Space Shuttle – Wikipedie

Space Shuttle – Wikipedie
Přeskočit na obsah
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Tento článek není dostatečně
ozdrojován
, a může tedy obsahovat informace, které je třeba
ověřit
Jste-li s popisovaným předmětem seznámeni, pomozte doložit uvedená tvrzení doplněním
referencí
na
věrohodné zdroje
Logo projektu
Space Shuttle
(oficiálně
Space Transportation System
) byl
americký
program provozovaný vládní organizací
NASA
, v rámci kterého byly uskutečňovány pilotované lety do vesmíru za pomoci
kosmických raketoplánů
Lety byly řízeny z řídicího střediska v Johnsonově kosmickém středisku v
texaském
Houstonu
Celkem bylo zkonstruováno pět plně funkčních raketoplánů:
Columbia
Challenger
Discovery
Atlantis
Endeavour
. První let proběhl v dubnu
1981
a poslední let se uskutečnil v červenci
2011
Popis raketoplánu
editovat
editovat zdroj
Start raketoplánu
Atlantis
na misi STS-27
Snímek: NASA
Kompletní raketoplán při jeho vzletu tvoří tři části:
dva pomocné startovací stupně SRB (Solid Rocket Boosters)
odhazovací nádrž ET (External Tank)
družicový stupeň (Orbiter)
, vybavený hlavními motory
SSME (Space Shuttle Main Engines)
Celková délka sestavy raketoplánu Space Shuttle při vzletu je 56,14
m. Vzletová hmotnost se u jednotlivých exemplářů i jejich misí liší a pohybovala se přibližně kolem 2050
tun. Celková přistávací hmotnost vlastního raketoplánu také kolísala a závisela zejména na množství dopravovaného nákladu, obvykle se pohybovala od 90 do 115
tun.
Na oběžnou dráhu mohl raketoplán vynést náklad do hmotnosti 29,5 tuny, dopravit zpět mohl náklad do hmotnosti až 14.5 tuny.
Jednotlivé raketoplány ve flotile nebyly zcela identické, s postupnou stavbou se jejich parametry zlepšovaly, primárně snižováním hmotnosti.
Postaveny byly: Enterprise (jen demonstrátor, do kosmu neletěl), Columbia, Endeavour, Challenger, Discovery, Atlantis.
Družicový stupeň
editovat
editovat zdroj
Družicový stupeň
Kresba: NASA
Související informace naleznete také v článku
Družicový stupeň raketoplánu
Okřídlený
družicový stupeň
vyvinul hlavní dodavatel celého raketoplánu. Jedná se o
dolnoplošník
deltovitým křídlem
s dvojí šípovitostí o celkové délce 37,24
m, výšce 17,25
m a rozpětí 23,79
m. Jeho prázdná hmotnost je různá u jednotlivých exemplářů (
Columbia
byla nejtěžší) a pohybuje se kolem 90
tun. Družicový stupeň tři hlavní konstrukční části:
dvoupodlažní kabina pro posádku;
trup s nákladovým prostorem;
motorový prostor s motory
SSME
Prostor pro posádku (7 osob, v nouzových případech až 10 osob) má objem 71,5
a v jeho prostorách je atmosféra normálního vzduchu o tlaku 1014
hPa. V jeho horní části se nachází
letová paluba
, vybavená 10 okny, na níž jsou soustředěny prvky řízení, v dolní části je
obytná paluba
s bočním průlezem pro nástup a výstup osádky a s průlezem do nákladového prostoru, sanitárním zařízením, kuchyňkou a místy pro odpočinek. Za přepážkou v přední části obytné paluby je umístěna většina řídicí elektroniky včetně pěti palubních počítačů. Pod podlahou obytné paluby se nachází klimatizační zařízení.
Řízení systémů raketoplánu zajišťuje pět hlavních palubních počítačů typu
IBM
AP-101S (původně AP-101) s výkonem přes 1 milion operací za sekundu a s operační pamětí 256K 32bitových slov. Během kritických fází letu, jako je vzlet a přistání, jsou všechny čtyři počítače propojeny a vzájemně se kontrolují. Pátý, vybavený jednodušším programovým vybavením, slouží jako záloha.
Navigační systém využívá především tří inerciálních plošin IMU (
Inertial Measurement Units
), které zásobují palubní počítače informacemi o aktuální orientaci družicového stupně v prostoru a o negravitačních zrychleních (např. působených chodem motorů). Pro jejich nastavování slouží automatické i manuální zaměřovače hvězd. Negravitační zrychlení měří i další souprava čtyř lineárních
akcelerometrů
. V průběhu setkávacích manévrů slouží ke stanovení vzdálenosti družicového stupně od cíle a relativní rychlosti palubní radiolokátor. Pro navigaci v závěru přistání slouží přijímač systému TACAN. V poslední době se zkušebně užívá navigační systém
GPS
. Vlastní pilotáž letu zajišťuje prostřednictvím hlavních počítačů autopilot, který může také přebírat příkazy pilotů z ručních ovládacích prvků, umístěných na letové palubě.
