Jaký je rozdíl mezi Buranem a Shuttlem. Raketoplány. Program raketoplánu. Popis a technické vlastnosti Co je to raketoplán
V jakékoli online diskuzi SpaceX se vždy objeví člověk, který prohlásí, že na příkladu Shuttle je s touto vaší znovupoužitelností již vše jasné. A tak jsem se po nedávné vlně diskusí o úspěšném přistání prvního stupně Falcon na člunu rozhodl napsat příspěvek se stručným popisem nadějí a aspirací amerického pilotovaného vesmírného programu 60. let, jak tyto sny byly později vrženy proti drsné realitě a proč kvůli tomu všemu neměl raketoplán žádnou šanci stát se nákladově efektivní. Obrázek k upoutání pozornosti: poslední let raketoplánu Endeavour:
Hodně plánů
V první polovině šedesátých let, poté, co Kennedy slíbil přistát na Měsíci před koncem desetiletí, začaly na NASA pršet rozpočtové prostředky. To tam samozřejmě způsobilo určitou závrať z úspěchu. Kromě pokračující práce na Apollu a „praktické aplikace Apollo Applications Program“ probíhaly práce na následujících slibných projektech:
- Vesmírné stanice. Podle plánů měly být tři: jeden na nízké referenční oběžné dráze u Země (LEO), jeden na geostacionární, jeden na lunární oběžné dráze. Posádku každého by tvořilo dvanáct lidí (v budoucnu se počítalo se stavbou ještě větších stanic, s posádkou padesát až sto lidí), průměr hlavního modulu byl devět metrů. Každý člen posádky měl přidělenou samostatnou místnost s postelí, stolem, židlí, televizí a hromadou skříní na osobní věci. Byly zde dvě koupelny (plus velitel měl ve své kajutě osobní WC), kuchyň s troubou, myčkou a jídelními stoly se židlemi, oddělené posezení se stolními hrami a stanoviště první pomoci s operačním stolem. Předpokládalo se, že centrální modul této stanice bude vypouštět supertěžký nosič Saturn-5 a k jeho zásobování by bylo potřeba létat deset letů hypotetického těžkého nosiče ročně. Nebylo by přehnané říci, že ve srovnání s těmito stanicemi vypadá současná ISS jako psí bouda.
Měsíční základna. Zde je příklad projektu NASA z konce šedesátých let. Pokud jsem pochopil, měl být sjednocen s moduly vesmírné stanice.
Jaderný raketoplán. Loď určená k přesunu nákladu z LEO na geostacionární stanici nebo na oběžnou dráhu Měsíce s jaderným raketovým motorem (NRE). Jako pracovní tekutina by byl použit vodík. Raketoplán by také mohl sloužit jako urychlovací blok pro marťanskou kosmickou loď. Projekt byl mimochodem velmi zajímavý a v dnešních podmínkách by byl užitečný, a v důsledku toho jsme s jaderným motorem pokročili docela daleko. Škoda, že to nevyšlo. Můžete si o tom přečíst více.
Vesmírný remorkér. Určeno k přesunu nákladu z raketoplánu na jaderný raketoplán nebo z jaderného raketoplánu na požadovanou oběžnou dráhu nebo na měsíční povrch. Při plnění různých úkolů byla navržena větší míra sjednocení.
Raketoplán. Opakovaně použitelná kosmická loď určená ke zvednutí nákladu z povrchu Země na LEO. Na obrázku je vidět vesmírný remorkér převážející náklad do jaderného raketoplánu. Ve skutečnosti to je to, co časem zmutovalo do raketoplánu.
Kosmická loď Mars. Zde zobrazeno se dvěma jadernými raketoplány sloužícími jako horní stupně. Určeno pro let na Mars na počátku osmdesátých let s dvouměsíčním pobytem expedice na povrchu.
Pokud by to někoho zajímalo, je o tom všem psáno podrobněji i s ilustracemi (anglicky)
Raketoplán
Jak vidíme výše, raketoplán byl jen jednou částí plánované kyklopské vesmírné infrastruktury. V kombinaci s jaderným raketoplánem a remorkérem sídlícím ve vesmíru měl zajistit dopravu nákladu ze zemského povrchu do libovolného bodu ve vesmíru, až na oběžnou dráhu Měsíce.
Předtím byly všechny vesmírné rakety (RSR) na jedno použití. Vesmírné lodě byly také na jedno použití, až na nejvzácnější výjimku na poli pilotovaných lodí - Merkur s pořadovými čísly 2, 8, 14 a také druhý Gemini letěl dvakrát. Vzhledem k gigantickým plánovaným objemům startů užitečného zatížení na oběžnou dráhu zformulovalo vedení NASA úkol: vytvořit opakovaně použitelný systém, kdy se nosná raketa i kosmická loď po letu vrátí a budou opakovaně používány. Vývoj takového systému by stál mnohem více než u konvenčních raketometů, ale kvůli nižším provozním nákladům by se rychle zaplatil na úrovni plánované nákladní dopravy.
Myšlenka vytvořit znovupoužitelné raketové letadlo vzala do hlavy většinu lidí - v polovině šedesátých let bylo mnoho důvodů si myslet, že vytvoření takového systému není příliš obtížný úkol. I když byl projekt vesmírné rakety Dyna-Soar zrušen McNamarou v roce 1963, nestalo se tak proto, že by byl program technicky nemožný, ale jednoduše proto, že pro kosmickou loď nebyly žádné úkoly – Merkur a tehdy vytvořená Gemini se s tím vyrovnala dodání astronautů na nízkou oběžnou dráhu Země, ale X-20 nemohl vypustit významný náklad ani zůstat na oběžné dráze po dlouhou dobu. Ale experimentální raketové letadlo X-15 vykazovalo během provozu vynikající výkon. Během 199 letů testoval přechod za linii Karman (tj. za konvenční hranici vesmíru), hypersonický návrat do atmosféry a ovládání ve vakuu a stavu beztíže.
Přirozeně by navrhovaný raketoplán vyžadoval mnohem výkonnější znovupoužitelný motor a pokročilejší tepelnou ochranu, ale tyto problémy se nezdály být neřešitelné. Kapalný raketový motor RL-10 (LPRE) do té doby prokázal vynikající znovupoužitelnost na stojanu: v jednom z testů byl tento raketový motor úspěšně spuštěn více než padesátkrát za sebou a pracoval celkem dva a jeden půl hodiny. Navrhovaný raketový motor raketoplánu, hlavní motor raketoplánu (SSME), stejně jako RL-10, měl být vytvořen za použití dvojice paliva kyslík-vodík, ale ke zvýšení jeho účinnosti zvýšením tlaku ve spalovací komoře a zavedením schéma uzavřeného cyklu s dodatečným spalováním plynu generátoru paliva.
Ani s tepelnou ochranou se neočekávaly žádné zvláštní problémy. Jednak již probíhaly práce na novém typu tepelné ochrany založené na vláknech oxidu křemičitého (z toho byly vyrobeny později vytvořené dlaždice Shuttle a Buran). Jako záložní možnost zůstaly ablativní panely, které bylo možné po každém letu vyměnit za relativně málo peněz. A za druhé, aby se snížilo tepelné zatížení, bylo plánováno provést vstup zařízení do atmosféry podle principu „tupého těla“ - tzn. pomocí tvaru letadla nejprve vytvořte čelo rázové vlny, která by pokryla velkou plochu zahřátého plynu. Kinetická energie lodi tedy intenzivně ohřívá okolní vzduch, čímž se snižuje zahřívání letadla.
V druhé polovině šedesátých let představilo několik leteckých společností svou vizi budoucího raketového letadla.
Lockheed's Star Clipper byl kosmický letoun s nosnou karoserií - naštěstí v té době již byly letouny s nosnou karoserií dobře vyvinuté: ASSET, HL-10, PRIME, M2-F1/M2-F2, X-24A /X-24B (mimochodem právě vznikající Dreamchaser je také vesmírné letadlo s nosným tělem). Pravda, Star Clipper nebyl zcela znovu použitelný, palivové nádrže o průměru čtyři metry na okrajích letounu byly odhozeny během vzletu.
Projekt McDonnell Douglas měl také padací nádrže a nosný trup. Vrcholem projektu byla křídla vyčnívající z těla, která měla zlepšit vzletové a přistávací vlastnosti kosmického letounu:
General Dynamics představil koncept „triamského dvojčete“. Zařízení uprostřed bylo kosmické letadlo, dvě zařízení po stranách sloužila jako první stupeň. Bylo plánováno, že sjednocení prvního stupně a lodi pomůže ušetřit peníze při vývoji.
Samotné raketové letadlo mělo být opakovaně použitelné, ale jistota ohledně boosteru nebyla poměrně dlouho. V rámci toho bylo zvažováno mnoho konceptů, z nichž některé balancovaly na hraně ušlechtilého šílenství. Co říkáte například na tento koncept znovupoužitelného prvního stupně se startovací hmotností 24 tisíc tun (Atlas ICBM vlevo, pro měřítko). Po startu se mělo jeviště vrhnout do oceánu a být odtaženo do přístavu.
Nejvážněji se však zvažovaly tři možné varianty: levný jednorázový raketový stupeň (tj. Saturn-1), opakovaně použitelný první stupeň s raketovým motorem na kapalné pohonné hmoty, opakovaně použitelný první stupeň s hypersonickým náporovým motorem. Ilustrace z roku 1966:
Přibližně ve stejné době začal výzkum v technickém ředitelství Střediska pro kosmické lodě pod vedením Maxe Fageta. Ten, dle mého osobního názoru, nechal vytvořit nejelegantnější design v rámci vývoje Space Shuttle. Nosič i raketoplán byly navrženy tak, aby měly křídla a posádku. Stojí za zmínku, že Faget opustil nosnou karoserii, soudí, že by to výrazně zkomplikovalo proces vývoje - změny v uspořádání raketoplánu by mohly velmi ovlivnit jeho aerodynamiku. Nosný letoun startoval vertikálně, pracoval jako první stupeň systému a po oddělení lodi přistál na letišti. Při opouštění orbity musel vesmírný letoun zpomalit stejně jako X-15, vstoupil do atmosféry s výrazným úhlem náběhu, čímž vytvořil rozsáhlou frontu rázové vlny. Po vstupu do atmosféry mohl Fageův raketoplán klouzat asi 300-400 km (tzv. horizontální manévr, "cross-range") a přistát při velmi pohodlné přistávací rychlosti 150 uzlů.
Nad NASA se stahují mraky
Zde je třeba udělat krátkou odbočku o Americe druhé poloviny šedesátých let, aby byl čtenáři jasnější další vývoj událostí. Ve Vietnamu byla extrémně nepopulární a nákladná válka, v roce 1968 tam zemřelo téměř sedmnáct tisíc Američanů – více než ztráty SSSR v Afghánistánu za celý konflikt. Černošské hnutí za občanská práva ve Spojených státech v roce 1968 vyvrcholilo atentátem na Martina Luthera Kinga a následnou vlnou nepokojů ve velkých amerických městech. Velké vládní sociální programy se staly extrémně populární (Medicare byl schválen v roce 1965), prezident Johnson vyhlásil „válku chudobě“ a výdaje na infrastrukturu – to vše vyžadovalo značné vládní výdaje. Recese začala koncem šedesátých let.
