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Space Shuttle

Erster Space-Shuttle-Start: Columbia, am 12. April 1981

Es Space-Shuttle-Programm war ein Amerikaner Raumfahrtprogramm um Menschen und Fracht durch den Weltraum zu bringen Space Shuttles (Space Shuttles).

Die amerikanische Weltraumbehörde NASA Mitten angefangen 70er Jahre, mit Hilfe der US-Luftwaffe, zur Entwicklung des Space Shuttles (offiziell Raumtransportsystem erwähnt - STS). Die Idee hinter der Entwicklung des STS war es, ein wiederverwendbares Raumschiff kostengünstig und regelmäßig Weltraummissionen zu fliegen. Die Struktur des Space Shuttles zum Zeitpunkt des Starts ist: a rostfarben Außentank, zwei schlanke Solid Rocket Booster und das Space Shuttle, einer geflügelt Raumfahrzeug, das Space Shuttle im engeren Sinne.

Die NASA hat insgesamt fünf weltraumtaugliche Space Shuttles gebaut: Atlantis, Herausforderer, Columbia, Entdeckung und Bemühen. Darüber hinaus ließ die NASA auch drei nicht weltraumtaugliche Space Shuttles bauen: Unternehmen, Forscher und Pfadfinder. Unternehmen und Pfadfinder wurden als Testobjekte gebaut und nicht für Raumfahrt verwendet. Forscher ist ein Ausstellungsnachbau für das Besucherzentrum von Kennedy Raumfahrtszentrum erbaut wurde. Auf 12. April1981 war mal Columbia das allererste Space Shuttle, das die Erde umkreist. Dann folgte Herausforderer (1983), Entdeckung (1984) und Atlantis (1985). Bemühen (1992) wurde gebaut, um zu ersetzen Herausfordererder 1986 bei einem Unfall ums Leben kam.

Insgesamt wurden bis Ende Juli 2011 135 Einsätze geflogen. Davon waren zwei tödlich, alle Besatzungsmitglieder und Passagiere starben. Am 28. Januar 1986 explodiert Herausforderer 73 Sekunden nach dem Start, danach durften keine kommerziellen Satelliten mehr auf einem Space Shuttle transportiert werden. Gestorben bei einem Unfall am 1. Februar 2003 Columbia aufgrund von Schäden am Hitzeschild, die verhinderten, dass das Raumfahrzeug den Wiedereintritt überlebte. Daher wurde beschlossen, die Space Shuttles im Jahr 2010 auslaufen zu lassen. Die verbleibenden Shuttle-Missionen würden verwendet, um Internationale Raumstation ISS (Internationale Raumstation) abgeschlossen werden. Eine Mission wurde zur Ausnahme: STS-125 ging im Mai 2009 für die letzte Wartungsmission auf der Hubble-Weltraumteleskop.

STS-133, mit dem ersten voraussichtlichen Starttermin 16. September 2010, sollte ursprünglich die letzte Mission des Space-Shuttle-Programms sein. Am 19. Juni 2008 wurde jedoch beschlossen, eine zusätzliche Mission zu starten, STS-134, und später war es noch da STS-135 hinzugefügt zu. STS-135 startete am 8. Juli und landete am 21. Juli 2011. Damit war das über 30-jährige Programm beendet.

Die drei verbleibenden weltraumtauglichen Shuttles und die drei nicht weltraumtauglichen Shuttles sind jetzt in Museen in den Vereinigten Staaten ausgestellt. Entdeckung befindet sich im Steven F. Udvar-Hazy Center der of Nationales Luft- und Raumfahrtmuseum im Chantilly, Nächster Internationaler Flughafen Dulles. Unternehmen, die dort bereits ausgestellt war, wurde dann in die Unerschrockenes Meeres-, Luft- und Weltraummuseum im New York.Atlantis ist im Besucherzentrum des Kennedy Space Center in Florida ausgestellt. Forscher, die dort seit 1993 stand, wurde übertragen auf Weltraumzentrum Houston und 2013 umbenannt Unabhängigkeit. Bemühen steht jetzt im Hangar des Californian Science Center in Palmdale (in der Nähe der Fabrik, in der dieses Shuttle 1991 zusammengebaut wurde). Die Raumsonde wird zusammen mit zwei SRBs und dem zuletzt gebauten externen Tank später dem Samuel Oschin Air and Space Center neben dem Science Center hinzugefügt, das kurz vor der Fertigstellung steht.Pfadfinder blieb dort, wo es seit 1988 ausgestellt wurde: die USA. Raumfahrt- und Raketenzentrum in Huntsville.

