Die Menschheit hat gelernt, sehr leistungsstarke und schnelle Objekte zu bauen, deren Zusammenbau Jahrzehnte dauert, um dann die entferntesten Ziele zu erreichen. Das Shuttle im Orbit bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 27.000 km pro Stunde. Eine Reihe von NASA-Raumsonden wie Helios 1, Helios 2 oder Vodger 1 sind stark genug, um den Mond in wenigen Stunden zu erreichen.
☛ Dieser Artikel wurde von der englischsprachigen Ressource themysteriousworld.com übersetzt und ist natürlich nicht ganz wahr. Viele russische und sowjetische Trägerraketen und Raumschiffe überwanden die Grenze von 11.000 km/h, aber im Westen gewöhnte man sich offenbar daran, dies nicht zu bemerken. Und es gibt eine Menge frei verfügbarer Informationen über unsere Weltraumobjekte; über die Geschwindigkeit vieler russischer Raumschiffe konnten wir jedenfalls nie etwas herausfinden.
Hier ist eine Liste der zehn schnellsten von der Menschheit hergestellten Objekte:
Geschwindigkeit: 10.385 km/h
Mit Raketenwagen werden eigentlich Plattformen getestet, die zur Beschleunigung von Versuchsobjekten dienen. Beim Test erreichte der Wagen eine Rekordgeschwindigkeit von 10.385 km/h. Diese Geräte verwenden Gleitpads anstelle von Rädern, um solch blitzschnelle Geschwindigkeiten zu erreichen. Raketenwagen werden von Raketen angetrieben.
Diese äußere Kraft verleiht den Versuchsobjekten eine anfängliche Beschleunigung. Die Straßenbahnen verfügen außerdem über lange, über 3 km lange, gerade Streckenabschnitte. Die Tanks der Raketenwagen sind mit Schmiermitteln, beispielsweise Heliumgas, gefüllt, damit das Versuchsobjekt die erforderliche Geschwindigkeit erreicht. Diese Geräte werden üblicherweise zur Beschleunigung von Raketen, Flugzeugteilen und Flugzeugbergungsabschnitten verwendet.
Geschwindigkeit: 11.200 km/h
Die ASA X-43 A ist ein unbemanntes Überschallflugzeug, das von einem größeren Flugzeug aus gestartet wird. Im Jahr 2005 wurde die X-43 A der NASA im Guinness-Buch der Rekorde als das schnellste Flugzeug aller Zeiten ausgezeichnet. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 11.265 km/h, was etwa dem 8,4-fachen der Schallgeschwindigkeit entspricht.
NASA X-13 A nutzt Drop-Launch-Technologie. Zuerst trifft dieses Überschallflugzeug in größerer Höhe auf ein größeres Flugzeug und stürzt dann ab. Die erforderliche Geschwindigkeit wird mit einer Trägerrakete erreicht. In der Endphase, nach Erreichen der Zielgeschwindigkeit, läuft die NASA X-13 mit einem eigenen Triebwerk.
Geschwindigkeit: 27.350 km/h
Das Columbia-Shuttle war das erste erfolgreiche wiederverwendbare Raumschiff in der Geschichte der Weltraumforschung. Seit 1981 wurden 37 Missionen erfolgreich abgeschlossen. Die Rekordgeschwindigkeit der Raumfähre Columbia beträgt 27.350 km/h. Als das Schiff am 1. Februar 2003 abstürzte, überschritt es seine normale Geschwindigkeit.
Das Shuttle fliegt normalerweise mit 27.350 km/h, um in der unteren Erdumlaufbahn zu bleiben. Bei dieser Geschwindigkeit konnte die Raumsondenbesatzung den Sonnenaufgang und -untergang mehrmals am Tag beobachten.
Geschwindigkeit: 28.000 km/h
Die Raumfähre Discovery hat eine Rekordzahl erfolgreicher Missionen vorzuweisen, mehr als jedes andere Raumschiff. Seit 1984 hat Discovery 30 erfolgreiche Flüge durchgeführt und der Geschwindigkeitsrekord liegt bei 28.000 km/h. Das ist fünfmal schneller als die Geschwindigkeit einer Kugel. Manchmal müssen Raumfahrzeuge schneller fliegen als ihre normale Geschwindigkeit von 27.350 km/h. Es hängt alles von der gewählten Umlaufbahn und Höhe des Raumfahrzeugs ab.
Geschwindigkeit: 39.897 km/h
Der Start von Apollo 10 war eine Probe für die NASA-Mission vor der Landung auf dem Mond. Auf dem Rückflug am 26. Mai 1969 erreichte das Apollo-10-Gerät eine Blitzgeschwindigkeit von 39.897 km/h. Das Guinness-Buch der Rekorde hat den Geschwindigkeitsrekord des Apollo-10-Landers als schnellsten Geschwindigkeitsrekord für bemannte Fahrzeuge aufgestellt.
Tatsächlich benötigte das Apollo-10-Modul eine solche Geschwindigkeit, um von der Mondumlaufbahn aus die Erdatmosphäre zu erreichen. Auch Apollo 10 beendete seine Mission in 56 Stunden.
Das amerikanische Regierungsprogramm STS (Space Transportation System) ist weltweit besser bekannt als Space Shuttle. Dieses Programm wurde von NASA-Spezialisten umgesetzt. Sein Hauptziel war die Schaffung und Nutzung eines wiederverwendbaren bemannten Transportraumfahrzeugs, das Menschen und verschiedene Güter in erdnahe Umlaufbahnen und zurück befördern soll. Daher der Name – „Space Shuttle“.