Strach ze SSSR se zároveň výrazně zmenšil; globální jaderná raketová válka se již nezdála tak nevyhnutelná jako v padesátých letech a během kubánské raketové krize. Program Apollo splnil svůj účel tím, že vyhrál vesmírný závod se SSSR v povědomí americké veřejnosti. Většina Američanů navíc tento zisk nevyhnutelně spojovala s mořem peněz, které byly doslova nality do NASA, aby tento úkol splnily. V průzkumu Harris z roku 1969 se 56 % Američanů domnívalo, že náklady na program Apollo jsou příliš vysoké, a 64 % se domnívalo, že 4 miliardy dolarů ročně na vývoj NASA jsou příliš vysoké.
A zdá se, že v NASA to mnozí jednoduše nechápali. Nový ředitel NASA Thomas Payne, který nebyl v politickém dění příliš zkušený, to jistě nepochopil (nebo možná jen nechtěl rozumět). V roce 1969 předložil akční plán NASA na dalších 15 let. Počítalo se s lunární orbitální stanicí (1978) a měsíční základnou (1980), pilotovanou expedicí na Mars (1983) a orbitální stanicí pro sto lidí (1985). Průměrný (tj. základní) případ předpokládal, že financování NASA bude muset být zvýšeno ze současných 3,7 miliardy v roce 1970 na 7,65 miliardy do začátku osmdesátých let:
To vše způsobilo akutní alergickou reakci v Kongresu, a tedy i v Bílém domě. Jak napsal jeden z kongresmanů, v těch letech se nic nedělalo tak snadno a přirozeně jako kosmonautika, pokud jste na schůzce řekli „tento vesmírný program musí být zastaven“, vaše popularita byla zaručena. Během relativně krátké doby byly jeden po druhém formálně zrušeny téměř všechny rozsáhlé projekty NASA. Samozřejmě byla zrušena pilotovaná expedice na Mars a základna na Měsíci, dokonce byly zrušeny i lety Apolla 18 a 19. Všechny obří vesmírné stanice byly zrušeny, zůstal tam jen pahýl Apollo Applications podoba Skylabu - i tam však byl druhý Skylab zrušen. Jaderný raketoplán a vesmírný remorkér byly zmrazeny a poté zrušeny. Pod horkou rukou padl i nevinný Voyager (předchůdce Vikinga). Raketoplán se málem dostal pod nůž a zázračně přežil ve Sněmovně reprezentantů o jediný hlas. Takto vypadal rozpočet NASA ve skutečnosti (konstantní dolary z roku 2007):
Pokud se podíváte na prostředky, které jim byly přiděleny, jako % z federálního rozpočtu, pak je vše ještě smutnější:
Téměř všechny plány NASA na vývoj pilotované kosmonautiky skončily v koši a sotva přeživší Shuttle se z malého prvku kdysi grandiózního programu proměnil ve vlajkovou loď americké pilotované kosmonautiky. NASA se stále bála zrušení programu a aby to ospravedlnila, začala všechny přesvědčovat, že Shuttle bude levnější než tehdy existující těžké nosiče a bez zběsilého toku nákladu, který musela generovat zaniklá vesmírná infrastruktura. NASA si nemohla dovolit přijít o raketoplán – organizaci ve skutečnosti vytvořila pilotovaná kosmonautika a chtěla i nadále posílat lidi do vesmíru.
Aliance s letectvem
Nepřátelství Kongresu velmi zapůsobilo na představitele NASA a přinutilo je hledat spojence. Musel jsem se sklonit před Pentagonem, respektive před americkým letectvem. Naštěstí NASA a letectvo od počátku šedesátých let celkem dobře spolupracovaly, zejména na XB-70 a výše zmíněné X-15. NASA dokonce zrušila svůj Saturn I-B (vpravo dole), aby nevytvářela zbytečnou konkurenci těžkému ILV Titan-III (vlevo dole):
Generálové letectva se velmi zajímali o myšlenku levného nosiče a také chtěli mít možnost posílat lidi do vesmíru - přibližně ve stejnou dobu vznikla vojenská vesmírná stanice Manned Orbiting Laboratory, přibližná obdoba sovětského Almazu. , byl nakonec vypnut. Líbila se jim také deklarovaná možnost vrácení nákladu na raketoplánu; dokonce zvažovali možnosti krádeže sovětských kosmických lodí.
Obecně se však letectvo o tuto alianci zajímalo mnohem méně než NASA, protože již mělo vlastní použitý nosič. Díky tomu mohli snadno ohýbat design Shuttle tak, aby vyhovoval jejich požadavkům, čehož okamžitě využili. Velikost nákladového prostoru pro náklad byla na naléhání armády zvětšena z 12 x 3,5 metru na 18,2 x 4,5 metru (délka x průměr), aby tam mohly být umístěny slibné opticko-elektronické průzkumné špionážní satelity (konkrétně KH-9 Hexagon a případně KH-11 Kennan). Nosnost raketoplánu musela být zvýšena na 30 tun při letu na nízkou oběžnou dráhu Země a až na 18 tun při letu na polární dráhu.
Letectvo také vyžadovalo horizontální manévr raketoplánu na vzdálenost nejméně 1800 kilometrů. Věc: během Šestidenní války dostávala americká rozvědka po skončení bojů satelitní fotografie, protože tehdy používané průzkumné satelity Gambit a Corona nestihly vrátit zachycený film na Zemi. Předpokládalo se, že raketoplán bude schopen odstartovat z Vandenbergu na západním pobřeží Spojených států na polární oběžnou dráhu, vystřelit, co bylo potřeba, a po jednom oběhu okamžitě přistát – a tím zajistit vysokou efektivitu při získávání zpravodajských dat. Požadovaná vzdálenost pro boční manévr byla určena posunem Země během oběžné dráhy a byla přesně výše zmíněných 1800 kilometrů. Pro splnění tohoto požadavku bylo nutné za prvé nainstalovat na Shuttle delta křídlo vhodnější pro klouzání a za druhé výrazně posílit tepelnou ochranu. Níže uvedený graf ukazuje odhadovanou rychlost ohřevu raketoplánu s rovným křídlem (Fagetův koncept) a s delta křídlem (tj. co ve výsledku skončilo na raketoplánu):
Ironií je, že brzy začaly být špionážní satelity vybaveny CCD matricemi schopnými přenášet snímky přímo z oběžné dráhy, bez nutnosti vracet film. Potřeba přistání po jedné orbitální revoluci již nebyla nutná, i když tato možnost byla později zdůvodněna možností rychlého nouzového přistání. Ale delta křídlo a problémy s tepelnou ochranou s ním spojené zůstaly raketoplánu.
Nicméně skutek byl dokonán a podpora letectva v Kongresu umožnila částečně zajistit budoucnost raketoplánu. NASA nakonec schválila jako projekt dvoustupňový plně znovupoužitelný Shuttle s 12(!) SSME na první fázi a rozeslala smlouvy na vývoj jeho uspořádání.
Severoamerický projekt Rockwell:
Projekt McDonnell Douglas:
Projekt Grumman. Zajímavý detail: navzdory požadavku NASA na úplnou znovupoužitelnost měl mít raketoplán po stranách jednorázové nádrže na vodík:
Ekonomické zdůvodnění
Výše jsem zmínil, že poté, co Kongres vykuchal vesmírný program NASA, museli začít vyrábět raketoplán ekonomický případ. A tak je počátkem sedmdesátých let úředníci z Úřadu pro řízení a rozpočet (OMB) požádali, aby prokázali deklarovanou ekonomickou efektivitu raketoplánu. Navíc bylo nutné neprokázat, že vypuštění raketoplánu bude levnější než vypuštění jednorázového nosiče (to bylo považováno za samozřejmost); ne, bylo nutné porovnat alokaci finančních prostředků potřebných k vytvoření Shuttle s dalším využíváním stávajících jednorázových médií a investicí uvolněných peněz ve výši 10 % ročně - tzn. ve skutečnosti OMB udělila raketoplánu hodnocení „nevyžádané“. To učinilo jakýkoli obchodní případ pro raketoplán jako komerční nosnou raketu nerealistický, zvláště poté, co byl nafouknut požadavky letectva. A přesto se o to NASA pokusila, protože opět byla v sázce existence amerického pilotovaného programu.
Společnosti Mathematica byla zadána studie proveditelnosti. Často zmiňovaný údaj o nákladech na vypuštění raketoplánu v rozmezí 1-2,5 milionu dolarů je pouze Mullerovým slibem na konferenci v roce 1969, kdy ještě nebyla jasná jeho konečná konfigurace, a před změnami způsobenými požadavky letectva. U výše uvedených projektů byly náklady na let následující: 4,6 milionů dolarů model z roku 1970. za severoamerické raketoplány Rockwell a McDonnell Douglas a 4,2 milionu dolarů za raketoplán Grumman. Autoři zprávy byli alespoň schopni umístit na zeměkouli sovu, která ukázala, že údajně v polovině osmdesátých let vypadal Shuttle z finančního hlediska atraktivnější než stávající dopravci, i když vezmeme v úvahu 10 % požadavků OMB:
Ďábel se však skrývá v detailech. Jak jsem uvedl výše, neexistoval způsob, jak prokázat, že raketoplán s odhadovanými náklady na vývoj a výrobu dvanáct miliard dolarů bude levnější než postradatelné věci, když se započítá 10% sleva OMB. Analýza tedy musela vycházet z předpokladu, že nižší náklady na vypuštění umožní výrobcům satelitů vynaložit výrazně méně času a peněz na výzkum a vývoj (R&D) a výrobu satelitů. Bylo deklarováno, že raději využijí možnosti levně vynést na oběžnou dráhu satelity a opravit je. Dále se předpokládal velmi velký počet startů za rok: základní scénář zobrazený v grafu výše předpokládal 56 startů raketoplánů každý rok od roku 1978 do roku 1990 (celkem 736). Navíc i varianta s 900 lety během uvedeného období byla považována za extrémní scénář, tzn. začít každých pět dní po dobu třinácti let!
