Mpango wa serikali ya Merika STS (Mfumo wa Usafiri wa Anga) unajulikana zaidi ulimwenguni kote kama Space Shuttle. Mpango huu ulitekelezwa na wataalam wa NASA, lengo lake kuu lilikuwa uundaji na utumiaji wa chombo cha kusafirishwa tena chenye manusura iliyoundwa iliyoundwa kupeleka watu na mizigo anuwai kwenye njia za chini na nyuma. Kwa hivyo jina halisi - "Space Shuttle".
Kazi ya mpango huo ilianza mnamo 1969 kwa ufadhili wa idara mbili za serikali ya Merika: NASA na Idara ya Ulinzi. Kazi ya maendeleo na maendeleo ilifanywa kama sehemu ya mpango wa pamoja kati ya NASA na Jeshi la Anga. Wakati huo huo, wataalam walitumia suluhisho kadhaa za kiufundi ambazo hapo awali zilijaribiwa kwenye moduli za mwezi za mpango wa Apollo wa miaka ya 1960: majaribio na viboreshaji vyenye nguvu, mifumo ya kuzitenganisha na kupata mafuta kutoka kwa tanki ya nje. Msingi wa mfumo wa usafirishaji wa nafasi ulioundwa ilikuwa kuwa chombo cha angani kinachoweza kutumika tena. Mfumo huo pia ulijumuisha vituo vya usaidizi wa ardhi (mkutano wa Kituo cha Nafasi cha Kennedy, kujaribu na kuzindua tata ya kutua iliyoko Vandenberg Air Force Base, Florida), kituo cha kudhibiti ndege huko Houston (Texas), pamoja na mifumo ya kupeleka data na mawasiliano kupitia satelaiti na njia zingine.
Kampuni zote zinazoongoza za anga za Amerika zilishiriki katika kazi kwenye mpango huu. Mpango huo ulikuwa mkubwa sana na wa kitaifa, zaidi ya kampuni 1000 kutoka majimbo 47 zilisambaza bidhaa na vifaa anuwai kwa Shuttle ya Anga. Mkataba wa ujenzi wa meli ya kwanza ya orbital mnamo 1972 ilishindwa na Rockwell International. Ujenzi wa shuttles mbili za kwanza zilianza mnamo Juni 1974.
Ndege ya kwanza ya chombo cha angani Columbia. Tangi la mafuta la nje (katikati) lilikuwa limepakwa rangi nyeupe tu kwenye ndege mbili za kwanza. Katika siku zijazo, tank haikuchorwa ili kupunguza uzito wa mfumo.
Maelezo ya Mfumo
Mfumo wa usafiri wa anga unaoweza kutumika tena kimuundo ulijumuisha nyongeza mbili za kuokoa mafuta, ambayo ilitumika kama hatua ya kwanza na chombo kinachoweza kuzunguka kinachoweza kutumika tena (orbiter, orbiter) na injini tatu za oksijeni-haidrojeni, pamoja na sehemu kubwa ya mafuta ambayo iliunda hatua ya pili. Baada ya kukamilika kwa mpango wa ndege wa angani, mzunguli huyo alirudi Duniani kwa uhuru, ambapo ilitua kama ndege kwenye njia maalum za kukimbia.
Nyongeza mbili za roketi thabiti hufanya kazi kwa muda wa dakika mbili baada ya kuzinduliwa, ikiongoza na kuongoza chombo. Baada ya hapo, kwa urefu wa kilomita 45, wanajitenga na, kwa msaada wa mfumo wa parachute, huanguka baharini. Baada ya kutengeneza na kujaza tena, hutumiwa tena.
Tangi la nje la mafuta, ambalo huwaka katika anga ya dunia, limejazwa na hidrojeni na oksijeni ya kioevu (mafuta ya injini kuu), ndio kitu pekee kinachoweza kutolewa cha mfumo wa nafasi. Tangi yenyewe pia ni fremu ya kushikamana na viboreshaji vikali vya chombo kinachotumia mwenge. Inatupwa ikiruka juu ya dakika 8.5 baada ya kuruka kwa urefu wa kilomita 113, tangi nyingi huwaka katika anga ya dunia, na sehemu zilizobaki zinaanguka baharini.