Komunikační systém pracuje v pásmech K
(15,25 až 17,25
GHz) a S (1,7 až 2,4
GHz). Většina spojení s řídicím střediskem je zprostředkována přes družice systému
TDRSS
Tracking and Data Relay Satellite System
), umístěných na
geostacionární dráze
. V prvních přibližně 4 minutách letu může systém pracující v pásmu S komunikovat s pozemní stanicí na kosmodromu přímo. Pro spojení s Mezinárodní vesmírnou stanicí v její blízkosti nebo s členy osádky, pracujícími ve skafandrech ve volném prostoru se používá systém pracující v pásmu UKV (243 až 300
MHz). Tento systém slouží také jako záložní pro spojení s pozemními stanicemi.
V trupu je nákladový prostor o rozměrech 18,3×5,2×4,0
m. Je uzavřen dvoukřídlými dveřmi, na jejichž vnitřní straně jsou radiátory chlazení. Chladicí okruh je naplněn
glykolem
a odvádí teplo z nitra družicového stupně. V trupu se nachází mj. dálkový manipulátor
RMS
Remote Manipulator System
), tři
palivové baterie
s výkonem 3×7 kW (v maximu 3×12 kW) a čtyři nádrže s kyslíkem a čtyři nádrže s vodíkem nutným pro jejich provoz. V zadní části jsou umístěna tři turbočerpadla APU (
Auxiliary Power Units
) hydraulického systému pro ovládání motorů SSME a aerodynamických řídicích ploch.
Pod motorovým prostorem je umístěn trupový
elevon
. Nad motorovým prostorem jsou po stranách kýlové plochy s kormidly a aerodynamickou brzdou připevněny dva moduly manévrovacích motorů OMS (
Orbital Maneuvring System
), každý s jedním motorem OMS o tahu 26,7
kN, 12 řídicími motory RCS (
Reaction Control System
) o tahu 3,87
kN a dvěma vernierovými motory o tahu 111
N. Jako pohonné látky pro OMS a RCS slouží
monometylhydrazin
oxid dusičitý
. Další modul RCS se 14 motory o tahu 3,87
kN a se dvěma motory o tahu 111
N je zabudován v přídi raketoplánu před prostorem pro posádku.
Konstrukce trupu raketoplánu je vyrobena především z lehkých hliníkových slitin. Pro nejvíce mechanicky namáhané části je použito oceli a titanových slitin.
Povrch raketoplánu je pokryt systémem tepelné ochrany TPS (
Thermal Protection System
), chránícím trup raketoplánu před aerodynamickým ohřevem během sestupu do atmosféry Země. Nejvíce namáhané části, tj. příď trupu a náběžná hrana křídla, jsou chráněny panely z
uhlík-uhlíkového laminátu
, krytého glazurou ze směsi
oxidu hlinitého
oxidu křemičitého
karbidu křemíku
jako ochranou proti oxidaci. Spodek trupu a křídla jsou kryty dlaždicemi z vysoce porézního oxidu křemičitého, vyrobené slinutím křemenné vaty, a opatřené černou glazurou, zajišťující vysokou emitivitu (zpětné vyzařování) tepelného záření. Horní část křídla, boky trupu a boky kýlové plochy jsou kryty podobnými křemennými dlaždicemi, avšak s bílou glazurou, zajišťující vysokou reflektivitu (odrazivost) tepelného záření. Celkový počet dlaždic je přes 30
tisíc. Jejich tloušťka kolísá podle předpokládaného tepelného zatížení jednotlivých míst trupu od 25 do 125
mm. Dlaždice nejsou lepeny přímo na hliníkový trup, ale na pružnou podložku z
nomexové
plsti (vyrobené z aramidu) a mezi jednotlivými dlaždicemi je ponechána dilatační mezera, zaplněná pružnou ucpávkou z keramické tkaniny. Nejméně tepelně namáhaný vršek trupu (dveře nákladového prostoru) je pokryt panely FRSI (
Felt Reusable Surface Insulation
) z nomexové plsti. Před vyvezením raketoplánu na startovní rampu je celý povrch družicového stupně impregnován vodoodpudivým postřikem.
Pro přistání je raketoplán vybaven vysouvacím podvozkem. Pro zkrácení dojezdu po přistání je ve spodní části kýlové plochy zabudován brzdicí páskový
padák
Historie projektu
editovat
editovat zdroj
Program STS byl oficiálně zahájen
5. ledna
1972
, kdy prezident
Richard Nixon
oznámil, že NASA byla pověřena vyvinout mnohonásobně použitelný dopravní prostředek pro lety ze Země na oběžnou dráhu a zpět. Kromě raketoplánu bylo v plánu vyvinout též navazující systém meziorbitálních tahačů a případně i prostředků pro kyvadlovou dopravu k Měsíci a zpět, s vylepšenými verzemi rakety
Saturn V
pro vynášení těžkých nákladů. Tyto navazující projekty, tvořící komplex prostředků označovaných STS však nikdy nebyly realizovány.