Die Arbeit an dem Programm begann 1969 mit Mitteln zweier US-Regierungsministerien: der NASA und des Verteidigungsministeriums. Die Entwicklungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Rahmen eines gemeinsamen Programms zwischen der NASA und der Air Force durchgeführt. Gleichzeitig wandten Experten eine Reihe technischer Lösungen an, die zuvor auf den Mondmodulen des Apollo-Programms der 1960er Jahre getestet worden waren: Experimente mit Feststoffraketen-Boostern, Systemen zu deren Trennung und der Treibstoffaufnahme aus einem externen Tank. Grundlage des entstehenden Raumtransportsystems sollte ein wiederverwendbares bemanntes Raumschiff sein. Das System umfasste auch Bodenunterstützungskomplexe (den Installationstest- und Startlandekomplex im Kennedy Space Center auf der Vandenberg Air Force Base, Florida), ein Flugkontrollzentrum in Houston (Texas) sowie Datenrelaissysteme und Kommunikationssysteme über Satelliten und andere Mittel.
An den Arbeiten im Rahmen dieses Programms beteiligten sich alle führenden amerikanischen Luft- und Raumfahrtunternehmen. Das Programm war wirklich groß angelegt und national; verschiedene Produkte und Ausrüstung für das Space Shuttle wurden von mehr als 1.000 Unternehmen aus 47 Staaten geliefert. Rockwell International erhielt 1972 den Auftrag zum Bau des ersten Orbitalfahrzeugs. Der Bau der ersten beiden Shuttles begann im Juni 1974.
Erstflug der Raumfähre Columbia. Der externe Treibstofftank (in der Mitte) ist nur in den ersten beiden Flügen weiß lackiert. Anschließend wurde der Tank nicht lackiert, um das Gewicht des Systems zu reduzieren.
Strukturell umfasste das wiederverwendbare Raumtransportsystem Space Shuttle zwei rettbare Festbrennstoffbeschleuniger, die als erste Stufe dienten, und ein wiederverwendbares Orbitalfahrzeug (Orbiter, Orbiter) mit drei Sauerstoff-Wasserstoff-Motoren sowie einen großen Außenbord-Treibstoffraum, der gebildet wurde die zweite Stufe. Nach Abschluss des Raumfahrtprogramms kehrte der Orbiter selbstständig zur Erde zurück, wo er wie ein Flugzeug auf speziellen Landebahnen landete.
Zwei Feststoffraketen-Booster sind nach dem Start etwa zwei Minuten lang in Betrieb, um das Raumschiff zu beschleunigen und zu steuern. Anschließend werden sie in einer Höhe von etwa 45 Kilometern getrennt und mit einem Fallschirmsystem ins Meer geschleudert. Nach Reparatur und Neubefüllung kommen sie wieder zum Einsatz.
Der in der Erdatmosphäre verbrennende externe Treibstofftank, gefüllt mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff (Treibstoff für die Haupttriebwerke), ist das einzige verfügbare Element des Raumfahrtsystems. Der Tank selbst dient auch als Rahmen für die Befestigung von Feststoffraketen-Boostern am Raumschiff. Etwa 8,5 Minuten nach dem Start in einer Höhe von etwa 113 Kilometern wird es im Flug abgeworfen, der größte Teil des Tanks verglüht in der Erdatmosphäre, die restlichen Teile fallen ins Meer.
Der bekannteste und bekannteste Teil des Systems ist das wiederverwendbare Raumschiff selbst – das Shuttle, eigentlich das „Space Shuttle“ selbst, das in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wird. Dieses Shuttle dient als Testgelände und Plattform für wissenschaftliche Forschung im Weltraum sowie als Zuhause für die Besatzung, die aus zwei bis sieben Personen bestehen kann. Das Shuttle selbst ist nach einem Flugzeugentwurf mit einem Deltaflügel im Grundriss gebaut. Zur Landung wird ein Flugzeugfahrwerk verwendet. Wenn Feststoffraketen-Booster für bis zu 20 Einsätze ausgelegt sind, ist das Shuttle selbst für bis zu 100 Flüge ins All ausgelegt.
Abmessungen des Orbitalschiffs im Vergleich zur Sojus
Was wir umsetzen konnten und welche Pläne wir hatten, blieb nur auf dem Papier
Im Rahmen eines Symposiums zur Umsetzung des Space-Shuttle-Programms, das im Oktober 1969 stattfand, bemerkte der „Vater“ des Shuttles, George Mueller: „Unser Ziel ist es, die Kosten für die Lieferung eines Kilogramms Nutzlast zu senken.“ Umlaufbahn von 2.000 Dollar für Saturn V auf das Niveau von 40-100 Dollar pro Kilogramm. Auf diese Weise können wir eine neue Ära der Weltraumforschung einleiten. Die Herausforderung in den kommenden Wochen und Monaten für dieses Symposium sowie für die NASA und die Luftwaffe besteht darin, sicherzustellen, dass wir dies erreichen können.“ Im Allgemeinen wurden für verschiedene Optionen auf Basis des Space Shuttles Kosten für den Nutzlaststart zwischen 90 und 330 US-Dollar pro Kilogramm prognostiziert. Darüber hinaus ging man davon aus, dass die Shuttles der zweiten Generation den Betrag auf 33 bis 66 US-Dollar pro Kilogramm senken würden.
Tatsächlich erwiesen sich diese Zahlen als unerreichbar, auch nur annähernd. Darüber hinaus hätten die Kosten für den Start des Shuttles nach Mullers Berechnungen 1 bis 2,5 Millionen Dollar betragen sollen. Tatsächlich beliefen sich die durchschnittlichen Kosten für einen Shuttle-Start laut NASA auf etwa 450 Millionen US-Dollar. Und dieser signifikante Unterschied kann als Hauptdiskrepanz zwischen den erklärten Zielen und der Realität bezeichnet werden.
Shuttle Endeavour mit offenem Frachtraum
Ziele des Space-Shuttle-Programms erreicht:
1. Umsetzung der Lieferung verschiedener Arten von Fracht in die Umlaufbahn (Oberstufen, Satelliten, Segmente von Raumstationen, einschließlich der ISS).
