Compartimiento de la tripulaciónEditar

El compartimiento de la tripulación constaba de tres cubiertas y era el área habitable presurizada en todas las misiones del Transbordador espacial. La cabina de vuelo constaba de dos asientos para el comandante y el piloto, así como de dos a cuatro asientos adicionales para los miembros de la tripulación. La cubierta intermedia estaba ubicada debajo de la cubierta de vuelo, y era donde se instalaban la cocina y las literas de la tripulación, así como tres o cuatro asientos para los miembros de la tripulación. La cubierta intermedia contenía la esclusa de aire, que podría soportar a dos astronautas en una actividad extravehicular (EVA), así como el acceso a módulos de investigación presurizados. Un compartimento para equipos estaba debajo de la cubierta central, que almacenaba el control ambiental y los sistemas de gestión de desechos.:60–62:365–369

En las primeras cuatro misiones del Transbordador, los astronautas vestían modelos de gran altitud de la Fuerza Aérea de EE. trajes de presión completa, que incluían un casco de presión completa durante el ascenso y descenso. Desde el quinto vuelo, STS-5, hasta la pérdida del Challenger, la tripulación usó trajes de vuelo nomex de una pieza de color azul claro y cascos de presión parcial. Después del desastre del Challenger, los miembros de la tripulación usaron el traje de entrada de lanzamiento (LES), una versión de presión parcial de los trajes de presión para gran altitud con casco. En 1994, el LES fue reemplazado por el Advanced Crew Escape Suit (ACES) de presión completa, que mejoró la seguridad de los astronautas en una situación de emergencia. Columbia originalmente había modificado asientos eyectables SR-71 cero-cero instalados para el ALT y las primeras cuatro misiones, pero se desactivaron después de STS-4 y se eliminaron después de STS-9.:370–371

La cabina de vuelo era el nivel superior del compartimento de la tripulación y contenía los controles de vuelo del orbitador. El comandante se sentó en el asiento delantero izquierdo y el piloto en el asiento delantero derecho, con dos o cuatro asientos adicionales configurados para miembros de la tripulación adicionales. Los paneles de instrumentos contenían más de 2100 pantallas y controles, y el comandante y el piloto estaban equipados con una pantalla de visualización frontal (HUD) y un controlador de mano giratorio (RHC) para estabilizar los motores durante el vuelo con motor y volar el orbitador durante el vuelo sin motor. Ambos asientos también tenían controles de timón, para permitir el movimiento del timón en vuelo y la dirección de la rueda de morro en el suelo.:369–372 Los vehículos orbitadores se instalaron originalmente con el Sistema de pantalla multifunción CRT (MCDS) para mostrar y controlar la información de vuelo. El MCDS mostró la información de vuelo en los asientos del piloto y el comandante, así como en la ubicación de los asientos de popa, y también controló los datos en el HUD. En 1998, Atlantis se actualizó con el Sistema de visualización electrónica multifunción (MEDS), que era una actualización de la cabina de vidrio de los instrumentos de vuelo que reemplazó las ocho unidades de visualización MCDS con 11 pantallas digitales de colores multifunción. MEDS voló por primera vez en mayo de 2000 en STS-98, y los otros vehículos orbitadores se actualizaron a él. La sección de popa de la plataforma de vuelo contenía ventanas que miraban hacia la bahía de carga útil, así como un RHC para controlar el Sistema de manipulación remota durante las operaciones de carga. Además, la cubierta de vuelo de popa tenía monitores para un circuito cerrado de televisión para ver la bahía de carga.:372–376

La cubierta intermedia contenía el almacenamiento de equipo de la tripulación, el área de dormir, la cocina, el equipo médico y estaciones de higiene para la tripulación. El equipo usó casilleros modulares para almacenar equipos que podrían escalarse según sus necesidades, así como compartimentos en el piso instalados permanentemente. La cubierta intermedia contenía una escotilla a babor que la tripulación usaba para entrar y salir mientras estaba en la Tierra. Además, cada orbitador se instaló originalmente con una esclusa de aire interna en la cubierta intermedia. La esclusa de aire interna fue reemplazada por una esclusa de aire externa en la bahía de carga útil en Discovery, Atlantis y Endeavour para mejorar el acoplamiento con Mir y la ISS, junto con el sistema de acoplamiento Orbiter.:II–26–33

