Besättningsfack Redigera

Besättningsutrymmet bestod av tre däck och var det trycksatta, bebodda området på alla rymdfärjesuppdrag. Flygdäcket bestod av två platser för befälhavaren och piloten, samt ytterligare två till fyra platser för besättningsmedlemmar. Mittdäcket var beläget under flygdäcket, och det var där köks- och besättningssängarna sattes upp, liksom tre eller fyra besättningsmedelsplatser. Mittdäcket innehöll luftlåset, som kunde stödja två astronauter på en extravehikulär aktivitet (EVA), samt tillgång till forskningsmoduler under tryck. En utrustningsplats var under mittdäcket, som lagrade system för miljökontroll och avfallshantering.: 60–62:365–369

På de fyra första Shuttle-uppdragen bar astronauter modifierade amerikanska flygvapnet i hög höjd fulltrycksdräkter, som inkluderade en heltryckshjälm under upp- och nedstigning. Från den femte flygningen, STS-5, fram till förlusten av Challenger, hade besättningen i ett stycke ljusblå Nomex-flygdräkter och hjälmar med delvis tryck. Efter Challenger-katastrofen bar besättningsmedlemmarna Launch Entry Suit (LES), en partiell tryckversion av höghöjdsdräkterna med hjälm. År 1994 ersattes LES med fulltrycksavancerad dräkt (ACES), som förbättrade astronauternas säkerhet i en nödsituation. Columbia hade ursprungligen modifierade SR-71 noll-noll utkastningssäten installerade för ALT och de fyra första uppdragen, men dessa inaktiverades efter STS-4 och togs bort efter STS-9.:370–371

Flygdäcket var den högsta nivån i besättningsutrymmet och innehöll flygkontrollerna för orbiter. Befälhavaren satt i det främre vänstra sätet och piloten satt i det främre högra sätet, med två till fyra ytterligare platser inrättade för ytterligare besättningsmedlemmar. Instrumentpanelerna innehöll över 2100 skärmar och kontroller, och befälhavaren och piloten var båda utrustade med en head-up display (HUD) och en Rotational Hand Controller (RHC) för att köra motorerna under motoriserad flygning och flyga omloppsbana under ofördragen flygning. Båda sätena hade också rodereglage för att möjliggöra roderörelser under flygning och näshjulstyrning på marken .:369–372 Orbiterfordonen installerades ursprungligen med multifunktions CRT Display System (MCDS) för att visa och kontrollera flyginformation. MCDS visade flyginformationen vid befälhavaren och pilotsätena, liksom på den bakre sittplatsen, och kontrollerade också data på HUD. 1998 uppgraderades Atlantis med Multifunction Electronic Display System (MEDS), som var en uppgradering av glasbrunnen till flyginstrumenten som ersatte de åtta MCDS-displayenheterna med 11 multifunktionsfärgade digitala skärmar. MEDS flögs för första gången i maj 2000 på STS-98, och de andra orbiterfordonen uppgraderades till den. Den bakre delen av flygdäcken innehöll fönster som tittade in i nyttolastfacket, samt en RHC för att styra fjärrmanipulatorsystemet under lastoperationer. Dessutom hade akterdäcket monitorer för en tv med sluten krets för att se lastbåten .:372–376

Mittdäcket innehöll lagringsutrustning för besättning, sovplats, kombi, medicinsk utrustning och hygienstationer för besättningen. Besättningen använde modulära skåp för att lagra utrustning som kunde skalas beroende på deras behov, samt permanent installerade golvfack. Mittdäcket innehöll en lucka vid babord som besättningen använde för in- och utfart medan han var på jorden. Dessutom installerades varje kretslopp ursprungligen med en intern luftlås i mittdäcket. Den interna luftslussen ersattes med en extern luftsluss i nyttolastfacket på Discovery, Atlantis, och strävar efter att förbättra dockningen med Mir och ISS, tillsammans med Orbiter Docking System. systemsEdit

Orbitern var utrustad med ett avioniksystem för att ge information och kontroll under atmosfärisk flygning. Dess flygtekniska svit innehöll tre mikrovågsskanningstrållandningssystem, tre gyroskop, tre TACAN, tre accelerometrar, två radarhöjdmätare, två barometriska höjdmätare, tre attitydindikatorer, två Mach-indikatorer och två Mode C-transpondrar. Under återinträde utplacerade besättningen två luftdatasonder när de färdades långsammare än Mach 5. Orbitern hade tre tröghetsmätningsenheter (IMU) som den använde för vägledning och navigering under alla faser av flygningen. Orbiter innehåller två stjärnspårare för att justera IMU: erna i omloppsbana. Stjärnspårarna distribueras medan de är i omloppsbana och kan automatiskt eller manuellt rikta in sig på en stjärna. 1991 började NASA uppgradera tröghetsmätningsenheterna med ett tröghetsnavigationssystem (INS), vilket gav mer exakt platsinformation. 1993 flög NASA en GPS-mottagare för första gången ombord på STS-51.1997 började Honeywell utveckla ett integrerat GPS / INS för att ersätta IMU-, INS- och TACAN-systemen, som först flög på STS-118 i augusti 2007: 402–403