2. Möglichkeit der Reparatur von Satelliten, die sich in einer erdnahen Umlaufbahn befinden.
3. Möglichkeit der Rückführung von Satelliten zur Erde.
4. Die Fähigkeit, bis zu 8 Personen in den Weltraum zu fliegen (während der Rettungsaktion könnte die Besatzung auf 11 Personen erhöht werden).
5. Erfolgreiche Umsetzung der Wiederverwendbarkeit des Fluges und der wiederverwendbaren Nutzung des Shuttles selbst und der Feststoffbooster.
6. Umsetzung eines grundlegend neuen Layouts des Raumfahrzeugs in die Praxis.
7. Die Fähigkeit des Schiffes, horizontale Manöver durchzuführen.
8. Großes Laderaumvolumen, die Möglichkeit, Fracht mit einem Gewicht von bis zu 14,4 Tonnen zur Erde zurückzubefördern.
9. Die Kosten und die Entwicklungszeit wurden so verwaltet, dass die Fristen eingehalten wurden, die US-Präsident Nixon 1971 versprochen wurden.
Unerreichte Ziele und Misserfolge:
1. Hochwertige Erleichterung des Zugangs zum Weltraum. Anstatt die Kosten für den Transport eines Kilogramms Fracht in die Erdumlaufbahn um zwei Größenordnungen zu senken, erwies sich das Space Shuttle tatsächlich als eine der teuersten Methoden, Satelliten in die Erdumlaufbahn zu befördern.
2. Schnelle Vorbereitung von Shuttles zwischen Raumflügen. Statt der erwarteten Zeitspanne von zwei Wochen zwischen den Starts könnte es tatsächlich Monate dauern, bis die Shuttles für den Start ins All vorbereitet sind. Vor der Space-Shuttle-Katastrophe lag der Rekord zwischen den Flügen bei 54 Tagen; nach der Katastrophe waren es 88 Tage. Während ihrer gesamten Betriebsdauer wurden sie durchschnittlich 4,5 Mal pro Jahr gestartet, wobei die wirtschaftlich vertretbare Mindestanzahl an Starts bei 28 Starts pro Jahr lag.
3. Leicht zu pflegen. Die bei der Herstellung der Shuttles gewählten technischen Lösungen waren recht arbeitsintensiv in der Wartung. Die Hauptmotoren mussten demontiert und zeitaufwändig gewartet werden. Die Turbopumpeneinheiten der Triebwerke des ersten Modells mussten nach jedem Flug ins All komplett überholt und repariert werden. Wärmeschutzkacheln waren einzigartig – in jedem Schlitz war eine eigene Kachel installiert. Insgesamt waren es 35.000 Stück, und die Fliesen könnten während des Fluges beschädigt worden sein oder verloren gegangen sein.
4. Austausch aller Einwegmedien. Die Shuttles starteten nie in polare Umlaufbahnen, was vor allem für den Einsatz von Aufklärungssatelliten notwendig war. In diese Richtung wurden vorbereitende Arbeiten durchgeführt, die jedoch nach der Challenger-Katastrophe eingeschränkt wurden.
5. Zuverlässiger Zugang zum Weltraum. Vier Raumfähren bedeuteten, dass der Verlust einer von ihnen den Verlust von 25 % der gesamten Flotte bedeuten würde (es waren immer nicht mehr als vier fliegende Orbiter; die Endeavour-Shuttle wurde gebaut, um die verlorene Challenger zu ersetzen). Nach der Katastrophe wurden die Flüge für längere Zeit eingestellt, beispielsweise nach der Challenger-Katastrophe – für 32 Monate.
6. Die Tragfähigkeit der Shuttles war 5 Tonnen geringer als in den militärischen Spezifikationen gefordert (24,4 Tonnen statt 30 Tonnen).
7. Größere horizontale Manövermöglichkeiten wurden in der Praxis nie genutzt, da die Shuttles nicht in polare Umlaufbahnen flogen.
8. Die Rückkehr von Satelliten aus der Erdumlaufbahn wurde bereits 1996 eingestellt, während im gesamten Zeitraum nur 5 Satelliten aus dem Weltraum zurückgebracht wurden.
9. Es stellte sich heraus, dass die Nachfrage nach Satellitenreparaturen gering war. Insgesamt wurden fünf Satelliten repariert, obwohl die Shuttles auch fünf Mal Wartungsarbeiten am berühmten Hubble-Teleskop durchführten.
10. Die implementierten technischen Lösungen wirkten sich negativ auf die Zuverlässigkeit des gesamten Systems aus. Zum Zeitpunkt des Starts und der Landung gab es Bereiche, die der Besatzung im Notfall keine Chance auf Rettung ließen.
11. Die Tatsache, dass das Shuttle nur bemannte Flüge durchführen konnte, setzte die Astronauten unnötigen Risiken aus, beispielsweise hätte die Automatisierung für routinemäßige Satellitenstarts in die Umlaufbahn ausgereicht.
12. Die Schließung des Space-Shuttle-Programms im Jahr 2011 fiel mit der Einstellung des Constellation-Programms zusammen. Dies führte dazu, dass die Vereinigten Staaten für viele Jahre den unabhängigen Zugang zum Weltraum verloren. Die Folge sind Imageverluste und die Notwendigkeit, Sitzplätze für ihre Astronauten auf Raumschiffen eines anderen Landes (russische bemannte Sojus-Raumsonde) zu erwerben.
