|
|
Wahadłowiec
Co to jest wahadłowiec?
Wahadłowce są to pierwsze pojazdy wielokrotnego użytku służące do opuszczania naszej planety. Nazywane są też samolotami kosmicznymi lub promami.
Pierwsze prace nad zbudowaniem pojazdu mogącego wznieś się w przestrzeń kosmiczną, a następnie z niej powrócić rozpoczeli Amerykanie. Już w latach czterdziestych prowadzono tam badnia nad samolotami rakietowymi (m.in. wznoszono je na duże wysokości przez inne samoloty). Dzięki zdobytym doświadczenią we wrześniu 1976 powstał pojazd OV-101 Enterprise. Został on wykorzystany do lotów próbnych i nigdy nie opuścił atmosfery ziemskiej. Przeprowadzano dzięki niemu doświadczenie mające na celu sprawdzenie czy sam orbiter może wylądować na Ziemi (umieszczono OV-101 Enterprise na grzbiecie boeinga 747-SCA, który 12 sierpnia 1977 uniósł się na wysokość 6955 metrów; następnie przy predkości ok. 500 km/h nastąpiło rozłączenie i orbiter wylądował na pasie lotniska Edwards). Dzięki pomyślnym wyniką z Enterprise rozpoczęto prace nad budową kompletnego wahadłowca.
OV-102, a póżniej nazwany Columbia był pierwszym promem kosmicznym, który w misji STS- 1 12. kwietnia 1981 opuścił atmosferę ziemska osiągając orbitę okołoziemską. Na pokładzie znajdowali się kosmonauci John Young i Robert Crippen
Budowa wahadłowca.
Prom kosmiczny jest bardzo wielofunkcyjnym i skomplikowanym pojazdem. Składa się z trzech głównych części: orbitera, zbiornika na paliwo ciekłe oraz dwóch rakiet wspomagających.
Rakieta wspomagająca
Rakiety wspomagające
Element składowy: SRB
Długość całkowita: 45,5 metra
Średnica: 3,7 metra
Ciężar: 586,5 ton przy starcie
Siła ciągu: 1,5 tony przy starcie
Materiały pędne: Paliwo sproszkowane aluminium
Utleniacz nadchloran amonowy
Rakieta wspomagająca zbudowana jest z 11 stalowych segmentów (grubości 1,27 cm) połączonych razem. Posiada kołpak z przodu zawierający spadochrony oraz osłonę z tyłu. Każda rakieta wspomagająca wyposażona jest w jeden spadochronik wyciągający, jeden spadochron hamujący i trzy spadochrony główne (średnica spadochronu głównego wynosi 35 metrów). Rakieta wyposażona jest także w dwie grupy rozdzielających silników rakietowych (ciąg tych silników wynosi 9 830 kg) . Umieszczone są one w nosie oraz osłonie. Wykorzystywane są do odsuwania rakiet po odłączeniu od zbiornika na paliwo ciekłe.
Rakiety wspomagające zapewniają promowi kosmicznemu ponad 70% siły ciągu przy starcie. Po dwóch minutach od startu rakiety są odłączane od wahadłowca i na spadochronach spadają do wody, gdzie są wyławiane i po remoncie służą w dalszych misjach promów.
Zbiornik na paliwo ciekłe
Element składowy: ET
Długość całkowita: 47 metrów
Średnica: 8,4 metra
Ciężar: 756 ton
Pojemność i waga: Zbiornik na ciekły wodór 1 450 000 litrów 103 tony
Zbiornik na ciekły tlen 541 500 litrów 617 ton
Zbiornik zewnętrzny zbudowany jest ze stopów aluminium. Zawiera zbiornik na tlen z przodu oraz zbiornik na wodór z tyłu. Oba zbiorniki są ze sobą połączone. Aby zapobiegać gwałtownym ruchom cieczy w zbiorniku z tlenem posiada on w środku przegrody. Do zbiornika przyczepiane są dwie rakiety na stały materiał pędny dzieki specjalnym punktom (po czery na dwóch stronach zbiornika). Na wierzchołku umieszczone są jeszcze trzy takie punkty służące do umocowania członu orbitalnego. Paliwo biegnie do orbitera dzięki rurom łączącym zbiornik z członem orbitalnym. Znajdują one się w dwóch punktach z tyłu zbiornika.
Zbiornik pokryty jest pianką poliuretanową o grubości 2,5 cm w kolorze pomarańczowo-brązowym, zapewniającą odpowiednią izolację materiałą pędnym w zbiorniku (materiały pędne mają temperaturę dochodzącą do -253oC). Zbiornik stanowi szkilet konstrukcji wahadłowca i jest jego największym elementem. Zbiornik jako jedyna część wahadłowca nie jest wykorzystywana powtórnie. Po około 8,5 minuty od startu jest odrzucany od wahadłowca po czym rozpada się w atmosferze, a jego części wpadają do Oceanu Indyjskiego lub Spokojnego.
Orbiter
Orbiter jest główną częścią wahadłowca. Ma ponad 37 metrów długości i 8,7 metra wysokości. Rozpiętość skrzydeł wynosi 23,79 metra. Kabina dla astronautów znajduje się w przedniej części orbitera. Utrzymywana jest w niej sztuczna atmosfera i temperatura w przedziale 18-27oC w zależności od potrzeb. Kabina została podzielona na dwa pokłady. Na pierwszym pilotażowym astronauci mogą sterować promem. Na drugim znajdują się m.in. łóżka, kuchnia, toaleta.
W środkowej części orbitera znajduje się ładownia. Jej wymiary wynoszą 18 na 4,5 metra. Posiada ona także wysięgnik o długości 15 metrów ułatwiający pracę astronautom i śluzę powietrzną dzięki, której można np. umieszczać satelity na orbitach. Otwiera się dzięki półkolistym klapom na boki odsłaniając przy tym ładownię.
Prom posiada także specjalną osłonę termiczną umożliwiającą mu wejście w atmosferę. Składa ona się z trzech części izolacyjnych. Najważniejszą z nich są specjalne płytki krzemowe, które bardzo szybko tracą temperaturę osiągniętą przy wchodzeniu w atmosferę. Pokrywają one około 70% powierzchni orbitera.
Orbiter posiada trzy silniki główne stanowiące podstawowy napęd przy starcie . Dodatkowo posiada dwa silnki manewrowe oraz układ kilkudziesięciu rakietowych silniczków korekcyjnych umożliwiających sterowanie promem na orbicie.
Przy lądowaniu na Ziemi orbiter zachowuje się jak gigantyczny szybowiec. Do lądowania potrzebuje pasa o długości około 4,5 kilometra więc w razie sytuacji awaryjnej może go przjąć częśc lotnisk cywilnych lub wojskowych.
Wykorzystanie wahadłowców
Wahadłowiec zmniejsza koszty lotów na orbitę, a co za tym idzie także koszt wyniesienia ładunku. Dzięki ładowni oraz specjalnemu ruchomemu wysięgnikowi wynoszenie i umieszczanie satelitów na orbicie jest o wiele łatwiejsze. Wahadlowce służą także do naprawiania lub przywiezienia na Ziemię wcześniej schwytanego satelity albo innego urządzenia na orbicie okołoziemskiej. Podczs budowy stacji kosmicznych mogą one wynosic na orbitę podczebne moduły do ich budowy. W labolatoriach Spacelab umieszczanych w ładowni wahadłowca naukowcy w stanie nieważkości przeprowadzają badania z różnych dziedzin nauki. Podczas startu promu kosmicznego występuje stosunkowo niewielkie przeiążenia, więc na orbitę zabierane są także różne zwierzęta w celach naukowych.
Wahadłowce
Liderem w pracach nad wahadłowcami są Stany Zjednoczone. Po sukcesie pionierskiego lotu Columbii w 1981 roku rozpoczętą prace nad budową innych modeli promów kosmicznych i tak powstał wahadłowiec Challenger (1983), Discovery (1984), Atlantis (1985) i póżniej Endeavour (1991). W Związku Radzieckim powstał wahadłowiec Buran, który odbył swój pierwszy bezzałogowy lot w 1988 roku.
|
