Prostor pro posádku Upravit

Prostor pro posádku zahrnoval tři paluby a byl přetlakovou obytnou oblastí všech misí raketoplánu. Letová paluba se skládala ze dvou sedadel pro velitele a pilota a dalších dvou až čtyř sedadel pro členy posádky. Prostřední paluba byla umístěna pod letovou palubou a byla tam, kde byly umístěny kuchyně a lůžka posádky, stejně jako tři nebo čtyři sedadla členů posádky. Prostřední paluba obsahovala přechodovou komoru, která mohla podporovat dva astronauty při extravehiculární aktivitě (EVA), stejně jako přístup k tlakovým výzkumným modulům. Pod mezipalubí se nacházel výstroj, ve kterém byly uloženy systémy řízení životního prostředí a nakládání s odpady.: 60–62:365–369

Na prvních čtyřech raketoplánových misích nosili astronauti upravené výškové jednotky amerického letectva full-tlakové obleky, které zahrnovaly vysokotlakou helmu během výstupu a sestupu. Od pátého letu STS-5 až do ztráty Challengeru měla posádka jednodílné světle modré nomexové kombinézy a přilby s částečným tlakem. Po katastrofě Challengeru měli členové posádky na sobě oblek Launch Entry Suit (LES), což je verze tlakového obleku s vysokým tlakem s částečným tlakem a přilbou. V roce 1994 byl LES nahrazen vysokotlakým Advanced Crew Escape Suit (ACES), který zlepšil bezpečnost astronautů v nouzové situaci. Columbia měla původně upravená vystřelovací sedadla SR-71 s nulovou nulou nainstalovaná pro ALT a první čtyři mise, ale ta byla deaktivována po STS-4 a odstraněna po STS-9: 370–371

Letová paluba byla nejvyšší úrovní prostoru pro posádku a obsahovala letové ovládací prvky pro orbiter. Velitel seděl na levém předním sedadle a pilot seděl na pravém předním sedadle se dvěma až čtyřmi dalšími sedadly nastavenými pro další členy posádky. Přístrojové panely obsahovaly více než 2 100 displejů a ovládacích prvků a velitel i pilot byli oba vybaveni heads-up displejem (HUD) a rotačním ručním ovladačem (RHC), který měl během motorového letu otáčet motory a létat na orbiteru během letu bez motoru. Obě sedadla měla také ovládací prvky kormidla, které umožňovaly pohyb kormidla za letu a řízení příďového kola po zemi .:369–372 Vozidla na orbitě byla původně instalována s multifunkčním zobrazovacím systémem CRT (MCDS) pro zobrazování a řízení letových informací. MCDS zobrazoval letové informace na sedadlech velitele a pilota i na zadním sedadle a také řídil data na HUD. V roce 1998 byla Atlantis upgradována na Multifunkční elektronický zobrazovací systém (MEDS), což byl skleněný upgrade kokpitu letových přístrojů, který nahradil osm zobrazovacích jednotek MCDS za 11 multifunkčních barevných digitálních obrazovek. MEDS byl poprvé vzlétl v květnu 2000 na STS-98 a byla na něj upgradována další orbiterová vozidla. Zadní část paluby letadla obsahovala okna hledící do nákladového prostoru a RHC pro ovládání systému vzdálené manipulace během nákladních operací. Kromě toho měla zadní pilotní kabina monitory pro televizi s uzavřeným okruhem pro prohlížení nákladového prostoru.: 372–376

Střední paluba obsahovala sklad vybavení posádky, prostor na spaní, lodní kuchyni, lékařské vybavení a hygienické stanice pro posádku. Posádka použila modulární skříňky k uložení vybavení, které bylo možné škálovat v závislosti na jejich potřebách, a také trvale instalovaných podlahových oddílů. Střední paluba obsahovala poklop na straně přístavu, který posádka používala pro vstup a výstup na Zemi. Kromě toho byl každý orbiter původně instalován s vnitřní přechodovou komorou ve střední palubě. Vnitřní přechodová komora byla nahrazena vnější přechodovou komorou v nákladním prostoru na Discovery, Atlantis a Endeavour zlepšit dokování s Mirem a ISS, spolu s dokovacím systémem Orbiter .:II–26–33