Shuttle Discovery führt vor dem Andocken an die ISS ein Manöver durch
Die Shuttles waren für einen zweiwöchigen Aufenthalt in der Erdumlaufbahn ausgelegt. Normalerweise dauerten ihre Flüge 5 bis 16 Tage. Der Rekord für den kürzesten Flug im Programm gehört dem Columbia-Shuttle (es starb zusammen mit der Besatzung am 1. Februar 2003, dem 28. Flug ins All), das im November 1981 nur 2 Tage, 6 Stunden und 13 Minuten im Weltraum verbrachte . Das gleiche Shuttle absolvierte im November 1996 auch seinen längsten Flug – 17 Tage, 15 Stunden und 53 Minuten.
Insgesamt führten Raumfähren während der Laufzeit dieses Programms von 1981 bis 2011 135 Starts durch, davon Discovery – 39, Atlantis – 33, Columbia – 28, Endeavour – 25, Challenger – 10 (sie starben zusammen mit der Besatzung im Januar). 28, 1986). Insgesamt wurden im Rahmen des Programms die fünf oben aufgeführten Shuttles gebaut und flogen ins All. Ein anderes Shuttle, die Enterprise, wurde zuerst gebaut, war jedoch zunächst nur für Boden- und Atmosphärentests sowie vorbereitende Arbeiten an Startrampen gedacht und flog nie ins All.
Es ist erwähnenswert, dass die NASA plante, die Shuttles viel aktiver einzusetzen, als dies tatsächlich der Fall war. Bereits 1985 erwarteten Spezialisten der amerikanischen Raumfahrtbehörde, dass sie bis 1990 jedes Jahr 24 Starts durchführen und die Schiffe bis zu 100 Flüge ins All fliegen würden, aber in der Praxis führten alle fünf Shuttles in 30 Jahren nur 135 Flüge durch, also zwei davon endete eine Katastrophe. Der Rekord für die Anzahl der Flüge ins All gehört dem Discovery-Shuttle – 39 Flüge ins All (der erste am 30. August 1984).
Landung des Shuttles Atlantis
Das Space Transportation System-Programm wurde 2011 offiziell abgeschlossen. Alle betriebsbereiten Shuttles wurden außer Dienst gestellt und an Museen geschickt. Der letzte Flug fand am 8. Juli 2011 statt und wurde vom Shuttle Atlantis mit einer auf 4 Personen reduzierten Besatzung durchgeführt. Der Flug endete am frühen Morgen des 21. Juli 2011. In den 30 Betriebsjahren absolvierten diese Raumschiffe insgesamt 135 Flüge, absolvierten 21.152 Umlaufbahnen um die Erde und beförderten 1,6 Tausend Tonnen verschiedener Nutzlasten in den Weltraum. Zu den Besatzungen gehörten in dieser Zeit 355 Personen (306 Männer und 49 Frauen) aus 16 verschiedenen Ländern. Der Astronaut Franklin Story Musgrave war der einzige, der alle fünf gebauten Shuttles flog.
Informationsquellen:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
Basierend auf Materialien aus offenen Quellen
Atlantis tritt bei seiner Rückkehr von der ISS in die Erdatmosphäre ein
Am 8. Juli 2011 startete die Raumfähre Atlantis zum letzten Mal zur ISS. Dies war auch der letzte Flug des Space-Shuttle-Programms. An Bord des Geräts befand sich eine Besatzung von vier Astronauten. Zur Besatzung gehörten der Schiffskommandant, Astronaut Chris Ferguson, Pilot Doug Hurley und Flugspezialisten – die Astronauten Sandra Magnus und Rex Walheim. Am 19. Juli koppelte das Shuttle vom ISS-Modul ab und kehrte am 21. Juli zur Erde zurück.
Zu diesem Zeitpunkt befand sich Michael Fossum an Bord der ISS, der im Juni 2011 von Sojus TMA-02M zur Station gebracht wurde. Er erhielt auch die Rolle des Kommandeurs der ISS-29. Am 21. Juli beschloss Michael Fossum, den letzten Flug von Atlantis mit der Kamera festzuhalten. Ihm zufolge zitterten seine Hände während der Dreharbeiten – er verstand, dass keines der Shuttles irgendwo anders hinfliegen würde, dies wäre die letzte Rückkehr von Atlantis zur Erde. 
Fossum war bereits zweimal auf der ISS, beide Male mit dem Discovery-Shuttle: 2006 und 2008. Während des Abflugs von Atlantis erinnerte er sich, die feurige Spur des Shuttles gesehen zu haben, als es im Kennedy Space Center der NASA landete. „Ich erinnerte mich daran, wie hell und lebendig es war, und beschloss, dass ich mit einigen Fototechniken einen tollen Blick auf die Landung von Atlantis von der Station aus bekommen könnte“, sagt Fossum.
Die Fotos wurden von hier aus aufgenommen, von der ISS-Kuppel aus.
Um großartige Aufnahmen zu machen, musste der Astronaut üben. Während der neun Tage, die Atlantis an der ISS angedockt war, verbrachte er seine Freizeit damit, bei schlechten Lichtverhältnissen zu fotografieren. Der Fotograf installierte einen Kamerahalter am ISS-Fenster und fotografierte das Nordlicht. Im Laufe von neun Tagen veränderte der Astronaut viele Kameraeinstellungen, um beim Filmen den besten Effekt zu erzielen.
Bis zu dem Moment, als Atlantis abdockte, herrschte auf der Station eine Hochstimmung. Doch nachdem das Shuttle abgedockt war und mehrere Astronauten davonflogen, änderte sich die Stimmung der verbliebenen Menschen dramatisch. „Am letzten Tag, an dem drei Schichten acht Stunden lang gearbeitet wurden, beschloss ich, mich von allen zu verabschieden, weil ich wusste, dass sie ausfliegen würden und so etwas nicht noch einmal passieren würde. Wir haben beschlossen, eine besondere Zeremonie abzuhalten“, sagte Fossum.
