(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Космические корабли многоразового использования

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 26-11-2013

Метки: , , ,

20 июня 1969 года американские астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин впервые в истории человечества ступили на поверхность Луны. И тут же перед американцами встал вопрос – что дальше. В каком направлении продолжать космические исследования? Полёты на Луну продолжались, но поставленная цель была, по сути, достигнута. И руководство NASA выдвинуло ряд предложений – используя уникальный опыт полётов к Луне, построить долговременную лунную станцию, запустить орбитальные станции для наблюдения за космосом и Землёй, построить космические заводы, а потом приступить к программе пилотируемых полётов к Марсу, астероидам и дальним планетам.

Но эти гражданские полёты обходились США слишком дорого. Только на первоначальном этапе требовались затраты не менее 6 миллиардов долларов в год. К тому же 1 августа 1968 года было принято принципиальное решение о заказе ограниченного количества ракет-носителей «Сатурн» (всего 27 экземпляров). А это означало, что после завершения программы высадки на Луну лунная техника использоваться больше не будет. Так и произошло – программа «Аполлон» была свёрнута, а в эксплуатации осталась только орбитальная станция «Скайлэб». Причина такого решения элементарно проста – у Соединённых Штатов не было денег на столь дорогостоящие проекты, которые не окупались даже в малой мере.

Специалистам NASA пришлось заняться серьёзной проблемой – на чём доставлять людей в космос. И 30 октября 1968 года NASA обратилась к космическим компаниям исследовать возможность создания космической системы многоразового использования. По предположениям учёных многократное использование космического корабля должно было до 10 раз снизить расходы на запуск, а в конечном счёте при 30 полётах в год окупить затраты на строительство корабля. До этого момента в космосе использовались только одноразовые ракеты-носители и пилотируемые космические корабли. Исключение составляют только три корабля серии «Меркурий», слетавшие в космос по два раза, и «Джемини 2». Но эти исключения лишь подтверждают правило.

В феврале 1969 года в исследования включились четыре компании, а в июле 1970 года две фирмы получили заказ на детальную разработку проекта. Такие же исследования велись под руководством Максима Фаже в Центре пилотируемых космических кораблей в Хьюстоне. Согласно первой концепции многоразовыми и пилотируемыми должны были стать и носитель, и космический корабль. По задумке конструкторов комплекс стартовал вертикально, как ракета, затем носитель (первая ступень) отделялся от корабля и приземлялся на аэродром, а корабль выводился на орбиту, затем возвращался на Землю и тоже садился на аэродром, как самолёт. Примерно в то же время за проектом закрепилось название «Космический челнок» — Space Shuttle.

В марте 1972 года проект «Космического челнока» был окончательно утверждён в том виде, в каком космические корабли этого типа известны нам сегодня. За основу был принят проект хьюстонской группы разработчиков. А 26 июля 1972 года США объявили о начале строительства «Космических челноков».

Между прочим, советские руководители присматривались к разработкам NASA и никак не могли понять – зачем американцы разрабатывают столь дорогостоящий проект, когда у них есть хорошо освоенные технологии одноразовых ракет-носителей и космических кораблей. Никто не мог и подумать, что «челнок» разрабатывается лишь по причинам экономии расходов на космические полёты. Было даже выдвинуто предположение, что внушительный грузовой отсек на «челноке» предназначен для того, чтобы захватывать на орбите советские спутники. И на советских пилотируемых орбитальных станциях серии «Алмаз» установили автоматическую пушку. Ну, мало ли что.

Что же получилось у американцев в результате дорогостоящих исследований и строительства целой серии кораблей? Многоразовая космическая транспортная система, в состав которой входят два твердотопливных ускорителя, выполняющих функции первой ступени, орбитальный корабль с тремя маршевыми кислородно-водородными двигателями, выполняющими функцию второй ступени, и подвесной топливный отсек. При этом все компоненты системы, кроме топливного отсека, используются многократно.

