Space Shuttle - raketoplán

Od roku 1968 NASA a úřad amerických prezidentů řešily mj. otázku vývoje mnohonásobně použitelného dopravního prostředku na oběžnou dráhu. V červnu 1970 vypsalo NASA soutěž na zpracování předběžného projektu raketoplánu, v červnu 1971 byly předloženy výsledky uskupení North American/Convair, McDonnell Douglas/Martin Marietta a Grumman. Grumman navrhoval jedenapůlstupňovou loď se dvěma pomocnými startovacími motory na tuhá paliva a s odhazovací nádrží na vodík a kyslík, přičemž náklady na jeden start měly činit 10 až 15 milionů dolarů (při předpokládaných 50 startech ročně). 5.1.1972 prezident Nixon schválil 5,2 miliardy dolarů na výrobu pěti kusů, pro stavbu raketoplánu však NASA vybrala společnost North American, nádrže ET pak Martin Marietta a pomocných startovacích motorů SRB Morton Thiokol. Stavba prvního raketoplánu (v.č. OV-101 (Orbital Vehicle)) začala 4.6.1974; měl se jmenovat Constitution, ale pod nátlakem veřejnosti (fanoušků Star Treku) byl pojmenován Enterprise. Raketoplán byl předán NASA 17.9.1976. Stroj byl určen především pro ověřování vlastností při klouzavém letu, přičemž absolvoval vzlety na hřbetě Boeingu 747-123 SCA do výšky okolo 10 km a po odpoutání klouzavý let a přistání na Edwards AFB. První takový let absolvoval 12.8.1977. Poslední (páté) přistání Enterprise uskutečnil 26.10.1977. Původně zamýšlená přestavba na plnohodnotný raketoplán pro lety do vesmíru nebyla realizována. První raketoplán určený pro lety do vesmíru byla Columbia (OV-102), kterou NASA získala 8.3.1979, ovšem tepelný ochranný štít tvořený 30 tisíci keramických dlaždic byl dokončen až 16.11.1980, pak byly připojeny motory SRB a nádrž ET a 29.12. byl raketoplán pásovým transportérem převezen na rampu 39A. 5.4.1981 ve 23:30 LT začalo odpočítávání (T -4 dny 30 min) před startem. Start byl odložen o dva dny kvůli chybě v synchronizaci palubních počítačů. Columbia vzlétla 12.4.1981 v 07:00:03,983 EST (12:00 UTC) s posádkou John W. Young a Robert L. Crippen. První let (STS-1 (Space Transportation System)) byl po dvou dnech ukončen 14.4. v 18:20:52 UTC přistáním na rwy 23 Edwards AFB. Let STS-3 skončil 30.3.1982 přistáním na White Sands Space Harbor - poprvé a naposled v historii raketoplánů. První operační mise (STS-5) byla zahájena 11.11.1982, kdy na palubě poprvé letěla čtyřčlenná posádka; během pětidenní mise byly vypuštěny družice SBS-3 a Anik C3. Druhým raketoplánem byl Challenger (OV-099), který byl určen pro lámací zkoušky, ovšem po zamítnutí přestavby Enterprise bylo rozhodnuto o provedení zkoušek tak, aby nedošlo k poškození konstrukce. Challenger k prvnímu letu (STS-6) odstartoval 4.4.1983. 30.8.1984 poprvé vzlétl Discovery (OV-103) - mise STS-41-D (v pořadí jakoby STS-12). 3.10.1985 poprvé vzlétl Atlantis (OV-104) - mise STS-51-J (jakoby STS-21). V roce 1985 bylo provedeno 9 misí - nejvíce v celé historii raketoplánů. 28.1.1986 došlo ke katastrofě Challengeru. Lety raketoplánů byly pozastaveny. Spoje segmentů byly zesíleny a pravidla pro start za nízkých teplot byla zpřísněna. Lety raketoplánů byly obnoveny 29.9.1988, kdy vzlétl Discovery k misi STS-26. Zájem o využití raketoplánů však značně opadl. 7.5.1992 poprvé vzlétl pátý a poslední raketoplán Endeavour (OV-105) k misi STS-49. 1.2.2003 došlo ke katastrofě Columbie. Provoz raketoplánů byl udržen pod podmínkou, že budou létat výhradně k ISS a jejich provoz bude ukončen, jakmile bude dokončena výstavba ISS, což se předpokládalo během roku 2010. Jedinou výjimkou pak byl start raketoplánu k údržbě Hubbleova teleskopu. Poslední přistání raketoplánu bylo uskutečněno 21.7.2011 z mise STS-135.

Pět raketoplánů celkem uskutečnilo 135 misí (z toho 36 k ISS), přičemž ulétly 882 milionů km, strávily 1 331 dní na oběžné dráze při téměř 21 000 obletech Země a na jejich palubách se vystřídalo 355 astronautů ze 16 zemí světa.

