Obecně o celém projektu Space Shuttle, část první

16. července 2009 v 12:51 | Tomáš Kovařík |  System
V prvním díle tohoto článku se zaměříme na počátky projektu Space Shuttle jako takového a budou zde popsána jeho původně plánovaná odvětví.
Cílem tohoto článku je podle mého mínění vyvrátit přesvědčení většiny lidí, že raketoplán je projekt, který nikdy neměl být realizován.

Jako první je třeba si ujasnit jednu asi nejdůležitější věc, která je základním kamenem tohoto článku a celé reality kolem projektu Space Shuttle: raketoplán není a nikdy, po dobu svého provozu nebude zastaralý - naopak spíše o hodně let předběhl svoji dobu.


5. ledna 1972 - tohoto dne bylo dokončeno zpracování prvních dokumentů pojednávajících o základech projektu Space Shuttle. Jeho první verze ovšem neobsahovala jen údaje o dnešním raketoplánu - byl to obrovský a ambiciózní projekt snažící se za menších výdajů financí kyvadlově dopravovat lidskou posádku společně s nákladem (nebo v některých verzích jen náklad samotný) na oběžnou dráhu Země a na Měsíc. Ovšem po několika málo týdnech, kdy manažeři NASA stihli celý projekt prostudovat a zhodnotit, zasáhla otázka financí. Celý projekt byl následkem toho přehodnocen a zbyly pouze koncepty dnešního raketoplánu. Je to sice velká škoda, ale jak později vyšlo najevo, NASA měl i s vývojem a následným provozem dnešního raketoplánu, jako jediného realizovaného celku problémy. I tak se ale odpovědným představitelům NASA projekt zalíbil a to hlavně protože podle prvních odhadů představoval velmi efektivní a hlavně levný způsob kosmické dopravy. Po usazení projektu v možných finančních mezích zahájil NASA výběrová řízení pro jednotlivé průmyslové společnosti a nakonec byly vybrány:

1. Společnost Thiokol, nyní ATK Launch Systems Group získala kontrakt na vývoj, výrobu a obsluhu pomocných vzletových stupňů SRB (Solid Rocket Booster). Tyto bloky vypadají zvenku poměrně jednoduše, ale ve skutečnosti je opak pravdou - vývoj největších a ještě k tomu znovupoužitelných raket na tuhé pohonné látky na světě trval firmě přibližně šest let. Jejich parametry jsou: délka: 45.5 metrů, průměr válce: 3,7 metrů, hmotnost bez paliva: 90 tun a hmotnost s palivem: 590 tun. Bylo provedeno celkem šest zkoušek činnosti motorů a všechny proběhly uspokojivě. V současnosti firma stále bloky SRB vyrábí a obsluhuje.

2. Společnosti Martin Marietta nyní Lockheed Martin byl přidělen kontrakt na vývoj a výrobu odhazovací nádrže nesoucí zásoby tekutého kyslíku a vodíku ET (External Tank). Je to největší část celé startovní soustavy raketoplánu. Její parametry jsou: délka: 46,9 metrů, šířka: 8,4 metrů, prázdná hmotnost: 26,559 tuny a hmotnost s pohonnými látkami: 762,126 tuny. Její vnitřek je rozdělen do dvou oddělených nádrží. Nádrž na kapalný vodík zaujímá víceméně celou spodní část skeletu, je dlouhá 29,5 metrů a vejde se do ní 1 milion 470 tisíc litrů vodíku (což je 104 tun). Nádrž na kapalný kyslík je podstatně menší - vyplňuje jen horní vejčitou část skeletu. Je dlouhá 16,6 metrů a vejde se do ní 549 tisíc litrů kyslíku (což je 626 tun).Nádrže ET se stále vyrábějí v továrně Michoud Assembly Plant v Lousianě na východním okraji New Orleans. Továrna patří NASA (spadá pod správu Marshall Space Flight Center), ale vlastní výrobu v ní provozuje firma Lockheed Martin Michoud Space Systems.