Let systemsEdit

Orbiter byl vybaven systémem avioniky pro poskytování informací a řízení během atmosférického letu. Jeho avionická sada obsahovala tři systémy přistání s mikrovlnným skenovacím paprskem, tři gyroskopy, tři TACANy, tři akcelerometry, dva radarové výškoměry, dva barometrické výškoměry, tři indikátory polohy, dva indikátory Mach a dva transpondéry režimu C. Během opětovného vstupu posádka nasadila dvě vzdušné sondy, jakmile cestovaly pomaleji než Mach 5. Orbiter měl tři inerciální měřící jednotky (IMU), které používal pro vedení a navigaci během všech fází letu. Orbiter obsahuje dva sledovače hvězd k vyrovnání IMU na oběžné dráze. Sledovače hvězd jsou rozmístěny na oběžné dráze a mohou se automaticky nebo ručně srovnávat s hvězdou. V roce 1991 začala NASA upgradovat inerciální měřící jednotky pomocí inerciálního navigačního systému (INS), který poskytoval přesnější informace o poloze. V roce 1993 NASA poprvé letěla s přijímačem GPS na palubě STS-51.V roce 1997 začala společnost Honeywell vyvíjet integrovaný systém GPS / INS, který nahradí systémy IMU, INS a TACAN, který poprvé vzlétl na STS-118 v srpnu 2007: 402–403

Zatímco na oběžné dráze posádka komunikoval pomocí jednoho ze čtyř rádiových pásem S, které zajišťovaly hlasovou i datovou komunikaci. Dva z rádiových pásem S byly vysílače / přijímače fázové modulace a mohly vysílat a přijímat informace. Další dvě rádia v pásmu S byla vysílači frekvenční modulace a byla použita k přenosu dat do NASA. Protože rádia v pásmu S mohou fungovat pouze v jejich zorném poli, NASA ke komunikaci s orbiterem po celé jeho oběžné dráze použila pozemní stanice Tracking and Data Relay Satellite System a Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network. Orbiter navíc vyslal z nákladového prostoru rádiové pásmo Ku s velkou šířkou pásma, které bylo také možné použít jako setkávací radar. Orbiter byl také vybaven dvěma UHF vysílači pro komunikaci s řízením letového provozu a astronauty provádějícími EVA.:403–404

Řídicí systém fly-by-wire raketoplánu byl zcela závislý na svém hlavním počítači , Systém zpracování dat (DPS). DPS během startu řídila řízení letu a trysky na orbiteru, stejně jako ET a SRB. DPS se skládal z pěti počítačů pro všeobecné použití (GPC), dvou jednotek velkokapacitní paměti na magnetické páske ( MMU) a přidružené senzory ke sledování komponent raketoplánu .:232–233 Původním použitým GPC byl IBM AP-101B, který používal samostatnou centrální procesorovou jednotku (CPU) a vstupně-výstupní procesor (IOP) a ne – těkavá polovodičová paměť. Od roku 1991 do roku 1993 byla orbiterová vozidla upgradována na AP-101S, což zlepšilo paměť a možnosti zpracování a snížilo objem a váhu t počítačů kombinací CPU a IOP do jedné jednotky. Čtyři z GPC byly načteny do primárního avionického softwarového systému (PASS), což byl software specifický pro raketoplány, který poskytoval kontrolu ve všech fázích letu. Během výstupu, manévrování, návratu a přistání fungovaly čtyři PASS GPC shodně a vytvářely čtyřnásobnou redundanci a při kontrole jejich výsledků by došlo k chybě. V případě softwarové chyby, která by způsobila chybná hlášení ze čtyř GPC PASS, spustil pátý GPC systém záložního letu, který používal jiný program a mohl ovládat raketoplán přes výstup, oběžnou dráhu a návrat, ale nemohl podporovat celou misi. Těchto pět GPC bylo odděleno ve třech samostatných pozicích v polovině paluby, aby byla zajištěna redundance v případě poruchy chladicího ventilátoru. Po dosažení oběžné dráhy posádka přepne na podporu operační mise některé z funkcí GPC z navádění, navigace a řízení (GNC) na správu systémů (SM) a užitečné zatížení (PL) .:405–408 Raketoplán nebyl vypuštěn pokud by jeho let probíhal od prosince do ledna, protože jeho letový software by vyžadoval reset počítačů orbiterového vozidla při změně roku. V roce 2007 navrhli inženýři NASA řešení, aby lety raketoplánu mohly překročit hranici roku .