Sehemu maarufu zaidi na inayotambulika ya mfumo ni chombo chenyewe kinachoweza kutumika tena - shuttle, kwa kweli "shuttle ya angani" yenyewe, ambayo imezinduliwa katika obiti ya karibu-na ardhi. Shuttle hii hutumika kama uwanja wa majaribio na jukwaa la utafiti wa kisayansi angani, na pia nyumba ya wafanyikazi wa watu wawili hadi saba. Shuttle yenyewe imetengenezwa kulingana na mpango wa ndege na bawa la pembetatu katika mpango. Kwa kutua, hutumia gia ya kutua ya aina ya ndege. Ikiwa nyongeza ya roketi yenye nguvu imeundwa kutumiwa hadi mara 20, basi shuttle yenyewe - hadi ndege 100 angani.
Vipimo vya meli ya orbital ikilinganishwa na Soyuz
Mfumo wa Amerika wa Shuttle inaweza kuweka obiti urefu wa kilomita 185 na mwelekeo wa 28 ° hadi tani 24.4 za mizigo wakati ilizinduliwa mashariki kutoka Cape Canaveral (Florida) na tani 11.3 wakati ilizinduliwa kutoka eneo la Ndege ya Nafasi ya Kennedy Katikati ya obiti na urefu wa kilomita 500 na mwelekeo wa 55 °. Wakati ilizinduliwa kutoka kwa Kituo cha Jeshi la Anga la Vandenberg (California, pwani ya magharibi), hadi tani 12 za mizigo zinaweza kuwekwa kwenye obiti ya mzunguko na urefu wa kilomita 185.
Kile tulifanikiwa kutekeleza, na nini mipango yetu ilibaki tu kwenye karatasi
Kama sehemu ya kongamano la kujitolea kwa utekelezaji wa mpango wa Kuhamisha Anga, ambao ulifanyika mnamo Oktoba 1969, "baba" wa chombo hicho, George Mueller, alisema: "Lengo letu ni kupunguza gharama ya kupeleka kilo ya mzigo kwenye obiti kutoka $ 2,000 kwa Saturn-V hadi dola 40-100 kwa kilo. Kwa hivyo tunaweza kufungua enzi mpya ya uchunguzi wa nafasi. Changamoto katika wiki na miezi ijayo ya kongamano hili, na kwa NASA na Jeshi la Anga, ni kuhakikisha kuwa tunaweza kufanikisha hili. " Kwa ujumla, kwa anuwai anuwai kulingana na Shuttle ya Anga, gharama ya kuzindua malipo ilibashiriwa kuwa kati ya dola 90 hadi 330 kwa kilo. Kwa kuongezea, iliaminika kuwa shuttle za kizazi cha pili zitapunguza kiasi hicho hadi $ 33-66 kwa kilo.
Kwa kweli, hata hivyo, nambari hizi ziliweza kufikiwa hata karibu. Kwa kuongezea, kulingana na mahesabu ya Mueller, gharama ya kuzindua shuttle inapaswa kuwa $ 1-2.5 milioni. Kwa kweli, kulingana na NASA, wastani wa gharama ya kuzindua shuttle ilikuwa karibu $ 450 milioni. Na tofauti hii kubwa inaweza kuitwa tofauti kuu kati ya malengo yaliyotajwa na ukweli.
Shuttle "Jitahidi" na sehemu ya mizigo wazi
Baada ya kukamilika kwa mpango wa Mfumo wa Usafiri wa Anga mnamo 2011, tunaweza tayari kusema kwa ujasiri ni malengo yapi yalifikiwa wakati wa utekelezaji wake, na ambayo hayakufikiwa.
Malengo ya mpango wa Shuttle ya Anga yametimizwa:
1. Utekelezaji wa utoaji wa aina anuwai ya mizigo kwa obiti (hatua za juu, satelaiti, sehemu za vituo vya angani, pamoja na ISS).
2. Uwezekano wa kutengeneza satelaiti ziko kwenye obiti ya chini ya ardhi.
3. Uwezekano wa kurudi satelaiti kurudi duniani.
4. Uwezo wa kuruka hadi watu 8 angani (wakati wa operesheni ya uokoaji, wafanyikazi wanaweza kuletwa hadi watu 11).
5. Utekelezaji uliofanikiwa wa ndege inayoweza kutumika tena na utumiaji tena wa chombo cha kuhamisha yenyewe na viboreshaji vikali vya nguvu.
6. Utekelezaji katika mazoezi ya mpangilio wa kimsingi wa chombo.
7. Uwezo wa kutekeleza ujanja wa usawa na meli.
8. Kiasi kikubwa cha sehemu ya mizigo, uwezo wa kurudi kwenye shehena ya Dunia yenye uzito hadi tani 14, 4.
9. Gharama na wakati wa maendeleo ulifanikiwa kufikia tarehe za mwisho ambazo aliahidiwa Rais Nixon wa Amerika mnamo 1971.