Die Veranstaltung fand statt, die Astronauten sagten viel Gutes zueinander und das Shuttle flog nach Hause. Fossum gelang es, während des Abstiegs von Atlantis etwa 100 Fotos zu machen. Beim Fotografieren bemerkte er, dass seine Hände zitterten, denn das war alles das letzte Mal und der historische Moment sollte in den Fotos bleiben.
Atlantis lieferte eine große Menge Lebensmittel an die ISS und die Besatzung veranstaltete eine Art Abschiedsparty mit einer Menge Köstlichkeiten (wenn man das Essen für Astronauten so nennen kann).
Letzter Start der Raumfähre Atlantis
Das Space Shuttle oder einfach Shuttle (engl. Space Shuttle – „Space Shuttle“) ist ein amerikanisches wiederverwendbares Transportraumschiff. Als das Projekt entwickelt wurde, ging man davon aus, dass die Shuttles häufig in die Umlaufbahn und zurück fliegen und dabei Nutzlasten, Personen und Ausrüstung befördern würden.
Das Shuttle-Projekt wird seit 1971 von North American Rockwell im Auftrag der NASA entwickelt. Bei der Erstellung des Systems wurden Technologien verwendet, die für die Mondlandefähren des Apollo-Programms der 1960er Jahre entwickelt wurden: Experimente mit Feststoffraketen-Boostern, Systeme zu deren Trennung und die Aufnahme von Treibstoff aus einem externen Tank. Das Projekt produzierte fünf Shuttles und einen Prototyp. Leider wurden zwei Shuttles bei Katastrophen zerstört. Flüge ins All wurden vom 12. April 1981 bis 21. Juli 2011 durchgeführt.
1985 plante die NASA, dass es bis 1990 24 Starts pro Jahr geben würde und jedes Space Shuttle bis zu 100 Flüge ins All unternehmen würde. Leider flogen die Shuttles viel seltener – in den 30 Betriebsjahren wurden 135 Starts durchgeführt. Die meisten Flüge (39) wurden mit dem Discovery-Shuttle durchgeführt.
Das erste einsatzbereite wiederverwendbare Orbitalfahrzeug war die Raumfähre Columbia. Der Bau begann im März 1975 und wurde im März 1979 zum Kennedy Space Center der NASA verlegt. Leider kam das Shuttle Columbia am 1. Februar 2003 bei einer Katastrophe ums Leben, als das Fahrzeug zur Landung in die Erdatmosphäre eindrang.
Die endgültige Landung von Atlantis markierte das Ende einer Ära.
3. Mai 2016
Eines der Hauptelemente der Ausstellung im Smithsonian National Air and Space Museum (Udvar Hazy Center) ist die Raumfähre Discovery. Eigentlich wurde dieser Hangar nach Abschluss des Space-Shuttle-Programms in erster Linie für die Unterbringung von NASA-Raumfahrzeugen gebaut. Während der aktiven Nutzung von Shuttles wurde das Trainingsschiff Enterprise im Udvar Hazy Center ausgestellt und für atmosphärische Tests und als gewichtsdimensionales Modell vor der Entwicklung des ersten echten Space Shuttles, Columbia, verwendet.
Raumfähre Discovery. Während seiner 27-jährigen Betriebszeit flog dieses Shuttle 39 Mal ins All.
Schiffe, die im Rahmen des Space Transportation System-Programms gebaut wurden
Schiffsdiagramm
Leider wurden die meisten ehrgeizigen Pläne der Agentur nie verwirklicht. Die Landung auf dem Mond löste damals alle politischen Probleme der USA im Weltraum, und Flüge in den Weltraum hatten kein praktisches Interesse. Und das öffentliche Interesse begann zu schwinden. Wer kann sich sofort an den Namen des dritten Mannes auf dem Mond erinnern? Zum Zeitpunkt des letzten Fluges der Apollo-Raumsonde im Rahmen des Sojus-Apollo-Programms im Jahr 1975 wurden die Mittel für die amerikanische Raumfahrtbehörde durch die Entscheidung von Präsident Richard Nixon radikal gekürzt.
Die USA hatten dringendere Sorgen und Interessen auf der Erde. Infolgedessen waren weitere bemannte Flüge der Amerikaner in Frage. Mangelnde Finanzierung und erhöhte Sonnenaktivität führten auch dazu, dass die NASA die Skylab-Station verlor, ein Projekt, das seiner Zeit weit voraus war und sogar Vorteile gegenüber der heutigen ISS hatte. Die Agentur verfügte einfach nicht über die Schiffe und Träger, um ihre Umlaufbahn rechtzeitig anzuheben, und die Station verglühte in der Atmosphäre.
Space Shuttle Discovery – Nasenteil
Die Sicht aus dem Cockpit ist recht eingeschränkt. Auch die Bugdüsen der Lageregelungstriebwerke sind zu sehen.
Alles, was die NASA damals schaffte, war, das Space-Shuttle-Programm als wirtschaftlich machbar darzustellen. Das Space Shuttle sollte die Verantwortung für bemannte Flüge, den Start von Satelliten sowie deren Reparatur und Wartung übernehmen. Die NASA versprach, alle Starts von Raumfahrzeugen, einschließlich militärischer und kommerzieller, zu übernehmen, was durch den Einsatz eines wiederverwendbaren Raumfahrzeugs dazu führen könnte, dass das Projekt mehrere Dutzend Starts pro Jahr durchführen kann.
Space Shuttle Discovery – Flügel und Energiepanel
Auf der Rückseite des Shuttles, in der Nähe der Triebwerke, können Sie das Strompaneel sehen, über das das Schiff mit der Startrampe verbunden war. Zum Zeitpunkt des Starts war das Panel vom Shuttle getrennt.