Mise raketoplánu obvykle přinesly přenosný počítač s obecnou podporou (PGSC), který se mohl integrovat s počítači a komunikační sadou vozidla orbiter a také sledovat vědecká data a data užitečného zatížení. Rané mise přinesly Grid Compass, jeden z prvních notebooků, jako PGSC, ale později mise přinesly notebooky Apple a Intel .:408

Payload bayEdit

Pozice nákladu zahrnoval většinu trupu orbiterového vozidla a poskytoval prostor pro přepravu nákladu pro užitečné zatížení raketoplánu. Bylo to 18 m (60 ft) dlouho a 4,6 m (15 ft) široký, a mohl pojmout válcové užitečné zatížení až 4,6 m (15 ft) v průměru. Dvě dveře nákladového prostoru zavěšené na obou stranách nákladového prostoru a opatřeny relativně vzduchotěsným těsněním, které chrání užitečné zatížení před zahříváním během startu a návratu. Užitečné zatížení bylo zajištěno v nákladovém prostoru k připevňovacím bodům na podélnících. Dveře nákladového prostoru sloužily další funkci jako radiátory pro teplo vozidla orbiteru a byly otevřeny po dosažení oběžné dráhy pro odmítnutí tepla .:62–64

Orbiter mohl být použit ve spojení s různými doplňkové komponenty v závislosti na misi. To zahrnovalo orbitální laboratoře: II-304, 319 posilovačů pro vypouštění užitečných nákladů dále do vesmíru, II-326 systém vzdálené manipulace (RMS), II-40 a prodloužení doby mise .: II-86 Za účelem omezení spotřeby paliva, když byl orbiter ukotven na ISS, byl vyvinut systém přenosu energie ze stanice (Shuttle-to-Shuttle Power Transfer System – SSPTS), který převádí a přenáší energii stanice na orbiter.: II-87–88 SSPTS byl poprvé použit na STS-118 a byl nainstalován na Discovery a Endeavour.: III-366–368

Remote Manipulator SystemEdit

Systém Remote Manipulator (RMS), známý také jako Canadarm, byl mechanickou rukou připevněnou k nákladnímu prostoru. Mohlo by to být použito k uchopení a manipulaci s užitečným zatížením a také jako mobilní platforma pro astronauty provádějící EVA. RMS byl postaven kanadskou společností Spar Aerospace a byl řízen astronautem uvnitř pilotní kabiny orbiteru pomocí jejich oken a uzavřeného televizního okruhu. RMS umožňoval šest stupňů volnosti a měl šest kloubů umístěných ve třech bodech po rameni. Původní RMS mohl nasadit nebo načíst užitečné zatížení až 29 000 kg (65 000 lb), které bylo později vylepšeno na 270 000 kg (586 000 lb) .: 384–385

SpacelabEdit

Modul Spacelab byla evropská tlaková laboratoř, která byla přepravována v nákladovém prostoru a umožňovala vědecký výzkum na oběžné dráze. Modul Spacelab obsahoval dva 2,7 m (9 ft) segmenty, které byly namontovány v zadní konec nákladového prostoru pro udržení těžiště během letu. Astronauti vstoupili do modulu Spacelab přes tunel 2,7 m (8,72 ft) nebo 5,8 m (18,88 ft), který spojuje k přechodové komoře. Zařízení Spacelab bylo primárně uloženo na paletách, které poskytovaly úložiště jak pro experimenty, tak pro počítačová a energetická zařízení .:434–435 Hardware Spacelab byl letecky převezen na 28 misích a studoval předměty včetně astronomie, mikrogravitace, radaru a biologických věd . Hardware Spacelab také podporoval mise, jako je servis Hubble Space Telescope (HST) a doplňování zásob vesmírných stanic. Modul Spacelab byl testován na STS-2 a STS-3 a první úplná mise byla na STS-9.