Medan de befann sig i omloppsbana kommunicerade med en av fyra S-bandradioer, som gav både röst- och datakommunikation. Två av S-bandets radioapparater var fasmodulationssändtagare och kunde sända och ta emot information. De andra två S-bandradioerna var frekvensmodulationssändare och användes för att överföra data till NASA. Eftersom S-bandradioer endast kan fungera inom deras siktlinje använde NASA Tracking and Data Relay Satellite System och Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network markstationer för att kommunicera med kretsloppet under hela sin bana. Dessutom utplacerade kretsaren en Ku-bandradio med hög bandbredd ut ur lastrummet, som också kunde användas som en mötesradar. Orbitern var också utrustad med två UHF-radioer för kommunikation med flygkontroll och astronauter som genomför EVA.:403–404

Rymdfärjan ”fly-by-wire” styrsystem var helt beroende av dess huvuddator , databehandlingssystemet (DPS). DPS styrde flygkontrollerna och thrusterna på omloppsbanan, liksom ET och SRB under lanseringen. DPS bestod av fem datorer för allmänt ändamål (GPC), två minnesenheter för magnetband. MMU: er) och tillhörande sensorer för att övervaka rymdfärjkomponenterna .:232–233 Den ursprungliga GPC som användes var IBM AP-101B, som använde en separat centralbehandlingsenhet (CPU) och in / ut-processor (IOP), och icke från 1991 till 1993 uppgraderades orbiterfordonen till AP-101S, vilket förbättrade minnes- och bearbetningsfunktionerna och minskade volymen och vägningen datorerna genom att kombinera CPU och IOP till en enda enhet. Fyra av GPC: erna var laddade med Primary Avionics Software System (PASS), som var Space Shuttle-specifik programvara som gav kontroll genom alla faser av flygningen. Under uppstigning, manövrering, återinträde och landning fungerade de fyra PASS GPC: erna identiskt för att producera fyrdubbel redundans och skulle felkontrollera deras resultat. I händelse av ett programvarufel som skulle orsaka felaktiga rapporter från de fyra PASS-GPC: erna, körde en femte GPC Backup Flight System, som använde ett annat program och kunde styra rymdfärjan genom uppstigning, omlopp och återinträde, men kunde inte stödja en hela uppdraget. De fem GPC: erna separerades i tre separata vikar i mittdäcket för att ge redundans vid kylfläktfel. Efter att ha uppnått omlopp skulle besättningen byta ut några av GPC: s funktioner från vägledning, navigering och kontroll (GNC) till systemhantering (SM) och nyttolast (PL) för att stödja det operativa uppdraget.: 405–408 Rymdfärjan lanserades inte om dess flygning skulle gå från december till januari, eftersom flygprogramvaran skulle ha krävt att orbiterfordonets datorer skulle återställas vid årets förändring. 2007 konstruerade NASA-ingenjörer en lösning så att rymdfärjflygningar kunde passera gränsen för slutet av året .

Space Shuttle-uppdrag tog vanligtvis en bärbar dator med allmänt stöd (PGSC) som kunde integreras med orbiterfordonets datorer och kommunikationssvit, samt övervaka vetenskapliga data och nyttolastdata. Tidiga uppdrag förde Grid Compass, en av de första bärbara datorerna, som PGSC, men senare uppdrag förde Apple- och Intel-bärbara datorer .:408

Payload bayEdit

Nyttolastfacket bestod av det mesta av orbiterfordonets flygkropp och tillhandahöll lastbärande utrymme för rymdfärjens nyttolaster. Den var 18 m lång och 4,6 m bred och kunde rymma cylindriska nyttolaster upp till 4,6 m i diameter. Två nyttolastdörrar gångjärn på vardera sidan om viken och gav en relativt lufttät tätning för att skydda nyttolasten från uppvärmning under uppskjutning och återinträde. Nyttelasten var säkrad i nyttolasten till fästpunkterna på längderna. Nyttolastfackets dörrar fungerade som en extra funktion som radiatorer för kretsloppsfordonets värme och öppnades när de nådde en bana för värmeavvisande.: 62–64