Mit Blick auf die Zukunft möchte ich sagen, dass das Projekt nie die Autarkie erreicht hat, aber auf dem Papier sah alles ganz reibungslos aus (vielleicht war es so gewollt), sodass Geld für den Bau und die Bereitstellung von Schiffen bereitgestellt wurde. Leider hatte die NASA keine Gelegenheit, eine neue Station zu bauen; alle schweren Saturn-Raketen wurden für das Mondprogramm ausgegeben (letzteres startete Skylab), und es gab keine Mittel für den Bau neuer. Ohne eine Raumstation hatte das Space Shuttle nur eine relativ begrenzte Zeit im Orbit (nicht mehr als zwei Wochen).
Darüber hinaus waren die dV-Reserven des wiederverwendbaren Schiffs viel kleiner als die der wegwerfbaren Sowjetunion oder der amerikanischen Apollo. Dadurch konnte das Space Shuttle nur niedrige Umlaufbahnen (bis zu 643 km) erreichen; in vielerlei Hinsicht war es diese Tatsache, die bis heute, 42 Jahre später, den letzten bemannten Flug in den Weltraum prägte die Apollo-17-Mission.
Die Befestigungen der Laderaumtüren sind gut sichtbar. Sie sind recht klein und relativ zerbrechlich, da der Laderaum nur in der Schwerelosigkeit geöffnet werden konnte.
Space Shuttle Endeavour mit offenem Frachtraum. Unmittelbar hinter der Mannschaftskabine ist der Andockhafen für den Betrieb als Teil der ISS sichtbar.
Die Raumfähren waren in der Lage, eine Besatzung von bis zu 8 Personen und je nach Neigung der Umlaufbahn 12 bis 24,4 Tonnen Fracht in die Umlaufbahn zu befördern. Und was wichtig ist: Fracht mit einem Gewicht von bis zu 14,4 Tonnen und mehr aus der Umlaufbahn abzusenken, sofern sie in den Frachtraum des Schiffes passt. Sowjetische und russische Raumschiffe verfügen noch immer nicht über solche Fähigkeiten. Als die NASA Daten zur Nutzlastkapazität des Space-Shuttle-Frachtraums veröffentlichte, dachte die Sowjetunion ernsthaft über die Idee nach, sowjetische Orbitalstationen und Fahrzeuge durch Space-Shuttle-Schiffe zu stehlen. Es wurde sogar vorgeschlagen, sowjetische bemannte Stationen mit Waffen auszustatten, um sie vor einem möglichen Angriff eines Shuttles zu schützen.
Düsen des Lagekontrollsystems des Schiffes. Auf der thermischen Auskleidung sind deutlich Spuren vom letzten Eintritt des Schiffes in die Atmosphäre zu erkennen.
Die Space-Shuttle-Schiffe wurden aktiv für Orbitalstarts unbemannter Fahrzeuge, insbesondere des Hubble-Weltraumteleskops, eingesetzt. Die Anwesenheit einer Besatzung und die Möglichkeit von Reparaturarbeiten im Orbit ermöglichten es, beschämende Situationen im Sinne von Phobos-Grunt zu vermeiden. Das Space Shuttle arbeitete Anfang der 90er Jahre auch mit Raumstationen im Rahmen des World-Space-Shuttle-Programms zusammen und lieferte bis vor Kurzem Module für die ISS, die nicht mit einem eigenen Antriebssystem ausgestattet werden mussten. Aufgrund der hohen Flugkosten war das Schiff nicht in der Lage, die Rotation der Besatzung und die Versorgung der ISS (wie von den Entwicklern vorgesehen, seine Hauptaufgabe) vollständig sicherzustellen.
Space Shuttle Discovery – Keramikauskleidung.
Jede Fassadenplatte hat eine eigene Seriennummer und Bezeichnung. Anders als in der UdSSR, wo keramische Verkleidungsfliesen als Reserve für das Buran-Programm hergestellt wurden, baute die NASA eine Werkstatt, in der eine spezielle Maschine mithilfe einer Seriennummer automatisch Fliesen in den erforderlichen Größen herstellte. Nach jedem Flug mussten mehrere Hundert dieser Kacheln ausgetauscht werden.
Schiffsflugdiagramm
1. Start - Zündung der Antriebssysteme der Stufen I und II, die Flugsteuerung erfolgt durch Auslenkung des Schubvektors der Shuttle-Triebwerke und bis zu einer Höhe von etwa 30 Kilometern erfolgt eine zusätzliche Steuerung durch Auslenkung des Lenkrads. Während der Startphase erfolgt keine manuelle Steuerung; das Schiff wird, ähnlich wie bei einer herkömmlichen Rakete, von einem Computer gesteuert.
2. Die Trennung der Feststofftreibstoffe erfolgt nach 125 Flugsekunden bei Erreichen einer Geschwindigkeit von 1390 m/s und einer Flughöhe von etwa 50 km. Um eine Beschädigung des Shuttles zu vermeiden, werden sie mithilfe von acht kleinen Feststoffraketentriebwerken getrennt. In einer Höhe von 7,6 km öffnen die Booster den Bremsfallschirm und in einer Höhe von 4,8 km öffnen sich die Hauptfallschirme. 463 Sekunden nach dem Start und in einer Entfernung von 256 km vom Startplatz spritzen die Feststoffbooster herab und werden anschließend ans Ufer geschleppt. In den meisten Fällen konnten die Booster nachgefüllt und wiederverwendet werden.
Videoaufzeichnung eines Fluges ins All von Kameras von Feststoffboostern.
3. Nach 480 Flugsekunden trennt sich der Außenbord-Treibstofftank (orange); angesichts der Geschwindigkeit und Höhe der Trennung würde die Bergung und Wiederverwendung des Treibstofftanks erfordern, ihn mit demselben thermischen Schutz auszustatten wie das Shuttle selbst, was letztendlich der Fall war als unpraktisch angesehen. Auf einer ballistischen Flugbahn stürzt der Panzer in den Pazifik oder Indischen Ozean und kollabiert in den dichten Schichten der Atmosphäre.