Motory RS-25Upravit

Tři motory RS-25, známé také jako hlavní motory raketoplánu (SSME), byly namontovány na zadní část trupu orbiteru v trojúhelníkovém vzoru. Trysky motoru se mohly naklonit o ± 10,5 ° ve stoupání a ± 8,5 ° v zatáčce během výstupu, aby se změnil směr jejich tahu k řízení raketoplánu. Opakovaně použitelné motory z titanové slitiny byly nezávislé na orbitálním vozidle a mezi lety by byly odstraněny a vyměněny. RS-25 je stupňovité spalování kryogenní motor cyklu, který používal kapalný kyslík a vodík a měl vyšší tlak v komoře než kterákoli předchozí raketa na kapalné palivo. Původní hlavní spalovací komora pracovala při maximálním tlaku 226,5 bar (3285 psi). Tryska motoru je 287 cm (113 palců) vysoký a má vnitřní průměr 229 cm (90,3 palce). Tryska je chlazena 1 080 vnitřními linkami nesoucími kapalný vodík a je tepelně chráněna izolačním a ablativním materiálem.: II–177–183

Motory RS-25 prošly několika vylepšeními, které zvýšily spolehlivost a výkon. Během vývojového programu společnost Rocketdyne zjistila, že motor je schopen bezpečného a spolehlivého provozu při 104% původně stanoveného tahu. Aby byly hodnoty tahu motoru konzistentní s předchozí dokumentací a softwarem, NASA zachovala původní specifikovaný tah jako 100%, ale nechala RS-25 pracovat při vyšším tahu. Verze upgradu RS-25 byly označeny jako Block I a Block II. V roce 2001 bylo u motorů Block II dosaženo úrovně tahu 109%, což snížilo tlak v komoře na 207,5 barů (3010 psi), protože měl větší plochu hrdla. Normální maximální plyn byl 104 procent, přičemž 106% nebo 109% bylo použito pro přerušení mise .:106–107

Orbital Maneuvering SystemEdit

Orbitální manévrovací systém (OMS) sestával ze dvou vzadu namontovaných motorů AJ10-190 a přidružených palivových nádrží. Motory AJ10 používaly monomethylhydrazin (MMH) oxidovaný oxidem dusným (N2O4). Lusky nesly maximálně 2140 kg (4718 lb) MMH a 3526 kg (7773 lb) N2O4. Motory OMS byly použity po vypnutí hlavního motoru (MECO) pro orbitální vložení. Po celou dobu letu byly používány pro změny na oběžné dráze, stejně jako pro vypalování deorbitů před návratem. Každý motor OMS vyprodukoval tah 27 080 N (6 087 lbf) a celý systém mohl poskytnout změnu rychlosti 305 m / s (1 000 ft / s).: II–80

Systém tepelné ochrany Upravit

Orbiter byl chráněn před teplem během reentry systémem tepelné ochrany (TPS), tepelnou vsakovací ochrannou vrstvou kolem orbiteru. Na rozdíl od předchozích amerických kosmických lodí, které používaly ablativní tepelné štíty, vyžadovala opětovná použitelnost orbiteru víceúčelový tepelný štít.: 72–73 Během reentry zaznamenala TPS teploty až 1 600 ° C (3 000 ° F), ale musela udržovat teplotu hliníkového pláště orbiterového vozidla pod 180 ° C (350 ° F). TPS se primárně skládala ze čtyř typy dlaždic. Kužel nosu a náběžné hrany křídel byly vystaveny teplotám nad 1300 ° C (2300 ° F) a byly chráněny vyztuženými uhlíkovými uhlíkovými dlaždicemi (RCC). Tlustší RCC dlaždice byly vyvinuty a instalovány v roce 1998, aby se zabránilo poškození z mikrometeoroidů a orbitálních úlomků a byly dále vylepšeny po poškození RCC způsobeném katastrofou v Kolumbii. Počínaje STS-114 byla orbiterová vozidla vybavena systémem detekce nárazu přední hrany křídla, který varoval posádku před možným poškozením.: II– 112–113 Celá spodní strana orbiterového vozidla, stejně jako ostatní nejteplejší povrchy, byla chráněna vysokoteplotní opakovaně použitelnou povrchovou izolací. Plochy v horních částech orbiterového vozidla byly potaženy bílou nízkoteplotní opakovaně použitelnou povrchovou izolací, wh poskytovaly ochranu při teplotách pod 650 ° C (1200 ° F). Dveře nákladového prostoru a části povrchů horních křídel byly potaženy izolací z plstěného povrchu, která byla opakovaně použitelná, protože teplota tam zůstala pod 370 ° C (700 ° F) .: 395