Vuelo systemsEdit

El orbitador estaba equipado con un sistema de aviónica para proporcionar información y control durante el vuelo atmosférico. Su suite de aviónica contenía tres sistemas de aterrizaje de rayos de exploración de microondas, tres giroscopios, tres TACAN, tres acelerómetros, dos altímetros de radar, dos altímetros barométricos, tres indicadores de actitud, dos indicadores Mach y dos transpondedores de Modo C. Durante el reingreso, la tripulación desplegó dos sondas de datos aéreos una vez que viajaban más lento que Mach 5. El orbitador tenía tres unidades de medición inercial (IMU) que utilizaba para guía y navegación durante todas las fases del vuelo. El orbitador contiene dos rastreadores de estrellas para alinear las IMU mientras está en órbita. Los rastreadores de estrellas se despliegan mientras están en órbita y pueden alinearse automática o manualmente en una estrella. En 1991, la NASA comenzó a actualizar las unidades de medición inercial con un sistema de navegación inercial (INS), que proporcionó información de ubicación más precisa. En 1993, la NASA voló un receptor GPS por primera vez a bordo del STS-51.En 1997, Honeywell comenzó a desarrollar un GPS / INS integrado para reemplazar los sistemas IMU, INS y TACAN, que voló por primera vez en STS-118 en agosto de 2007: 402–403

Mientras estaba en órbita, la tripulación principalmente se comunicaba utilizando una de las cuatro radios de banda S, que proporcionaban comunicaciones de voz y datos. Dos de las radios de banda S eran transceptores de modulación de fase y podían transmitir y recibir información. Las otras dos radios de banda S eran transmisores de modulación de frecuencia y se utilizaron para transmitir datos a la NASA. Como las radios de banda S solo pueden operar dentro de su línea de visión, la NASA usó el Sistema de Satélites de Rastreo y Retransmisión de Datos y las estaciones terrestres de la Red de Adquisición de Datos y Seguimiento de Naves Espaciales para comunicarse con el orbitador en toda su órbita. Además, el orbitador desplegó una radio de banda Ku de alto ancho de banda fuera de la bahía de carga, que también podría utilizarse como radar de encuentro. El orbitador también estaba equipado con dos radios UHF para las comunicaciones con el control del tráfico aéreo y los astronautas que realizan EVA.:403–404

El sistema de control fly-by-wire del Space Shuttle dependía completamente de su computadora principal , el Sistema de Procesamiento de Datos (DPS). El DPS controlaba los controles de vuelo y los propulsores del orbitador, así como el ET y los SRB durante el lanzamiento. El DPS constaba de cinco computadoras de propósito general (GPC), dos unidades de memoria masiva de cinta magnética ( MMU) y los sensores asociados para monitorear los componentes del Transbordador Espacial.:232–233 El GPC original utilizado fue el IBM AP-101B, que usaba una unidad central de procesamiento (CPU) y un procesador de entrada / salida (IOP) separados, y no -memoria de estado sólido volátil. De 1991 a 1993, los vehículos orbitadores se actualizaron al AP-101S, que mejoró la memoria y las capacidades de procesamiento, y redujo el volumen y el peso t de las computadoras combinando la CPU y el IOP en una sola unidad. Cuatro de los GPC se cargaron con el sistema de software de aviónica primario (PASS), que era un software específico del transbordador espacial que proporcionaba control a través de todas las fases del vuelo. Durante el ascenso, las maniobras, el reingreso y el aterrizaje, los cuatro GPC PASS funcionaron de manera idéntica para producir una redundancia cuádruple y comprobarían sus resultados con errores. En caso de un error de software que causaría informes erróneos de los cuatro PASS GPC, un quinto GPC ejecutó el Backup Flight System, que usaba un programa diferente y podía controlar el Transbordador Espacial a través del ascenso, la órbita y la reentrada, pero no podía soportar un toda la misión. Los cinco GPC se separaron en tres bahías separadas dentro de la plataforma intermedia para proporcionar redundancia en caso de falla del ventilador de enfriamiento. Después de alcanzar la órbita, la tripulación cambiaría algunas de las funciones de GPC de orientación, navegación y control (GNC) a gestión de sistemas (SM) y carga útil (PL) para respaldar la misión operativa.:405–408 El transbordador espacial no se lanzó si su vuelo se realizaría de diciembre a enero, ya que su software de vuelo habría requerido que las computadoras del vehículo orbitador se reiniciaran en el cambio de año. En 2007, los ingenieros de la NASA idearon una solución para que los vuelos del transbordador espacial pudieran cruzar el límite de fin de año .

