulunan Kennedy Uzay Merkezi'nin montaj, test ve fırlatma iniş kompleksi), Houston'daki (Teksas) uçuş kontrol merkezinin yanı sıra uydular aracılığıyla veri aktarma ve iletişim sistemlerini içeriyordu. diğer araçlar….
Tüm önde gelen Amerikan havacılık şirketleri bu programdaki çalışmalarda yer aldı. Program gerçekten büyük ölçekli ve ulusaldı, 47 eyaletten 1000'den fazla şirket Uzay Mekiği için çeşitli ürün ve ekipman tedarik etti. 1972'de ilk yörünge gemisinin inşası için yapılan sözleşme Rockwell International tarafından kazanıldı. İlk iki mekiğin inşaatı Haziran 1974'te başladı.
Uzay mekiği Columbia'nın ilk uçuşu. Dış yakıt deposu (ortada) sadece ilk iki uçuşta beyaza boyanmıştı. Gelecekte, sistemin ağırlığını azaltmak için tank boyanmadı.
Sistem açıklaması
Yapısal olarak yeniden kullanılabilir uzay taşıma sistemi Uzay Mekiği, ilk aşama olarak hizmet veren iki kurtarma katı yakıt güçlendirici ve üç oksijen-hidrojen motorlu yörüngede yeniden kullanılabilir bir uzay aracı (orbiter, orbiter) ve ayrıca büyük bir dıştan takma yakıt bölmesi içeriyordu. ikinci sahne. Uzay uçuşu programının tamamlanmasından sonra, yörünge aracı bağımsız olarak Dünya'ya döndü ve burada özel pistlere bir uçak gibi indi.
İki katı roket güçlendirici, fırlatmadan sonra yaklaşık iki dakika çalışır, uzay aracını iter ve yönlendirir. Bundan sonra, yaklaşık 45 kilometre yükseklikte ayrılırlar ve bir paraşüt sistemi yardımıyla okyanusa sıçrarlar. Onarım ve yeniden doldurma işleminden sonra tekrar kullanılırlar.
Dünya atmosferinde yanan, sıvı hidrojen ve oksijen (ana motorlar için yakıt) ile dolu olan harici yakıt deposu, uzay sisteminin tek atılabilir elemanıdır. Tankın kendisi de katı yakıtlı güçlendiricilerin uzay aracına bağlanması için bir çerçevedir. Yaklaşık 113 kilometre yükseklikte kalkıştan yaklaşık 8,5 dakika sonra uçuşa atılır, tankın çoğu dünya atmosferinde yanar ve kalan kısımlar okyanusa düşer.
Sistemin en ünlü ve tanınabilir parçası, yeniden kullanılabilir uzay aracının kendisidir - mekik, aslında "uzay mekiğinin" kendisidir ve yakın dünya yörüngesine fırlatılır. Bu mekik, uzayda bilimsel araştırmalar için bir test alanı ve platformun yanı sıra iki ila yedi kişilik bir mürettebat için ev işlevi görüyor. Mekiğin kendisi, planda üçgen kanatlı uçak şemasına göre yapılır. İniş için uçak tipi bir iniş takımı kullanıyor. Katı yakıtlı roket güçlendiriciler 20 kata kadar kullanılmak üzere tasarlandıysa, mekiğin kendisi - uzaya 100 uçuşa kadar.
Soyuz'a kıyasla yörünge gemisinin boyutları
Amerikan Uzay Mekiği sistemi, Cape Canaveral'dan (Florida) doğuya fırlatıldığında 185 kilometrelik bir irtifa ve 28 ° 'ye kadar 24.4 ton kargo ve Kennedy Uzay Uçuşu topraklarından başlatıldığında 11.3 tonluk bir yörüngeye yerleştirebilir. 500 kilometre yükseklikte ve 55 ° eğimli bir yörüngeye ortalayın. Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nden (California, batı kıyısı) fırlatıldığında, 185 kilometre yükseklikteki bir dairesel yörüngeye 12 tona kadar kargo konabilir.
Neyi uygulamayı başardık ve ne planlarımız sadece kağıt üzerinde kaldı
Ekim 1969'da gerçekleşen Uzay Mekiği programının uygulanmasına adanmış bir sempozyumun parçası olarak, mekiğin "babası" George Mueller şunları kaydetti: Satürn-V için 2.000 dolardan kilogram başına 40-100 dolara kadar yörünge. Böylece uzay araştırmalarında yeni bir çağ açabiliriz. Bu sempozyum ve NASA ve Hava Kuvvetleri için önümüzdeki haftalar ve aylar boyunca zorluk, bunu başarabileceğimizden emin olmaktır.” Genel olarak, Uzay Mekiği'ne dayanan çeşitli varyantlar için, bir yükü başlatmanın maliyetinin kilogram başına 90 ila 330 dolar arasında olduğu tahmin edildi. Üstelik ikinci nesil mekiklerin, miktarı kilogram başına 33-66 dolara düşüreceğine inanılıyordu.