Raketoplán (Space Shuttle) je sestava družicového stupně OV (Orbiter Vehicle), motorů SRB a nádrže ET, celkem 2,5 mil. součástek:

SRB (Solid Rocket Boosters) - přídavné startovací stupně na tuhé pohonné látky o délce 45,46 m, průměru 3,8 m, startovací hmotnosti 590 t a tahu po 11,8 MN (2)
SSME (Space Shuttle Main Engines) - hlavní kyslíkovodíkové motory o tahu po 2,1 MN (3)
OMS (Orbital Maneuvering System) - manévrovací motory používané na oběžné dráze o tahu po 26,7 kN (2)
RCS (Reaction Control System) - stabilizační a řídící motory používané na oběžné dráze o tahu po 3,87 kN (12 vzadu + 14 vpředu)
ET (External Tank) - vnější odhazovací nádrž ze slitiny hliníku a lithia o délce 47,0 m a průměru 8,4 m na 616,5 tun kyslíku a 102,6 tun vodíku
TPS (Thermal Protection System) - tepelný ochranný štít raketoplánu z 30 000 keramických dlaždic ze slinutého ultračistého křemene s glazurou z borosilikátového skla

Pořizovací cena byla přes 2 mld. USD, jeden start stál přibližně 300 mil. USD a vynesení 1 kg nákladu přišlo na 20 000 USD. Motory SRB spálily 10 tun paliva za sekundu. Výrobcem OV včetně SSME byl North American (později Rockwell International), ET Martin Marietta (později Lockheed Martin) a SRB Morton Thiokol.

Technické údaje:
Celková délka: 56.08 m
Délka OV: 37.26 m
Rozpětí: 23.79 m
Výška: 17.24 m
Rozměry nákladového prostoru: 18.29 x 4.57(5.2?) x 4.0 m
Prázdná hmotnost OV: 68 - 85 t
Max. hmotnost OV: 125 t
Startovací hmotnost: 1 990 - 2 050 t
Hmotnost na oběžné dráze: 112 t
Přistávací hmotnost: 84 800 - 102 700 kg
Maximální hmotnost nákladu: 27,5 t, po havárii Challengeru 24,4 t
Rychlost na oběžné dráze: 28 324 km/h
Přistávací rychlost: 346 km/h

Průběh letu:
T -43 h - začíná ostré odpočítávání
T -9 min - ředitel startovních příprav dává povel ke startu
T -5 min - začíná startovací sekvence hydraulických čerpadel APU
T -6,6 s - začíná zážehová sekvence hlavních motorů SSME
T 0 s - palubní počítače vydávají povel k zážehu pomocných startovacích motorů SRB
T +0,731 s - raketoplán se odpoutává od rampy (tah SRB 100%, SSME 107%)
T +3 s - raketoplán opouští rampu
T +10 s - raketoplán se začíná otáčet vpravo ve výšce 300 m (1 000 ft) při rychlosti 160 km/h (100 mph)
T +16 s - raketoplán je přetočen do polohy "na záda" ve výšce 1 500 m (5 000 ft) při 400 km/h (250 mph)
T +25 s - ve výšce 2 440 m se snižuje výkon motorů SSME na 65-70 %
T +30 s - ve výšce 3 km (10 000 ft) je rychlost Mach 0,5 (650 km/h)
T +60 s - ve výšce 6 km (20 000 ft) raketoplán překonává Mach 1 (1 150 km/h), výkon motorů SSME je zvýšen na 100-104%
T +85 s - ve výšce 15 km (50 000 ft) je rychlost Mach 2 (2 100 km/h)
T +100 s - ve výšce 27 km (90 000 ft) rychlost Mach 3 (3 200 km/h)
T +120 s - dohoří motory SRB při rychlosti Mach 4 ve výšce 38 km (125 000 ft)
T +126 s - odhazují se motory SRB ve výšce 50 km (150 000 ft)
T +160 s - rychlost Mach 6 ve výšce 70 km (230 000 ft); raketoplán dosahuje maximálního zrychlení 3 g a toto zrychlení je dále udržováno postupným snižováním tahu motorů SSME
T +240 s - rychlost Mach 10 (9 600 km/h) v 85 km (280 000 ft)
T +340 s - raketoplán se začíná otáčet nádrží dolů při Mach 15 (14 500 km/h) ve 100 km (330 000 ft)
T +410 s - rychlost Mach 20 ve výšce 105 km (345 000 ft)
T +465 s - rychlost Mach 25 ve výšce 108 km (355 000 ft)
T +508 s - zhasínají motory SSME při rychlosti 27 000 km/h (Mach 28)
T +518 s - odhazuje se nádrž ET ve výšce 110 km (370 000 ft) - suborbitální dráha
T +35 až 60 min - raketoplán dosahuje apogea oběžné dráhy ve výšce min. 215 km
...
T -1 h - zážeh motorů OMS na cca 3 min
T -33 min - raketoplán prolétává pomyslnou hranicí atmosféry ve výšce 122 km (400 000 ft); teplota na nejexponovanějších místech povrchu dosahovala až 2500°C
T -12 min - ve výšce 200 000 ft je rychlost cca M=10, vzdálenost cca 1 000 km od místa přistání
 - ve vzdálenosti cca 70 km je výška 83 000 ft a rychlost M=2.5
 - ve vzdálenosti 15 km je výška 18 000 ft a rychlost 300 KIAS
 - ve výšce 5 000 ft je rychlost 240 KIAS
T -55 s - kola hlavního podvozku se dotýkají VPD při rychlosti 190 kts (350 km/h)
T -40 s - kolo příďového podvozku se dotýká VPD
T 0 s - raketoplán se zastavuje

 

Tenhle čudlík hází na začátek této stránky...