Externí nádržEdit

Externí tank raketoplánu (ET) nesl pohonnou látku pro hlavní motory raketoplánu a spojil orbiterové vozidlo s raketovými posilovači. ET byl vysoký 47 m (153,8 ft) a průměr 8,4 m (27,6 ft) a obsahoval oddělené nádrže na kapalný kyslík (LOX) a kapalný vodík (LH2). Nádrž LOX byla umístěna v nose ET a byla vysoká 15 m (49,3 ft). LH2 zahrnoval většinu ET a byl vysoký 29 m (96,7 ft). Orbiterové vozidlo bylo připevněno k ET na dvou pupečních deskách, které obsahovaly pět pohonných látek a dvě elektrické pupečníky, a přední a zadní konstrukční přílohy. Vnější část ET byla pokryta oranžovou nastříkanou pěnou, která jí umožnila přežít horko stoupání.: 421–422

ET poskytla pohonné hmoty hlavním motorům raketoplánu od startu až do vypnutí hlavního motoru . ET se oddělil od orbiterového vozidla 18 sekund po vypnutí motoru a mohl být spuštěn automaticky nebo ručně. V době oddělení vozidlo na oběžné dráze zatáhlo své pupečníkové destičky a pupeční šňůry byly utěsněny, aby se zabránilo odvzdušnění přebytečného hnacího plynu do vozidla na oběžné dráze. Poté, co byly šrouby připevněné na konstrukčních přídavcích stříhány, se ET oddělil od orbiterového vozidla. V době separace byl plynný kyslík odváděn z nosu, aby způsobil pád ET, což zajistilo jeho rozbití při opětovném vstupu. ET byl jedinou hlavní součástí systému raketoplánu, který nebyl znovu použit, a cestoval po balistické trajektorii do Indického nebo Tichého oceánu.: 422

U prvních dvou misí STS-1 a STS-2, byl ET pokrytý 270 kg (595 lb) bílé nehořlavé latexové barvy, aby poskytoval ochranu před poškozením ultrafialovým zářením. Další výzkum zjistil, že samotná pěna byla dostatečně chráněna a ET již nebyla pokryta latexovou barvou počínaje STS-3: II-210 Na STS-6 byla poprvé vzlétnuta lehká nádrž (LWT), která snížila nádrž hmotnost o 4 700 kg (10 300 lb). Hmotnost LWT byla snížena odstraněním komponentů z nádrže LH2 a snížením tloušťky některých panelů pláště.: 422 V roce 1998 poprvé na STS-91 vzlétl superlehký ET (SLWT). SLWT použila hliník 2195 – slitina lithia, která byla o 40% silnější a o 10% méně hustá než její předchůdce, slitina hliníku a lithia 2219. SLWT vážil o 3 400 kg (7 500 lb) méně než LWT, což umožnilo raketoplánu dodávat ISS těžké prvky “ s vysokým sklonem oběžné dráhy.:423–424