3. Společnost Rockwell International Space Transportation Systems Division, později North American Aviation,poté Rockwell International a nyní Boeing North American dostala kontrakt na výrobu orbiterů raketoplánu. To jsou asi nejsložitější zařízení, která jsou lidé schopni sestavit a používat. První úkol NASA pro Boeing byl postavit částečně funkční maketu raketoplánu, která bude schopna klouzavého letu v atmosféře nejprve bez posádky a poté s ní. Zároveň s tím dostala společnost zakázku na výrobu čtyř dalších (už "opravdových") orbiterů - Columbie, Challengeru, Discovery a Atlantisu.
Při kompletaci prvního orbiteru Columbia měl Boeing s některými částmi poměrně velké problémy. Největší byly asi s tepelnou ochranou, která je velmi křehká, složitá na manipulaci a samotné lepení na tělo orbiteru a hlavně - společnost s ní dosud neměla žádné zkušenosti (na Enterprise nebyla její "pravá" verze). Po dokončení nalepení malé části tepelné ochrany a jejímu podrobení vibračním testům se ukázalo, že dlaždice nejsou dost pevně nalepeny. Takže byly ztrhány a začalo se od znova. Pak prozměnu byly problémy s nalepováním dlaždic podle nového postupu, takže datum plánovaného dokončení stavby se muselo o několik měsíců odložit. Poté, kdy už byla míra zpoždění kvůli tepelné ochraně obrovská, bylo rozhodnuto převést rozpracovaný orbiter na Floridský mys Canaveral, kde bude lepení dlaždic dokončeno. To ovšem znamenalo nalepit na nedokončená místa provizorní tepelnou ochranu, aby nehrozilo, že bude hliníkový trup raketoplánu během letu poškozen. To si vyžádalo další zdržení.
Na Floridě byla konečně tepelná ochrana, skoro s půlročním zpožděním dolepena. První let (jeden ze čtyř zkušebních) raketoplánu Columbia do vesmíru započal 12. dubna 1981 a úspěšně skončil 14. dubna 1981. Společnost se hned po dokončení Columbie pustila do výroby dalších orbiterů, které už šly zdaleka né tak problémově. Po havárii raketoplánu Challenger při vzletu na misi STS-51-L bylo potřeba postavit nový orbiter jako náhradu. Raketoplány v té době létaly poměrně častěji než dnes, takže byl minimální počet čtyř letuschopných orbiterů nutný. Společnost tedy dostala ještě jeden a to úplně poslední úkol - postavit jeden orbiter, později pojmenovaný jako Endeavour. Po úspěšném dokončení jeho stavby a převezení na Floridu už nebyl výrobní závod na orbitery potřeba a byl zrušen. V roce 2003 havaroval raketoplán Columbia a byl stejně jako Challenger zcela zničen. NASA nezbývá nic jiného, než se třemi funkčními orbitery (Discovery, Atlantis a Endeavour) dostavět stanici ISS pokud možno do konce finančního roku 2010 (což znamená do 30.září 2010) a poté (podle doporučení prezidenta Busche) bude program Space Shuttle ukončen a Amerika začne vyvíjet nové kosmické lodě s nosnými raketami.




Ještě se ale vrátíme poněkud do počátků projektu a objasníme si, co vlastně v první podobě obsahoval.




Podle tohoto obrázku je vidět, že byl projekt až neuvěřitelně rozvinutý a počítal s absolutním využitím vyprojektovaných součástí s tím, že se některé ještě podle potřeb určitého nosiče upraví. Počítalo se s pilotovanými i nepilotovanými variantami nosičů - těch nepilotovaných bylo ale mnohem více. Vezměme si tedy všechny nosiče popořadě:

1.EDIN05: Jedná se o pilotovaný nosič používající jeden obrovský urychlovací blok na kapalné pohonné látky umístěný pod odhazovací nádrží ET. Kosmická loď byl v tomto případě "klasický" orbiter raketoplánu používající tři motory SSME. Urychlovací blok by poháněly tři nebo čtyři motory F1 (použité v raketě Saturn V, která byla i s motory vyprojektována jako součást programu Apollo) nebo tři vysoce výkonné motory, které by ale musely být nově vyvinuty.

2.Boeing SDV: Nepilotovaný nosič používající ke svému pohonu dva urychlovací bloky SRB (Solid Rocket Booster) na tuhé pohonné látky a tři motory SSME. Užitečné zatížení by bylo ukryto v aerodynamickém krytu a přichycené na odhazovací nádrži ET. Gondola s motory SSME by byla samostatně uchycena vzpěrami na nádrži ET a kontejneru s užitečným zatížením z důvodu jeho bezproblémového oddělení. Tento nosič by sloužil na vynášení poněkud menších družic, modulů, automatických sond, atd. Znovu použitelné části by byly bloky SRB, které by spadly na padácích do moře a gondola s motory SSME, která by obdobným způsobem ( za použití tepelného štítu) také dosedla na vodní hladinu.