Las misiones del transbordador espacial generalmente traían una computadora portátil de apoyo general (PGSC) que podía integrarse con las computadoras y el conjunto de comunicaciones del vehículo orbitador, así como monitorear datos científicos y de carga útil. Las primeras misiones trajeron Grid Compass, una de las primeras computadoras portátiles, como PGSC, pero las misiones posteriores trajeron computadoras portátiles Apple e Intel.:408

Payload bayEdit

La bahía de carga útil comprendía la mayor parte del fuselaje del vehículo orbitador y proporcionaba el espacio de transporte de carga para las cargas útiles del transbordador espacial. Tenía 18 m (60 pies) de largo y 4,6 m (15 pies) de ancho, y podía acomodar cargas útiles cilíndricas de hasta 4,6 m (15 pies) de diámetro. Dos puertas de la bahía de carga útil se abisagraban a cada lado de la bahía y proporcionaban un sello relativamente hermético para proteger las cargas útiles del calentamiento durante el lanzamiento y la reentrada. Las cargas útiles se aseguraron en la bahía de carga útil a los puntos de sujeción de los largueros. Las puertas de la bahía de carga útil cumplían una función adicional como radiadores para el calor del vehículo orbitador y se abrían al alcanzar la órbita para el rechazo del calor.:62–64

El orbitador podría usarse junto con una variedad de componentes adicionales dependiendo de la misión. Esto incluyó laboratorios orbitales,: II-304, 319 propulsores para lanzar cargas útiles al espacio,: II-326 el Sistema de manipulación remota (RMS),: II-40 y para extender la duración de la misión .: II-86 Para limitar el consumo de combustible mientras el orbitador estaba atracado en la ISS, se desarrolló el Sistema de transferencia de energía de estación a lanzadera (SSPTS) para convertir y transferir energía de la estación al orbitador.: II-87–88 El SSPTS se utilizó por primera vez en STS-118 y se instaló en Discovery y Endeavour.:III-366–368

Remote Manipulator SystemEdit

El sistema de manipulación remota (RMS), también conocido como Canadarm, era un brazo mecánico unido al compartimento de carga. Podría usarse para agarrar y manipular cargas útiles, así como también servir como plataforma móvil para los astronautas que conducen un EVA. El RMS fue construido por la compañía canadiense Spar Aerospace, y estaba controlado por un astronauta dentro de la cabina de vuelo del orbitador usando sus ventanas y circuito cerrado de televisión. El RMS permitía seis grados de libertad y tenía seis articulaciones ubicadas en tres puntos. El RMS original podía desplegar o recuperar cargas útiles de hasta 29.000 kg (65.000 lb), que luego se mejoró a 270.000 kg (586.000 lb) .: 384–385

SpacelabEdit

El módulo Spacelab era un laboratorio presurizado financiado con fondos europeos que se transportaba dentro de la bahía de carga útil y permitía la investigación científica mientras estaba en órbita. El módulo Spacelab contenía dos segmentos de 2,7 m (9 pies) que estaban el extremo posterior de la bahía de carga útil para mantener el centro de gravedad durante el vuelo. Los astronautas entraron al módulo Spacelab a través de un túnel de 2,7 m (8,72 pies) o 5,8 m (18,88 pies) que conecta cted a la esclusa de aire. El equipo de Spacelab se almacenó principalmente en paletas, que proporcionaban almacenamiento tanto para experimentos como para equipos informáticos y de energía.: 434–435 El hardware de Spacelab se voló en 28 misiones hasta 1999, y estudió temas como astronomía, microgravedad, radar y ciencias de la vida. . El hardware de Spacelab también apoyó misiones como el servicio del Telescopio Espacial Hubble (HST) y el reabastecimiento de la estación espacial. El módulo Spacelab se probó con STS-2 y STS-3, y la primera misión completa fue en STS-9.