Kvůli rozpočtovým problémům byly učiněny značné kompromisy proti původním návrhům NASA, které předpokládaly systém složený z družicového stupně (orbiteru) a nosného stupně (boosteru), s tím že oba měly být okřídlené a plně znovupoužitelné. Mimo jiné bylo kvůli ukončení výroby raket
Saturn V
nutné zvýšit nákladovou kapacitu na více než dvojnásobek. Dále bylo původní koncept s přímými křídly nutné změnit na dvojitou deltu kvůli problémům s jeho tepelnou ochranou a nedostatečném doletu v případě nouze (crossrange). Často je v tomto kontextu zmiňováno zapojení ministerstva obrany USA, ale jedná se pouze o mýtus.
Projekt se kvůli podobným problémům několikrát měnil a konečná realizace se dostávala do skluzu. Kvůli zlevnění vývoje bylo nejdříve palivo družicového stupně přesunuto do
odhazovací nádrže ET (External Tank)
, a poté byl okřídlený nosný stupeň nahrazen
dvojicí pomocných startovacích stupňů SRB (Solid Rocket Boosters)
. Tyto změny zvýšily cenu za jeden let, ale výrazně snížily rozpočet pro vývoj.
Kromě několika funkčních ověřovacích modelů byl konečně postaven první letuschopný exemplář (výr. č. OV-101), který však nebyl vybaven ani tepelnou ochranou, ani kyslíkovodíkovými hlavními motory SSME a byl určen výhradně k letovým zkouškám v zemské atmosféře. Měl být původně pojmenován
Constitution
(Ústava), ale na základě celonárodní dopisové kampaně byl na nátlak fanoušků televizního seriálu
Star Trek
nakonec pojmenován
Enterprise
. Jeho slavnostní předání se uskutečnilo
17. září
1976
a v průběhu roku 1977 uskutečnil pět zkušebních klouzavých letů v atmosféře.
Prvním exemplářem, určeným pro lety do vesmíru, byl raketoplán
Columbia
(OV-102). Ten byl předán NASA
8. března
1979
23. března
téhož roku byl letecky na hřbetě letounu Boeing 747-SCA přepraven na kosmodrom do
Kennedyho vesmírného střediska
. První let do vesmíru (
STS-1
) absolvoval ve dnech
12.
až 14. dubna
1981
s dvoučlennou posádkou. Poslední let do vesmíru (
STS-107
) absolvoval ve dnech
16. ledna
až
1. února
2003
se sedmičlennou posádkou; let však skončil havárií, při které všichni členové posádky zahynuli.
Další exemplář
Challenger
(OV-099) byl předělán z exempláře původně určeného k zatěžkávacím zkouškám a byl předán NASA
30. června
1982
. K prvnímu letu odstartoval
4. dubna
1983
. Zničen byl při havárii během startu
28. ledna
1986
, při které zahynula celá sedmičlenná posádka.
Třetím exemplářem byl
Discovery
předaný NASA
16. října
1983
. Stejně jako čtvrtý raketoplán
Atlantis
, dokončený
6. dubna
1985
, byl ve službě až do ukončení mise.
Pátý raketoplán pojmenovaný
Endeavour
byl postaven jako náhrada za zničený
Challenger
. Do služby byl předán
25. dubna
1991
Z rozhodnutí vlády USA měly být raketoplány Space Shuttle vyřazeny z provozu po dobudování ISS v roce
2010
, avšak toto datum bylo posunuto o rok. NASA nakonec vytvořila program
Commercial Orbital Transportation Services
(COTS) v rámci kterého soukromé firmy
SpaceX
Boeing
vyvinuly pilotované kosmické lodě určené pro zajištění dopravy na Mezinárodní kosmickou stanici. Loď
Dragon 2
od SpaceX vzlétla k ISS poprvé v roce
2020
v rámci mise
Crew Dragon Demo 2
. Loď
Starliner
od Boeingu uskutečnila první pilotovaný let v roce
2024
v rámci mise
Boeing Crew Flight Test
. Samotná agentura se soustředí na cíle mimo nízkou oběžnou dráhu Země, které bude obstarávat systém
SLS
s pilotovanou lodí
Orion
Všechny čtyři vyřazené exempláře byly uloženy do muzeí, Enterprise v New Yorku, Discovery v Washingtonu, Endeavour v Los Angeles a Atlantis na Floridě, na Kennedyho letišti.
Havárie raketoplánů
editovat
editovat zdroj
Katastrofa raketoplánu Challenger (1986)
Od zahájení provozu raketoplánů v roce 1980 došlo ke dvěma
haváriím
, při nichž byly zcela zničeny družicové stupně
Challenger
Columbia
. V obou případech zahynula celá posádka (7 lidí).