3.Shuttle: V tomto případě se jedná o jedinou realizovanou část projektu - kosmický raketoplán se svojí klasickou startovní sestavou, nádrží ET (External Tank) a dvěma pomocnými bloky SRB (Solid Rocket Booster). Všechny tři části jsou k sobě přichyceny závěsy s výbušnými šrouby, které se elektronicky aktivují po dokončení činnosti jednotlivých částí (nejdříve cca. po dvou minutách bloky SRB a poté, po dalších necelých sedmi minutách i nádrž ET). Po dokončení mise jsou zachráněny a k dalšímu použití (po obsluze a případných opravách) připraveny bloky SRB a samotný orbiter. Nádrž ET shoří v zemské atmosféře při návratu ze suborbitální dráhy.

4.Martin SOV 1982: Nepilotovaný nosič používající dva klasické urychlovací bloky SRB a tři motory SSME. Byl by používán při vynášení větších nákladů s možností připojení posledního urychlovacího stupně. samotný stupeň s motory SSME by se po vyložení užitečného zatížení byl schopný vrátit na Zem. Tento nosič si je sestavením velmi podobný s nosičem Shuttle C (viz. níže).

5.Martin LRB 1982: Pilotovaný nosič, kde je kosmická loď dnešní orbiter. Místo dvou urychlovacích bloků SRB by používal dva o něco větší bloky LRB (Liquid Rocket Booster) na kapalné pohonné látky. Tři motory SSME by zůstaly nezměněny. Nosnost orbiteru by použitím bloků LRB zvýšila až na 38 tun užitečného zatížení. Každý blok LRB by měl tři motory spalující kapalný kyslík a kerosen.

6.Shuttle FW SRM: Další upravená verze pilotovaného nosiče. V této verzi ale nejvíce změn postihlo samotný orbiter. Ten by v této kategorii měl mít většinu pláště vyrobenou z pevných a velmi lehkých kompozitů, vylepšené motory SSME vážící 3770 kg (jeden) oproti těm starým, které měly 4688 kg (toto vylepšení motorů bylo aplikováno do reality a tyto nové motory se v raketoplánu stále používají). Dále měl mít orbiter všechna zařízení, která se ovládají hydraulicky (třemi poměrně rozměrnými a těžkými turbočerpadly APU - Auxiliary Power Unit) ovládána o hodně lehčími servomotory a mnoho dalších vylepšení. Celková hmotnost orbiteru by všemi těmito úpravami poklesla až o 16%.

7.Shuttle ASRM: Tato verze pilotovaného kosmického raketoplánu by používala upravené pomocné vzletové bloky ASRM (Advanced Solid Rocket Motor). Ty by opět umožňovaly vynést na oběžnou dráhu o něco těžší náklady. Konečná efektivita tohoto upravení by byla ale spíše menší než u verze s bloky na kapalné pohonné látky, protože by zaprvé nedávala tolik výkonu a za druhé by byla náročnější na obsluhu. Klasické neupravené bloky SRB na tuhé pohonné látky se při startech raketoplánů stále používají a ze zatím provedených 119-ti letů zradily jen jednou, při letu raketoplánu Challenger STS-51-L. Od té doby byly modernizovány a bez problémů slouží a budou sloužit při dalších startech.

8.Shuttle C: Nepilotovaný dopravní nosič používající k vzletu dva klasické bloky SRB a dva motory SSME (existovaly ale i návrhy, kde by nosič měl tři nebo maximálně čtyři motory SSME pro zvýšení nosnosti). Vlastní kosmická loď by měla dva motory OMS, které by ho společně s nákladem dostaly až na orbitální dráhu. Tam by bylo užitečné zatížení vyloženo a kosmická loď by se vrátila do atmosféry stejně jako kabina Sojuz - po zbrzdění o atmosféru by byly v určité vzdálenosti vystřeleny brzdící padáky a loď by bezpečně přistála na Zemském povrchu. Kosmická loď by v tomto případě byla víceméně jen neokřídlený orbiter zbavený zařízení zabezpečujících život posádky, atd. Jeho nákladový prostor by byl 4,6 metrů široký a 24,7 metrů dlouhý a jeho nosnost by tedy byla asi 45 tun na nízkou oběžnou dráhu kolem Země.

9.Shuttle C Block II: Jak již název napovídá, jedná se o koncept odvozený z nosiče Shuttle C. Tento nosič by používal vzletové bloky ASRM a dva motory SSME. Nákladový prostor kosmické lodi by byl 10 metrů široký a 30 metrů dlouhý - oproti Shuttle C tedy obrovský rozdíl. Rozměry tohoto nákladového prostoru a síla motorů ASRM by umožňovaly uložit a dopravit na nízkou oběžnou dráhu kolem Země užitečné zatížení těžké až 50 tun.