Vorwort

Die Idee eines wiederverwendbaren Raumschiffs stammt aus den 1960er und 1970er Jahren. Das Space Shuttle war wichtig für die Internationale Raumstation ISS ISS. Im Vergleich zu anderen Raketen Das Space Shuttle mit mehr Besatzung und höherer Frequenz könnte die Raumstation besuchen und Besatzung absetzen und aufnehmen und auch eine große Nutzlast tragen. Für das Design des Space Shuttles war die NASA verantwortlich. Das Shuttle wurde von Rockwell International gebaut und später von Boeing übernommen. Die Feststoffraketen (Seitenraketen) wurden von Morton Thiokol geliefert (seit 2007 ATK, 2014 Orbital ATK und seit 2018 Northrop Grumman Innovationssysteme) und der große rostbraune Kraftstofftank wurde von Martin Marietta, jetzt Lockheed Martin, hergestellt. Ab 1995 wurde das Management und die Wartung des Space Shuttles von der NASA an das Konsortium USA (United Space Alliance) ausgelagert, bestehend aus Lockheed Martin und Boeing.

Medien abspielen

Wochenschau ab 1978. Vorbereitungen für den Jungfernflug des RaumflugzeugsUnternehmen'. Mit einem Testflug der Enterprise, einem Raketenstart in Cape Canaveral und einer Animation des Space-Shuttle-Flugs.

Das erste zu bauende Space Shuttle wurde am 17. September 1976 fertiggestellt und heißt Unternehmen. Unternehmen wurde nur für Testflüge in der Erdatmosphäre verwendet; Dieses Space Shuttle hatte keine Motoren und keinen Hitzeschild, also wurde es nie ins All geschossen. Es ist das einzige Space Shuttle, das im belgischen und niederländischen Luftraum war: im Rahmen einer europäischen Werbetour besucht Unternehmen 1983 unter anderem die Pariser Flugschau. Auf ihrem Weg nach London flog sie auf dem Rücken eines Shuttle-Trägerflugzeug über Brüssel, Antwerpen und Amsterdam und entlang des Strandes von Zandvoort.

Das erste Space Shuttle, das ins All geschossen wurde, war... Columbia. Ihre erste Weltraumreise STS-1 begann am 12. April1981 von Kennedy Raumfahrtszentrum im US-Bundesstaat Florida. Dieses Shuttle ist bei der Landemission abgestürzt STS-107 auf 1. Februar2003.

Die Space Shuttles wurden mit einem sehr großen abnehmbaren externen Treibstofftank für die Haupttriebwerke des Shuttles und zwei großen Triebwerke die mit Festbrennstoff betrieben werden und den größten Schub in der ersten Startphase bieten. Bei der Rückkehr in die Atmosphäre das Shuttle verlangsamte sich aufgrund der Reibung mit der Luft und gab viel Wärme ab. Das Space Shuttle landete als Segelflugzeug ohne eigene Motoren. Während des letzten Teils der Landung, a Bremsfallschirm verwendet, um die Landebahn schneller zu verlangsamen.