Kretsloppet kunde användas i kombination med en mängd olika tilläggskomponenter beroende på uppdrag. Detta inkluderade omloppslaboratorier,: II-304, 319 boosters för att skjuta nyttolast längre ut i rymden,: II-326 Remote Manipulator System (RMS) ,: II-40 och för att förlänga uppdragets varaktighet .: II-86 För att begränsa bränsleförbrukningen medan kretsloppet var dockad vid ISS, utvecklades Station-to-Shuttle Power Transfer System (SSPTS) för att konvertera och överföra stationskraft till kretsloppet.: II-87–88 SSPTS användes först på STS-118 och installerades på Discovery och Endeavour .:III-366–368

Remote Manipulator SystemEdit

Remote Manipulator System (RMS), även känt som Canadarm, var en mekanisk arm fäst vid lastbågen. Det kan användas för att förstå och manipulera nyttolaster, samt fungera som en mobil plattform för astronauter som bedriver en EVA. RMS byggdes av det kanadensiska företaget Spar Aerospace och styrdes av en astronaut inuti omloppsflygdäcket med hjälp av sina fönster och en sluten krets-tv. RMS tillät sex frihetsgrader och hade sex fogar placerade vid tre punkter längs armen. Den ursprungliga RMS kunde distribuera eller hämta nyttolast upp till 29 000 kg (65 000 lb), vilket senare förbättrades till 270 000 kg (586 000 lb) .: 384–385

SpacelabEdit

Spacelab-modulen var ett europeiskt finansierat trycklaboratorium som fördes inom nyttolastfacket och tillät vetenskaplig forskning i omloppsbana. Spacelab-modulen innehöll två 2,7 m (9 ft) segment som var monterade i akteränden av nyttolastfacket för att bibehålla tyngdpunkten under flygningen. Astronauter gick in i Spacelab-modulen genom en 2,7 m (8,72 fot) eller 5,8 m (18,88 fot) tunnel som kon cted till luftlåset. Spacelab-utrustningen lagrades främst i pallar, vilket gav lagring för både experiment samt dator- och kraftutrustning .:434–435 Spacelab-maskinvara flögs på 28 uppdrag fram till 1999 och studerade ämnen inklusive astronomi, mikrogravitation, radar och biovetenskap . Spacelab-hårdvara stödde också uppdrag som Hubble Space Telescope (HST) service och rymdstationens återförsörjning. Spacelab-modulen testades STS-2 och STS-3, och det första hela uppdraget var på STS-9.

RS-25-motorer Redigera

Tre RS-25-motorer, även kända som Space Shuttle Main Engines (SSME), var monterade på kretsloppets akterkropp i ett triangulärt mönster. Motormunstyckena kunde kardanaxel ± 10,5 ° i stigning, och ± 8,5 ° i gir under uppstigning för att ändra riktningen för deras dragkraft för att styra skytteln. De återanvändbara motorerna i titanlegeringen var oberoende av omloppsfordonet och skulle tas bort och bytas ut mellan flygningarna. RS-25 är en iscensatt förbränning cyklisk kryogenmotor som använde flytande syre och väte och hade ett högre kammartryck än någon tidigare flytande raket. Den ursprungliga huvudförbränningskammaren fungerade vid ett maximalt tryck på 226,5 bar (3 285 psi). Motorns munstycke är 287 cm (113 tum) lång och har en innerdiameter på 229 cm (90,3 tum). Munstycket kyls av 1 080 inre ledningar med flytande väte och skyddas termiskt av isolerande och ablativt material .:II–177–183

RS-25-motorerna hade flera förbättringar för att öka tillförlitligheten och kraften. Under utvecklingsprogrammet bestämde Rocketdyne att motorn kunde säkra tillförlitlig drift vid 104% av den ursprungligen angivna dragkraften. För att hålla motorkraftvärdena i överensstämmelse med tidigare dokumentation och programvara, behöll NASA den ursprungliga specificerade dragkraften som 100%, men hade RS-25 kört med högre dragkraft. Uppgraderingsversioner av RS-25 betecknades som Block I och Block II. 109% trycknivå uppnåddes med Block II-motorerna 2001, vilket minskade kammartrycket till 207,5 bar (3,010 psi), eftersom det hade en större halsyta. Den normala maximala gasen var 104 procent, varav 106% eller 109% användes för missionsavbrott .:106–107

