Programa Space Shuttle

NASA 's Space Shuttle, oficialmente chamado de Sistema de Transporte Espacial (STS), é o Estados Unidos atual do governo tripulado veículo de lançamento. O alado Shuttle Orbiter é lançado verticalmente, geralmente levando 5-7 astronautas (embora tenham sido realizados oito) e até 50.000 lb (22 700 kg ) de carga útil em órbita baixa da Terra. Quando sua missão está completa, o Shuttle pode mover-se de forma independente fora de órbita (por meio de seus propulsores de manobra) e re-entrar na Terra atmosfera 's. Durante a descida e aterragem, o Shuttle Orbiter atua como um planador e faz uma aterragem completamente sem energia.

O Shuttle é a única nave espacial tripulada voado para alcançar a órbita e da terra, eo único veículo espacial reutilizável que já fez vários vôos em órbita. Sua missões envolvem transporte de grandes cargas para órbitas diferentes (incluindo segmentos a serem adicionados à Estação Espacial Internacional ), proporcionando rotação da tripulação para a Estação Espacial Internacional, e realizar missões de serviço. A sonda também pode recuperar satélites e outras cargas de órbita e devolvê-los à Terra , mas seu uso nesta capacidade é rara. No entanto, o Shuttle foi previamente usada para retornar grandes cargas úteis a partir da ISS para a Terra, como o russo Soyuz tem capacidade limitada para cargas de retorno. Cada veículo foi projetado com uma vida útil projetada de 100 lançamentos, ou vida operacional de 10 anos.

O programa teve início no final de 1960 e tem dominado as operações tripuladas da NASA desde meados da década de 1970. De acordo com Visão para a Exploração Espacial, o uso do ônibus espacial será focado em concluir a montagem da ISS até 2010, após o que será retirado de serviço, e, eventualmente, substituído pelo novo Orion naves espaciais (agora prevista para ficar pronta em cerca de 2014).

Concepção

O vôo inaugural do Space Shuttle Columbia em 12 de abril de 1981 ( NASA ). Esta foi uma das duas únicas missões que tiveram um tanque externo pintado.

Mesmo antes da Apollo 11 pouso na Lua em 1969, a NASA começou os primeiros estudos de projetos do ônibus espacial. Os primeiros estudos iniciados em outubro de 1968 foram indicados "Fase A." Mais estudos resultou em "Fase B", em Junho de 1970. Estes planos foram muito mais detalhado e mais específico.

Em 1969, o presidente Richard Nixon formou o Grupo Tarefa Espaço, presidido pelo vice-presidente Spiro T. Agnew. Este grupo avaliou os estudos de transporte até à data, e Recomenda uma estratégia espacial nacional, incluindo a construção de um ônibus espacial.

Em outubro de 1969, em um simpósio Space Shuttle realizado em Washington, George Mueller (vice-administrador da Nasa) apresentaram observações de abertura:

A meta que estabelecemos para nós mesmos é a redução dos actuais custos de operação no espaço do actual valor de US $ 1.000 por libra para uma carga entregue em órbita pelo Saturno V, para um nível de algo entre US $ 20 e US $ 50 por libra. Ao fazê-lo, podemos abrir toda uma nova era de exploração espacial. Portanto, o desafio diante deste simpósio e antes de todos nós na Força Aérea e NASA nas próximas semanas e meses é ter a certeza de que podemos implementar um sistema que é capaz de fazer exatamente isso.

Deixe-me delinear três áreas que, na minha opinião, são fundamentais para a concretização destes objectivos. Um deles é o desenvolvimento de um mecanismo que irá fornecer suficiente impulso específico, com margem adequada para impulsionar seu próprio peso e carga útil desejada.

Um segundo problema técnico é o desenvolvimento do escudo de calor da reentrada, para que possamos reutilizar esse tempo escudo térmico após o tempo com remodelação e testes mínimos.