Challenger
editovat
editovat zdroj
K havárii došlo při startu k letu
STS-51L
dne
28. ledna
1986
v T +73 sekund. V průběhu vzletu došlo k prohoření těsnění ve spoji mezi dvěma segmenty pravobočního stupně SRB. Následně došlo k přehoření spodního spoje mezi SRB a ET. Stupeň SRB se pak odklonil, svoji špičkou prorazil nádrž ET a došlo k výbuchu (došlo k poškození spodní části ET – nádrže vodíku. Ten pak hořel spolu se vzdušným kyslíkem a způsobil přídavný tah. To způsobilo destrukci přepážky mezi vodíkovou a kyslíkovou částí ET, smísení paliva a oxidačního činidla a mohutný výbuch). Lety raketoplánů byly pozastaveny na dva a půl roku. Na základě výsledků vyšetřování byla změněna konstrukce spojů mezi segmenty SRB a zpřísněna pravidla pro starty za nízkých teplot na kosmodromu. Lety byly obnoveny
29. září
1988
expedicí
STS-26
raketoplánu
Discovery
. Jako náhrada za zničený stroj byl postaven družicový stupeň
Endeavour
Columbia
editovat
editovat zdroj
K havárii došlo během sestupu atmosférou v závěru letu
STS-107
dne
1. února
2003
ve výši 60
km nad Texasem přibližně 15
minut před plánovaným přistáním. Při startu došlo k uvolnění pěnové izolace z ET, která narazila do náběžné hrany křídla raketoplánu a vážně ji poškodila. Při návratu raketoplánu do atmosféry došlo nejprve k destrukci křídla a následně ke zničení celého raketoplánu. Obnovení letů raketoplánů bylo podmíněno splněním řady technických i organizačních změn. Lety raketoplánů byly obnoveny zkušební expedicí
STS-114
raketoplánu
Discovery
ve dnech
26. července
až
9. srpna
2005
. Během startu však došlo znovu k odpadávání tepelné izolace nádrže ET, což vedlo k opětovnému přerušení letů raketoplánů. Další raketoplán odstartoval až
4. července
2006
. Po havárii raketoplánu
Columbia
se již nepočítá se stavbou náhradního exempláře. Byly zrušeny všechny expedice raketoplánů s výjimkou letů k
Mezinárodní vesmírné stanici (ISS)
nutných pro její dostavbu a opravě Hubblova kosmického dalekohledu (HST), ke které došlo 11.-24. 5. 2009.
Průběh typické expedice
editovat
editovat zdroj
Pozemní přípravy
editovat
editovat zdroj
Raketoplán
na pohyblivém vypouštěcím zařízení MLP při přesunu z montážní haly VAB (v pozadí) k rampě
Snímek:
NASA
Družicový stupeň
po návratu z předchozí mise je dopraven do jedné ze tří montážních hal OPF (
Orbiter Processing Facility
) k vyložení nákladu a odstrojení, v jehož průběhu jsou demontovány hlavní motory
SSME
a nahrazeny jinými, které mezitím prošly údržbou. Revizí procházejí také moduly manévrovacích motorů OMS a RCS, které jsou někdy též vyměňovány jako stavební celek. Kontrolou projde i
systém tepelné ochrany
TPS a je případně opraven a ošetřen. V OPF je do kabiny posádky a nákladového prostoru případně umístěna část užitečného nákladu.
V montážní budově VAB (
Vehicle Assembly Building
) jsou mezitím na
pohyblivém vypouštěcím zařízení
MLP (Mobile Launch Platform) sestaveny z jednotlivých segmentů oba startovací stupně SRB a poté je k nim připojena
odhazovací nádrž
ET. Po ukončení příprav družicového stupně v OPF je tento převezen do VAB, zdvižen
jeřábem
, otočen do vertikální polohy a připojen k ET. Po dokončení základních prověrek je MLP se sestaveným kompletním raketoplánem převezen
pásovým transportérem
na jednu ze dvou startovních ramp
LC-39A
nebo
LC-39B
(nyní jen LC-39-A), kde je MLP usazen a napojen na pozemní zařízení (rozvody elektrické energie, datové komunikační linky, rozvody dodávky stlačených plynů, provozních kapalin a pohonných látek). Na rampě proběhnou další zkoušky sestavy, završení zkušebním odpočítáváním ke startu.
Na rampě je také naloženo zbývající užitečné zatížení.
Vlastní odpočítávání ke startu začíná obvykle tři dny před očekávaným startem za stavu T -43
hodin a obsahuje řadu plánovaných přerušení, z nichž poslední dvě jsou za stavu T -20
min a T -9
min. Vlastní start začíná postupným zážehem hlavních motorů SSME počínaje v T -6,6
sekundy. V čase T -2
sekundy se zažehují motory SRB, které do 2
sekund dosáhnou maximálního tahu. V čase T jsou pyrotechnicky přeseknuty šrouby, kterými je do té doby raketoplán spojen s MLP, a následuje vzlet.
Vzlet
editovat
editovat zdroj
Vzlet raketoplánu
Columbia
k první expedici STS-1 (1981)
V okamžiku startu je
tah
motorů SSME nastaven na nejvyšší možnou hodnotu (107
% nominálního tahu) a také motory SRB dávají maximální tah. V T +10
s mine raketoplán nejvyšší patro obslužné věže a stáčí se podél podélné osy tak, aby jeho vertikální osa (kolmá na rovinu křídla) ležela v rovině dráhy, do níž má být naveden. Postupně se také mění klopení, takže původně vertikální stoupání se plynule mění na dopředný let. V T +50
s se snižuje tah motorů SSME na 67
%, aby se snížilo aerodynamické namáhání během změny režimu letu raketoplánu z podzvukového na nadzvukový. Maximální aerodynamické namáhání nastává při T +54
s. Přibližně v T +65
s se opět tah motorů SSME zvyšuje na 100 až 104
% nominálního tahu.
V T +120 až 130
s dohoří motory SRB a startovní stupně SRB se odhazují. Pokračují v letu po
balistické dráze
a posléze na
padácích
přibližně v T +410
s dopadají do
Atlantiku
Družicový stupeň poháněn motory SSME pokračuje v letu. Přibližně v T +450 až 460
s, když
přetížení
dosáhne hodnoty 3G, začnou palubní počítače snižovat tah motorů SSME tak, aby přetížení dále nevzrůstalo. Těsně před dosažením plánované rychlosti se skokem sníží tah motorů SSME na 64
%. K vypojení motorů dochází mezi T +500 až 510
s. O 20
s později je odhozena nádrž ET, která pokračuje po balistické dráze, shoří v
atmosféře
a její zbytky přibližně v T +86,5
min po startu dopadají do
Indického oceánu
Nouzové přerušení startu
editovat
editovat zdroj
Dojde-li k výpadku jednoho nebo více motorů SSME během vzletu nebo jiné závažné závadě na systémech raketoplánu, je nutno vzlet raketoplánu nouzově ukončit. Časy, uvedené v dalších odstavcích jsou uvedeny pro případ výpadku jednoho motoru; v případě výpadku více motorů nebo jiných závad, se podstatným způsobem liší. Časové intervaly se překrývají, někdy lze využít více alternativních způsobů.
Manévr RTLS (
Return to Launch Site
editovat
editovat zdroj
Pokud se tak stane v době od T +0 do přibližně T +245
s, raketoplán pokračuje v dopředném letu do odhození startovacích stupňů (pokud již k němu nedošlo) tak dlouho, až je spotřebována část pohonných látek z nádrže ET. Pak se družicový stupeň otočí, aby motory SSME nejprve vynulovaly dopřednou rychlost a naopak raketoplán urychlily zpět směrem k místu startu, Po vyčerpání pohonných látek je ET odhozena a raketoplán přistává na KSC.
Manévr TAL (
Trans-Atlantic Landing
editovat
editovat zdroj
Tento manévr se používá v době od přibližně T +150
s do T +275
s. V tomto případě se raketoplán uvede do více či méně strmě stoupajícího letu, aby vyčerpal přebytečné pohonné látky a po odhození ET družicový stupeň přistává na záložním letišti v západní
Evropě
nebo západní
Africe
(podle sklonu plánované dráhy).
Manévr ATO (
Abort to Orbit
editovat
editovat zdroj
Při tomto manévru, který může být uskutečněn po T +260
s, je raketoplán naveden na bezpečnou oběžnou dráhu kolem
Země
, avšak podstatně nižší než byla plánovaná, a proto není možno splnit úkoly dané mise. Používá se v případě, že nehrozí bezprostřední nebezpečí a raketoplán může setrvat na oběžné dráze delší dobu a případně plnit náhradní úkoly. Jako jediný byl tento nouzový režim použit v praxi, během mise
STS-51-F
Manévr AOA (
Abort Once Around
editovat
editovat zdroj
Tento manévr se používá též po T +260
s, a to v případě, že buď není možno dosáhnout bezpečné stabilní oběžné dráhy, nebo hrozí nebezpečí z prodlení (např.
dehermetizace
obytných prostor). Družicový stupeň je naveden na takovou dráhu, ze které může uskutečnit přistání na území USA po necelém jednom oběhu kolem Země.
Nouzové navedení na oběžnou dráhu
editovat
editovat zdroj
Dojde-li k výpadku jednoho motoru SSME po T +305
s, výkon zbývajících motorů spolu se zásobami pohonných látek pro motory OMS obvykle stačí k tomu, aby byl družicový stupeň naveden na plánovanou oběžnou dráhu a mohl tak splnit všechny nebo většinu stanovených úkolů.
Operace na oběžné dráze
editovat
editovat zdroj
Raketoplán Endeavour při pohledu z ISS
Snímek: NASA
Po odhození ET pokračuje družicový stupeň v letu po
suborbitální dráze
. Po dosažení apogea této dráhy přibližně v T +40
min se zapojí oba manévrovací motory OMS, které zvýší rychlost raketoplánu tak, aby se dostala na stabilní výchozí dráhu. Po prvotní prověrce systémů jsou otevřeny dveře nákladového prostoru, aby mohly začít fungovat radiátory klimatizačního systému. Poté jsou obvykle vypojeny tři z pěti hlavních palubních počítačů pro úsporu elektrické energie.
Následují operace na oběžné dráze, specifikované úkoly té které mise.
Den před návratem z oběžné dráhy se uskutečňuje důkladná kontrola všech systémů družicového stupně včetně zkušebního zážehu motorů OMS a RCS. V obytné kabině jsou uloženy resp. upoutány všechny předměty.
V den návratu jsou na obytné palubě reinstalována křesla, posádka si oblékne lehké
skafandry
a připraví se na sestup.
Návrat na Zemi
editovat
editovat zdroj
Přistání raketoplánu (1:40 min)
Družicový stupeň se otočí zádí proti směru letu a jsou zapojeny motory OMS, které sníží jeho rychlost o 85 až 110
m/s. Tím se původní dráha změní na eliptickou s
perigeem
pod horní hranicí atmosféry. Po ukončení manévru se raketoplán otočí do polohy pro vstup do atmosféry (přídí vpřed, podélnou osou asi 30° nad horizont). Do atmosféry vstupuje družicový stupeň v referenční výši 121
km rychlostí asi 7,6
km/s asi 30 až 35
min před dosednutím na přistávací dráhu a ve vzdálenosti přes 8000
km od místa přistání.
Přistání raketoplánu Atlantis po misi STS-110
Snímek: NASA
Během sestupu atmosférou ztrácí družicový stupeň rychlost díky
aerodynamickému
odporu. Jeho
kinetická energie
se mění na
tepelnou
a okolní
vzduch
se v rázové vlně ohřívá na vysokou teplotu a
ionizuje
se. Tepelná energie z
rázové vlny
se v prvních fázích sestupu částečně přenáší na povrch raketoplánu především
zářivým přenosem
(radiačně). Povrch se zahřívá na nejvíce zatížených místech až na 1500
°C. V
pozdějších fázích sestupu, kdy se raketoplán pohybuje v hustších vrstvách atmosféry, přechází proudění kolem něj z laminárního na turbulentní. K radiačnímu přenosu se přidává i přenos tepla vedením a náběžné hrany mohou být vystaveny teplotám až 1800
°C.
Pro urychlení
brzdění
raketoplán během prvních 20
min po vstupu do atmosféry vykoná dvě střídavě pravotočivé a levotočivé zatáčky. Po dobu 20 minut jsou astronauti vystaveni přetížení maximálně 1,5 g.
Po snížení rychlosti na 760
m/s ve výšce kolem 25
km a vzdálenosti přibližně 100
km od místa přistání zahájí raketoplán kontrolované aerodynamické brzdění TAEM (Terminal Area Energy Management), aby do oblasti letiště přiletěl ve výši 9,5
km rychlostí kolem 240
m/s. Poté přejde do zatáčky HAC (Heading Alignment Circle) s poloměrem 5 až 6
km která jej navede rychlostí 150±6
m/s na sestupnou dráhu v ose přistávací dráhy ve výši 3
km, 12,8
km od prahu dráhy asi jednu minutu před dosednutím.
Klouzavý sestup probíhá velmi strmě, pod úhlem 17° až 19° k horizontále (tedy asi sedmkrát strměji, než běžné dopravní letadlo). Dvacet sekund před dosednutím ve výši kolem 500
m je úhel klesání snížen na 1,5° a posádka vysouvá podvozek. Závěrečné
podrovnání
ve výši 25
m sníží vertikální rychlost na méně než 2,7
m/s. Družicový stupeň dosedá asi 65
m za prahem dráhy přistávací rychlostí mezi 340 a 360
km/h (podle hmotnosti nákladu) nejprve koly hlavního podvozku (pod křídlem), pak se vypouští brzdicí padák. Přibližně 20 až 30
s po prvním dotyku se zemí dosednou na dráhu i pneumatiky příďového podvozku a zhruba o minutu později se raketoplán zastavuje.
Statistika letů k ukončení provozu, přehled vyrobených exemplářů
editovat
editovat zdroj
Stroj
Výrobní
číslo
Dní
ve
vesmíru
Oběhů
Země
Uletěná
vzdálenost
(km)
Počet
startů
Nejdelší
let
(dní)
Osob
Výstupy
do
vesmíru
Spojení
se
stanicemi
Mir
ISS
Počet
vypuštěných
družic a sond
Poznámky
Pathfinder
OV-098
(neoficiální)
hmotnostní maketa
pouze pro zkoušky pozemních systémů
MPTA-ET
nádrž ET pro zkoušky motorů SSME
(Main Propulsion Test Article)
MPTA-098
pouze motorový prostor
pro zkoušky motorů SSME
STA-099
určen pro lámací zkoušky (Structural Test Article),
později přestavěn na OV-099
Enterprise
OV-101
5 min 34 s
16
0/0
použit pouze pro klouzavé zkušební lety v atmosféře,
startoval z upraveného
Boeingu 747
Columbia
OV-102
300d 17h 47m 15s
808
201
497
772
28
17d 15h 53m 18s
160
0 / 0
zničen při havárii na misi
STS-107
1. února
2003
Challenger
OV-99
62d 07h 56m 15s
995
41
527
416
10
08d 05h 23m 33s
60
0 / 0
10
přestavěn ze STA-099,
zničen při havárii na misi
STS-51-L
28. ledna
1986
Discovery
OV-103
364d 22h 39m 29s
830
238
539
663
39
15d 02h 48m 08s
252
35
1 / 13
31
Po vyřazení vystaven v muzeu
Atlantis
OV-104
306d 14h 12m 43s
848
202
673
974
33
13d 20h 12m 44s
207
25
7 / 12
14
Po vyřazení vystaven v muzeu
Endeavour
OV-105
296d 03h 34m 02s
677
197
761
262
25
16d 15h 08m 48s
154
29
1 / 12
Po vyřazení vystaven v muzeu
Celkem
1330d 18h 9m 44s
21
158
882
000
087
135
71d 11h 32m 05s
849
101
9 / 37
66
Exempláře vyřazené z provozu
editovat
editovat zdroj
Tři dochované raketoplány programu Space Shuttle jsou po jeho ukončení vystaveny ve Spojených státech v různých muzeích a vzdělávacích institucích.
Discovery
je od dubna 2012 v
Národním muzeu letectví a kosmonautiky
v blízkosti
Washington, D.C.
Atlantis
je od listopadu 2012 vystaven v areálu kosmodromu
Kennedyho vesmírné středisko
(Visitor Complex)
na
Floridě
Endeavour
je od října 2012 vystaven v
California Science Center
Los Angeles
Testovací exemplář
Enterprise
je od roku 2012 v
Intrepid Sea, Air & Space Museum
New Yorku
Independence
, maketa raketoplánu v plném měřítku s vnitřním přístupem je v
Johnsonovo vesmírném středisku
Houstonu
, je položená na nosiči raketoplánů, modifikovaném Boeingu 747.
Inspiration
, maketa raketoplánu s veřejně přístupným vnitřním prostorem, je vystavená u
Síně slávy astronautů Spojených států
na Floridě.
Discovery u Washingtonu D.C.
Atlantis na Floridě
Endeavour v Los Angeles
Testovací raketoplán Enterprise
Maketa Independence
Maketa Inspiration
Původ názvu
editovat
editovat zdroj
První slovo názvu,
space
, je zkrácením dvouslovného termínu
outer space
, tedy
okolní vesmír
; druhá část
shuttle
v původním slova významu znamená
člunek tkalcovského stavu nebo šicího stroje
, tedy součástku, vykonávající nepřetržitý pohyb tam a zpět. V americké angličtině je tento pojem v přeneseném významu používán pro označení dopravního prostředku kyvadlové přepravy (např. vlak, autobus, přívozní loď apod.). Ve spojení
space shuttle
tedy znamená
dopravní prostředek pro kosmickou kyvadlovou přepravu
Odkazy
editovat
editovat zdroj
Reference
editovat
editovat zdroj
LOFF, Sarah. Space Shuttle.
NASA
[online]. 2015-03-03 [cit. 2021-04-18].
Dostupné online
space shuttle | Names, Definition, Facts, & History.
Encyclopedia Britannica
[online]. [cit. 2021-04-18].
Dostupné online
. (anglicky)
LOFF, Sarah. Space Shuttle Era.
NASA
[online]. 2015-03-10 [cit. 2021-04-18].
Dostupné v
archivu
pořízeném z
originálu
dne
2021-04-01.
Columbia Accident Investigation Board Report: Volume 6, page 224
[online]. October 2003.
Dostupné online
Je zde použita šablona
Cite web
}}
označená jako k „pouze dočasnému použití“.
ČTK. Poslední let raketoplánu.
Novinky.cz
[online]. Borgis, 2012-05-04 [cit. 2012-05-04].
Dostupné v
archivu
pořízeném dne
2012-05-01.
SHAYLER, David J.; SALMON, Andrew; SHAYLER, Michael D.
Marswalk One - First steps on a new planet
. Berlin, Německo: Springer, 2005.
ISBN
1-85233-792-3
. Kapitola Voyage to Mars: Heavy pressure, s.
64. (anglicky)
Související články
editovat
editovat zdroj
ORBITER Space Flight Simulator - simulátor letů do vesmíru pro PC/Win, freeware
Externí odkazy
editovat
editovat zdroj
Obrázky, zvuky či videa k tématu
Space Shuttle
na Wikimedia Commons
Galerie
Space Shuttle
na Wikimedia Commons
Svět vědy
Referenční příručka
(anglicky)
Aktuální stav misí raketoplánu
Archivováno
6. 11. 2005 na
Wayback Machine
(anglicky)
Přehled letů v encyklopedii SPACE-40
(česky)
Přednáška Michala Václavíka Čtvrtstoletí s raketoplánem
(česky)
Obecné info o vývoji projektu Space Shuttle, část první
(česky)
Obecné info o vývoji projektu Space Shuttle, část druhá
nedostupný zdroj
(česky)
NASASpaceflight: Shuttle Missions That Dodged A Bullet
Shuttle Stories
na
(anglicky)
Pilotované vesmírné programy vlády USA
Současné
ISS
(mezinárodní),
Orion
(ve vývoji)
Ukončené
Mercury
X-15
(suborbitální) •
Gemini
Apollo
Skylab
Sojuz-Apollo
(se SSSR) •
Space Shuttle
Shuttle-Mir
(s Ruskem)
Zrušené
MISS
Projekt Orion
X-20 Dyna-Soar
Manned Orbiting Laboratory
Freedom
(nyní ISS) •
Orbital Space Plane
Constellation
Orbitální nosné systémy
aktivní
Angara
1.2
Antares
230+
Ariane 6
Atlas V
Delta
IV
Dlouhý pochod
2C
2D
2F
3B
3C
4B
4C
5B
6A
6C
7A
8A
11
12
Electron
Epsilon
Falcon 9
FT
Falcon Heavy
Firefly α
GSLV
Hyperbola-1
Jielong 1
Kuaizhou 1A
LauncherOne
LVM 3
Minotaur
IV
New Glenn
Pegasus XL
Proton-M
PSLV
Simorgh
SLS
Strela
Sojuz 2
2.1a / STA
2.1b / STB
2-1v
Šavit
Unha
Vega
Vulcan
Zenit
3SL
3SLB
3F
ve vývoji
Angara
A5P
A5V
Antares
(300)
Ciklon-4
Dlouhý pochod
10
10A
12A
H3
Irtyš
Jenisej
Mayak
Naga-L
Neutron
Naro-2
OmegA
RPS
SPARK
Starship
Tronador II
ULV
VLM
vyřazené
Antares
(100)
Ariane
ASLV
Athena
II
Atlas
E/F
II
III
LV-3B
SLV-3
Able
Agena
Centaur
Black Arrow
Ciklon
Conestoga
Delta
0100
1000
2000
3000
4000
5000
II
III
Diamant
Dlouhý pochod
1D
2A
2E
3A
4A
Dněpr
Eněrgija
Europa
Falcon 1
Falcon 9
v1.0
v1.1
Feng Bao 1
H-I
H-II
H-IIA
H-IIB
Juno I
Juno II
Kaituozhe-1
Kosmos
2I
3M
Lambda 4S
Mu
4S 3C 3H 3S 3SII
N-1
N-I
N-II
Naro-1
Paektusan
Pilot
Proton
UR-500
R-7
Luna
Molnija
Poljot
Sojuz
originál
U2
FG
Sojuz/Vostok
Sputnik
Voschod
Vostok
2M
R-29
Shtil'
Volna
Rokot
Safír
Saturn
IB
INT-21
Scout
SLV
Space Shuttle
Sparta
Start-1
Thor
Able
Ablestar
Agena
Burner
Delta
DSV-2U
Thorad-Agena
Titan
2 GLV
IIIA
IIIB
IIIC
IIID
IIIE
34D
23G
CT-3
Vanguard
Zenit
2M
Mezinárodní vesmírná stanice
Komponenty
Moduly
Ruský segment –
Aktivní
Zarja
Zvezda
Poisk
Rassvet
Nauka
Pričal
Vyřazené
Pirs
Americký segment –
Aktivní
Unity
Destiny
Quest
Harmony
Columbus
Kibó
Tranquillity
Cupola
Leonardo
BEAM
Konstrukce
Integrated Truss Structure
Canadarm2
EXPRESS Logistics Carriers
Lodě
Pilotované
Aktivní
Sojuz
Dragon 2 (Crew Dragon)
CST-100 Starliner
Vyřazené
Space Shuttle
Bezpilotní
Aktivní
Progress
Dragon 2 (Cargo Dragon)
Cygnus
Plánované
Dream Chaser
HTV-X
Vyřazené
ATV
Dragon
HTV
Lety, posádky
Bezpilotní lety
Pilotované lety
Lidé na ISS
Velitelé
Základní posádky
Návštěvní posádky
) •
Výstupy do vesmíru
Autoritní data
GND
4420719-0
LCCN
sh85125956
NARA
10644333
NDL
01072797
NLI
987007563211205171
Portály
Kosmonautika
Citováno z „
Kategorie
Program Space Shuttle
Pilotované kosmické lodě
Raketoplány
NASA
Kosmické programy
Skryté kategorie:
Údržba:Články k ověření
Údržba:Články s dočasně použitou šablonou
Údržba:Články obsahující odkazy na nedostupné zdroje
Monitoring:Články s identifikátorem GND
Monitoring:Články s identifikátorem LCCN
Monitoring:Články s identifikátorem NARA
Monitoring:Články s identifikátorem NDL
Monitoring:Články s identifikátorem NLI
Portál Kosmonautika/Zapojené články
Space Shuttle
Přidat téma