Motores RS-25Editar

Tres motores RS-25, también conocidos como motores principales del transbordador espacial (SSME), se montaron en el fuselaje de popa del orbitador en un patrón triangular. Las boquillas del motor podían girar ± 10.5 ° en el paso, y ± 8.5 ° en guiñada durante el ascenso para cambiar la dirección de su empuje para dirigir el Shuttle. Los motores reutilizables de aleación de titanio eran independientes del vehículo orbitador, y serían removidos y reemplazados entre vuelos. El RS-25 es un motor de combustión por etapas motor criogénico de ciclo que usaba oxígeno líquido e hidrógeno, y tenía una cámara de presión más alta que cualquier cohete líquido anterior. La cámara de combustión principal original operaba a una presión máxima de 226.5 bar (3285 psi). La boquilla del motor es de 287 cm (113 in) de alto y tiene un diámetro interior de 229 cm (90,3 pulgadas). La boquilla está refrigerada por 1.080 líneas interiores que transportan hidrógeno líquido y está protegida térmicamente por material aislante y ablativo.:II–177–183

Los motores RS-25 tuvieron varias mejoras para mejorar la confiabilidad y la potencia. Durante el programa de desarrollo, Rocketdyne determinó que el motor era capaz de funcionar de manera segura y confiable al 104% del empuje originalmente especificado. Para mantener los valores de empuje del motor consistentes con la documentación y el software anteriores, la NASA mantuvo el empuje original especificado al 100%, pero hizo que el RS-25 operara a un empuje más alto. Las versiones de actualización de RS-25 se indicaron como Bloque I y Bloque II. El nivel de empuje del 109% se logró con los motores Block II en 2001, lo que redujo la presión de la cámara a 207,5 bares (3.010 psi), ya que tenía un área de garganta más grande. La aceleración máxima normal era del 104 por ciento, con un 106% o 109% utilizado para abortos de misiones.:106-107

Sistema de maniobras orbitalesEditar

El Sistema de maniobra orbital (OMS) constaba de dos motores AJ10-190 montados en la popa y los tanques de propulsor asociados. Los motores AJ10 utilizaron monometilhidrazina (MMH) oxidada por tetróxido de dinitrógeno (N2O4). Las vainas transportaban un máximo de 2140 kg (4718 lb) de MMH y 3526 kg (7773 lb) de N2O4. Los motores OMS se utilizaron después del corte del motor principal (MECO) para la inserción orbital. Durante todo el vuelo, se utilizaron para cambios de órbita, así como para la quemadura de desorbitación antes de la reentrada. Cada motor OMS produjo 27.080 N (6.087 lbf) de empuje, y todo el sistema podría proporcionar 305 m / s (1.000 pies / s) de cambio de velocidad.:II–80

Sistema de protección térmicaEditar

El orbitador fue protegido del calor durante la reentrada por el sistema de protección térmica (TPS), una capa protectora de remojo térmico alrededor del orbitador. A diferencia de las naves espaciales estadounidenses anteriores, que habían utilizado escudos térmicos ablativos, la reutilización del orbitador requería un escudo térmico de usos múltiples.: 72–73 Durante el reingreso, el TPS experimentó temperaturas de hasta 1.600 ° C (3.000 ° F), pero tuvo que mantener la temperatura de la superficie de aluminio del vehículo orbitador por debajo de 180 ° C (350 ° F). El TPS constaba principalmente de cuatro tipos de baldosas. El cono de la nariz y los bordes de ataque de las alas experimentaron temperaturas superiores a 1300 ° C (2300 ° F) y estaban protegidos por baldosas de carbono-carbono reforzadas (RCC). Las baldosas RCC más gruesas se desarrollaron e instalaron en 1998 para evitar daños de micrometeoroides y desechos orbitales, y se mejoraron aún más después del daño del RCC causado en el desastre de Columbia. A partir de STS-114, los vehículos orbitadores estaban equipados con el sistema de detección de impacto del borde de ataque del ala para alertar a la tripulación sobre cualquier daño potencial.:II– 112-113 Toda la parte inferior del vehículo orbitador, así como las demás superficies más calientes, se protegieron con un aislamiento de superficie reutilizable de alta temperatura. Las áreas de las partes superiores del vehículo orbitador se recubrieron con un aislamiento de superficie blanco reutilizable de baja temperatura. wh ich brindó protección para temperaturas por debajo de 650 ° C (1200 ° F). Las puertas del compartimento de carga útil y partes de las superficies superiores de las alas se recubrieron con un aislamiento de superficie de fieltro reutilizable, ya que la temperatura permaneció por debajo de 370 ° C (700 ° F) .: 395