Malengo hayakufikiwa na kutofaulu:
1. Uwezeshaji wa ubora wa upatikanaji wa nafasi. Badala ya kupunguza gharama ya kupeleka kilo ya mizigo kwenye obiti kwa maagizo mawili ya ukuu, Shuttle ya Anga kweli iligeuka kuwa moja wapo ya njia ghali zaidi ya kupeleka satelaiti kwenye obiti ya Dunia.
2. Maandalizi ya haraka ya ndege kati ya ndege za angani. Badala ya muda uliotarajiwa, ambao ulikadiriwa kuwa wiki mbili kati ya uzinduzi, shuttle zinaweza kujiandaa kwa uzinduzi katika nafasi kwa miezi. Kabla ya janga la mwendo wa meli wa Changamoto, rekodi kati ya ndege ilikuwa siku 54, baada ya maafa - siku 88. Katika kipindi chote cha operesheni yao, walizinduliwa kwa wastani mara 4, 5 kwa mwaka, wakati kiwango cha chini kinachoruhusiwa kiuchumi ilizinduliwa mara 28 kwa mwaka.
3. Unyenyekevu wa huduma. Suluhisho za kiufundi zilizochaguliwa wakati wa uundaji wa shuttle zilikuwa ngumu kutunza. Injini kuu zilihitaji taratibu za kukomesha na nyakati za huduma ndefu. Vitengo vya injini za injini ya mtindo wa kwanza zilihitaji kichwa chao kamili na kukarabati baada ya kila ndege kwenda angani. Matofali ya kukinga joto yalikuwa ya kipekee - kila kiota kilikuwa na tile yake. Kwa jumla, kulikuwa na elfu 35 kati yao, na zaidi, tiles zinaweza kuharibiwa au kupotea wakati wa kukimbia.
4. Badilisha vyombo vyote vya habari vinavyoweza kutolewa. Shuttles haijawahi kuzinduliwa kwenye mizunguko ya polar, ambayo ilikuwa muhimu sana kwa upelekaji wa satelaiti za upelelezi. Katika mwelekeo huu, kazi ya maandalizi ilifanywa, lakini ilipunguzwa baada ya janga la Changamoto.
5. Ufikiaji wa kuaminika wa nafasi. Vifungashio vinne vya nafasi vilimaanisha kuwa upotezaji wa yoyote kati yao ni upotezaji wa 25% ya meli nzima (kila wakati kulikuwa na obiti zaidi ya 4, shuttle ya Endeavor ilijengwa kuchukua nafasi ya Mpinzani aliyepotea). Baada ya janga hilo, ndege zilisimamishwa kwa muda mrefu, kwa mfano, baada ya janga la Changamoto - kwa miezi 32.
6. Uwezo wa kubeba shuttle uligeuka kuwa tani 5 chini kuliko inavyotakiwa na uainishaji wa jeshi (tani 24.4 badala ya tani 30).
7. Uwezo mkubwa wa kuendesha usawa haujawahi kutumiwa kwa mazoezi, kwa sababu shuttle hazikuruka kwenye mizunguko ya polar.
8. Kurudi kwa satelaiti kutoka kwa obiti ya dunia ilisimama tayari mnamo 1996, wakati satelaiti 5 tu zilirudishwa kutoka angani wakati wote.
9. Ukarabati wa satelaiti ulibainika kuwa na mahitaji kidogo. Kwa jumla, satelaiti 5 zimetengenezwa, hata hivyo, shuttle pia zimefanya matengenezo ya darubini maarufu ya Hubble mara 5.
10. Suluhisho za uhandisi zilizotekelezwa ziliathiri vibaya uaminifu wa mfumo mzima. Wakati wa kuondoka na kutua, kulikuwa na maeneo ambayo hayakuacha wafanyakazi nafasi ya kuokoa wakati wa dharura.
11. Ukweli kwamba chombo cha kusafirisha ndege kinaweza tu kufanya safari za ndege zinazoweka wanaanga katika hatari bila lazima, kwa mfano, kiotomatiki kitatosha kwa uzinduzi wa kawaida wa setilaiti katika obiti.
12. Kufungwa kwa mpango wa Space Shuttle mnamo 2011 uliwekwa juu ya kufutwa kwa mpango wa Constellation. Hii ilisababisha Merika kupoteza ufikiaji wake huru wa nafasi kwa miaka mingi. Kama matokeo, upotezaji wa picha na hitaji la kupata nafasi kwa wanaanga wao kwenye chombo cha angani cha nchi nyingine (chombo chenye ndege cha Urusi "Soyuz").