A terceira área de desenvolvimento crítica geral é um sistema de verificação e controlo, que fornece operação autónoma por parte da tripulação, sem grande apoio por parte do chão e que permitirá baixo custo de manutenção e reparação. Dos três, este pode ser um desafio maior do que os dois primeiros.

O RELATÓRIO NASA / GAO 1972 AO CONGRESSO, Análise Custo-Benefício Usado em apoio ao programa do vaivém espacial afirma:

NASA propôs que um ônibus espacial ser desenvolvido para US Transporte Espacial precisa para a NASA, o Departamento de Defesa (DOD), e outros usuários no objectivo primordial 1980s.The do Space Shuttle Program é proporcionar uma nova capacidade de transporte de espaço que vai :

• reduzir substancialmente o custo de operações espaciais e
• fornecer uma capacidade de futuro projetado para suportar uma ampla gama de informação científica, defesa, e os usos comerciais.

Desenvolvimento

Durante o desenvolvimento de transporte no início houve um grande debate sobre o projeto de transporte ideal que o custo capacidade melhor equilibrada, o custo de desenvolvimento e operacional. Em última análise, o projeto atual foi escolhido, usando uma sonda alada reutilizável, sólido propulsores de foguetes, e um dispensável tanque externo.

O programa Space Shuttle foi formalmente lançada em 5 de janeiro de 1972 , quando o presidente Nixon anunciou que a NASA iria continuar com o desenvolvimento de um sistema Space Shuttle reutilizável. O desenho final foi menos caro para construir e tecnicamente menos ambicioso do que modelos anteriores totalmente reutilizáveis. Os parâmetros iniciais do projeto incluiu um tanque externo de combustível maior, que teria sido levada para a órbita, onde ele poderia ser usado como uma seção de uma estação espacial, mas essa idéia foi morto devido a considerações orçamentais e políticas.

O contratante principal para o programa foi North American Aviation (mais tarde Rockwell International, agora Boeing), a mesma empresa responsável pela construção da Apollo Command / Módulo de Serviço. O contratante para o Vaivém espacial foguetes de combustível sólido foi Morton Thiokol (agora parte da Alliant Techsystems), para o tanque externo, Martin Marietta (agora Lockheed Martin), e para o Motores principais do ônibus espacial, Rocketdyne (agora Pratt & Whitney Rocketdyne, parte United Technologies).

O primeiro orbitador completo foi originalmente planejado para ser nomeado Constituição, mas uma campanha massiva de write-in a partir das fãs do Star Trek série de televisão convenceu a Casa Branca a mudar o nome para Empresa. Em meio a grande alarde, a Enterprise foi implementado em 17 de setembro de 1976 , e, posteriormente, realizou uma bem sucedida série de testes de deslizamento-aproximação e aterragem que foram a primeira validação real do design.

O primeiro Shuttle totalmente funcional Orbiter foi o Columbia , construído em Palmdale, Califórnia. Ele foi entregue para Centro Espacial Kennedy em 25 de março de 1979 , e foi lançado pela primeira vez em 12 de abril de 1981 -o 20º aniversário de Yuri Gagarin 's voo com uma tripulação com espaço de dois. Challenger foi entregue ao KSC em julho de 1982, Descoberta em novembro de 1983, e Atlantis em abril de 1985. Challenger foi destruída durante a subida devido à falha de O-Ring na SRB direito sobre 28 de janeiro de 1986 , com a perda de todos os sete astronautas a bordo. Endeavour foi construído para substituir Challenger (usando peças de reposição originalmente destinados para as outras sondas) e entregue em Maio de 1991; que foi lançado um ano depois. Dezessete anos depois Challenger, Columbia foi perdido, com todos os sete membros da tripulação, durante a reentrada na 1 de fevereiro de 2003 , e não foi substituído. Dos cinco sondas de transporte totalmente funcionais construídas, três permanecem.