Externer Tank und Booster

Für den ersten Teil des Space-Shuttle-Starts wurde der größte Teil des Schubs von den beiden Festbrennstoff-Raketen, sogenannten Solid Rocket Booster (SRBS). Diese waren nach zwei Minuten leer und wurden dann verworfen. Sie landeten mit Fallschirmen im Atlantik, wurden geborgen, aufgearbeitet und wiederverwendet. Ab 7 Sekunden vor dem Start werden die drei RS-25-Haupttriebwerke des Shuttles selbst (die Orbiter), gespeist mit Kraftstoff aus dem externen Kraftstofftank. Das war ein leichter Tank mit Flüssigkeit Sauerstoff ab −180 °C und flüssig Wasserstoff von −250 °C. Beim Start wurden diese Flüssigkeiten zu den Haupttriebwerken gepumpt, wo sie verdampfen und der Wasserstoff mit dem Sauerstoff reagiert (verbrennt). Dabei entstand viel Wasserdampf. Aufgrund der guten Leitfähigkeit von Metall wird die Außenseite des Tanks schnell fast so kalt wie der Inhalt. Deshalb ist der Außentank mit einer dicken Isolierschaumschicht versehen. Ohne sie würde sich durch das Gefrieren von Wasserdampf aus der Außenluft viel Eis bilden. Ein Großteil dieses Eises würde beim Start vibrieren und den Hitzeschild des Shuttles gefährden. Etwa acht Minuten nach dem Start war der Außentank leer und wird abgeworfen. Im Gegensatz zu den anderen Teilen des Space Shuttles wurde der externe Tank nicht wiederverwendet. Der Start dauert etwa zwei Minuten, nachdem der externe Treibstofftank vergossen wurde; die Haupttriebwerke des Space Shuttles kamen dann nicht mehr zum Einsatz, kleinere hypergolische AJ10-190-Triebwerke sorgten für den nötigen Schub.

Bei den ersten beiden Starts mit Columbia, 1981 wurde der große Kraftstofftank weiß lackiert, um Hitze von außen abzuleiten, da man damals dachte, dass dies die kühlen Kraftstoffe im Inneren des Tanks negativ beeinflussen würde. Dies erwies sich als unnötig und sparte etwa 300 Kilogramm Farbe.

Der Isolierschaum am externen Kraftstofftank wurde aufgesprüht und ausgehärtet. Der Schaum diente neben einem Hitzeschild auch als Begrenzung der Eisbildung am Außentank. Während des Starts brachen manchmal Teile des Isolierschaums ab, auch mit Eis, das sich aufgrund der extremen Kälte auf dem Schaum bildete. Während der Einführung von STS-107, mit dem Columbia, wurde der linke Flügel von einem solchen abblätternden Isolierschaum getroffen. Die Auswirkungen waren viel größer als bisher angenommen; Der Isolierschaum stanzte ein Loch in der Tragfläche von der Größe eines Aktenkoffers. Bei der Rückkehr des Columbia, auf 1. Februar2003, heißes Plasma aus der Atmosphäre traf das Loch im Flügel und verdaute das Space Shuttle langsam von innen. Das Shuttle brach beim Wiedereintritt in 60 Kilometer Höhe zusammen. Aus diesem Grund hat die NASA 2011 (zunächst 2010) beschlossen, das Space Shuttle abzuschaffen und ein Raumschiff zu entwickeln, das auf einem neu entwickelten Raumschiff sitzt. Startprogramm sollte installiert werden, damit dieses Hauptproblem verschwindet.

Leichtere SRBs wurden für Starts von der Vandenberg Air Force Base entwickelt, von der aus die Space Shuttles in die polare Umlaufbahn gebracht werden sollten. Die Booster-Segmente dieser SRBs wurden aus Kohlefaser anstelle von Stahl hergestellt. Die leichteren Booster hätten es dem Space Shuttle ermöglicht, schneller zu beschleunigen. Dies war notwendig, um den Mangel an Schwung von der Erde bei dieser Art von Start zu kompensieren. Nach dem Challenger-Unfall 1986 wurden Starts von Vandenberg, die später in diesem Jahr beginnen sollten, verschoben und schließlich abgesagt. Zwei bereits verbaute Kohlefaser-Booster liegen dem Testartikel bei Pfadfinder ausgestellt in den USA Space & Rocket Center in Huntsville, Alabama.