Ugunduzi wa Shuttle hufanya ujanja kabla ya kutua na ISS
Takwimu zingine
Shuttles zilibuniwa kukaa kwenye obiti ya Dunia kwa wiki mbili. Kawaida ndege zao zilidumu kutoka siku 5 hadi 16. Rekodi ya safari fupi fupi katika historia ya programu hiyo ni ya chombo cha angani Columbia (alikufa pamoja na wafanyakazi mnamo Februari 1, 2003, ndege ya 28 kwenda angani), ambayo mnamo Novemba 1981 ilitumia siku 2 tu, masaa 6 na 13 dakika katika nafasi. Suftle hiyo hiyo ilifanya safari ndefu zaidi mnamo Novemba 1996 - siku 17 masaa 15 dakika 53.
Kwa jumla, wakati wa operesheni ya programu hii kutoka 1981 hadi 2011, uzinduzi 135 ulifanywa na vifaa vya angani, ambayo Ugunduzi - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavor - 25, Challenger - 10 (alikufa pamoja na wafanyakazi Januari 28, 1986). Kwa jumla, ndani ya mfumo wa programu hiyo, shuttle tano kati ya hapo juu zilijengwa, ambazo zilifanya ndege kuingia angani. Suftle nyingine, Enterprise, ilikuwa ya kwanza kujengwa, lakini mwanzoni ilikusudiwa upimaji wa ardhini na anga tu, pamoja na kazi ya maandalizi kwenye tovuti za uzinduzi, haikuruka angani kamwe.
Inafaa kumbuka kuwa NASA imepanga kutumia shuttles kwa bidii zaidi kuliko ilivyoonekana. Nyuma mnamo 1985, wataalam kutoka wakala wa anga za Amerika walitarajia kwamba kufikia 1990 wangefanya uzinduzi 24 kila mwaka, na meli ziruke hadi ndege 100 angani, kwa vitendo, safari zote 5 zilifanya safari 135 tu kwa miaka 30, mbili kati ya hizo zilimalizika janga. Rekodi ya idadi ya ndege angani ni ya kuhamisha "Ugunduzi" - ndege 39 angani (ya kwanza mnamo Agosti 30, 1984).
Kutua kwa shuttle "Atlantis"
Shuttle za Amerika pia zinamiliki rekodi ya kusikitisha zaidi kati ya mifumo yote ya nafasi - kwa idadi ya watu waliouawa. Maafa mawili na ushiriki wao yalisababisha vifo vya wanaanga 14 wa Amerika. Mnamo Januari 28, 1986, wakati wa kuruka, kama matokeo ya mlipuko kwenye tanki la nje la mafuta, chombo cha "Challenger" kilianguka, hii ilitokea mnamo sekunde ya 73 ya kukimbia na kusababisha kifo cha wafanyikazi wote 7, pamoja na mwanaanga wa kwanza aliyelala. - mwalimu wa zamani Christa McAuliffe, ambaye alishinda mashindano ya Amerika kwa haki ya kuruka angani. Janga la pili lilitokea mnamo Februari 1, 2003, wakati wa kurudi kwa chombo cha ndege cha Columbia kutoka ndege yake ya 28 kwenda angani. Sababu ya janga hilo lilikuwa uharibifu wa safu ya nje ya kuzuia joto kwenye ndege ya kushoto ya bawa la kuhamisha, ambayo ilisababishwa na kipande cha insulation ya mafuta ya tank ya oksijeni iliyoanguka juu yake wakati wa uzinduzi. Wakati wa kurudi, shuttle ilianguka angani, na kuua wanaanga 7.
Programu ya Mfumo wa Usafiri wa Anga ilikamilishwa rasmi mnamo 2011. Shuttle zote za uendeshaji ziliondolewa na kupelekwa kwenye majumba ya kumbukumbu. Ndege ya mwisho ilifanyika mnamo Julai 8, 2011 na ilifanywa na shuttle ya Atlantis na wafanyikazi waliopunguzwa hadi watu 4. Ndege iliisha mapema asubuhi mnamo Julai 21, 2011. Kwa miaka 30 ya operesheni, meli hizi za angani zimefanya safari 135, kwa jumla, zimekamilisha mizunguko 21,152 kote Ulimwenguni, ikitoa tani 1,600 za upakiaji anuwai anuwai angani. Wakati huu, wafanyakazi walijumuisha watu 355 (wanaume 306 na wanawake 49) kutoka nchi 16 tofauti. Mwanaanga Franklin Storey Musgrave ndiye pekee aliyeruka ndege zote tano zilizojengwa.