Aplicações Shuttle

Aplicações atuais e passadas do ônibus espacial incluem:

• Rotação da tripulação e manutenção da Mir e da Estação Espacial Internacional (ISS)
• Missões tripuladas de manutenção, como para o Telescópio Espacial Hubble (HST)
• Experimentos tripulados em Órbita terrestre baixa (LEO)
• Levado ao LEO:
  • Grande satélites - incluindo o HST
  • Componentes para a construção da ISS
  • Fontes em Módulos ou SPACEHAB Multi-Purpose Logistics Modules
• Satélites realizados com uma dose de reforço, o Payload Assist Module (PAM-D) ou o Estágio Superior Inercial (IUS), até o ponto em que o reforço envia o satélite para:
  • A Terra maior orbitar; Estes sintomas incluem:
    • Chandra X-ray Observatory
    • Muitos Satélites TDRS
    • Satélites de comunicações em uma missão de dois DSCS-III (Defesa sistema de comunicações por satélite)
    • A Satélite Programa de Apoio à Defesa
  • Uma órbita interplanetária; Estes sintomas incluem:
    • Sonda Magellan
    • Sonda Galileo
    • Sonda Ulysses

Estatísticas do voo

† Destroyed

Outros shuttles

Desastres

Challenger se desintegrou 73 segundos após a decolagem.

A partir de 2007, dois Shuttles foram destruídos em 120 missões, tanto com a perda de toda a tripulação (14 astronautas no total):

• Challenger - perdeu 73 segundos após a decolagem, STS-51-L, 28 de janeiro de 1986
• Columbia - perdeu cerca de 16 minutos antes de sua esperada de aterragem, STS-107, 1 de fevereiro de 2003

Isto dá uma taxa de mortalidade de 2% ao astronauta voo, e uma taxa média de insucesso de mais de 1 a cada 60 missões. O potencial desastre original, embora desastre não está definido como fatal ou não fatal, foi estimada durante o desenvolvimento de Transporte em um a cada 75 missões. 87 missões bem-sucedidas foram voados entre STS-51-L e STS-107.

Situação atual

Após Space Shuttle desastre do Columbia, em 2003, a Estação Espacial Internacional operado em uma equipe reduzida de dois para mais de dois anos e foi atendido principalmente pela nave russa. Embora a missão de "Return to Flight" STS-114 em 2005 foi bem sucedida, uma peça similar de espuma a partir de uma parte diferente do tanque foi derramado. Embora os detritos não atacar o orbitador, o programa foi aterrada, mais uma vez por este motivo.

A segunda missão "Return to Flight", STS-121, lançado em 4 de julho de 2006 em 14:37:55 (EDT), após dois lançamentos anteriores foram limpo por causa da persistente trovoadas e ventos fortes ao redor da plataforma de lançamento eo lançamento aconteceu apesar das objeções de seu engenheiro-chefe e segurança cabeça. Uma rachadura de cinco polegadas (13 cm) na espuma isolante do tanque externo deu motivo de preocupação; no entanto, a Equipa de Gestão de Missão deu o para o lançamento. Esta missão aumentou a tripulação da ISS para três. Descoberta aterrissou com sucesso em 17 de julho de 2006 em 09:14:43 (EDT) na pista de decolagem 15 na Centro Espacial Kennedy.

Após o sucesso de STS-121, cinco missões foram concluídos sem grandes problemas de espuma, ea construção da ISS foi retomado. (Durante o Missão STS-118 em agosto de 2007, o orbitador foi novamente atingido por um fragmento de espuma no lançamento, mas este foi um pequeno dano em comparação ao prejuízo sofrido a Columbia .)

Em 31 de outubro de 2006 , a NASA anunciou a aprovação de uma missão de serviço de traslado para o Telescópio Espacial Hubble .

O programa Shuttle está prevista para aposentadoria compulsória em 2010. sucessor planejado do Shuttle é Projeto Constellation com o seu Ares I e Veículos eo lançamento Ares V Nave espacial Orion. NASA planeja lançar 11 a 13 mais missões do ônibus antes que o programa termina.

Desde 2005, o gerente do programa de ônibus espaciais tem sido Wayne Hale.