Tanque externo div> Artículo principal: Tanque externo del transbordador espacial

El tanque externo después de la separación en STS-29

El tanque externo (ET) del transbordador espacial transportaba el propulsor de los motores principales del transbordador espacial y conectaba el vehículo orbitador con los propulsores de cohetes sólidos. El ET tenía 47 m (153,8 pies) de altura y 8,4 m (27,6 pies) de diámetro, y contenía tanques separados para oxígeno líquido (LOX) e hidrógeno líquido (LH2). El tanque LOX estaba alojado en la nariz del ET y tenía 15 m (49,3 pies) de altura. El LH2 comprendía la mayor parte del ET y tenía 29 m (96,7 pies) de altura. El vehículo orbitador estaba unido al ET en dos placas umbilicales, que contenían cinco umbilicales propulsores y dos eléctricos, y accesorios estructurales de proa y popa. El exterior del ET estaba cubierto de espuma en aerosol naranja para permitirle sobrevivir al calor del ascenso.:421–422

El ET proporcionó propulsor a los motores principales del transbordador espacial desde el despegue hasta el corte del motor principal. . El ET se separó del vehículo orbitador 18 segundos después del corte del motor y podría activarse automática o manualmente. En el momento de la separación, el vehículo orbitador retrajo sus placas umbilicales y los cordones umbilicales se sellaron para evitar que el exceso de propulsor se ventile en el vehículo orbitador. Después de que se cortaron los pernos unidos a los accesorios estructurales, el ET se separó del vehículo orbitador. En el momento de la separación, se expulsó oxígeno gaseoso de la nariz para hacer que el ET cayera, asegurando que se rompiera al volver a entrar. El ET era el único componente importante del sistema del Transbordador Espacial que no se reutilizó, y viajaría a lo largo de una trayectoria balística hacia el Océano Índico o Pacífico.:422

Para las dos primeras misiones, STS-1 y STS-2, el ET se cubrió con 270 kg (595 lb) de pintura látex blanca retardante del fuego para brindar protección contra los daños causados por la radiación ultravioleta. Investigaciones posteriores determinaron que la espuma en sí estaba suficientemente protegida y que el ET ya no estaba cubierto con pintura de látex a partir de STS-3.:II-210 Un tanque liviano (LWT) se voló primero en STS-6, lo que redujo el tanque peso por 4.700 kg (10.300 lb). El peso del LWT se redujo quitando componentes del tanque LH2 y reduciendo el grosor de algunos paneles de piel.:422 En 1998, un ET superligero (SLWT) voló por primera vez en STS-91. El SLWT usó el aluminio 2195 -Aleación de litio, que era un 40% más resistente y un 10% menos densa que su predecesora, la aleación de aluminio y litio 2219. El SLWT pesaba 3.400 kg (7.500 lb) menos que el LWT, lo que permitió al Transbordador espacial entregar elementos pesados a la ISS » s órbita de alta inclinación.:423–424

Solid Rocket BoostersEditar

The Solid Rocket Boosters (SRB) proporcionaron el 71,4% del empuje del transbordador espacial durante el despegue y el ascenso, y fueron los motores de propulsante sólido más grandes jamás volados. Cada SRB tenía 45 m (149,2 pies) de altura y 3,7 m (12,2 pies) de ancho, pesaba 68.000 kg (150.000 lb), y tenía un ste el exterior de aproximadamente 13 mm (.5 in) de espesor. Los subcomponentes del SRB eran el motor de propulsor sólido, el cono de morro y la boquilla del cohete. El motor de propulsor sólido comprendía la mayor parte de la estructura del SRB. Su carcasa constaba de 11 perfiles de acero que componían sus cuatro segmentos principales. El cono de morro albergaba los motores de separación de avance y los sistemas de paracaídas que se utilizaron durante la recuperación. Las boquillas de los cohetes podían girar hasta 8 ° para permitir ajustes en vuelo.: 425–429

Cada uno de los motores de cohete se llenó con un total de 500,000 kg (1,106,640 lb) de propulsor de cohetes sólido (APCP + PBAN) y se unieron en el Edificio de Ensamblaje de Vehículos (VAB) en KSC. : 425–426 Además de proporcionar empuje durante la primera etapa de lanzamiento, los SRB proporcionaron soporte estructural para el vehículo orbitador y ET, ya que eran el único sistema que estaba conectado a la plataforma de lanzamiento móvil (MLP) .: 427 En el En el momento del lanzamiento, los SRB estaban armados en T-5 minutos y solo podían encenderse eléctricamente una vez que los motores RS-25 se habían encendido y estaban sin problemas .:428 Cada uno proporcionó 12.500 kN (2.800.000 lbf) de empuje, que fue más tarde mejorado a 13,300 kN (3,000,000 lbf) comenzando en STS-8.:425 Después de gastar su combustible, los SRB fueron descartados aproximadamente dos minutos después del lanzamiento a una altitud de aproximadamente 46 km (150,000 pies). Después de la separación, desplegaron paracaídas y paracaídas principales, aterrizaron en el océano y fueron recuperados por las tripulaciones a bordo de los barcos MV Freedom Star y MV Liberty Star.:430 Una vez que regresaron a Cabo Cañaveral, fueron limpiados y desmontados. El motor del cohete, el encendedor y la boquilla se enviaron a Thiokol para ser reacondicionados y reutilizados en vuelos posteriores.:124

Los SRB se sometieron a varios rediseños a lo largo de la vida útil del programa. STS-6 y STS-7 utilizaron SRB que eran 2,300 kg (5,000 lb) más livianos que las cajas de peso estándar debido a que las paredes eran 0.10 mm (.004 in) más delgadas, pero se determinó que eran demasiado delgadas. Los vuelos posteriores hasta STS-26 usaron cajas que eran 0.076 mm (0,003 pulgadas) más delgadas que las cajas de peso estándar, que ahorraron 1.800 kg (4.000 lb). Después del desastre del Challenger como resultado de una junta tórica que falla a baja temperatura, las SRB se rediseñaron para proporcionar un sellado constante independientemente de la temperatura ambiente.:425–426

Vehículos de apoyoEditar

Las operaciones del Transbordador Espacial fueron apoyadas por vehículos e infraestructura que facilitaron su transporte n, construcción y acceso de la tripulación. Los transportadores de orugas llevaron el MLP y el transbordador espacial desde el VAB hasta el lugar de lanzamiento. El Shuttle Carrier Aircraft (SCA) eran dos Boeing 747 modificados que podían llevar un orbitador en su espalda. El SCA original (N905NA) se voló por primera vez en 1975 y se utilizó para el ALT y para transportar el orbitador desde Edwards AFB al KSC en todas las misiones anteriores a 1991. Un segundo SCA (N911NA) se adquirió en 1988 y se utilizó por primera vez para transportar el Endeavour desde la fábrica al KSC. Tras la retirada del transbordador espacial, el N905NA se exhibió en el JSC y el N911NA se exhibió en el Joe Davis Heritage Airpark en Palmdale, California.:I–377–391 El vehículo de transporte de tripulación (CTV) fue una modificación puente de reacción del aeropuerto que se utilizó para ayudar a los astronautas a salir del orbitador después del aterrizaje, donde se someterían a sus chequeos médicos posteriores a la misión. El Astrovan transportó a los astronautas desde las habitaciones de la tripulación en el Edificio de Operaciones y Caja hasta la plataforma de lanzamiento el día del lanzamiento. El Ferrocarril de la NASA constaba de tres locomotoras que transportaban segmentos SRB desde el Ferrocarril de la Costa Este de Florida en Titusville hasta el KSC.