4. Das Orbitalfahrzeug gelangt mithilfe der Triebwerke des Lagekontrollsystems in eine erdnahe Umlaufbahn.
5. Durchführung des Orbitalflugprogramms.
6. Retrograder Impuls mit Hydrazin-Lagetriebwerken, Deorbitierung.
7. Planung in der Erdatmosphäre. Im Gegensatz zur Buran erfolgt die Landung nur manuell, sodass das Schiff nicht ohne Besatzung fliegen konnte.
8. Bei der Landung im Kosmodrom landet das Schiff mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 Kilometern pro Stunde, was viel höher ist als die Landegeschwindigkeit herkömmlicher Flugzeuge. Um den Bremsweg und die Belastung des Fahrwerks zu verkürzen, öffnen Bremsfallschirme unmittelbar nach dem Aufsetzen.
Antriebssystem. Das Heck des Shuttles kann sich gabeln und in der Endphase der Landung als Luftbremse dienen.
Trotz der äußerlichen Ähnlichkeit hat ein Raumflugzeug kaum etwas mit einem Flugzeug zu tun; es handelt sich eher um ein sehr schweres Segelflugzeug. Das Shuttle verfügt nicht über eigene Treibstoffreserven für seine Haupttriebwerke, daher funktionieren die Triebwerke nur, solange das Schiff an den orangefarbenen Treibstofftank angeschlossen ist (aus diesem Grund sind die Triebwerke auch asymmetrisch montiert). Im Weltraum und bei der Landung verwendet das Schiff nur Lagekontrollmotoren mit geringer Leistung und zwei mit Hydrazin betriebene Sustainer-Motoren (kleine Motoren an den Seiten der Hauptmotoren).
Es gab Pläne, das Space Shuttle mit Strahltriebwerken auszustatten, aber aufgrund der hohen Kosten und der geringeren Nutzlast des Schiffes durch das Gewicht von Triebwerken und Treibstoff entschied man sich, auf Strahltriebwerke zu verzichten. Die Auftriebskraft der Schiffsflügel ist gering und die Landung selbst erfolgt ausschließlich durch Nutzung der kinetischen Energie beim Verlassen der Umlaufbahn. Tatsächlich glitt das Schiff vom Orbit direkt zum Kosmodrom. Aus diesem Grund hat das Schiff nur noch einen Landeversuch; das Shuttle kann nicht mehr umdrehen und in den zweiten Kreis gelangen. Deshalb hat die NASA weltweit mehrere Ersatzlandebahnen für Shuttles gebaut.
Space Shuttle Discovery – Mannschaftsluke.
Diese Tür dient dem Ein- und Aussteigen der Besatzungsmitglieder. Die Luke ist nicht mit einer Luftschleuse ausgestattet und im Weltraum blockiert. Die Besatzung führte Weltraumspaziergänge durch und dockte über eine Luftschleuse im Frachtraum auf der „Rückseite“ des Schiffs an die Mir und die ISS an.
Versiegelter Anzug für Start und Landung des Space Shuttles.
Die ersten Testflüge der Shuttles waren mit Schleudersitzen ausgestattet, die im Notfall ein Verlassen des Schiffes ermöglichten, doch dann wurde das Katapult entfernt. Es gab auch eines der Notlandungsszenarien, bei dem die Besatzung das Schiff in der letzten Phase des Abstiegs per Fallschirm verließ. Die charakteristische orange Farbe des Anzugs wurde gewählt, um Rettungseinsätze im Falle einer Notlandung zu erleichtern. Im Gegensatz zu einem Raumanzug verfügt dieser Anzug über kein Wärmeverteilungssystem und ist nicht für Weltraumspaziergänge gedacht. Im Falle einer völligen Druckentlastung des Schiffes sind die Chancen, zumindest ein paar Stunden zu überleben, selbst mit einem Druckanzug gering.
Space Shuttle Discovery – Chassis und Keramikauskleidung von Boden und Flügel.
Raumanzug für Arbeiten im Weltraum des Space-Shuttle-Programms.
Katastrophen
Von den 5 gebauten Schiffen starben 2 zusammen mit der gesamten Besatzung.
Space Shuttle Challenger-Katastrophenmission STS-51L
Am 28. Januar 1986 explodierte das Challenger-Shuttle 73 Sekunden nach dem Start aufgrund eines O-Ring-Fehlers am Feststoffraketen-Booster. Ein Feuerstrahl schoss durch einen Riss, schmolz den Treibstofftank und verursachte eine Explosion der flüssigen Wasserstoff- und Sauerstoffreserven . Die Besatzung überlebte offenbar die Explosion selbst, die Kabine war jedoch nicht mit Fallschirmen oder anderen Fluchtmöglichkeiten ausgestattet und stürzte ins Wasser.
Nach der Challenger-Katastrophe entwickelte die NASA mehrere Verfahren zur Rettung der Besatzung bei Start und Landung, aber keines dieser Szenarien hätte die Challenger-Besatzung noch retten können, selbst wenn dies vorgesehen gewesen wäre.
Katastrophenmission des Space Shuttle Columbia STS-107
Das Wrack der Raumfähre Columbia verglüht in der Atmosphäre.
Ein Teil der thermischen Ummantelung der Flügelkante wurde beim Start zwei Wochen zuvor beschädigt, als ein Stück Isolierschaum, der den Treibstofftank bedeckte, abfiel (der Tank ist mit flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff gefüllt, sodass der Isolierschaum die Eisbildung verhindert und die Treibstoffverdunstung reduziert). ). Dieser Umstand wurde zwar zur Kenntnis genommen, ihm jedoch nicht die gebührende Bedeutung beigemessen, da die Astronauten ohnehin wenig tun konnten. Infolgedessen verlief der Flug bis zur Wiedereintrittsphase am 1. Februar 2003 normal.