Orbital Maneuvering SystemEdit

Orbital Maneuvering System (OMS) bestod av två aktermonterade AJ10-190-motorer och tillhörande drivmedelstankar. AJ10-motorerna använde monometylhydrazin (MMH) oxiderat av dinitrogen tetroxide (N2O4). Bälgena bar maximalt 2140 kg (4718 lb) MMH och 3526 kg (7773 lb) N2O4. OMS-motorerna användes efter avstängning av huvudmotorn (MECO) för insättning av omlopp. Under hela flygningen användes de för omloppsförändringar, liksom förbränningen av deorbiten före återinträde. Varje OMS-motor producerade 27.080 N (6.087 lbf) tryck, och hela systemet kunde ge 305 m / s (1.000 ft / s) hastighetsförändring.: II–80

Termiskt skyddssystemRedigera

Omloppsskyddet skyddades från värme under återinträde av det termiska skyddssystemet (TPS), ett värmeblockande skyddsskikt runt omloppet. I motsats till tidigare amerikanska rymdfarkoster, som hade använt ablativa värmesköldar, krävde återanvändbarheten hos kretsloppet en värmesköld med flera användningsområden.: 72–73 Under återinträde upplevde TPS temperaturer upp till 1600 ° C (3000 ° F), men var tvungen att hålla omloppsfordonets aluminiumhudtemperatur under 180 ° C (350 ° F). TPS bestod främst av fyra Noskon och vingarnas främre kanter upplevde temperaturer över 1300 ° C (2300 ° F) och skyddades av förstärkta kol-kolplattor (RCC). Tjockare RCC-plattor utvecklades och installerades 1998 för att förhindra skador. från mikrometeoroid- och orbitalskräp och förbättrades ytterligare efter RCC-skador orsakade i Columbia-katastrofen. Från och med STS-114 var orbiterfordonen utrustade med det främre vingdetekteringssystemet för att varna besättningen om eventuell skada. 112–113 Hela undersidan av orbiterfordonet, liksom de andra hetaste ytorna, skyddades med återanvändbar ytisolering vid höga temperaturer. Områden på orbiterfordonets övre delar var belagda i en vit återanvändbar ytanisolering med låg temperatur, wh som gav skydd för temperaturer under 650 ° C (1200 ° F). Dörrarna för nyttolast och delar av de övre vingytorna belades i återanvändbar isolering av filtytan, eftersom temperaturen där förblev under 370 ° C (700 ° F) .: 395

Extern tankRedigera

Space Shuttle externa tank (ET) bar drivmedlet till rymdskyttens huvudmotorer och kopplade omloppsfordonet med de solida raketförstärkarna. ET var 47 m (153,8 ft) lång och 8,4 m (27,6 ft) i diameter och innehöll separata tankar för flytande syre (LOX) och flytande väte (LH2). LOX-tanken var inrymd i näsan på ET och var 15 m (49,3 ft) lång. LH2 utgjorde huvuddelen av ET och var 29 m (96,7 ft) lång. Orbiterfordonet var fäst vid ET vid två navelplattor, som innehöll fem drivmedel och två elektriska navelsträngar, och fram och bak konstruktionsfästen. ET: s utsida var täckt av orange sprutskum för att överleva uppvärmningsvärmen .:421–422

ET tillhandahöll drivmedel till rymdskyttens huvudmotorer från avstängning till avstängning av huvudmotor . ET skilde sig från orbiterfordonet 18 sekunder efter motoravstängning och kunde utlösas automatiskt eller manuellt. Vid tidpunkten för separationen drog orbiterfordonet tillbaka sina navelplattor och navelsträngarna förseglades för att förhindra att överflödigt drivmedel tränger ut i orbiterfordonet. Efter att skruvarna som fästes vid de strukturella fästena klippts av, separerades ET från orbiterfordonet. Vid tidpunkten för separationen ventilerades gasformigt syre från näsan för att få ET att tumla, vilket säkerställde att det skulle bryta upp vid återinträde. ET var den enda huvudkomponenten i rymdfärjessystemet som inte återanvänds, och det skulle färdas längs en ballistisk bana in i Indiska eller Stilla havet.: 422

För de två första uppdragen, STS-1 och STS-2 täcktes ET i 270 kg (595 pund) vit brandhämmande latexfärg för att ge skydd mot skador från ultraviolett strålning. Ytterligare forskning visade att själva skummet var tillräckligt skyddat och ET inte längre täcktes av latexfärg med början på STS-3.:II-210 En lättviktstank (LWT) flögs först på STS-6, vilket minskade tanken vikt med 4 700 kg (10 300 lb). LWT: s vikt minskades genom att ta bort komponenter från LH2-tanken och minska tjockleken på vissa hudpaneler .:422 1998 flög först en superlätt ET (SLWT) på STS-91. SLWT använde aluminium 2195 -lithiumlegering, som var 40% starkare och 10% mindre tät än sin föregångare, 2219 aluminium-litiumlegering. SLWT vägde 3.400 kg (7.500 lb) mindre än LWT, vilket gjorde det möjligt för rymdfärjan att leverera tunga element till ISS ” s bana med hög lutning.: 423–424