Custos

O custo total do programa Shuttle tem sido 145.000 milhões dólares a partir de início de 2005, e é estimada em 174,000 milhões dólar quando o ônibus se aposenta em 2010. O orçamento da NASA para 2005 alocados 30%, ou US $ 5 bilhões, para operações de vaivém espacial; esta foi reduzida em 2006 a um pedido de US $ 4,3 bilhões.

Por-lançamento custos pode ser medido pela divisão do custo total ao longo da vida do programa (incluindo edifícios, instalações, treinamento, salários, etc) pelo número de lançamentos. Com 115 missões (a partir de 6 de Agosto de 2006 ), e um custo total de US $ 150 bilhões (145.000 milhões dólares a partir de início de 2005 + 5000 milhões dólares para 2005, isto dá aproximadamente US $ 1,3 bilhões por lançamento. Outro método consiste em calcular o incremental (ou marginal) diferencial de custo para adicionar ou subtrair um vôo -. apenas os recursos imediatos despendidos / salvos / envolvido em que um vôo Este é cerca de US $ 60 milhões.

As primeiras estimativas de custos de US $ 118 por libras (US $ 260 / kg) de carga foram baseadas em custos de lançamento marginais ou incrementais, e com base em 1.972 dólares e assumindo uma £ 65.000 (30 000 kg) capacidade de carga útil. Corrigindo pela inflação, isso equivale a cerca de 36 milhões dólares incremental por custos de lançamento. Comparado a isto, incremento real de hoje por custos de lançamento são cerca de dois terços mais, ou US $ 60 milhões por lançamento.

Crítica

O programa Space Shuttle foi criticado por falhar em alcançar os seus objetivos de custo e de serviços públicos prometidos, bem como questões de design, custo, gerenciamento e segurança.

Depois de ambos os Desastre do Challenger eo Desastre do Columbia, placas de alto nível convocada para investigar os acidentes com ambas as comissões retornando elogios e críticas sérias para o programa ea gestão NASA. Uma das mais famosas dessas críticas vieram de Ganhador do Prêmio Nobel Richard Feynman .

Veículos de transporte terrestres

• O Esteira-transportador transporta o Lançador Móvel Plataforma e do Space Shuttle do Vehicle Assembly Building para Complexo de Lançamento 39.
• O Shuttle Carrier Aircraft são dois modificadas Boeing 747 . Ou pode voar um orbitador de locais de aterragem alternativos de volta para Cape Canaveral .
• Um reboque de transporte de 36 rodas, o Sistema de Transferência de Orbiter, originalmente construído para o Instalação de lançamento da Força Aérea dos EUA em Vandenberg Air Force Base de Dados na Califórnia (desde então convertido para Foguetes Delta IV) que transportam o orbitador da instalação de desembarque para a plataforma de lançamento, o que permitiu tanto "empilhamento" e lançamento sem a utilização de um edifício de estilo VAB e esteira-transportador rodoviário separado. Antes do fechamento da instalação de Vandenberg, orbiters foram transportados a partir do OPF para o VAB em seu trem de pouso, só para ser levantada quando o orbitador foi sendo levantado para fixação à SRB / ET pilha. O trailer permite o transporte do veículo orbital do OPF, quer ao SCA-747 "Companheiro-Demate" ficar de pé ou o VAB sem colocar qualquer estresse adicional sobre o trem de pouso.
• O Equipes de veículos de transporte (CTV), um aeroporto modificado "People Mover", é usado para ajudar os astronautas a saída do veículo orbital após o desembarque. Ao entrar no CTV, os astronautas podem tirar suas lançamento e reentrada ternos seguida, avance para cadeiras e camas para exames médicos antes de ser transportado de volta para os alojamentos da tripulação no Operações e Caixa Building.
• O Astrovan é usado para transportar astronautas dos alojamentos da tripulação nas operações e Caixa edifício para a plataforma de lançamento no dia do lançamento. É também usado para astronautas transporte de volta novamente a partir do grupo do veículo de transporte no Shuttle Landing Facility.