Náklady na tři různé programy v základním případě – dvě vyměnitelné rakety a raketoplán, 56 startů ročně (miliony dolarů):
| Stávající RKN | Nadějný raketomet | Raketoplán | |
| Náklady na RKN | |||
| R&D | 960 | 1 185 | 9 920 |
| Odpalovací zařízení, výroba raketoplánů | 584 | 727 | 2 884 |
| Celkové náklady na starty | 13 115 | 12 981 | 5 510 |
| Celkový | 14 659 | 14 893 | 18 314 |
| Výdaje na PN | |||
| R&D | 12 382 | 11 179 | 10 070 |
| Výroba a fixní náklady | 31 254 | 28 896 | 15 786 |
| Celkový | 43 636 | 40 075 | 25 856 |
| Výdaje za RKN a PN | 58 295 | 54 968 | 44 170 |
Zástupci OMB samozřejmě nebyli s touto analýzou spokojeni. Zcela správně poukázali na to, že i kdyby byly náklady na let raketoplánem skutečně takové, jaké byly uvedeny (4,6 milionu/let), stále není důvod se domnívat, že výrobci satelitů sníží spolehlivost kvůli výrobním nákladům. Naopak stávající trendy naznačovaly nadcházející významný nárůst průměrné životnosti satelitu na oběžné dráze (což se nakonec stalo). Úředníci dále neméně správně poukázali na to, že počet vesmírných startů v základním scénáři byl extrapolován z úrovně let 1965-1969, kdy významný podíl na nich zajišťovala NASA se svým tehdy gigantickým rozpočtem a letectvo, se svými tehdy krátkodobými optickými průzkumnými družicemi. Než byly všechny smělé plány NASA přerušeny, bylo stále možné předpokládat, že počet startů poroste, ale bez výdajů NASA by jistě začal klesat (což se také ukázalo jako pravda). Rovněž nebyl vůbec zohledněn nárůst výdajů, který doprovází všechny vládní programy: např. nárůst výdajů programu Apollo v období 1963 až 1969 činil 75 %. Konečný verdikt OMB byl, že navrhovaný plně znovupoužitelný dvoustupňový Stattle nebyl ekonomicky proveditelný ve srovnání s Titanem-III s 10% sazbou.
Omlouvám se, že píšu tolik o finančních detailech, které nemusí každého zajímat. To vše je ale nesmírně důležité v souvislosti s diskusí o znovupoužitelnosti raketoplánu – zejména proto, že výše zmíněná čísla, upřímně řečeno, složená ze vzduchu, lze stále vidět v diskusích o znovupoužitelnosti vesmírných systémů. Ve skutečnosti, bez zohlednění „PN efektu“, dokonce i podle údajů akceptovaných společností Mathematica a bez jakýchkoli 10% slev, se raketoplán stal ziskovějším než Titan pouze od ~1100 letů (skutečné raketoplány létaly 135krát). Ale nezapomeňte - mluvíme o raketoplánu, „nadupaném“ požadavky letectva, s delta křídlem a komplexní tepelnou ochranou.
Raketoplán se stává částečně znovupoužitelným
Nixon nechtěl být prezidentem, který zcela vypne americký pilotovaný program. Ale také nechtěl žádat Kongres, aby vyčlenil tuny peněz na vytvoření raketoplánu, zvláště když po závěru úředníků z OMB by s tím kongresmani stále nesouhlasili. Bylo rozhodnuto vyčlenit asi pět a půl miliardy dolarů na vývoj a výrobu raketoplánu (tj. více než polovinu toho, co bylo potřeba pro plně znovupoužitelný raketoplán), s požadavkem neutratit více než miliardu v daném roce. .
Aby bylo možné vytvořit Shuttle v rámci přidělených prostředků, bylo nutné systém částečně znovu použít. Nejprve byla kreativně přepracována koncepce Grumman: velikost raketoplánu se zmenšila umístěním obou palivových párů do externí nádrže a zároveň se zmenšila potřebná velikost prvního stupně. Níže uvedený diagram ukazuje velikost plně znovu použitelného kosmického letadla, kosmického letadla s externí vodíkovou nádrží (LH2) a kosmického letadla s kyslíkovou i vodíkovou externí nádrží (LO2/LH2).
Náklady na vývoj však stále výrazně převyšovaly objem prostředků přidělených z rozpočtu. V důsledku toho musela NASA také opustit opakovaně použitelný první stupeň. Bylo rozhodnuto připojit jednoduchý booster k výše uvedené nádrži, buď paralelně, nebo na dně nádrže:
Po diskusi bylo schváleno umístění boosterů paralelně s externí nádrží. Jako boostery byly zvažovány dvě hlavní varianty: raketové boostery na tuhé palivo (SFU) a raketové boostery na kapalné pohonné hmoty, posledně jmenované buď s turbodmychadlem, nebo s výtlakovou zásobou komponentů. Bylo rozhodnuto zaměřit se na TTU, opět kvůli nižší ceně vývoje. Někdy můžete slyšet, že údajně existoval nějaký povinný požadavek na použití TTU, což údajně všechno zničilo - ale jak vidíme, nahrazení TTU posilovači s motory na kapalná paliva nemohlo nic opravit. Navíc raketové posilovače na kapalná paliva stříkající do oceánu, i když s výtlakovou zásobou součástek, by ve skutečnosti měly ještě větší problémy než s posilovači na pevná paliva.
Výsledkem byl raketoplán, který známe dnes:
Stručná historie jeho vývoje (lze kliknout):
Epilog
Raketoplán nebyl tak neúspěšným systémem, jak se dnes obvykle prezentuje. V osmdesátých letech raketoplán vynesl na nízkou oběžnou dráhu Země 40 % veškeré hmotnosti nosné rakety dodané v tomto desetiletí, přestože její starty tvořily pouze 4 % z celkového počtu startů ILV. Do vesmíru také dopravil lví podíl lidí, kteří tam dosud byli (další věcí je, že samotná potřeba lidí na oběžné dráze je stále nejasná):
V cenách roku 2010 byly náklady na program 209 miliard, pokud to vydělíte počtem startů, vyjde to na cca 1,5 miliardy na start. Je pravda, že hlavní část nákladů (návrh, modernizace atd.) nezávisí na počtu startů - podle odhadů NASA proto do konce roku 2000 náklady na každý let činily asi 450 milionů dolarů. Tato cenovka je však již na konci programu, a to i po katastrofách Challenger a Columbia, které vedly k dodatečným bezpečnostním opatřením a zvýšení nákladů na start. Teoreticky v polovině 80. let, před katastrofou Challengeru, byly startovací náklady mnohem nižší, ale konkrétní čísla nemám. Jen upozorním na fakt, že start Titan IV Centaur v první polovině devadesátých let činil 325 milionů dolarů, což je dokonce o něco málo více, než stál výše zmíněný Shuttle v cenách roku 2010. Byly to ale těžké nosné rakety z rodiny Titan, které raketoplánu při jeho vzniku konkurovaly.
Samozřejmě, že raketoplán nebyl z komerčního hlediska nákladově efektivní. Mimochodem, jeho ekonomická neúčelnost svého času velmi znepokojovala vedení SSSR. Nerozuměli politickým důvodům, které vedly ke vzniku raketoplánu, a vymýšleli pro něj různé účely, aby si jeho existenci v hlavě nějak propojili se svými pohledy na realitu – velmi slavný „ponor do Moskvy“, resp. umístění zbraní ve vesmíru. Jak v roce 1994 připomněl Yu.A. Mozzhorin, ředitel Ústředního výzkumného ústavu strojního inženýrství, vedoucí raketového a kosmického průmyslu: „ Raketoplán vypustil 29,5 tuny na nízkou oběžnou dráhu Země a mohl by z oběžné dráhy uvolnit až 14,5 tuny nákladu To je velmi vážné a začali jsme zkoumat, pro jaké účely vzniká? Ostatně všechno bylo velmi neobvyklé: hmotnost vynesená na oběžnou dráhu pomocí jednorázových nosičů v Americe nedosahovala ani 150 tun/rok, ale zde se plánovalo 12x více; z oběžné dráhy nic nesestoupilo a tady se to mělo vrátit 820 tun/rok... Nešlo jen o program na vytvoření jakéhosi vesmírného systému pod heslem snižování nákladů na dopravu (naše studie na našem ústavu ukázaly, že žádné snížení by skutečně bylo dodrženo), mělo to jasný vojenský účel. A skutečně se v této době začalo mluvit o vytvoření výkonných laserů, paprskových zbraní, zbraní založených na nových fyzikálních principech, které - teoreticky - umožňují zničit nepřátelské rakety na vzdálenost několika tisíc kilometrů. Právě vytvoření takového systému mělo sloužit k testování této nové zbraně ve vesmírných podmínkách". Svou roli v této chybě sehrálo i to, že raketoplán byl vyroben s ohledem na požadavky letectva, ale SSSR nechápal důvody, proč se letectvo do projektu zapojilo. Domnívali se, že projekt byl původně iniciován armádou a byl prováděn pro vojenské účely Ve skutečnosti NASA zoufale potřebovala, aby raketoplán zůstal na hladině, a pokud by podpora letectva v Kongresu závisela na tom, že letectvo bude požadovat, aby byl raketoplán natřen zelenou barvou a ozdoben. girlandy, už v osmdesátých letech by se pokusili přitáhnout Shuttle do programu, ale když byl v sedmdesátých letech navržen, o ničem takovém se nemluvilo.
Doufám, že čtenář nyní chápe, že posuzovat znovupoužitelnost vesmírných systémů na příkladu raketoplánu je extrémně neúspěšný nápad. Nákladní toky, pro které byl raketoplán vyroben, se nikdy neuskutečnily kvůli škrtům ve výdajích NASA. Design raketoplánu se musel dvakrát zásadně změnit, nejprve kvůli požadavkům letectva, pro které NASA potřebovala politickou podporu, a poté kvůli kritice OMB a nedostatečným prostředkům na program. Všechna ekonomická zdůvodnění, na něž se občas v diskusích o opětovné použitelnosti zmiňují, se objevila v době, kdy NASA potřebovala za každou cenu zachránit raketoplán, který už byl kvůli požadavkům letectva značně zmutovaný a jsou prostě daleko- aportováno. Navíc to pochopili všichni účastníci programu – Kongres, Bílý dům, letectvo i NASA. Například Michoud Assembly Facility dokázalo vyrobit nanejvýš dvacet externích palivových nádrží za rok, to znamená, že se nemluvilo o padesáti šesti nebo dokonce třiceti letech za rok, jako ve zprávě Mathematica.
Téměř všechny informace jsem čerpal z nádherné knihy, kterou doporučuji přečíst všem zájemcům o danou problematiku. Některé textové pasáže byly také vypůjčeny z příspěvků uv. Tico v tomto tématu.
"Raketoplán" ( Raketoplán- raketoplán) je opakovaně použitelná americká vesmírná loď s lidskou posádkou určená k přepravě lidí a nákladu na nízkou oběžnou dráhu Země a zpět. Raketoplány byly použity jako součást vládního programu Space Transportation System (STS) Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA).
Program raketoplánů byl vyvinut společností North American Rockwell jménem NASA od roku 1971. Stavba prvních dvou raketoplánů začala v červnu 1974. Zpočátku byly létající lodě označeny OV-099, OV-101, OV-102 a tak dále. Celkem bylo postaveno šest raketoplánů.
OV-101 byl vydán 17. září 1976 a byl pojmenován Enterprise ( Podnik) pojmenovaná po hvězdné lodi ze sci-fi televizního seriálu Star Trek. Jednalo se o prototyp atmosférického zkušebního raketoplánu, který se nikdy nedostal do vesmíru.
Pro testování nové kosmické lodi byl vytvořen speciální letoun, na jehož trupu byla Enterprise připevněna. Zkoušky nejprve probíhaly bez účasti posádky, později se ale raketoplán začal spouštět společně s lidmi sledujícími činnost přístrojů. Poté, co se Enterprise přestala používat k testování, byly některé její části použity k vytvoření nových raketoplánů.
Shuttle Discovery ( Objev, OV-103) začala stavba v roce 1979. To bylo převedeno do NASA v listopadu 1982. Raketoplán byl pojmenován po jedné ze dvou lodí, na kterých britský kapitán James Cook v 70. letech 18. století objevil Havajské ostrovy a prozkoumal pobřeží Aljašky a severozápadní Kanady. Raketoplán uskutečnil svůj první let do vesmíru 30. srpna 1984 a poslední od 24. února do 9. března 2011.
Jeho „záznam“ zahrnuje tak důležité operace, jako jsou první lety po smrti raketoplánů Challenger a Columbia, vynesení Hubbleova vesmírného dalekohledu na oběžnou dráhu, vypuštění automatické meziplanetární stanice Ulysses na dráhu letu a také druhý let. let do "Hubble" pro provádění preventivních a opravárenských prací. Během své služby raketoplán uskutečnil 39 letů na oběžnou dráhu Země a strávil 365 dní ve vesmíru.
(Atlantis, OV-104) byl uveden do provozu NASA v dubnu 1985. Raketoplán byl pojmenován po oceánografické výzkumné plachetnici, která patřila oceánografickému institutu v Massachusetts a fungovala v letech 1930 až 1966. Raketoplán uskutečnil svůj první let 3. října 1985. Atlantis byl prvním raketoplánem, který zakotvil s ruskou orbitální stanicí Mir, a uskutečnil k ní celkem sedm letů.
Raketoplán Atlantis dopravil na oběžnou dráhu vesmírné sondy Magellan a Galileo, které byly poté vyslány k Venuši a Jupiteru a také k jedné ze čtyř orbitálních observatoří NASA. Atlantis byla poslední kosmická loď vypuštěná v rámci programu Space Shuttle. Atlantis uskutečnila svůj poslední let 8. až 21. července 2011, posádka tohoto letu byla zredukována na čtyři osoby.
Během své služby raketoplán absolvoval 33 letů na oběžnou dráhu Země a strávil 307 dní ve vesmíru.
V roce 1991 byla flotila amerických raketoplánů doplněna ( Usilovat, OV-105), pojmenované po jedné z lodí britské flotily, na které cestoval kapitán James Cook. Jeho stavba začala v roce 1987. Byl postaven jako náhrada za havarovaný raketoplán Challenger. Endeavour je nejmodernější z amerických raketoplánů a řada novinek na něm poprvé vyzkoušených se později uplatnila při modernizaci dalších raketoplánů. První let se uskutečnil 7. května 1992.
Během své služby raketoplán absolvoval 25 letů na oběžnou dráhu Země a strávil 299 dní ve vesmíru.
Celkem raketoplány uskutečnily 135 letů. Raketoplány jsou určeny pro dvoutýdenní pobyt na oběžné dráze. Nejdelší vesmírnou cestu podnikl raketoplán Columbia v listopadu 1996 - 17 dní 15 hodin 53 minut, nejkratší - v listopadu 1981 - 2 dny 6 hodin 13 minut. Lety raketoplánů obvykle trvaly 5 až 16 dní.
Používaly se k vynášení nákladu na oběžnou dráhu, provádění vědeckého výzkumu a servisu orbitálních kosmických lodí (instalační a opravárenské práce).
V 90. letech se raketoplány účastnily společného rusko-amerického programu Mir - Space Shuttle. S orbitální stanicí Mir bylo provedeno devět dokování. Raketoplány sehrály důležitou roli v projektu vytvoření Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). V rámci programu ISS bylo uskutečněno 11 letů.
Důvodem zastavení letů raketoplánů je vyčerpání životnosti kosmické lodi a obrovské finanční náklady na přípravu a údržbu raketoplánů.
Každý let raketoplánu stál asi 450 milionů dolarů. Za tyto peníze mohl raketoplán orbiter dopravit 20-25 tun nákladu včetně modulů pro stanici a sedm až osm astronautů v jednom letu na ISS.
Od zániku programu NASA Space Shuttle v roce 2011 jsou všechny raketoplány „vyřazeny“. Nelétající raketoplán Enterprise, který se nacházel v Národním muzeu letectví a kosmonautiky Smithsonian Institution ve Washingtonu (USA), byl dodán do muzea letadlových lodí Intrepid v New Yorku (USA) v červnu 2012. Jeho místo ve Smithsonian Institution zaujal raketoplán Discovery. Raketoplán Endeavour byl dodán do California Science Center v polovině října 2012, kde bude instalován jako exponát.
Raketoplán má dorazit do Kennedyho vesmírného střediska na Floridě na začátku roku 2013.
Materiál byl připraven na základě informací RIA Novosti a otevřených zdrojů
K napsání tohoto článku mě inspirovaly četné diskuze na fórech a dokonce i články v seriózních časopisech, ve kterých jsem narazil na následující stanovisko:
„Spojené státy aktivně vyvíjejí protiraketovou obranu (stíhačky 5. generace, bojové roboty atd.). Hlídat! Nejsou blázni, umějí počítat peníze a nebudou dělat nesmysly???“
Blázni nejsou hlupáci, ale vždycky měli spoustu podvodů, hloupostí a „pili těsto“ – stačí se blíže podívat na americké megaprojekty.
Neustále se snaží vytvořit zázračnou zbraň nebo takovou zázračnou technologii, která na dlouhou dobu zahanbí všechny nepřátele/konkurenty a bude se třást před nepředstavitelnou technologickou silou Ameriky. Dělají velkolepé prezentace, chrlí úžasná data a vytvářejí obrovskou vlnu v médiích.
Vše vždy končí triviálním způsobem – úspěšným podvodem daňových poplatníků reprezentovaných Kongresem, obrovským chycením peněz a katastrofálním výsledkem.
Zde je například historie programu
Raketoplán - jedna z typických amerických honiček na chiméry.Zde ve všech fázích, od prohlášení problému až po provoz, se vedení NASA dopustilo řady hrubých chyb/podvodů, které nakonec vedly k vytvoření fantasticky neúčinného raketoplánu, předčasnému uzavření programu a pohřbení vývoje národní orbitální stanice. .
Jak to všechno začalo:
Na konci 60. let, ještě před přistáním na Měsíci, se Spojené státy rozhodly omezit (a poté uzavřít) program Apollo. Výrobní kapacita začala rychle klesat a statisíce dělníků a zaměstnanců byly propouštěny. Obrovské náklady vietnamské války a vesmírné/vojenské závody se SSSR podkopaly rozpočet USA a hrozil jeden z nejhorších hospodářských poklesů v jeho historii.
Financování NASA bylo každým rokem více a více omezováno a budoucnost amerického pilotovaného vesmírného průzkumu byla ohrožena. V Kongresu sílily hlasy kritiků, kteří tvrdili, že NASA nesmyslně plýtvá penězi daňových poplatníků v době, kdy byly nejdůležitější sociální položky v rozpočtu země podfinancované. Na druhou stranu celý svobodný svět se zatajeným dechem sledoval každé gesto majáků demokracie a čekal na velkolepou kosmickou porážku totalitních ruských barbarů
Zároveň bylo jasné, že SSSR se nehodlá vzdát konkurence ve vesmíru a že ani úspěšné přistání na Měsíci nemůže být důvodem k usnutí na vavřínech.
Bylo naléhavě nutné rozhodnout, co dál. Za tímto účelem byla pod záštitou prezidentské administrativy vytvořena speciální pracovní skupina vědců, která začala rozvíjet další rozvojové plány v americké vesmírné technologii.
Tehdy již bylo zřejmé, že SSSR šel cestou vývoje technologie orbitálních stanic (OS), přičemž účast v lunárním závodě byla sovětskou oficialitou aktivně popírána.
V roce 1968 tak byly Sojuz-4 a Sojuz-5 ukotveny na oběžné dráze a byl proveden přechod otevřeným prostorem z jedné lodi na druhou. Během přechodu astronauti nacvičovali provádění instalačních prací ve vesmíru a celý projekt byl inzerován jako „první experimentální orbitální stanice na světě“. Celý světový tisk byl naplněn obdivnými ohlasy. Někteří lidé hodnotili dokovací stanici Sojuz dokonce výše než průlet Apolla 8 kolem Měsíce.
Tak velký ohlas inspiroval vedení SSSR a v roce 1969 byl zahájen let tří letadel Sojuz najednou. Dva museli zakotvit a třetí by letěl kolem a vytvořil velkolepou zprávu. To znamená, že hra byla jasně určena k hraní pro veřejnost. Plán ale nevyšel, automatika selhala a nebylo možné zakotvit. Přesto byly získány cenné zkušenosti při vzájemném manévrování na oběžné dráze, byl proveden unikátní experiment svařování/pájení ve vakuu a byla vypracována interakce pozemních služeb s loděmi na oběžné dráze. Skupinový let byl tedy prohlášen za obecně úspěšný a po přistání kosmonautů na shromáždění Brežněv oficiálně prohlásil, že „orbitální stanice jsou hlavní trasou v kosmonautice“.
Čemu by se Amerika mohla bránit? Ve skutečnosti projekt na vytvoření vlastního OS začal ve Spojených státech dlouho před těmito událostmi, ale téměř se nepohnul, protože všechny možné zdroje byly zaměřeny na zajištění rychlého přistání na Měsíci. Ihned poté, co A11 konečně navštívila Měsíc, vyvstala v NASA v plné síle otázka stavby OS.
Poté se NASA rozhodla vytvořit operační systém ze stávajícího vývoje co nejrychleji
Skylab (v duplikátu), zrušil dvě z posledních přistání na Měsíci, čímž uvolnil rakety Saturn 5 k vynesení těchto stanic na oběžnou dráhu. V jakém spěchu postavili Skylab a jaký nesmysl se z toho vyklubal je na samostatný příběh.Přinejmenším dočasně zakryli „díru“ v této soutěži. Ale v každém případě byl program Skylab zjevně slepou uličkou, protože nosné rakety nezbytné pro jeho vývoj byly dávno mimo výrobu a bylo nutné létat na zbytcích.
Co nabízeli?
Poté „Skupina pro plánování vesmírných aktivit“ navrhla v nadcházejících letech (po letu Skylab) vytvořit obrovskou orbitální stanici s posádkou desítek lidí a opakovaně použitelným raketoplánem, který by převážel náklad a lidi na stanici a zpět. Hlavní důraz byl kladen na to, že plánovaný raketoplán bude tak levný na provoz a spolehlivý, že lety lidí do vesmíru se stanou téměř stejně rutinními a bezpečnými jako lety civilních dopravních letadel.
(v té době Rusové odloží své jednorázové rakety na petrolej)
Původní projekt NASA na stavbu raketoplánu byl docela racionální:
Navrhli vytvořit vesmírný dopravní systém sestávající z dvoukřídlé plně opakovaně použitelné stupně: „Booster“ („Urychlovač“) a „Orbiter“.
Vypadalo to takto: jedno velké „letadlo“ nese na zádech další, menší. Užitečné zatížení bylo omezeno na 11 tun (to je důležité!). Hlavním účelem raketoplánu bylo obsloužit budoucí orbitální stanici. Je to velký OS, který by mohl vytvořit dostatečně velký nákladní tok na oběžnou dráhu a hlavně z něj.
Velikost Boosteru měla být srovnatelná s velikostí Boeingu 747 (délka asi 80 metrů) a velikost Orbiteru byla jako Boeing 707 (asi 40 metrů). Oba stupně měly být vybaveny nejlepšími kyslíkovo-vodíkovými motory. Po vzletu by se Booster, který urychlil Orbiter, oddělil v polovině cesty a vrátil se/letadlo samo na základnu.
Náklady na vypuštění takového raketoplánu by byly asi 10 milionů dolarů (v cenách těch let), s výhradou poměrně častých letů, 40-60krát ročně. (pro srovnání, náklady na vypuštění lunárního Saturnu 5 byly tehdy 200 milionů $)
Kongresu/správě se přirozeně líbila myšlenka vytvořit tak levnou a snadno použitelnou orbitální dopravu. Nechme ekonomiku být na hranici svých možností, černoši ničí města, ale my se ještě jednou prosadíme, uděláme super věc, ale pak uvízneme!
To vše je úžasné, ale jen na vytvoření super raketoplánu chtěla NASA minimálně 9 miliard dolarů a vláda souhlasila s přidělením pouze 5, a i to pouze za podmínky aktivní účasti na financování armády a pro velké stanici vůbec odmítli dát peníze, rozumně uvážíme-li, že na program 2 stanic Skylab (které teprve létaly) byly alokovány miliardy - v té době docela dost.
Ale NASA to vzala s nadhledem a nakonec dala vzniknout této možnosti:
Za prvé, tak dlouhý boční manévr vyžadoval silná křídla, která zvyšovala hmotnost raketoplánu. Raketoplánu Orbiter nyní navíc chyběly vnitřní palivové nádrže, které by na oběžnou dráhu vynesly 30 tun nákladu. Museli jsme k němu připojit obrovskou externí nádrž. Přirozeně, tato nádrž musela být vyrobena na jedno použití (je velmi obtížné spustit tak tenkostěnnou, křehkou konstrukci z oběžné dráhy neporušenou). Navíc vznikl problém vytvořit výkonné vodíkové motory schopné celý tento kolos zvednout. NASA v tomto ohledu realisticky posoudila možnosti a snížila požadavky na maximální tah pro hlavní motory a na boky připevnila dva obrovské posilovače na tuhá paliva (SFC), aby jim pomohly. Ukázalo se, že vodíkový „Booster“ zcela zmizel z konfigurace a degeneroval do příliš velkých dveřních raket z „Katyusha“.
Tak nakonec vznikl projekt Shuttle ve své moderní podobě. S „pomocí“ armády a pod rouškou snížení nákladů a urychlení vývoje Nasovité zmrzačili původní projekt k nepoznání. Ta však byla v roce 1972 úspěšně schválena a přijata k realizaci.
Když se podíváme dopředu, řekněme, že i na tuto bídu stále utratili daleko od 5 miliard, jak slíbili, že vývoj raketoplánu do roku 1980 je stál 10 miliard (v cenách roku 1977) nebo asi 7 miliard v cenách roku 1971. Všimněte si, že myšlenka vytvoření stanice byla odložena na dobu neurčitou, a proto byly pro nový projekt Shuttle vynalezeny nové úkoly.
Totiž účel raketoplánu byl cestou přeplánován pro údajně ultralevný start komerčních a vojenských satelitů – vše v řadě, od lehkých po supertěžké, stejně jako návrat satelitů z oběžné dráhy.
V té době tu byl opravdu špatný problém, prostě nevyrobili dostatek satelitů, aby ospravedlnili časté starty obrovské rakety. Ale naši stateční vědci nebyli bezradní! Najali soukromého dodavatele, společnost Mathematics, která velmi prozíravě předpověděla prostě obrovské potřeby startů v blízké budoucnosti. Stovky! Tisíce startů! (Kdo by o tom pochyboval)
V zásadě již v této fázi, ve fázi projektu schváleného v roce 1972, bylo jasné, že se raketoplán nikdy nestane levným prostředkem pro vypouštění na oběžnou dráhu, i kdyby vše šlo jako po másle. Zázraky se nedějí – na oběžnou dráhu nemůžete vytáhnout náklad třikrát těžší, přičemž utratíte stejných 10–15 milionů dolarů vypočítaných pro originál mnohem lehčí a pokročilejší systém. Nemluvě o tom, že všechny kalkulace nákladů byly uvedeny za plně znovu použitelné zařízení, kterého už raketoplán z definice nemohl dosáhnout.
A samotná myšlenka – umístit na oběžnou dráhu pokaždé 100tunový raketoplán s lidmi, aby do vesmíru dopravil v nejlepším případě tucet nebo dvě tuny užitečného nákladu – silně zavání absurditou.
Nicméně kupodivu všechna čísla a sliby, které byly původní pro původní projekt, byly automaticky deklarovány pro kastrovanou verzi!
I když ztráta téměř všech výhod relativně jednorázových střel byla zřejmá. Ukázalo se například, že náklady na záchranu z oceánu, obnovu, přepravu a montáž samotných posilovačů na pevná paliva nejsou o mnoho nižší než náklady na výrobu nových.
Mimochodem, soutěž na vývoj urychlovačů pevných paliv vyhrála společnost Thiokol Chemical, která třikrát podhodnotila skutečné náklady na přepravu. Další malá ukázka tuny podvádění a propitého rozpočtu, které doprovázely vývoj
Raketoplán.Naprostým průšvihem se ukázala i slibovaná bezpečnost: boostery na tuhá paliva nelze po zapálení zastavit a nelze je ani zastřelit, přičemž posádka je při startu zbavena jakýchkoli únikových prostředků. Ale koho to zajímá? NASA byla tak horlivá na zvládnutí rozpočtu, že bez váhání oznámila Kongresu, že TTU dosáhla 100% spolehlivosti. To znamená, že k jejich nehodě v zásadě nikdy nemůže dojít.
Jak se dívali do vody...
Co se stalo na konci
Jenže nastal průšvih – otevřete vrátka, vše se ukázalo být ještě zábavnější, když došlo na samotný vývoj a provoz.
Dovolte mi připomenout:
Podle plánů vývojářů se měl raketoplán stát znovupoužitelným, ultra spolehlivým a bezpečným dopravním systémem s rekordně nízkými náklady na vynesení nákladu a lidí na oběžnou dráhu. Četnost letů měla být zvýšena na 50 ročně.
Ale na papíře to bylo hladké...
Níže uvedený štítek jasně ukazuje, jak „úspěšný“ byl Shuttle
Všechny ceny jsou uvedeny v dolarech z roku 1971:
Charakteristický | Co chtěli | Co se skutečně stalo |
První start | ||
Náklady na vývoj | 5 miliard | 7 miliard |
Nosnost | ||
Délka přípravy na další. start po přistání | ||
Spouštěcí náklady | 10 milionů dolarů | Asi 150 milionů |
Max. čas na oběžné dráze | ||
Spolehlivost posilovačů na tuhá paliva | Pravděpodobnost katastrofy byla prohlášena za nulovou | Výbuch Challengeru kvůli průlomu v těsnění křižovatky v TTU. |
Stalo se tedy přesně naopak
Nelze znovu použít
Nedostatečně spolehlivé a extrémně nebezpečné v případě nehody
S rekordně vysokými náklady na dosažení oběžné dráhy.
Nelze znovu použít - protože po letu raketoplánu se ztratí externí nádrž, mnoho kritických prvků systému se stane nepoužitelnými nebo vyžadují nákladnou obnovu. A to:
Obnova posilovačů na tuhá paliva stojí téměř polovinu nákladů na výrobu nových, plus doprava a údržba infrastruktury pro jejich zachycení v oceánu.
Po každém přistání procházejí hlavní motory hůře generální opravou, jejich životnost se ukázala být tak nízká, že pro 5 raketoplánů museli vyrobit dalších 50 hlavních motorů!
Podvozek je zcela vyměnitelný;
Tepelně-ochranný povlak draku vyžaduje dlouhou regeneraci po každém letu. (otázka – co je tedy v systému skutečně znovupoužitelné? Raketoplán ? zůstane pouze tělo raketoplánu)
Ukázalo se, že před každým startem potřebuje „opakovaně použitelný“ Orbiter dlouhou a nákladnou obnovu, která trvá měsíce. Plus samotné starty se neustále a dlouhodobě odkládají kvůli četným problémům. Někdy dokonce musíte odstranit součásti z jednoho raketoplánu, abyste co nejrychleji vypustili další. To vše připravuje MTKS o možnost častého spouštění (něco, co by mohlo nějakým způsobem snížit náklady na provoz).
Dále, jak již bylo zmíněno, NASA při jeho vývoji ujistila Kongres, že spolehlivost TTU lze podmíněně považovat za 1. Při startu tedy nebyly zajištěny žádné záchranné systémy a hodně se na tom šetřilo. Za což zaplatila posádka Challengeru.
K samotné pohromě došlo vinou vedení NASA, které se na jedné straně snažilo za každou cenu zvýšit frekvenci startů na maximum (aby snížili náklady a nasadili dobrou tvář ve špatné hře) a na druhou stranu ignoroval provozní požadavky na technické specifikace, které neumožňovaly starty při teplotách pod nulou. A ten nešťastný start byl již mnohokrát odložen a další čekání narušilo celý letový řád, proto se nestarali o teplotní podmínky, dali souhlas ke startu a zamrzlé těsnění křižovatky v TTU. když ztratila svou elasticitu, vyhořela, uniklá svítilna prohořela přes vnější nádrž a .... Prásk!
Po katastrofě Challengeru musela být konstrukce zpevněna a ztížena, a proto nebylo nikdy dosaženo požadované nosnosti. Výsledkem je, že raketoplán vynese na oběžnou dráhu náklad jen o málo větší než náš Proton.
Navíc tato katastrofa, kromě dvouletého zpoždění letů, nakonec vedla k narušení onoho velmi dlouho očekávaného programu Freedom OS, na jehož vývoj bylo mimochodem nakonec vynaloženo 10 miliard dolarů! Kvůli snížené skutečné přepravní kapacitě nebyli vývojáři Freedom schopni vměstnat staniční moduly do nákladového prostoru.
Co se týče katastrofy Columbia, o problémech s poškozením TZP při spuštění se vědělo od samého začátku, ale stejně byly ignorovány. I když nebezpečí bylo zřejmé! A stále přetrvává, protože tento problém dosud nedostal zásadní řešení.
Výsledkem je, že dnes raketoplány neodlétly ani 30 % plánovaných letů a program bude uzavřen do roku 2010, jinak je pravděpodobnost další katastrofy nepřijatelně vysoká!
____________________________
Aktualizace z 2. listopadu 2009, MiniFAK na základě diskuze:
Námitka:
Odpovědět: Rozhodně selhal, už jen proto, že měl podle plánu uskutečnit asi 500 letů, ale udělá jen asi 130, a pak jsou lety zastaveny kvůli koncepční a technická insolvence projektu.
Program je dokončen z 30 % – je tento program úspěšný? Dobře, bylo to 30% úspěšné. Cítíš se lépe?
Pokud jde o „létání více než Sojuz“, záleží na tom, jak počítáte, Sojuz MANLED provedl jen asi sto letů. A promiňte, proč tedy nezapočítat lety Progress? Toto je v podstatě stejný Sojuz, ale místo lidí je plný nákladu. A uskutečnil asi 80 letů. Hloupí sovětští inženýři prostě usoudili, že nemá smysl vynášet náklad na oběžnou dráhu na pilotované lodi, jinak by Sojuz měl tolik letů. Máme jim to vyčítat?
Obecně platí, že nosná raketa Sojuz letěla již asi 800krát. A to vše bude dál létat a za Nasovovy peníze. Skvělý bod v „úspěšném“ programu STS.
Námitka: Ano, toto je normální jednotka, jen byla určena k něčemu jinému – k orbitálnímu bombardování.
Odpověď: Opravdu? To je jen technický nesmysl. Američané jsou samozřejmě hloupí, ale ne tolik.
Koneckonců, jakákoli strategická střela je super-duper „orbitální bombardér“ a řádově lepší než raketoplán.
Vždyť stejně bombarduje cíle z vesmíru (sic!), je to tisíckrát levnější než on, dokáže zničit jakýkoli cíl za 30-40 minut od vydání příkazu a Raketoplán je dobrý, když nad požadovaným místem letí jen párkrát za den (a to pouze tehdy, když máte štěstí na oběžné dráze) To znamená, že v praxi nemůže poskytnout žádný zisk v době letu. Přece se nemůže plahočit, kde potřebuje, jako bombardér potřebuje neustále točit kolem Země, jinak spadne :). Navíc může létat maximálně měsíc až dva v roce. Představte si, že by rakety byly v provozu pouze měsíc v roce a po zbytek času byly v údržbě. Takže v každém případě je nosič jaderných zbraní z raketoplánu jako kulka vyrobená ze sraček.
Námitka: Ve skutečnosti na to prostě nebyly žádné užitečné zatížení; Jejich kosmická loď se ukázala být mnohem lehčí a odolnější, než se očekávalo, takže raketoplán ztratil svůj význam. Přeci jen se to vyplatilo jen při častých přeletech a tak často prostě nebylo co spouštět.
Odpověď: Ano. Neměli tolik „nic“ ke startu, že v prvních letech letů, na počátku 80. let, stála fronta desítek (ne-li stovek) zákazníků, kteří čekali, až raketoplán vypustí náklad. Tato fronta byla naplánována na několik let předem, ale raketoplán je banální NEMŮŽE LÉTAT TAK ČASTO, JAK JE POŽADOVÁNO. Čistě technicky. Tato fronta se však nakonec uvolnila. Po katastrofě Challengeru všichni konečně vše pochopili a přenesli starty na jiná média. A NASA se může ospravedlnit pouze šířením hloupých příběhů o „příliš dobrých satelitech“.
Shuttle a Buran
Když se podíváte na fotografie okřídlených kosmických lodí "Buran" a "Shuttle", můžete mít dojem, že jsou zcela totožné. Alespoň by tam neměly být žádné zásadní rozdíly. Navzdory vnější podobnosti jsou tyto dva vesmírné systémy stále zásadně odlišné.
"Kyvadlová doprava"
Shuttle je opakovaně použitelná transportní kosmická loď (MTSC). Loď má tři kapalné raketové motory (LPRE) poháněné vodíkem. Oxidačním činidlem je kapalný kyslík. Vstup na nízkou oběžnou dráhu Země vyžaduje obrovské množství paliva a okysličovadla. Palivová nádrž je proto největším prvkem systému Space Shuttle. Kosmická loď je umístěna na této obrovské nádrži a je s ní spojena systémem potrubí, kterými se do motorů Shuttle přivádí palivo a okysličovadlo.
A stejně tři silné motory okřídlené lodi na cestu do vesmíru nestačí. K centrální nádrži systému jsou připojeny dva boostery na tuhá paliva – dosud nejvýkonnější rakety v historii lidstva. Největší výkon je potřeba právě při startu, aby se mnohatunová loď přesunula a zvedla na prvních čtyři a půl tuctu kilometrů. Raketové posilovače na tuhá paliva přebírají 83 % zátěže.
Startuje další raketoplán
V nadmořské výšce 45 km jsou posilovače na tuhá paliva po vyčerpání veškerého paliva odděleny od lodi a pomocí padáků stříkány dolů do oceánu. Dále do výšky 113 km raketoplán stoupá pomocí tří raketových motorů. Po oddělení nádrže loď letí ještě 90 sekund setrvačností a poté se na krátkou dobu zapnou dva orbitální manévrovací motory na samozápalné palivo. A raketoplán vstoupí na operační oběžnou dráhu. A tank se dostane do atmosféry, kde shoří. Některé jeho části spadají do oceánu.
Oddělení posilovačů pevných pohonných hmot
Orbitální manévrovací motory jsou určeny, jak už jejich název napovídá, pro různé manévry ve vesmíru: pro změnu orbitálních parametrů, pro kotvení k ISS nebo k jiným kosmickým lodím umístěným na nízké oběžné dráze Země. Raketoplány tedy několikrát navštívily Hubbleův orbitální dalekohled, aby provedly údržbu.
A nakonec tyto motory slouží k vytvoření brzdného impulsu při návratu na Zemi.
Orbitální stupeň je vyroben podle aerodynamického návrhu bezocasého jednoplošníku s nízko položeným křídlem ve tvaru delty s dvojitě šikmou náběžnou hranou a se svislou ocasní plochou obvyklé konstrukce. Pro ovládání v atmosféře slouží dvoudílné kormidlo na ploutvi (je zde i vzduchová brzda), elevony na odtokové hraně křídla a vyvažovací klapka pod zadním trupem. Podvozek je zatahovací, třísloupový, s příďovým kolem.
Délka 37,24 m, rozpětí křídel 23,79 m, výška 17,27 m Suchá hmotnost zařízení je asi 68 tun, vzlet - od 85 do 114 tun (v závislosti na misi a užitečném zatížení), přistání s návratem nákladu na palubě - 84,26 tun.
Nejdůležitější vlastností konstrukce draku letadla je jeho tepelná ochrana.
V nejvíce tepelně namáhaných oblastech (konstrukční teplota až 1430º C) je použit vícevrstvý uhlík-uhlíkový kompozit. Takových míst není mnoho, jedná se především o špici trupu a náběžnou hranu křídla. Spodní plocha celého zařízení (ohřev od 650 do 1260 °C) je pokryta dlaždicemi z materiálu na bázi křemenných vláken. Horní a boční plochy jsou částečně chráněny nízkoteplotními izolačními dlaždicemi - kde je teplota 315-650º C; na jiných místech, kde teplota nepřesahuje 370º C, se používá plstěný materiál potažený silikonovou pryží.
Celková hmotnost tepelné ochrany všech čtyř typů je 7164 kg.
Orbitální stupeň má dvoupatrovou kabinu pro sedm astronautů.
Horní paluba kabiny raketoplánu
V případě prodlouženého letového programu nebo při záchranných akcích může být na palubě raketoplánu až deset lidí. V kabině se nachází řízení letu, pracovní a spací místa, kuchyně, spíž, hygienický prostor, přechodová komora, stanoviště pro kontrolu provozu a užitečného zatížení a další vybavení. Celkový utěsněný objem kabiny je 75 metrů krychlových. m, systém podpory života udržuje tlak 760 mm Hg. Umění. a teplotu v rozmezí 18,3 - 26,6ºC.
Tento systém je vyroben v otevřené verzi, tedy bez použití regenerace vzduchu a vody. Tato volba byla způsobena skutečností, že délka letů raketoplánu byla stanovena na sedm dní s možností prodloužení na 30 dní pomocí dalších finančních prostředků. Při tak nepatrné autonomii by instalace regeneračního zařízení znamenala neodůvodněné zvýšení hmotnosti, spotřeby energie a složitosti palubního zařízení.
Zásoba stlačených plynů je dostatečná k obnovení normální atmosféry v kabině v případě jednoho úplného odtlakování nebo k udržení tlaku v ní 42,5 mm Hg. Umění. po dobu 165 minut s vytvořením malého otvoru v pouzdře krátce po startu.
Nákladový prostor má rozměry 18,3 x 4,6 ma objem 339,8 metrů krychlových. m je vybavena „tříramenným“ manipulátorem o délce 15,3 m. Při otevření dveří oddílu se spolu s nimi natočí do pracovní polohy i chladiče chladicího systému. Odrazivost panelů chladiče je taková, že zůstávají chladné, i když na ně svítí slunce.
Co raketoplán umí a jak létá
Představíme-li si sestavený systém letící vodorovně, vidíme jako jeho centrální prvek externí palivovou nádrž; Nahoře je k němu připojen orbiter a po stranách jsou urychlovače. Celková délka systému je 56,1 m, výška je 23,34 m. Celková šířka je určena rozpětím křídel orbitálního stupně, tedy 23,79 m. Maximální hmotnost startu je asi 2 041 000 kg.
Nelze tak jednoznačně hovořit o velikosti užitečného zatížení, protože závisí na parametrech cílové oběžné dráhy a na místě startu lodi. Dejme tři možnosti. Systém Space Shuttle je schopen zobrazovat:
- 29 500 kg při vypuštění východně z mysu Canaveral (Florida, východní pobřeží) na oběžnou dráhu s výškou 185 km a sklonem 28º;
- 11 300 kg při startu ze střediska kosmických letů. Kennedyho na oběžnou dráhu s výškou 500 km a sklonem 55º;
- 14 500 kg při vypuštění z letecké základny Vandenberg (Kalifornie, západní pobřeží) na polární oběžnou dráhu ve výšce 185 km.
Pro raketoplány byly vybaveny dvě přistávací dráhy. Pokud raketoplán přistál daleko od kosmodromu, vrátil se domů na Boeingu 747
Boeing 747 veze raketoplán na kosmodrom
Celkem bylo postaveno pět raketoplánů (dva z nich zahynuly při katastrofách) a jeden prototyp.
Při vývoji se počítalo s tím, že raketoplány uskuteční 24 startů ročně a každý z nich uskuteční až 100 letů do vesmíru. V praxi byly využívány mnohem méně - do konce programu v létě 2011 bylo uskutečněno 135 startů, z toho Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 .
Posádku raketoplánu tvoří dva astronauti – velitel a pilot. Největší posádku raketoplánu tvořilo osm astronautů (Challenger, 1985).
Sovětská reakce na vytvoření raketoplánu
Vývoj raketoplánu udělal velký dojem na vůdce SSSR. Věřilo se, že Američané vyvíjeli orbitální bombardér vyzbrojený raketami typu vesmír-země. Obrovské rozměry raketoplánu a jeho schopnost vrátit na Zemi náklad až 14,5 tuny byly interpretovány jako jasná hrozba krádeže sovětských satelitů a dokonce i sovětských vojenských vesmírných stanic jako Almaz, které létaly ve vesmíru pod názvem Saljut. Tyto odhady byly chybné, protože Spojené státy opustily myšlenku vesmírného bombardéru již v roce 1962 kvůli úspěšnému vývoji flotily jaderných ponorek a pozemních balistických střel.
Sojuz se snadno vešel do nákladového prostoru raketoplánu.