Solid Rocket BoostersEdit

The Solid Rocket Boosters (SRB) tillhandahöll 71,4% av rymdfärjans dragkraft under avlyftning och uppstigning och var de största drivmotorerna som någonsin flugit. Varje SRB var 45 m (149,2 fot) lång och 3,7 m (12,2 fot) bred, vägde 68 000 kg (150 000 lb), och hade en ste El yttre ca 13 mm (0,5 tum) tjockt. SRB: s underkomponenter var den fasta drivmedelsmotorn, noskonen och raketmunstycket. Motorn med fast drivmedel utgjorde majoriteten av SRB: s struktur. Dess hölje bestod av 11 stålsektioner som utgjorde dess fyra huvudsegment. Näskonen husade de främre separationsmotorerna och fallskärmssystemen som användes under återhämtningen. Raketmunstyckena kan köra upp till 8 ° för att möjliggöra justeringar under flygningen.: 425–429

Raketmotorerna fylldes vardera med totalt 500 000 kg (1 106 640 lb) fast raketdrivmedel (APCP + PBAN) och sammanfogades i Vehicle Assembly Building (VAB) vid KSC. : 425–426 Förutom att tillhandahålla dragkraft under den första lanseringen, tillhandahöll SRB: er strukturellt stöd för orbiterfordonet och ET, eftersom de var det enda systemet som var anslutet till den mobila bärraketen (MLP) .: 427 Vid vid lanseringen var SRB: erna beväpnade vid T − 5 minuter och kunde bara antändas elektriskt när RS-25-motorerna hade antändts och var utan problem .:428 De tillhandahöll var och en 12 500 kN (2.800.000 lbf) tryck, vilket senare förbättrades till 13 300 kN (3.000.000 lbf) med början på STS-8.:425 Efter att ha förbrukat sitt bränsle sprutades SRB: erna cirka två minuter efter lanseringen på en höjd av cirka 46 km (150 000 fot). Efter separationen satte de ut drogue och huvudskärmar, landade i havet och återhämtades av besättningarna ombord på fartygen MV Freedom Star och MV Liberty Star .:430 När de återvände till Cape Canaveral, städades de och demonterades. Raketmotorn, tändaren och munstycket transporterades sedan till Thiokol för att renoveras och återanvändas vid efterföljande flygningar. använde SRB som var 2300 kg (5000 lb) lättare än standardvikten på grund av väggar som var 0,10 mm (0,004 tum) tunnare, men som bestämdes vara för tunna. Efterföljande flygningar fram till STS-26 använde fall som var 0,076 mm (0,003 tum) tunnare än standardvikten, vilket sparade 1 800 kg. Efter Challenger-katastrofen till följd av att en O-ring misslyckades vid låg temperatur redesignades SRB: erna för att ge en konstant tätning oavsett av omgivningstemperaturen.: 425–426

Stödfordon Redigera

Rymdfärjens verksamhet stöddes av fordon och infrastruktur som underlättade dess transport n, konstruktion och besättningstillträde. Bandtransportörerna bar MLP och rymdfärjan från VAB till lanseringsplatsen. Shuttle Carrier Aircraft (SCA) var två modifierade Boeing 747 som kunde bära en orbiter på ryggen. Den ursprungliga SCA (N905NA) flögs först 1975 och användes för ALT och färjade orbiter från Edwards AFB till KSC vid alla uppdrag före 1991. En andra SCA (N911NA) förvärvades 1988 och användes först för att transportera Endeavour från fabriken till KSC. Efter avgången av rymdfärjan ställdes N905NA ut på JSC och N911NA ställdes ut på Joe Davis Heritage Airpark i Palmdale, Kalifornien .:I–377–391 Crew Transport Vehicle (CTV) var en modifierad flygplatsstrålbro som användes för att hjälpa astronauter att komma ut från banan efter landning, där de skulle genomgå sina medicinska kontroller efter uppdraget. Astrovan transporterade astronauter från besättningskvarteren i Operations and Checkout Building till startplattan på lanseringsdagen. NASA-järnvägen bestod av tre lok som transporterade SRB-segment från Florida East Coast Railway i Titusville till KSC.