Ancak gerçekte, bu sayıların yakın bile olsa ulaşılamaz olduğu ortaya çıktı. Üstelik Mueller'in hesaplamalarına göre mekiği fırlatmanın maliyeti 1-2,5 milyon dolar olmalıydı. Aslında NASA'ya göre bir mekiği fırlatmanın ortalama maliyeti yaklaşık 450 milyon dolardı. Ve bu önemli fark, belirtilen hedefler ile gerçeklik arasındaki ana tutarsızlık olarak adlandırılabilir.
Açık kargo bölmeli servis "Endeavour"
2011 yılında Uzay Ulaştırma Sistemi programının tamamlanmasından sonra, uygulanması sırasında hangi hedeflere ulaşıldığını ve hangilerinin başarılmadığını şimdiden güvenle söyleyebiliriz.
Uzay Mekiği programının hedeflerine ulaşıldı:
1. Yörüngeye çeşitli kargo teslimatlarının uygulanması (üst aşamalar, uydular, ISS dahil uzay istasyonlarının bölümleri).
2. Alçak dünya yörüngesinde bulunan uyduları tamir etme imkanı.
3. Uyduları Dünya'ya geri döndürme imkanı.
4. 8 kişiye kadar uzaya uçma yeteneği (kurtarma operasyonu sırasında mürettebat 11 kişiye kadar getirilebilir).
5. Yeniden kullanılabilir uçuşun başarılı bir şekilde uygulanması ve mekiğin kendisinin ve katı yakıtlı hızlandırıcıların yeniden kullanılabilir kullanımı.
6. Uzay aracının temelde yeni bir düzeninin pratikte uygulanması.
7. Gemi ile yatay manevralar yapabilme.
8. Büyük kargo bölmesi hacmi, 14, 4 tona kadar olan Dünya kargolarına geri dönme yeteneği.
9. Maliyet ve geliştirme süresi, 1971'de ABD Başkanı Nixon'a vaat edilen terminleri karşılayacak şekilde yönetildi.
Ulaşılamayan hedefler ve başarısızlıklar:
1. Uzaya erişimin niteliksel olarak kolaylaştırılması. Uzay Mekiği, yörüngeye bir kilogram kargo göndermenin maliyetini iki büyüklük sırası azaltmak yerine, aslında uyduları Dünya'nın yörüngesine ulaştırmanın en pahalı yöntemlerinden biri haline geldi.
2. Uzay uçuşları arasında mekiklerin hızlı hazırlanması. Fırlatmalar arasında iki hafta olarak tahmin edilen beklenen zaman dilimi yerine, mekikler aslında aylarca uzaya fırlatılmaya hazırlanabilir. Challenger uzay mekiğinin felaketinden önce, uçuşlar arasındaki rekor felaketten sonra 54 gündü - 88 gün. Faaliyetlerinin tamamı boyunca, yılda ortalama 4, 5 kez fırlatıldılar, ekonomik olarak izin verilen minimum fırlatma sayısı ise yılda 28 fırlatma oldu.
3. Hizmetin basitliği. Mekiklerin oluşturulması sırasında seçilen teknik çözümlerin bakımı oldukça zahmetliydi. Ana motorlar, söküm prosedürleri ve uzun servis süreleri gerektiriyordu. İlk modelin motorlarının turbopompa üniteleri, uzaya her uçuştan sonra tam bölmelerini ve onarımlarını gerektiriyordu. Isıya dayanıklı karolar benzersizdi - her yuvanın kendi karosu vardı. Toplamda 35 bin vardı, ayrıca karolar uçuş sırasında hasar görebilir veya kaybolabilir.
4. Tüm tek kullanımlık ortamları değiştirin. Mekikler, esas olarak keşif uydularının konuşlandırılması için gerekli olan kutupsal yörüngelere asla fırlatılmadı. Bu doğrultuda hazırlık çalışmaları yapıldı ancak Challenger faciasından sonra kesintiye uğradı.
5. Uzaya güvenilir erişim. Dört uzay mekiği, herhangi birinin kaybının, tüm filonun %25'inin kaybı olduğu anlamına geliyordu (her zaman 4'ten fazla uçan yörünge vardı, Endeavor mekiği, kayıp Challenger'ın yerini almak için inşa edildi). Felaketten sonra, örneğin Challenger'ın felaketinden sonra - 32 ay boyunca uçuşlar uzun süre durduruldu.
6. Mekiklerin taşıma kapasitesi, askeri şartnamelerin gerektirdiğinden 5 ton daha düşük çıktı (30 ton yerine 24,4 ton).
7. Mekiklerin kutup yörüngelerine uçmamaları nedeniyle büyük yatay manevra kabiliyetleri pratikte hiçbir zaman uygulanmamıştır.
8. Uyduların dünya yörüngesinden dönüşü 1996'da durmuş, tüm dönem boyunca uzaydan sadece 5 uydu geri dönmüştür.
9. Uyduların onarımının çok az talep gördüğü ortaya çıktı. Toplamda 5 uydu onarıldı, ancak mekikler de ünlü Hubble teleskopunun bakımını 5 kez gerçekleştirdi.