Sovětští experti nechápali, proč je potřeba 60 startů raketoplánů ročně – jeden start týdně! Odkud by se vzalo tolik vesmírných satelitů a stanic, pro které by byl raketoplán potřeba? Sovětský lid žijící v jiném ekonomickém systému si ani nedokázal představit, že vedení NASA, usilovně prosazující nový vesmírný program ve vládě a Kongresu, bylo poháněno strachem z toho, že zůstane bez práce. Lunární program se blížil ke konci a tisíce vysoce kvalifikovaných odborníků se ocitly bez práce. A co je nejdůležitější, respektovaní a velmi dobře placení vůdci NASA čelili neuspokojivé vyhlídce na rozchod se svými zabydlenými kancelářemi.
Proto bylo připraveno ekonomické zdůvodnění velkých finančních výhod znovupoužitelných transportních kosmických lodí v případě opuštění jednorázových raket. Pro sovětský lid však bylo naprosto nepochopitelné, že prezident a Kongres mohli utrácet národní prostředky pouze s velkým ohledem na názory svých voličů. V souvislosti s tím v SSSR zavládl názor, že Američané vytvářejí novou kosmickou loď pro nějaké budoucí neznámé úkoly, nejspíše vojenské.
Opakovaně použitelná kosmická loď "Buran"
V Sovětském svazu bylo původně plánováno vytvořit vylepšenou kopii raketoplánu - orbitální letoun OS-120 o hmotnosti 120 tun (Americký raketoplán vážil na rozdíl od raketoplánu 110 tun Buran s katapultovací kabinou pro dva piloty a proudovými motory pro přistání na letišti.
Vedení ozbrojených sil SSSR trvalo na téměř úplném zkopírování raketoplánu. Do této doby se sovětské rozvědce podařilo získat mnoho informací o americké kosmické lodi. Ale ukázalo se, že ne všechno je tak jednoduché. Ukázalo se, že domácí vodíkovo-kyslíkové kapalné raketové motory byly rozměrově větší a těžší než americké. Navíc byli mocensky podřadní než ti zámořští. Místo tří kapalných raketových motorů bylo proto nutné nainstalovat čtyři. Ale na orbitálním letadle prostě nebylo místo pro čtyři pohonné motory.
U raketoplánu bylo 83 % nákladu při startu neseno dvěma posilovači na tuhá paliva. Sovětskému svazu se nepodařilo vyvinout tak výkonné střely na tuhé palivo. Střely tohoto typu byly používány jako balistické nosiče námořních a pozemních jaderných náloží. Ale velmi, velmi nedosáhli požadované síly. Sovětští konstruktéři proto měli jedinou možnost – použít kapalné rakety jako urychlovače. V rámci programu Energia-Buran vznikly velmi úspěšné petrolejovo-kyslíkové RD-170, které sloužily jako alternativa k urychlovačům na tuhá paliva.
Samotné umístění kosmodromu Bajkonur donutilo konstruktéry ke zvýšení výkonu jejich nosných raket. Je známo, že čím blíže je místo startu k rovníku, tím větší zatížení může stejná raketa vynést na oběžnou dráhu. Americký kosmodrom na Cape Canaveral má 15% náskok před Bajkonurem! To znamená, že pokud raketa vypuštěná z Bajkonuru dokáže zvednout 100 tun, pak při startu z mysu Canaveral vynese na oběžnou dráhu 115 tun!
Na vzhled Buranu měly vliv geografické podmínky, rozdíly v technologii, vlastnosti vytvořených motorů a různé konstrukční přístupy. Na základě všech těchto skutečností byl vyvinut nový koncept a nové orbitální vozidlo OK-92 o hmotnosti 92 tun. Čtyři kyslíko-vodíkové motory byly převedeny do centrální palivové nádrže a byl získán druhý stupeň nosné rakety Energia. Místo dvou posilovačů na tuhá paliva bylo rozhodnuto použít čtyři rakety na kerosin-kyslík na kapalné palivo se čtyřkomorovými motory RD-170. Čtyřkomorové prostředky se čtyřmi tryskami Velkoprůměrová tryska je extrémně náročná na výrobu. Proto konstruktéři jdou zkomplikovat a udělat motor těžší tím, že jej navrhnou s několika menšími tryskami. Tolik trysek, kolik je spalovacích komor se spoustou potrubí pro přívod paliva a okysličovadla a všechna „uvaziště“. Toto spojení bylo provedeno podle tradičního „královského“ schématu, podobného „odborům“ a „Východům“, a stalo se prvním stupněm „Energie“.
"Buran" v letu
Samotná okřídlená loď Buran se stala třetím stupněm nosné rakety, stejně jako stejný Sojuz. Jediný rozdíl je v tom, že Buran byl umístěn na boku druhého stupně a Sojuz úplně nahoře na nosné raketě. Tak bylo získáno klasické schéma třístupňového jednorázového vesmírného systému, jen s tím rozdílem, že orbitální loď byla opakovaně použitelná.
Opětovná použitelnost byla dalším problémem systému Energia-Buran. Pro Američany byly raketoplány určeny pro 100 letů. Například orbitální manévrovací motory by mohly vydržet až 1000 aktivací. Po preventivní údržbě byly všechny prvky (kromě palivové nádrže) vhodné pro start do vesmíru.
Urychlovač tuhého paliva byl vybrán speciální nádobou
Posilovače na tuhá paliva byly spuštěny padákem do oceánu, vyzvednuty speciálními plavidly NASA a dopraveny do závodu výrobce, kde prošly údržbou a byly naplněny palivem. Důkladnou kontrolou, údržbou a opravou prošel i samotný Shuttle.
Ministr obrany Ustinov v ultimátu požadoval, aby byl systém Energia-Buran co nejvíce znovu použitelný. Proto byli konstruktéři nuceni tento problém řešit. Formálně byly boční boostery považovány za opakovaně použitelné, vhodné pro deset startů. Ale ve skutečnosti k tomu z mnoha důvodů nedošlo. Vezměme si například skutečnost, že americké boostery šplouchly do oceánu a sovětské boostery dopadly v kazašské stepi, kde podmínky přistání nebyly tak příznivé jako teplé oceánské vody. A tekutá raketa je jemnější výtvor. než tuhé palivo."Buran" byl také určen pro 10 letů.
Obecně platí, že opakovaně použitelný systém nefungoval, ačkoli úspěchy byly zřejmé. Sovětská orbitální loď osvobozená od velkých pohonných motorů dostala výkonnější motory pro manévrování na oběžné dráze. Což, pokud bylo použito jako vesmírný „stíhací bombardér“, mu dávalo velké výhody. A plus proudové motory pro let a přistání v atmosféře. Kromě toho byla vytvořena výkonná raketa s prvním stupněm využívajícím petrolejové palivo a druhým s využitím vodíku. Přesně takovou raketu SSSR potřeboval, aby vyhrál závod o Měsíc. „Energie“ se svými vlastnostmi téměř rovnala americké raketě Saturn 5, která vyslala Apollo 11 na Měsíc.
"Buran" má velkou vnější podobnost s americkým "Shuttle". Loď je postavena podle konstrukce bezocasého letadla s delta křídlem s proměnným sklonem a má aerodynamické ovládání, které funguje při přistání po návratu do hustých vrstev atmosféry - kormidlo a elevony. Byl schopen provést řízený sestup v atmosféře s bočním manévrem až 2000 kilometrů.
Délka Buranu je 36,4 metru, rozpětí křídel je asi 24 metrů, výška lodi na podvozku je více než 16 metrů. Startovací hmotnost lodi je více než 100 tun, z toho 14 tun paliva. Do příďového prostoru ogo letu na oběžné dráze, sestupu a přistání je vložena utěsněná celosvařovaná kabina pro posádku a většinu letového podpůrného vybavení jako součást raketo-prostorového komplexu. Objem kabiny je více než 70 metrů krychlových.
Při návratu do hustých vrstev atmosféry se tepelně nejnáročnější oblasti povrchu lodi zahřejí až na 1600 stupňů, teplo dopadající přímo na povrch podle konstrukce lodi by nemělo přesáhnout 150 stupňů. Proto se „Buran“ vyznačoval silnou tepelnou ochranou, která zajišťuje normální teplotní podmínky pro konstrukci lodi při průchodu hustými vrstvami atmosféry během přistání.
Tepelně-ochranný nátěr více než 38 tisíc dlaždic je vyroben ze speciálních materiálů: křemenné vlákno, vysokoteplotní organická vlákna, částečně uhlíkový základ. Keramické brnění má schopnost akumulovat teplo, aniž by ho nechalo projít k trupu lodi. Celková hmotnost tohoto pancíře byla asi 9 tun.
Délka nákladového prostoru Buranu je asi 18 metrů. Do jeho prostorného nákladového prostoru se vešlo užitečné zatížení o hmotnosti až 30 tun. Bylo možné tam umístit velké kosmické lodě - velké satelity, bloky orbitálních stanic. Přistávací hmotnost lodi je 82 tun.
"Buran" byl vybaven všemi potřebnými systémy a zařízeními pro automatický i pilotovaný let. Patří mezi ně navigační a řídicí zařízení, rozhlasové a televizní systémy, automatická termoregulační zařízení a systém podpory života posádky a mnohem, mnohem více.
Kabina Buran
Hlavní zástavba motoru, dvě skupiny motorů pro manévrování, jsou umístěny na konci ocasního prostoru a v přední části trupu.
18. listopadu 1988 vyrazil Buran na svůj let do vesmíru. Byl vypuštěn pomocí nosné rakety Energia.
Po vstupu na nízkou oběžnou dráhu Země provedl Buran 2 oběhy kolem Země (za 205 minut) a poté zahájil sestup k Bajkonuru. Přistání proběhlo na speciálním letišti Yubileiny.
Let byl automatický a na palubě nebyla žádná posádka. Orbitální let a přistání byly prováděny pomocí palubního počítače a speciálního softwaru. Automatický letový režim byl hlavním rozdílem od raketoplánu, ve kterém astronauti provádějí ruční přistání. Buranův let byl zařazen do Guinessovy knihy rekordů jako unikátní (dříve nikdo nepřistával s kosmickou lodí v plně automatickém režimu).
Automatické přistání 100tunového obra je velmi komplikovaná věc. Nevyráběli jsme žádný hardware, pouze software pro režim přistání - od okamžiku, kdy dosáhneme (při sestupu) výšky 4 km až do zastavení na přistávací dráze. Pokusím se vám velmi stručně říci, jak byl tento algoritmus vytvořen.
Nejprve teoretik napíše algoritmus v jazyce na vysoké úrovni a otestuje jeho fungování na testovacích příkladech. Tento algoritmus, který je napsán jednou osobou, je „odpovědný“ za jednu, relativně malou operaci. Poté se spojí do podsystému a přetáhne se do modelářského stojanu. Ve stojanu „kolem“ pracovního, palubního algoritmu jsou modely - model dynamiky zařízení, modely aktuátorů, senzorových systémů atd. Jsou také napsány v jazyce na vysoké úrovni. Algoritmický subsystém je tedy testován v „matematickém letu“.
Poté jsou subsystémy sestaveny a znovu testovány. A pak jsou algoritmy „přeloženy“ z jazyka na vysoké úrovni do jazyka palubního počítače. K jejich otestování, již v podobě palubního programu, slouží další modelářský stojan, jehož součástí je palubní počítač. A kolem toho je postaveno to samé – matematické modely. Jsou samozřejmě oproti modelům v čistě matematickém stojanu upraveny. Model se „točí“ v univerzálním velkém počítači. Nezapomeňte, byla to osmdesátá léta, osobní počítače se teprve začínaly a byly velmi poddimenzované. Byla to doba sálových počítačů, měli jsme dvojici EC-1061. A k propojení palubního vozidla s matematickým modelem v sálovém počítači je potřeba speciální vybavení, které je také potřeba jako součást stojanu pro různé úkoly.
Tento stojan jsme nazvali polopřírodní – vždyť kromě veškeré matematiky měl skutečný palubní počítač. Implementoval režim fungování palubních programů, který byl velmi blízký reálnému času. Vysvětlování trvá dlouho, ale pro palubní počítač to bylo k nerozeznání od „reálného“ reálného času.
Někdy se dám dohromady a napíšu, jak funguje polopřirozený modelovací režim - pro tento a další případy. Zatím chci jen vysvětlit složení našeho oddělení – týmu, který tohle všechno dělal. Mělo komplexní oddělení, které se zabývalo senzorovými a akčními systémy zapojenými do našich programů. Existovalo algoritmické oddělení – ve skutečnosti psali on-board algoritmy a vypracovávali je na matematické lavici. Naše oddělení se zabývalo a) překladem programů do počítačového jazyka, b) tvorbou speciálního vybavení pro polopřirozený stánek (zde jsem pracoval) a c) programy pro toto vybavení.
Naše oddělení mělo dokonce vlastní konstruktéry, kteří vytvářeli dokumentaci pro výrobu našich bloků. A nechybělo ani oddělení podílející se na provozu zmíněného dvojčete EC-1061.
Výstupním produktem katedry, potažmo celé projekční kanceláře v rámci „bouřlivého“ tématu, byl program na magnetofonové pásce (80. léta!), který se dal dále rozvíjet.
Následuje stánek vývojáře řídicího systému. Je přece jasné, že řídicím systémem letadla není pouze palubní počítač. Tento systém vytvořil mnohem větší podnik než my. Byli to vývojáři a „vlastníci“ palubního digitálního počítače, naplnili jej mnoha programy, které prováděly celou řadu úkolů pro řízení lodi od přípravy na start až po vypnutí systémů po přistání. A pro nás, náš přistávací algoritmus, v tom, že palubnímu počítači byla přidělena pouze část počítačového času, ostatní softwarové systémy fungovaly paralelně (přesněji bych řekl kvaziparalelně). Koneckonců, pokud spočítáme přistávací dráhu, neznamená to, že již nepotřebujeme stabilizovat zařízení, zapínat a vypínat všechny druhy zařízení, udržovat tepelné podmínky, generovat telemetrii a tak dále, a tak dále, a tak dále. na...
Vraťme se však k řešení přistávacího režimu. Po otestování na standardním redundantním palubním počítači jako součást celé sady programů byla tato sada převezena na stánek podniku, který vyvinul kosmickou loď Buran. A byl tam stánek zvaný full-size, do kterého byla zapojena celá loď. Když programy běžely, mával elevony, bzučel mechanikami a tak dále. A signály pocházely ze skutečných akcelerometrů a gyroskopů.
Pak jsem toho všeho viděl dost na akcelerátoru Breeze-M, ale zatím byla moje role velmi skromná. Necestoval jsem mimo svou designovou kancelář...
Prošli jsme tedy stánek v plné velikosti. Myslíte, že je to všechno? Ne.
Další byla létající laboratoř. Jedná se o Tu-154, jehož řídicí systém je konfigurován tak, že letadlo reaguje na řídicí vstupy generované palubním počítačem, jako by to nebyl Tu-154, ale Buran. Samozřejmostí je možnost rychlého „návratu“ do normálního režimu. "Buransky" byl zapnut pouze po dobu experimentu.
Vrcholem zkoušek bylo 24 letů prototypu Buran, vyrobeného přímo pro tuto etapu. Jmenoval se BTS-002, měl 4 motory ze stejného Tu-154 a mohl startovat ze samotné dráhy. Při testování přistála samozřejmě s vypnutými motory – vždyť „ve stavu“ kosmická loď přistává v klouzavém režimu, nemá žádné atmosférické motory.
Na tom lze ilustrovat složitost této práce, přesněji řečeno našeho softwarově-algoritmického komplexu. V jednom z letů BTS-002. létal „podle programu“, dokud se hlavní podvozek nedotkl dráhy. Pilot poté převzal řízení a spustil příďový podvozek. Poté se program znovu zapnul a jel se zařízením, dokud se úplně nezastavil.
To je mimochodem celkem pochopitelné. Zatímco je zařízení ve vzduchu, nemá žádná omezení rotace kolem všech tří os. A otáčí se, jak se očekávalo, kolem těžiště. Zde se dotkl pruhu koly hlavních stojanů. Co se děje? Rotace role je nyní vůbec nemožná. Otáčení stoupání už není kolem těžiště, ale kolem osy procházející body dotyku kol a je stále volné. A rotace po dráze je nyní určována komplexně poměrem ovládacího momentu od kormidla a třecí síly kol na pásu.
Toto je tak obtížný režim, který se radikálně liší od létání a běhu po dráze „ve třech bodech“. Protože když přední kolo spadne na dráhu, tak – jako v tom vtipu: nikdo se nikde netočí...
Celkem bylo plánováno postavit 5 orbitálních lodí. Kromě "Buran", "Storm" a téměř polovina "Bajkal" byly téměř připraveny. Další dvě lodě v počáteční fázi výroby nedostaly jména. Systém Energia-Buran měl smůlu – zrodil se pro něj v nešťastnou dobu. Ekonomika SSSR již nebyla schopna financovat drahé vesmírné programy. A jakýsi osud pronásledoval kosmonauty připravující se na lety na Buranu. Zkušební piloti V. Bukreev a A. Lysenko zahynuli při leteckých haváriích v roce 1977, ještě před vstupem do skupiny kosmonautů. V roce 1980 zemřel zkušební pilot O. Kononěnko. 1988 připravil o život A. Levčenka a A. Ščukina. Po letu Buranu zahynul při letecké havárii R. Stankevicius, druhý pilot pilotovaného letu okřídlené kosmické lodi. Prvním pilotem byl jmenován I. Volk.
Buran měl také smůlu. Po prvním a jediném úspěšném letu byla loď uložena v hangáru na kosmodromu Bajkonur. Dne 12. května 2012 se zřítil strop dílny, ve které byl umístěn Buran a model Energia. Na tomto smutném akordu skončila existence okřídlené vesmírné lodi, která ukazovala tolik naděje.
Po zřícení stropu
Atlantis vstupuje do zemské atmosféry při návratu z ISS
8. července 2011 byl raketoplán Atlantis naposledy vypuštěn k ISS. To byl také poslední let programu Space Shuttle. Na palubě zařízení byla posádka čtyř astronautů. V posádce byli velitel lodi, astronaut Chris Ferguson, pilot Doug Hurley a letečtí specialisté - astronauti Sandra Magnus a Rex Walheim. 19. července se raketoplán odpojil od modulu ISS a na Zemi se vrátil 21. července.
V této době byl na palubě ISS Michael Fossum, kterého na stanici dopravil Sojuz TMA-02M v červnu 2011. Obdržel také roli velitele ISS-29. 21. července se Michael Fossum rozhodl zachytit poslední let Atlantidy na kameru. Podle něj se mu při natáčecích pracích třásly ruce – pochopil, že žádný z raketoplánů nikam jinam nepoletí, bude to poslední návrat Atlantidy na Zemi. 
Fossum byl na ISS již dvakrát, oba na raketoplánu Discovery: v letech 2006 a 2008. Během odletu Atlantidy si vzpomněl, že viděl ohnivou stopu raketoplánu, když přistával v Kennedyho vesmírném středisku NASA. „Vzpomněl jsem si, jak to bylo jasné a živé, a rozhodl jsem se, že pomocí některých fotografických technik bych mohl ze stanice získat skvělý výhled na přistání Atlantidy,“ říká Fossum.
Fotografie byly pořízeny odtud, z kopule ISS.
Aby získal skvělé záběry, musel astronaut trénovat. Během devíti dnů, kdy byla Atlantis připojena k ISS, trávil svůj volný čas pokusy o natáčení při slabém osvětlení. Fotograf nainstaloval na okno ISS držák fotoaparátu a fotografoval polární záři. Během devíti dnů astronaut změnil mnoho nastavení kamery, aby při natáčení dosáhl co nejlepšího efektu.
Až do chvíle, kdy se Atlantis odpojila, vládla na stanici vysoká atmosféra. Ale poté, co se raketoplán odpojil a řada astronautů odletěla, nálada zbývajících lidí se dramaticky změnila. „Poslední den, kdy se pracovalo na tři směny osm hodin, jsem se rozhodl se všemi rozloučit, protože jsem věděl, že odletí a něco takového se už nebude opakovat. Rozhodli jsme se uspořádat speciální obřad...“ řekl Fossum.
Akce se konala, astronauti si řekli spoustu dobrých věcí a raketoplán odjel domů. Fossumovi se během sestupu Atlantidy podařilo pořídit asi 100 fotografií. Při fotografování si všiml, že se mu třesou ruce, protože to vše bylo naposledy a na fotografiích měl zůstat historický okamžik.
Atlantis dopravila na ISS velké množství jídla a posádka uspořádala jakousi rozlučkovou párty s hromadou lahůdek (pokud se tak dá jídlo pro astronauty nazvat).
Poslední start raketoplánu Atlantis
Space Shuttle nebo jednoduše Shuttle (angl. Space Shuttle - „vesmírný raketoplán“) je americká opakovaně použitelná dopravní kosmická loď. Když byl projekt vyvinut, věřilo se, že raketoplány budou často létat na oběžnou dráhu a zpět a dopravovat náklad, lidi a vybavení.
Projekt raketoplánu byl vyvinut společností North American Rockwell jménem NASA od roku 1971. Při vytváření systému byly použity technologie vyvinuté pro lunární moduly programu Apollo z 60. let: experimenty s raketovými posilovači na tuhá paliva, systémy pro jejich separaci a příjem paliva z externí nádrže. Projekt vyprodukoval pět raketoplánů a jeden prototyp. Bohužel dva raketoplány byly zničeny při katastrofách. Lety do vesmíru byly uskutečněny od 12. dubna 1981 do 21. července 2011.
V roce 1985 NASA plánovala, že do roku 1990 se uskuteční 24 startů ročně a každý raketoplán uskuteční až 100 letů do vesmíru. Bohužel raketoplány létaly mnohem méně často - za 30 let provozu bylo uskutečněno 135 startů. Nejvíce letů (39) uskutečnil raketoplán Discovery.
První operační znovupoužitelný orbitální prostředek byl raketoplán Columbia. Stavba začala v březnu 1975 a v březnu 1979 byla převedena do Kennedyho vesmírného střediska NASA. Bohužel, raketoplán Columbia zahynul při katastrofě 1. února 2003, kdy vozidlo vstoupilo do zemské atmosféry za účelem přistání.
Konečné přistání Atlantidy znamenalo konec jedné éry.