Hauptantrieb

Der Hauptantrieb bestand aus drei wiederverwendbaren RS-25-Raketenmotoren (Space Shuttle Haupttriebwerke, SSMEs), die mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff betrieben werden und gebaut wurden von Pratt & Whitney Rocketdyne Einteilung. Die Treibmittel wurden im großen Außentank mitgeführt und werden den Triebwerken unter Druck zugeführt. Jedes Haupttriebwerk konnte über ein hydraulisches Lenksystem um bis zu 10,5 Grad in jede Richtung geschwenkt werden, um die Schubrichtung zu steuern, um die Flugstabilität zu gewährleisten. Die Hauptmotoren konnten über einen Bereich von 65% bis 109% ihrer Nennleistung gesteuert werden. 100 % angewendet auf einen Schub von 1700 kN (170 Tonnen). Auf Meereshöhe wurde der Triebwerksschub auf 104% erhöht. Nach 45 Sekunden wurde der Triebwerksschub auf 72 % reduziert, damit die Kräfte auf das Shuttle beim Durchfahren des maximalen Staudrucks (Max-Q) nicht zu groß werden. Nach 75 Sekunden wurde der Triebwerksschub wieder auf 104% gesteigert Die Haupttriebwerke waren auf eine Lebensdauer von 7,5 Stunden (55 Starts) ausgelegt. Die Haupttriebwerke sind 4,3 m lang und haben einen Durchmesser von 2,3 m am unteren Ende der Düse.

Der Kraftstoff wurde in zwei Schritten unter Druck gesetzt. Der erste Schritt (die Niederdruck-Kraftstoff-Turbopumpe, LPFTP) erhöhte den Druck auf 19 Bar. Der zweite Schritt war eine Hochdruckkreiselpumpe (High-Pressure Fuel Turbopump, HPFTP) und brachte den Druck auf 450 bar.

Der flüssige Sauerstoff wurde ebenfalls in zwei Schritten unter Druck gesetzt. Der erste Schritt (die Low Pressure Oxidizer Turbopump, LPOTP) brachte den Druck auf 29 bar. Der zweite Schritt war eine Hochdruckkreiselpumpe (High-Pressure Oxidizer Turbopump, HPOTP) und brachte den Druck auf 300 bar.

Energie vor dem Fahrt der Hochdruck-Treibmittelpumpen stammten aus der Vorverbrennung der Treibmittel, bei der mehrstufigeTurbinen angetrieben wurden. Die maximale Leistung für die Treibmittelpumpen betrug 53MW für die Kraftstoffpumpen und 17 MW für die Sauerstoffpumpen.

Hitzeschild

Landung von Columbia, Foto: NASA

Während des Starts der Landung, die kinetische Energie vom Shuttle über Reibung mit der Atmosphäre in Wärme umgewandelt (Wärmeenergie). Ohne besondere Maßnahmen in Form eines Hitzeschildes würde die Shuttle-Struktur schmelzen oder sogar verdampfen. Es Aluminium des Shuttles darf 180 °C nicht überschreiten. Die Unterseite des Hitzeschildes erreichte eine Temperatur von 1700 °C.

Der Hitzeschild bestand aus verschiedenen Materialien wie Thermokacheln (an Rumpf und Unterseite), Wärmedämmdecken (Ladetüren und Schubsäulen (OMS)) und verstärkten Carbonplatten (an den Flügelkanten und am Bugkonus).

Thermofliesen

Die gesamte Unterseite des Space Shuttles war mit schwarzen Thermokacheln bedeckt, die Temperaturen von bis zu 1800°C standhalten konnten. Diese Fliesen sind ca. 15×15 cm groß und bestehen aus einem extrem leichten Keramikmaterial, gesponnen und gesintert Siliziumoxid. Die Form jeder Kachel war einzigartig, und wenn die NASA neue Kacheln benötigte, mussten sie auf Bestellung angefertigt werden. Die Dichte der Fliesen betrug 0,150 Kilogramm pro dm³. Die Außenseite der Fliesen war schwarz, um die Wärmeabstrahlung zu erhöhen. Die Fliesen sind sehr spröde und können daher keine Verformungen aufnehmen. Daher werden sie mit einer elastischen Klebeschicht an der Haut des Schiffchens befestigt, in der zusätzlich eine faserige (Nomex) matt ist im Lieferumfang enthalten. Die Kacheln wurden mit einem Spalt zwischen ihnen angebracht, um die Wärmeausdehnung aufzunehmen.Eine weiße Variante der gleichen Kacheln hielt Temperaturen bis zu 950°C stand und wurde an der Seite des Rumpfes, der Oberseite der OMS-Pods und der Oberseite der Nase des Space Shuttles.

Wenn sich das Shuttle verformte oder sich zu stark bewegte, sprangen die Kacheln ab. Dies ist besonders während des Erstflugs von Columbia passiert, während des Transports auf der Rückseite eines Boeing 747. Dann verlor das Shuttle fast die Hälfte der bereits gelegten Plättchen. Die NASA hat einen modifizierten Kleber entwickelt, der die Fliesen besser hält. Auch beim ersten Start von Columbia einige Kacheln sind vom Shuttle gefallen, aber zum Glück nicht an kritischen Stellen im Hitzeschild.

Wärmedämmdecken

Die Oberseite der Tragflächen, die Frachttüren und Teile des Rumpfes des Space Shuttles wurden mit wärmeisolierenden Decken bedeckt. Im Gegensatz zu den Thermofliesen waren diese Decken flexibel und pflegeleichter. Sie wurden dort eingesetzt, wo die Temperatur beim Wiedereintritt weniger anstieg, bis maximal 650 °C.

Verstärkte Carbonplatten

Die Nase und die Vorderkanten der Tragflächen sind die Teile des Space Shuttles, die beim Wiedereintritt am heißesten wurden. Dort konnte die Temperatur auf über 1900 °C ansteigen und die schwarzen Thermoplatten boten hierfür keinen ausreichenden Schutz. Stattdessen wurden an diesen Stellen kohlenstoff- und glasfaserverstärkte Platten aus reinem Carbon (englisch: RCC – Reinforced Carbon Carbon) verbaut. Diese Platten waren extrem hitzebeständig und viel stabiler als die Thermofliesen, aber nicht schlagfest. Während der Einführung von Columbia Bei der tödlichen Mission STS-107 wurde eine Carbonplatte im Rand des linken Flügels von einem Stück Schaum aus dem Außentank getroffen. Dadurch entstand ein Loch in der Platte. Als 16 Tage später die Rückkehr eingeleitet wurde, drang das superheiße Plasma durch das Loch in den Flügel ein und wurde Columbia zerstört.

Landung

Bei der Rückkehr zur Erde landet das Space Shuttle wie ein Flugzeug auf einer Landebahn, wie auf dem Foto oben rechts zu sehen ist.

Besatzung und Missionen

Das Space Shuttle könnte künstliche Monde für ihre Weltraummission oder geben Sie der Besatzung die Möglichkeit, bereits auf der Erde befindliche Satelliten im Orbit zu ersetzen oder zu reparieren. ruimtes raumfahrt Wubbo Ockels 1985 war die erste, bei der die maximale Besatzungskapazität von acht Astronauten wurde benutzt. Das Space Shuttle könnte auch als Transportmittel zum und vom permanenten Raumstationen. Aus der Crew immer zwei Piloten Teilen. Die anderen Astronauten waren mit der Flugaufgabe beschäftigt.

Schnupperflüge

Medien abspielen

Das erste Mal fliegt ein Shuttle kostenlos. Dies nach dem Trennen der 747.

Atlantis transportiert von der Shuttle-Trägerflugzeug (1998)

Mit Unternehmen Es wurden umfangreiche Testflüge durchgeführt. Unternehmen war zu diesem Zweck auf einem speziell angepassten Boeing 747, ein Shuttle-Trägerflugzeug, Gesendet. Auch das Space Shuttle wurde damit transportiert. Auf diese Weise wurde auch ein Werbeflug nach Frankreich und England durchgeführt. Es flog auch tief über den niederländischen Küstenprovinzen.

Ein paar Details

• Höhe inkl. externem Treibstofftank und Boosterraketen: 56,14 m
• Höhe des Orbiters: 37,23 Meter lang
• Spannweite: 23,79 Meter
• Abfluggewicht: 2.041.166 Kilogramm (je nach Flug unterschiedlich)
• Landegewicht: 104.326 Kilogramm (variiert je nach Flug)
• Maximale Nutzlast: 28.803 Kilogramm (variiert je nach Orbiter)
• Streckenhöhe: 185 bis 643 Kilometer
• Geschwindigkeit: 27.875 km/h (variiert je nach Streckenhöhe)

Die gebauten Space Shuttles

NASA hat insgesamt 8 Shuttles bauen lassen:

Test-Space-Shuttles

• Pfadfinder (Stahlrahmen zum Testen, jetzt ausgestellt)
• Unternehmen (OV 101*) (Shuttle gebaut für Tests in der Atmosphäre, jetzt ausgestellt)

Operative Shuttles

• Columbia (OV 102*, abgestürzt bei der Rückkehr am 1. Februar 2003)
• Herausforderer (STA 99 / OV 99*, abgestürzt beim Start am 28. Januar 1986)
• Entdeckung (OV 103*) (seit 9. März 2011 außer Dienst gestellt)
• Atlantis (OV 104*) (seit 21. Juli 2011 außer Dienst gestellt)
• Bemühen (OV 105*) (seit 01.06.2011 außer Dienst gestellt)

(*OV steht für 'Orbiter-Fahrzeug')

Repliken

• Unabhängigkeit (bis 5. Oktober 2013 hieß diese Replik Forscher)

Liste der Starts

sehen Liste der Space-Shuttle-Missionen für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Dies ist eine Liste aller Produkteinführungen von 1981 bis 2001:

Recycelte Teile

Nachdem das letzte Shuttle 2011 gelandet war, wurden die drei verbleibenden Space Shuttles, nachdem sie von allen Giftstoffen gereinigt worden waren, für die Ausstellung vorbereitet. Einige Teile wurden jedoch entfernt, um sie später für die neue Rakete der NASA, die Weltraumstartsystem (SLS) und das neue Raumschiff, Orion, benutzen.

Sechzehn RS-25-Haupttriebwerke werden nach Upgrades auf den Kernstufen (erste Stufe) der ersten vier Flüge eingesetzt. Die Teile des ursprünglich vierteiligen Feststoffraketen-Booster wird fünf Segment-Seitenverstärker bilden. Die AJ10-190-Triebwerke, mit denen das Shuttle im Weltraum manövrieren konnte, wurden als Haupttriebwerk des europäischen Servicemoduls der OrionKapsel zu funktionieren.

Das Pegasus, es bedeckt Deckponton Der Transport der externen Tanks von der Michoud Assembly Facility in Louisiana (wo sie gebaut wurden) zum Kennedy Space Center wurde erweitert, um auch die ersten Stufen der SLS zu transportieren.

Später wurden die Trinkwassersysteme von zwei Space Shuttles zur Wiederverwendung auf der ISS entfernt.

Auch der feste Servicestruktur, oder der Zugangsturm des Startkomplexes 39A, wurde modifiziert und wiederverwendet, um Raumfahrern den Zugang zum Drache 2 von SpaceX, eines von zwei Raumschiffen, die die Weltraumtaxi-Funktion des Shuttles übernehmen. Das rotierende Servicestruktur wurde im Frühjahr 2016 abgerissen. Der Abriss dauerte zwei Jahre.

Das Fahrzeug, das die Shuttles nach der Landung zu den Hangars transportierte, ist nun auch bei SpaceX im Einsatz. Es wurde geändert, um gelandet zu sein Falke 9- und Falke HeavyBooster zurück zu den Hangars.

Das Orbiter-Verarbeitungsanlage wird jetzt zur Herstellung und Wartung von Boeings Raumfahrzeugen verwendetvoertuig X37B und Starliner.

Eines der Hochregale des Fahrzeugmontagegebäudes wird für die Omega-Rakete aus Northrop Grumman Innovationssysteme für die auch eine der mobilen Startrampen angepasst wird. Ein weiteres Highbay und eine mobile Startrampe wurden kurz vor der abgebrochenen Ares-I-Rakete für das Space Launch System umgebaut.

Das Shuttle-Landeplatz wird für Landungen der Boeing X-37B und der Traumfänger.

Feuerraum 4 des Launch Control Centers wurde 2019 von SpaceX in Betrieb genommen.

Bilder

• 

  Zeichnung von Herausforderer

• 

  Bemühen liefert einen Teil der ISS

• 

  Entdeckung ist nach erfolgreicher Mission gelandet

Externe Links

Gemeingüter hat Mediendateien in der Kategorie Space Shuttle-Programm.

• (und) NASA - Space Shuttle
• (und) Zeitleiste des Space Shuttles
• (und) Missionsseiten
• Artikel auf www.intospace.nl