10. Uygulanan mühendislik çözümleri tüm sistemin güvenilirliğini olumsuz etkiledi. Kalkış ve iniş sırasında, acil bir durumda mürettebata kurtarma şansı bırakmayan alanlar vardı.
11. Mekiğin sadece insanlı uçuşlar yapabilmesi, astronotları gereksiz yere riske atıyor, örneğin otomasyon, rutin uyduların yörüngeye fırlatılması için yeterli olacaktır.
12. 2011'de Uzay Mekiği programının kapatılması, Constellation programının iptali üzerine bindirildi. Bu, Amerika Birleşik Devletleri'nin uzun yıllar uzaya bağımsız erişimini kaybetmesine neden oldu. Sonuç olarak, görüntü kayıpları ve astronotları için başka bir ülkenin uzay aracında (Rus insanlı uzay aracı "Soyuz") yer edinme ihtiyacı.
Shuttle Discovery, ISS'ye yanaşmadan önce bir manevra yapıyor
Bazı istatistikler
Mekikler, iki hafta boyunca Dünya'nın yörüngesinde kalacak şekilde tasarlandı. Genellikle uçuşları 5 ila 16 gün arasında sürerdi. Programın tarihindeki en kısa uçuş rekoru, Kasım 1981'de sadece 2 gün, 6 saat ve 13 harcayan uzay mekiği Columbia'ya (1 Şubat 2003'te mürettebatla birlikte öldü, 28. uzay uçuşu) aittir. uzayda dakikalar. Aynı mekik en uzun uçuşu Kasım 1996'da yaptı - 17 gün 15 saat 53 dakika.
Toplamda, bu programın 1981'den 2011'e kadar çalışması sırasında, Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 (mürettebatla birlikte öldü) uzay mekiği tarafından 135 fırlatma gerçekleştirildi. 28 Ocak 1986). Toplamda, program çerçevesinde, uzaya uçuşlar yapan yukarıdaki mekiklerden beşi inşa edildi. Başka bir mekik olan Enterprise, inşa edilecek ilk kişiydi, ancak başlangıçta yalnızca yer ve atmosferik testler ve ayrıca fırlatma alanlarındaki hazırlık çalışmaları için tasarlandı, asla uzaya uçmadı.
NASA'nın mekikleri gerçekte ortaya çıktığından çok daha aktif kullanmayı planladığını belirtmekte fayda var.1985 yılında, Amerikan uzay ajansından uzmanlar, 1990 yılına kadar her yıl 24 fırlatma yapacaklarını ve gemilerin uzaya 100 uçuşa kadar uçmasını bekliyordu, pratikte, 5 mekiğin tümü 30 yılda sadece 135 uçuş yaptı, ikisi sona erdi. Bir felaket. Uzaya uçuş sayısı rekoru "Keşif" mekiğine aittir - uzaya 39 uçuş (ilk 30 Ağustos 1984).
"Atlantis" mekiğinin inişi
Amerikan mekikleri, öldürülen insan sayısı açısından tüm uzay sistemleri arasında en üzücü anti-rekora sahip. Katılımlarıyla iki felaket, 14 Amerikalı astronotun ölümüne neden oldu. 28 Ocak 1986'da, kalkış sırasında, harici bir yakıt deposundaki patlamanın bir sonucu olarak, Challenger mekiği çöktü, bu uçuşun 73. saniyesinde oldu ve ilk sıradan astronot da dahil olmak üzere 7 mürettebat üyesinin tümünün ölümüne yol açtı. - uzaya uçma hakkı için ülke çapındaki Amerikan yarışmasını kazanan eski öğretmen Christa McAuliffe. İkinci felaket, 1 Şubat 2003'te, Columbia uzay aracının 28. uçuşundan uzaya dönüşü sırasında meydana geldi. Felaketin nedeni, fırlatma sırasında oksijen tankının bir ısı yalıtımı parçasının neden olduğu, mekik kanadının sol düzlemindeki dış ısı koruyucu tabakanın tahrip olmasıydı. Dönüşte mekik havada çöktü ve 7 astronot öldü.
Uzay Ulaştırma Sistemi programı resmi olarak 2011 yılında tamamlandı. Tüm çalışan servisler hizmet dışı bırakıldı ve müzelere gönderildi. Son uçuş 8 Temmuz 2011'de gerçekleşti ve Atlantis mekiği tarafından 4 kişiye indirilmiş bir ekiple gerçekleştirildi. Uçuş 21 Temmuz 2011 sabahı erken saatlerde sona erdi. 30 yıllık operasyon boyunca, bu uzay gemileri toplamda 135 uçuş gerçekleştirdi, Dünya çevresinde 21.152 yörüngeyi tamamladı ve 1.600 ton çeşitli yükleri uzaya gönderdi. Bu süre zarfında, mürettebat 16 farklı ülkeden 355 kişiyi (306 erkek ve 49 kadın) içeriyordu. Astronot Franklin Storey Musgrave, inşa edilen beş mekiği de uçuran tek kişiydi.