В момент старта работают двигатели и первой, и второй ступеней. На 125-й секунде полёта, на высоте около 50 километров, твердотопливные ускорители отделяются от корабля при помощи восьми твердотопливных ракетных двигателей и падают на землю. На высоте около 7,6 километров открываются тормозные, а на высоте 4,8 километров – основные парашюты. Ускорители плавно опускаются в океан на 463-й секунде с момента старта и на расстоянии в 263 километра от точки старта. Специальные морские корабли отыскивают их и буксируют на базу – для восстановления и последующего применения на многоразовом комплексе.

На 480-й секунде полёта маршевые двигатели вырабатывают запас топлива в топливном отсеке. Отсек отделяется от корабля и сгорает в верхних слоях атмосферы. Обломки падают в Тихий или Индийский океаны. Спасению и восстановлению топливный отсек не подлежит. Это единственный одноразовый компонент системы.

А корабль продолжает полёт за счёт маршевых двигателей, которые выводят его на опорную орбиту. Те же двигатели работают при межорбитальных переходах и торможении для входа корабля в атмосферу. После завершения полёта, экипаж включает маршевые двигатели, которые уменьшают скорость полёта. Корабль входит в верхние слои атмосферы и, планируя, снижается. На посадочную полосу он садится с выключенными двигателями только за счёт планирования.

Всего в рамках программы Space Shuttle было построено шесть кораблей, пять из которых предназначены для орбитальных полётов. На сегодня количество кораблей уменьшилось до четырёх, три из которых могут летать в космос. Назовём их поимённо, но сначала заметим, что все многоразовые корабли поначалу названий не имели, а обозначались индексами (OV-101, OV-102 и так далее). Присваивать собственные имена кораблям стали с 17 сентября 1976 года, когда был выпущен первый корабль OV-101.

OV-101 «Enterprise»

Итак – первым кораблём стал OV-101 «Enterprise» (имя дано по названию звездолёта из фантастического телесериала «Star Trek»). Строительство было начато в июне 1974 года. Этот корабль в космос не летал. Его использовали для отработки атмосферного спуска и планирующей посадки. В воздух он поднимался при помощи специально переоборудованного самолёта «Боинг-747». На счету «Энтерпарйза» 17 испытательных полётов.

Второй корабль OV-102 «Columbia». Название присвоено в честь первого американского корабля, совершившего кругосветное плавание. «Колумбия» начала строиться в 1975 году, совершила 28 полётов. В свой первый полёт корабль отправился 12 апреля 1981 года. За годы эксплуатации корабль подвергся модернизациям 50 раз. В 1991, 1994 и 1999 годах «Колумбия» побывала на заводе-изготовителе, где была подвергнута капитальным ремонтам, после чего возвращалась в строй. 1 февраля 2003 года во время возвращения из своего 28-го полёта корабль и его экипаж погибли.

Третий корабль OV-099 «Challenger» был назван в честь научного судна 19 века (на котором были промерены глубины Мирового океана и составлены карты дна). Строительство началось в 1975 году. В первый полёт корабль отправился 4 апреля 1983 года. Всего успел совершить 10 полётов. Но 28 января 1986 года во время старта погиб вместе с экипажем.

Четвёртый многоразовый корабль OV-103 «Discovery» назван в честь одного из двух кораблей капитана Кука. Строительство началось в 1979 году. Первый полёт состоялся 30 августа 1984 года. Всего на счету «Дискавери» 31 полёт в космос.

OV-104 «Atlantis»

Пятый корабль OV-104 «Atlantis» назван в честь американского научно-исследовательского судна. Строительство начато в 1980 году, а первый полёт состоялся 10 марта 1983 года. Всего на счету этого корабля 26 орбитальных полётов.

И шестой, самый совершенный на сегодня, корабль OV-105 «Endeavuor» получил название в честь второго корабля капитана Кука. Строительство началось в 1987 году, вместо погибшего корабля «Челленджер». Первый полёт состоялся 5 июля 1992 года. Всего «Эндевор» поднимался на орбиту 19 раз.

Чтобы эта небольшая справка по многоразовым космическим кораблям была более наглядной, добавим, что согласно проекту компоненты системы Space Shuttle могут быть использованы: твердотопливные ускорители – 20 раз, маршевые кислородно-водородные двигатели – 55 раз, а сам орбитальный корабль – до 100 раз.




Оставить комментарий

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru