Compartimentul echipajuluiEdit

Compartimentul echipajului cuprindea trei punți și era zona sub presiune, locuibilă în toate misiunile Space Shuttle. Puntea de zbor consta din două locuri pentru comandant și pilot, precum și încă două până la patru locuri suplimentare pentru membrii echipajului. Puntea mediană era situată sub puntea de zbor și era locul în care erau amplasate galeria și paturile echipajului, precum și trei sau patru locuri pentru membri ai echipajului. Puntea mediană conținea blocajul aerian, care putea sprijini doi astronauți pe o activitate extravehiculară (EVA), precum și accesul la module de cercetare sub presiune. Un compartiment pentru echipamente se afla sub puntea mediană, care stoca sisteme de control al mediului și de gestionare a deșeurilor.:60–62:365–369

În primele patru misiuni Shuttle, astronauții purtau forțe aeriene americane modificate la altitudine costume de presiune completă, care includeau o cască de presiune completă în timpul ascensiunii și coborârii. De la cel de-al cincilea zbor, STS-5, până la pierderea Challenger, echipajul a purtat costume dintr-o bucată de culoare albastru deschis nomex și căști de presiune parțială. După dezastrul Challenger, membrii echipajului au purtat costum de intrare la lansare (LES), o versiune cu presiune parțială a costumelor de presiune la mare altitudine cu cască. În 1994, LES a fost înlocuit de costumul Advanced Crew Escape Suit (ACES), care a îmbunătățit siguranța astronauților în situații de urgență. Columbia inițial a modificat scaunele de evacuare zero-zero SR-71 instalate pentru ALT și primele patru misiuni, dar acestea au fost dezactivate după STS-4 și eliminate după STS-9.:370-371

Puntea de zbor era nivelul superior al compartimentului echipajului și conținea comenzile de zbor pentru orbitator. Comandantul stătea pe scaunul din stânga din față, iar pilotul stătea pe scaunul din dreapta din față, cu două până la patru scaune suplimentare pentru membrii echipajului suplimentari. Panourile de instrumente conțineau peste 2.100 de afișaje și comenzi, iar comandantul și pilotul erau ambele echipate cu un afișaj heads-up (HUD) și un controlor rotativ de mână (RHC) pentru a gimbaliza motoarele în timpul zborului motorizat și pentru a zbura orbitatorul în timpul zborului fără putere. Ambele scaune aveau, de asemenea, comenzi ale cârmei, pentru a permite mișcarea cârmei în zbor și direcția roții la sol .:369–372 Vehiculele orbitatoare au fost inițial instalate cu sistemul multifuncțional de afișare CRT (MCDS) pentru a afișa și controla informațiile de zbor. MCDS a afișat informațiile de zbor la scaunele comandantului și pilotului, precum și la locul de așezare din spate și, de asemenea, a controlat datele de pe HUD. În 1998, Atlantis a fost modernizat cu sistemul de afișare electronică multifuncțională (MEDS), care a fost un upgrade al cabinei de sticlă la instrumentele de zbor care a înlocuit cele opt unități de afișare MCDS cu 11 ecrane digitale colorate multifuncționale. MEDS a fost zburat pentru prima dată în mai 2000 cu STS-98, iar celelalte vehicule orbiter au fost modernizate la acesta. Secțiunea din spate a zborului acoperit conținea ferestre care priveau spre golful de încărcare, precum și un RHC pentru a controla sistemul de manipulare la distanță în timpul operațiunilor de încărcare. În plus, puntea de zbor din spate avea monitoare pentru un televizor cu circuit închis pentru a vizualiza compartimentul de încărcare .:372–376

Puntea mediană conținea depozitarea echipamentului echipajului, zona de dormit, bucătăria, echipamentul medical și stații de igienă pentru echipaj. Echipajul a folosit dulapuri modulare pentru a depozita echipamente care pot fi scalate în funcție de nevoile lor, precum și compartimente de podea instalate permanent. Puntea mediană conținea o trapă din partea portului pe care echipajul o folosea pentru intrare și ieșire pe Pământ. În plus, fiecare orbitator a fost inițial instalat cu un dispozitiv de blocare a aerului intern în puntea mediană. Blocul de aer intern a fost înlocuit cu un bloc de aer extern în compartimentul de încărcare utilă de pe Discovery, Atlantis și Endeavour pentru a îmbunătăți andocarea cu Mir și ISS, împreună cu sistemul de andocare Orbiter.:II–26–33

Flight systemsEdit

Orbitatorul a fost echipat cu un sistem avionic pentru a oferi informații și control în timpul zborului atmosferic. Suita sa de avionică conținea trei sisteme de aterizare cu fascicul de scanare cu microunde, trei giroscopuri, trei TACAN-uri, trei accelerometre, doi altimetri radar, doi altimetri barometri, trei indicatori de atitudine, doi indicatori Mach și două transpondere Mode C. În timpul reintrării, echipajul a desfășurat două sonde de date aeriene odată ce călătoreau mai lent decât Mach 5. Orbitatorul avea trei unități de măsurare inerțiale (IMU) pe care le folosea pentru ghidare și navigație în toate fazele zborului. Orbiterul conține două trackere de stele pentru a alinia IMU-urile în timp ce se află pe orbită. Urmăritoarele de stele sunt desfășurate pe orbită și se pot alinia automat sau manual pe o stea. În 1991, NASA a început modernizarea unităților de măsurare inerțiale cu un sistem de navigație inerțială (INS), care furniza informații mai precise despre locație. În 1993, NASA a zburat un receptor GPS pentru prima dată la bordul STS-51.În 1997, Honeywell a început să dezvolte un GPS / INS integrat pentru a înlocui sistemele IMU, INS și TACAN, care au zburat pentru prima dată pe STS-118 în august 2007: 402–403

În timp ce se afla pe orbită, echipajul în principal a comunicat folosind unul dintre cele patru radiouri cu bandă S, care asigurau atât comunicații de voce, cât și de date. Două dintre radiourile de bandă S erau receptoare de modulare de fază și puteau transmite și primi informații. Celelalte două radiouri cu bandă S erau emițătoare de modulare a frecvenței și au fost folosite pentru a transmite date către NASA. Întrucât radiourile cu bandă S pot funcționa numai în linia lor de vedere, NASA a folosit sistemul de urmărire și transmisie de date prin satelit și stațiile terestre ale rețelei de urmărire și achiziție de date pentru a comunica cu orbitatorul pe toată orbita sa. În plus, orbitatorul a desfășurat un radio cu bandă Ku cu lățime de bandă ridicată din portul de încărcare, care ar putea fi folosit și ca radar de întâlnire. Orbiterul a fost, de asemenea, echipat cu două radiouri UHF pentru comunicații cu controlul traficului aerian și cu astronauții care conduc EVA.:403-404

Sistemul de control fly-by-wire al navetei spațiale depindea în totalitate de computerul său principal , Sistemul de procesare a datelor (DPS). DPS a controlat comenzile de zbor și propulsoarele de pe orbitator, precum și ET și SRB-uri în timpul lansării. DPS a fost format din cinci calculatoare de uz general (GPC), două unități de memorie de masă cu bandă magnetică ( MMU-uri) și senzorii asociați pentru a monitoriza componentele Space Shuttle.:232–233 GPC-ul original utilizat a fost IBM AP-101B, care a folosit o unitate centrală de procesare separată (CPU) și un procesor de intrare / ieșire (IOP) și -memorie în stare solidă volatilă. Din 1991 până în 1993, vehiculele orbiter au fost actualizate la AP-101S, ceea ce a îmbunătățit capacitatea de memorie și procesare, și a redus volumul și cântărirea t a computerelor prin combinarea procesorului și IOP într-o singură unitate. Patru dintre GPC-urile au fost încărcate cu Sistemul software primar de avionică (PASS), care era un software specific navetei spațiale care asigura controlul în toate fazele zborului. În timpul ascensiunii, manevrelor, reintrării și aterizării, cele patru GPC PASS au funcționat identic pentru a produce redundanță cvadruplă și le-ar verifica rezultatele. În cazul unei erori de software care ar provoca rapoarte eronate de la cele patru GPC PASS, un al cincilea GPC a rulat sistemul de zbor de rezervă, care folosea un program diferit și putea controla naveta spațială prin ascensiune, orbită și reintrare, dar nu putea suporta o întreaga misiune. Cele cinci GPC au fost separate în trei golfuri separate în mijlocul punții pentru a asigura redundanța în cazul unei defecțiuni a ventilatorului de răcire. După atingerea orbitei, echipajul ar schimba unele dintre funcțiile GPC-urilor de la ghidare, navigare și control (GNC) la gestionarea sistemelor (SM) și sarcină utilă (PL) pentru a sprijini misiunea operațională: 405–408 Naveta spațială nu a fost lansată dacă zborul său ar funcționa din decembrie până în ianuarie, deoarece software-ul său de zbor ar fi impus resetarea computerelor vehiculului orbitator la schimbarea anului. În 2007, inginerii NASA au conceput o soluție pentru ca zborurile navetei spațiale să poată trece granița de sfârșit de an. .

Misiunile Space Shuttle aduceau în mod obișnuit un computer portabil de asistență generală (PGSC) care se putea integra cu computerele și suita de comunicații a vehiculului orbitator, precum și să monitorizeze datele științifice și de încărcare utilă. Misiunile timpurii au adus Compass Grid, unul dintre primele computere laptop, ca PGSC, dar misiunile ulterioare au adus laptopurile Apple și Intel.:408

Bayload bayEdit

Golful de încărcare cuprindea cea mai mare parte a fuselajului vehiculului orbitator și furniza spațiul de transportare a încărcăturii pentru încărcăturile utile ale navetei spațiale. Avea o lungime de 18 m și o lățime de 4,6 m și putea găzdui sarcini utile cilindrice de până la 4,6 m (15 ft) în diametru. Două uși ale compartimentului de încărcare utilă articulate pe ambele părți ale compartimentului și au asigurat o etanșare relativ etanșă pentru a proteja încărcăturile utile de încălzire în timpul lansării și reintrării. Sarcinile utile au fost fixate în compartimentul de încărcare utilă până la punctele de atașare de pe lonjone. Ușile din compartimentul de sarcină utilă au avut o funcție suplimentară ca radiatoare pentru căldura vehiculului orbitator și au fost deschise la atingerea orbitei pentru respingerea căldurii.: 62–64

Orbitatorul putea fi utilizat împreună cu o varietate de componente suplimentare în funcție de misiune. Aceasta a inclus laboratoare orbitale: II-304, 319 boostere pentru lansarea încărcăturilor utile mai departe în spațiu,: II-326 Sistemul de manipulare la distanță (RMS) ,: II-40 și pentru prelungirea duratei misiunii .: II-86 Pentru a limita consumul de combustibil în timp ce orbitatorul a fost andocat la ISS, a fost dezvoltat sistemul de transfer de energie de la stație la navetă (SSPTS) pentru a converti și a transfera puterea stației către orbitator.: II-87-88 SSPTS a fost utilizat pentru prima dată pe STS-118 și a fost instalat pe Discovery și Endeavour.:III-366-368

Remote Manipulator SystemEdit

Sistemul de manipulare la distanță (RMS), cunoscut și sub numele de Canadarm, era un braț mecanic atașat la portul de încărcare. Poate fi folosit pentru a înțelege și manipula sarcinile utile, precum și pentru a servi drept platformă mobilă pentru astronauții care conduc un EVA. RMS a fost construit de compania canadiană Spar Aerospace și a fost controlat de un astronaut în cabina de zbor a orbitatorului folosind ferestrele și televizorul cu circuit închis. RMS a permis șase grade de libertate și avea șase articulații situate în trei puncte. RMS inițial ar putea implementa sau prelua sarcini utile de până la 29.000 kg (65.000 lb), care a fost ulterior îmbunătățit la 270.000 kg (586.000 lb) .: 384–385

SpacelabEdit

Modulul Spacelab a fost un laborator sub presiune finanțat din fonduri europene, care a fost transportat în compartimentul de sarcină utilă și a permis cercetarea științifică pe orbită. Modulul Spacelab conținea două segmente de 2,7 m (9 ft) care au fost montate în capătul din spate al golfului de sarcină utilă pentru a menține centrul de greutate în timpul zborului. Astronauții au intrat în modulul Spacelab printr-un tunel de 2,7 m (8,72 ft) sau 5,8 m (18,88 ft) care îndreptat către ecluză. Echipamentul Spacelab a fost depozitat în principal în paleți, ceea ce a oferit stocare atât pentru experimente, cât și pentru echipamente pentru computer și energie electrică. . Hardware-ul Spacelab a acceptat, de asemenea, misiuni precum service-ul Telescopului Spațial Hubble (HST) și aprovizionarea stației spațiale. Modulul Spacelab a fost testat STS-2 și STS-3, iar prima misiune completă a fost pe STS-9.

Motoare RS-25Edit

Trei motoare RS-25, cunoscute și sub numele de Space Shuttle Main Engines (SSME), au fost montate pe fuselajul din spate al orbitatorului într-un model triunghiular. Duzele motorului ar putea gimbal ± 10,5 ° în pas și ± 8,5 ° în deviație în timpul ascensiunii pentru a schimba direcția de împingere a acestora pentru a direcționa Shuttle. Motoarele refolosibile din aliaj de titan erau independente de vehiculul orbitator și ar fi îndepărtate și înlocuite între zboruri. RS-25 este o combustie etapizată motor criogenic cu ciclu care utilizează oxigen lichid și hidrogen și avea o presiune a camerei mai mare decât orice rachetă lichidă anterioară. Camera principală de ardere principală funcționa la o presiune maximă de 226,5 bar (3,285 psi). Duza motorului este de 287 cm (113 in) înalt și are un diametru interior de 229 cm (90,3 in). Duza este răcită de 1.080 linii interioare care transportă hidrogen lichid și este protejată termic de material izolant și ablativ.:II–177–183

Motoarele RS-25 au avut câteva îmbunătățiri pentru a spori fiabilitatea și puterea. În timpul programului de dezvoltare, Rocketdyne a stabilit că motorul era capabil de o funcționare sigură și fiabilă la 104% din forța specificată inițial. Pentru a menține valorile de tracțiune ale motorului în concordanță cu documentația și software-ul anterior, NASA a păstrat tracțiunea specificată inițial la 100%, dar RS-25 a funcționat la o tracțiune mai mare. Versiunile de upgrade RS-25 au fost denumite Bloc I și Bloc II. Nivelul de tracțiune de 109% a fost atins cu motoarele Block II în 2001, care au redus presiunea camerei la 207,5 bari (3.010 psi), deoarece avea o zonă a gâtului mai mare. Accelerația maximă normală a fost de 104%, cu 106% sau 109% folosite pentru avorturi de misiune. div>

Sistemul de manevră orbitală (OMS) consta din două motoare AJ10-190 montate în popa și tancurile de propulsie asociate. Motoarele AJ10 foloseau monometilhidrazină (MMH) oxidată de tetroxid de dinitrogen (N2O4). Păstăile transportau maximum 2.140 kg (4.718 lb) de MMH și 3.526 kg (7.773 lb) de N2O4. Motoarele OMS au fost utilizate după oprirea motorului principal (MECO) pentru inserarea orbitală. Pe tot parcursul zborului, au fost folosite pentru schimbări de orbită, precum și pentru arderea deorbitelor înainte de reintrare. Fiecare motor OMS a produs 27.080 N (6.087 lbf) de forță, iar întregul sistem ar putea oferi 305 m / s (1.000 ft / s) de schimbare a vitezei.: II–80

Sistem de protecție termică Editare

Orbiterul a fost protejat de căldură în timpul reintrării de către sistemul de protecție termică (TPS), un strat protector de înmuiere termică în jurul orbitatorului. Spre deosebire de navele spațiale americane anterioare, care folosiseră scuturi termice ablative, reutilizarea orbitatorului a necesitat un scut termic cu mai multe utilizări.: 72–73 În timpul reintrării, TPS a înregistrat temperaturi de până la 1.600 ° C (3.000 ° F), dar a trebuit să mențină temperatura de aluminiu a vehiculului orbitator sub 180 ° C (350 ° F). TPS a constat în principal din patru tipurile de plăci. Conul nasului și marginile anterioare ale aripilor au cunoscut temperaturi de peste 1.300 ° C (2.300 ° F) și au fost protejate de plăci armate carbon-carbon (RCC). Plăcile RCC mai groase au fost dezvoltate și instalate în 1998 pentru a preveni deteriorarea de la resturile micrometeoroide și orbitale și au fost îmbunătățite în continuare după deteriorarea RCC cauzată de dezastrul Columbia. Începând cu STS-114, vehiculele orbitatoare au fost echipate cu sistemul de detectare a impactului de pe marginea anterioară a aripii pentru a alerta echipajul cu privire la eventualele daune potențiale. 112-113 Întreaga parte inferioară a vehiculului orbitator, precum și celelalte suprafețe fierbinți, au fost protejate cu izolație de suprafață reutilizabilă la temperatură ridicată. Zonele de pe părțile superioare ale vehiculului orbitator au fost acoperite cu o izolație albă de suprafață reutilizabilă la temperatură scăzută, wh Acesta a asigurat protecție la temperaturi sub 650 ° C (1.200 ° F). Ușile compartimentului de încărcare utilă și părțile suprafețelor aripii superioare au fost acoperite cu izolație de suprafață din pâslă reutilizabilă, deoarece temperatura a rămas sub 370 ° C (700 ° F) .: 395

Rezervor extern Editare

Rezervorul extern al navei spațiale (ET) transporta propulsorul pentru motoarele principale ale navetei spațiale și a conectat vehiculul orbitator cu amplificatoarele solide pentru rachete. ET avea 47 m (153,8 ft) înălțime și 8,4 m (27,6 ft) în diametru și conținea rezervoare separate pentru oxigen lichid (LOX) și hidrogen lichid (LH2). Rezervorul LOX era adăpostit în nasul ET și avea o înălțime de 15 m (49,3 ft). LH2 cuprindea cea mai mare parte a ET și avea 29 m (96,7 ft) înălțime. Vehiculul orbitator a fost atașat la ET la două plăci ombilicale, care conțineau cinci propulsor și două ombilicale electrice și atașamente structurale înainte și înapoi. Exteriorul ET a fost acoperit cu spumă portocalie pentru a-i permite să supraviețuiască căldurii ascensiunii.: 421-422

ET a furnizat propulsor la navele spațiale principale de la decolare până la întreruperea motorului principal . ET s-a separat de vehiculul orbitator la 18 secunde după oprirea motorului și ar putea fi declanșat automat sau manual. În momentul separării, vehiculul orbitator și-a retras plăcile ombilicale, iar cordoanele ombilicale au fost sigilate pentru a preveni excesul de combustibil să se evacueze în vehiculul orbitator. După ce șuruburile atașate la atașamentele structurale au fost tăiate, ET-ul s-a separat de vehiculul orbitator. În momentul separării, oxigenul gazos a fost evacuat din nas pentru a provoca căderea ET, asigurându-se că se va sparge la reintrare. ET a fost singura componentă majoră a sistemului Navetei Spațiale care nu a fost refolosită și va călători de-a lungul unei traiectorii balistice în Oceanul Indian sau Pacific .:422

Pentru primele două misiuni, STS-1 și STS-2, ET a fost acoperit cu 270 kg (595 lb) de vopsea albă din latex ignifugă pentru a oferi protecție împotriva deteriorării radiațiilor ultraviolete. Cercetările ulterioare au stabilit că spuma în sine era suficient de protejată și ET nu mai era acoperit cu vopsea de latex începând cu STS-3.:II-210 Un rezervor ușor (LWT) a fost zburat mai întâi pe STS-6, care a redus rezervorul greutate cu 4.700 kg (10.300 lb). Greutatea LWT a fost redusă prin îndepărtarea componentelor din rezervorul LH2 și reducerea grosimii unor panouri de piele.:422 În 1998, un ET foarte ușor (SLWT) a zburat mai întâi pe STS-91. SLWT a folosit aluminiu 2195 -aliaj de litiu, care a fost cu 40% mai puternic și cu 10% mai puțin dens decât predecesorul său, 2219 aliaj de aluminiu-litiu. SLWT cântărea cu 3.400 kg (7.500 lb) mai puțin decât LWT, ceea ce a permis navetei spațiale să livreze elemente grele către ISS ” orbita cu înclinație ridicată ::233-424

Solid Rocket BoostersEdit

Solid Rocket Boosters (SRB) au furnizat 71,4% din forța navetei spațiale în timpul decolării și ascensiunii și au fost cele mai mari motoare cu propulsie solidă zburate vreodată. Fiecare SRB avea 45 m (149,2 ft) înălțime și 3,7 m (12,2 ft) lățime, cântărea 68,000 kg (150,000 lb), și avea un ste exteriorul are o grosime de aproximativ 13 mm. Subcomponenții SRB erau motorul cu propulsie solidă, conul nasului și duza de rachetă. Motorul cu propulsie solidă cuprindea majoritatea structurii SRB. Carcasa sa consta din 11 secțiuni de oțel care alcătuiau cele patru segmente principale. Conul nasului adăpostea motoarele de separare înainte și sistemele de parașută care au fost utilizate în timpul recuperării. Duzele pentru rachete ar putea fi rotite până la 8 ° pentru a permite ajustări în zbor.: 425-429

Motoarele rachetelor au fost umplute fiecare cu un total de 500.000 kg (1.106.640 lb) de propulsor solid pentru rachete (APCP + PBAN) și s-au unit împreună în clădirea de asamblare a vehiculelor (VAB) de la KSC. : 425–426 În plus față de asigurarea tracțiunii în timpul primei etape de lansare, SRB-urile au oferit suport structural pentru vehiculul orbiter și ET, deoarece acestea erau singurul sistem care a fost conectat la platforma de lansare mobilă (MLP) .: 427 în momentul lansării, SRB-urile erau înarmate la T-5 minute și puteau fi aprinse electric numai după ce motoarele RS-25 se aprinduseră și nu aveau probleme .:428 Fiecare a furnizat 12.500 kN (2.800.000 lbf) de forță, care a fost mai târziu îmbunătățite la 13.300 kN (3.000.000 lbf) începând cu STS-8.:425 După ce și-au consumat combustibilul, SRB-urile au fost abandonate la aproximativ două minute după lansare la o altitudine de aproximativ 46 km (150.000 ft). După separare, au desfășurat drogue și parașute principale, au aterizat în ocean și au fost recuperate de echipajele de la bordul navelor MV Freedom Star și MV Liberty Star.:430 Odată ce au fost returnate la Cape Canaveral, au fost curățate și dezasamblate. Motorul rachetei, aprindătorul și duza au fost apoi expediate la Thiokol pentru a fi recondiționate și refolosite în zborurile ulterioare.:124

SRB-urile au suferit mai multe reproiectări de-a lungul vieții programului. STS-6 și STS-7 au folosit SRB-uri care au fost cu 2.300 kg (5.000 lb) mai ușoare decât cazurile cu greutate standard, din cauza pereților care au fost mai subțiri cu 0.10 mm (.004 in), dar au fost determinați a fi prea subțiri. Zboruri ulterioare până când STS-26 a folosit cazuri care au fost 0.076 mm (.003 in) mai subțire decât carcasele cu greutate standard, care au economisit 1.800 kg (4.000 lb). După dezastrul Challenger ca urmare a defectării unui inel O la temperatură scăzută, SRB-urile au fost reproiectate pentru a oferi o etanșare constantă indiferent de a temperaturii ambientale.:425–426

Vehicule de sprijin Editare

Operațiunile navetei spațiale au fost susținute de vehicule și infrastructură care i-au facilitat transportul n, construcții și accesul echipajului. Transportoarele pe șenile au transportat MLP și Space Shuttle de la VAB la locul de lansare. Shuttle Carrier Aircraft (SCA) erau două Boeing 747 modificate, care puteau transporta un orbitator pe spate. SCA original (N905NA) a fost zburat pentru prima dată în 1975 și a fost utilizat pentru ALT și pentru transportul orbitatorului de la Edwards AFB către KSC în toate misiunile anterioare 1991. Un al doilea SCA (N911NA) a fost achiziționat în 1988 și a fost folosit pentru prima dată pentru a transporta Endeavor de la fabrică la KSC. După retragerea navetei spațiale, N905NA a fost expus la JSC, iar N911NA a fost expus la Joe Davis Heritage Airpark din Palmdale, California.: I–377–391 Vehiculul de transport cu echipaj (CTV) a fost modificat pod cu jet de aeroport care a fost folosit pentru a ajuta astronauții să iasă din orbitator după aterizare, unde ar fi supuși controalelor medicale post-misiune. Astrovanii au transportat astronauți din cartierele echipajului din clădirea de operațiuni și checkout la platforma de lansare în ziua lansării. Calea ferată NASA cuprinde trei locomotive care transportau segmente SRB de la calea ferată a coastei de est a Floridei, în Titusville, la KSC.