Hier ist deutlich zu erkennen, dass der Hitzeschild nur den Rand des Flügels bedeckt. (Hier wurde die Columbia beschädigt.)
Unter dem Einfluss hoher Temperaturen kollabierten die thermischen Verkleidungsplatten und in einer Höhe von etwa 60 Kilometern brach Hochtemperaturplasma in die Aluminiumstrukturen des Flügels ein. Wenige Sekunden später kollabierte der Flügel mit einer Geschwindigkeit von etwa Mach 10, das Schiff verlor an Stabilität und wurde durch aerodynamische Kräfte zerstört. Bevor Discovery in der Ausstellung des Museums erschien, war am selben Ort die Enterprise (ein Trainingsshuttle, das nur atmosphärische Flüge durchführte) ausgestellt.
Die Untersuchungskommission schnitt ein Fragment des Flügels der Museumsausstellung zur Untersuchung heraus. Mit einer Spezialkanone wurden Schaumstücke entlang der Flügelkante geschossen und der Schaden beurteilt. Es war dieses Experiment, das dazu beitrug, eine eindeutige Schlussfolgerung über die Ursachen der Katastrophe zu ziehen. Auch der menschliche Faktor spielte bei der Tragödie eine große Rolle; NASA-Mitarbeiter unterschätzten den Schaden, den das Schiff während der Startphase erlitten hatte.
Eine einfache Untersuchung des Flügels im Weltraum könnte den Schaden aufdecken, aber das Kontrollzentrum gab der Besatzung keinen solchen Befehl, da sie davon ausging, dass das Problem bei der Rückkehr zur Erde gelöst werden könnte, und selbst wenn der Schaden irreversibel wäre, würde die Besatzung dies tun Ich konnte immer noch nichts tun und es hatte keinen Sinn, die Astronauten umsonst zu beunruhigen. Obwohl dies nicht der Fall war, bereitete sich das Atlantis-Shuttle auf den Start vor, der für eine Rettungsaktion genutzt werden könnte. Ein Notfallprotokoll, das bei allen weiteren Flügen übernommen wird.
Unter den Trümmern des Schiffes gelang es uns, eine Videoaufzeichnung zu finden, die die Astronauten beim Wiedereintritt aufgenommen hatten. Offiziell endet die Aufzeichnung einige Minuten vor Beginn der Katastrophe, aber ich vermute stark, dass die NASA aus ethischen Gründen beschlossen hat, die letzten Sekunden des Lebens der Astronauten nicht zu veröffentlichen. Die Besatzung wusste nichts von dem Tod, der sie bedrohte; als einer der Astronauten das Plasma sah, das vor den Fenstern des Schiffs tobte, scherzte er: „Ich möchte jetzt nicht draußen sein“, ohne zu wissen, dass das Ganze genau das ist Die Crew wartete in nur wenigen Minuten. Das Leben ist voller dunkler Ironie.
Beendigung des Programms
Logo zum Ende des Space-Shuttle-Programms (links) und Gedenkmünze (rechts). Die Münzen bestehen aus Metall, das im Rahmen der ersten Mission der Raumfähre Columbia STS-1 ins All geschickt wurde
Der Tod der Raumfähre Columbia warf ernsthafte Fragen hinsichtlich der Sicherheit der verbleibenden drei Schiffe auf, die zu diesem Zeitpunkt bereits seit über 25 Jahren in Betrieb waren. Infolgedessen begannen die Folgeflüge mit reduzierter Besatzung durchzuführen und es wurde immer ein weiteres Shuttle in Reserve bereitgehalten, das eine Rettungsaktion durchführen konnte. In Kombination mit der Verlagerung des Schwerpunkts der US-Regierung auf die kommerzielle Weltraumforschung führten diese Faktoren 2011 zum Scheitern des Programms. Der letzte Shuttle-Flug war der Start von Atlantis zur ISS am 8. Juli 2011.
Das Space-Shuttle-Programm hat enorme Beiträge zur Weltraumforschung und zur Entwicklung von Wissen und Erfahrung über den Betrieb im Orbit geleistet. Ohne das Space Shuttle wäre der Bau der ISS völlig anders und heute kaum noch abgeschlossen. Andererseits gibt es die Meinung, dass das Space-Shuttle-Programm die NASA in den letzten 35 Jahren zurückgehalten hat und hohe Kosten für die Wartung der Shuttles verursacht hat: Die Kosten für einen Flug betrugen etwa 500 Millionen Dollar, zum Vergleich: die Kosten für den Start jedes einzelnen Sojus kostete nur 75-100.
Die Schiffe verbrauchten Gelder, die für die Entwicklung interplanetarer Programme und vielversprechendere Bereiche der Erforschung und Entwicklung des Weltraums hätten verwendet werden können. Zum Beispiel der Bau eines kompakteren und günstigeren Mehrweg- oder Einwegschiffs für Missionen, bei denen das 100-Tonnen-Space-Shuttle einfach nicht benötigt wurde. Hätte die NASA das Space Shuttle aufgegeben, hätte die Entwicklung der US-Raumfahrtindustrie völlig anders verlaufen können.
Wie genau, ist jetzt schwer zu sagen, vielleicht hatte die NASA einfach keine Wahl und ohne die Shuttles hätte Amerikas zivile Weltraumforschung ganz aufhören können. Eines kann man mit Sicherheit sagen: Bis heute war und bleibt das Space Shuttle das einzige Beispiel für ein erfolgreiches wiederverwendbares Raumfahrtsystem. Obwohl die sowjetische Buran als wiederverwendbares Raumschiff gebaut wurde, flog sie nur einmal ins All, aber das ist eine ganz andere Geschichte.
Genommen von Lennikow in Virtueller Rundgang durch das Smithsonian National Aerospace Museum: Teil Zwei
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