Solid Rocket BoostersEdit

Solid Rocket Boosters (SRB) poskytovaly 71,4% tahu raketoplánu během zvedání a stoupání a byly největšími motory na tuhá paliva, jaké kdy byly létány. Každý SRB byl vysoký 45 m (149,2 ft) a široký 3,7 m (12,2 ft), vážil 68 000 kg (150 000) lb), a měl ste El vnější přibližně 13 mm (0,5 palce) tlustý. Subkomponenty SRB byly motor na tuhá paliva, kužel nosu a raketová tryska. Motor na tuhá paliva zahrnoval většinu struktury SRB. Jeho plášť sestával z 11 ocelových profilů, které tvořily jeho čtyři hlavní segmenty. V kuželu nosu byly umístěny přední separační motory a padákové systémy, které byly použity během zotavení. Raketové trysky se mohly naklánět až o 8 °, aby bylo možné provádět úpravy za letu.: 425–429

Každý z raketových motorů byl naplněn celkem 500 000 kg (1 106 640 lb) raketového paliva na tuhá paliva (APCP + PBAN) a spojeny dohromady v budově pro montáž vozidel (VAB) v KSC. : 425–426 Kromě zajištění tahu během první fáze startu poskytly SRB strukturální podporu pro orbiterové vozidlo a ET, protože byly jediným systémem připojeným k platformě mobilního odpalovače (MLP).: 427 At the v době startu byly SRB ozbrojeny v T-5 minutách a mohly být elektricky zapáleny, pouze když se motory RS-25 zapálily a byly bez problémů.: 428 Každý z nich poskytoval tah 12 500 kN (2 800 000 lbf), který byl později vylepšena na 13 300 kN (3 000 000 lbf) počínaje STS-8 .:425 Po vyčerpání paliva byly SRB upuštěny přibližně dvě minuty po startu ve výšce přibližně 46 km (150 000 ft). Po rozloučení nasadili stabilizační a hlavní padáky, přistáli v oceánu a posádky je získali zpět na palubách lodí MV Freedom Star a MV Liberty Star.: 430 Jakmile byli vráceni na mys Canaveral, byli vyčištěni a rozebráni. Raketový motor, zapalovač a tryska byly poté odeslány do Thiokolu, aby byly renovovány a znovu použity při dalších letech .:124

SRB prošly během životnosti programu několika redesigny. STS-6 a STS-7 použity SRB, které byly o 2 300 kg (5 000 lb) lehčí než standardní váhy, kvůli stěnám, které byly o 0,10 mm (0,004 palce) tenčí, ale bylo zjištěno, že jsou příliš tenké. Následné lety až do doby, kdy STS-26 používaly případy, které byly 0,076 mm (0,003 palce) tenčí než pouzdra standardní hmotnosti, což ušetřilo 1 800 kg (4 000 lb). Po katastrofě Challengeru v důsledku selhání O-kroužku při nízké teplotě byly SRB přepracovány tak, aby poskytovaly konstantní těsnění bez ohledu na to okolní teploty.:425–426

Podpora vozidelEdit

Provoz raketoplánu byl podporován vozidly a infrastrukturou, která usnadňovala jeho přepravu n, konstrukce a přístup posádky. Pásové transportéry nesly MLP a raketoplán z VAB na místo startu. Shuttle Carrier Aircraft (SCA) byly dva upravené Boeingy 747, které mohly nést orbiter na zádech. Původní SCA (N905NA) byl poprvé vzlétl v roce 1975 a byl použit pro ALT a převoz orbiteru z Edwards AFB do KSC na všech misích před rokem 1991. Druhý SCA (N911NA) byl získán v roce 1988 a byl poprvé použit přepravovat úsilí z továrny do KSC. Po odchodu raketoplánu byl N905NA vystaven v JSC a N911NA byl vystaven v Joe Davis Heritage Airpark v Palmdale v Kalifornii.: I–377–391 Posádkové dopravní vozidlo (CTV) bylo upraveno letištní tryskový most, který byl použit k pomoci astronautům vystoupit z orbiteru po přistání, kde by podstoupili lékařské prohlídky po misi. Astrovan transportoval astronauty z pokojů posádky v budově Operations and Checkout Building na odpalovací rampu v den startu. Železnice NASA zahrnovala tři lokomotivy, které přepravovaly segmenty SRB z Florida East Coast Railway v Titusville do KSC.