10.Shuttle Z: Další odvozenina z konceptu Shuttle C. Ovšem kosmická loď tohoto nosiče je větší než celá nádrž ET. Nepoužívala by žádné zdokonalené vzletové bloky. K těm obyčejným by se ale přidaly hned čtyři motory SSME. Pokud mají tři motory SSME při plném tahu výkon 37 milionů koňských sil, tak čtyři by měly výkon celých 49,33 milionů HP. To by tedy kosmické lodi, která by v tomto případě vážila 95,3 tuny poskytovalo dostatečný tah k dostání se na suborbitální dráhu. Tam by bylo užitečné zatížení vyloženo a s použitím urychlovací rakety by se dostalo až na operační dráhu. Náklad by v tomto případě mohl mít až 87,5 tuny. Kosmická loď by se dostala na Zem stejně jako u Shuttle C.

11.Heavy Lift Carrier 2008: Čtvrtý a poslední odvozený koncept od Shuttle C. Ke vzletu by byly použity upravené bloky SRB (bylo by jim přidáno několik segmentů s palivem, takže by dosahovaly většího tahu) a dva motory SSME. Nákladový prostor kosmické lodi by byl 6,5 metrů široký a 25 metrů dlouhý. Maximální hmotnost užitečného zatížení by byla 73 tun.

12:SRB CEV: Toto je první koncept postrádající klasické rysy všech výše jmenovaných odvětví projektu Space Shuttle. Tato raketa si je celým způsobem zpracování velmi podobná s níže jmenovaným nosičem CLV (Crew Launch Vehicle). Třetí stupeň této rakety již představuje užitečné zatížení s nějakým urychlovacím stupněm, který ho dopraví na oběžnou dráhu odpovídající jeho požadované činnosti. Koncept této rakety vznikl až v roce 2004 - později byl ale spolu s Heavy Lift Carrier 2015 (viz. níže) zrušen, protože byly vyvinuty dvě velmi podobné rakety, které ovšem budou sloužit k úplně jiným účelům. Nové čistě nákladní rakety již zkrátka nejsou potřeba.

13:Heavy Lift Carrier 2015: Tento obrovský nákladní nosič je jeden ze dvou "novodobých" konceptů spadajících do projektu Space Shuttle. Jeho zpracování bylo dokončeno v roce 2004 stejně jako u předchozího konceptu. Je víceméně stejný s níže jmenovaným cargo LV. Tato část projektu byla ovšem zrušena - v činnostech, které by raketa umožňovala nebyla ani jedna, která by byla potřeba.

14:CLV: Nynější název tohoto nosiče je Ares I. Jedná se o jednoduchou pilotovanou raketu jejíž zpracování se koncepčně vrací do 80. let - dá se tedy laicky říct, že je to "klasická raketa". Některé jeho součásti plynou z ozkoušených částí dnes používaného raketoplánu. První stupeň rakety bude víceméně jen upravený blok SRB (bude to poprvé, kdy bude u prvního stupně pilotované rakety použit motor výhradně na tuhé pohonné látky). Druhý stupeň už bude úplně nový - bude poháněn jedním motorem J-2X na kapalné pohonné látky (kapalný kyslík a kapalný vodík).
První vývojový stupeň tohoto motoru byl již v kosmonautice používán pod názvem J-2 v druhém stupni měsíční rakety Saturn V - tento motor je tedy jen vylepšením starého konceptu. Třetí nosný stupeň již tato raketa nemá - už následuje jen kosmická loď Orion s maximálně čtyřčlennou posádkou. Tato raketa bude použita výhradně k vynášení kosmické lodi Orion, která bude sloužit k výměnám stálé posádky na Mezinárodní vesmírné stanici, později, pokud bude vyvinuta nákladní verze této lodi, tak bude na stanici dovážet i náklad. Dále bude používána pro pilotované mise na Měsíc společně s měsíčním přistávacím modulem (viz. níže) a v budoucnosti možná i dále, ovšem to už je moc daleko na to, aby jsme to v této chvíli mohli usoudit. První zkušební start Ares I je v současnosti plánován na rok 2009.

To je prozatím vše. Na pokračování se můžete těšit v druhém díle tohoto článku.

 

2 lidé ohodnotili tento článek.

Komentáře

1 Quiller Quiller | 16. října 2012 v 15:17 | Reagovat

Citace z článku: raketoplán není a nikdy, po dobu svého provozu nebude zastaralý - naopak spíše o hodně let předběhl svoji dobu.
A v tom se právě skrývaly jeho největší slabiny, které nakonec vedly k NEPOKRAČOVÁNÍ této koncepce pilotované kosmické technologie a do slepé uličky. Návrat ke klasické koncepci.(víceméně jednorázové použití kosmického nosiče)  Byl vyvíjen na samé hranici tehdejších techologických a vědecko technických možností ( a někdy i za nimi)Zklamáním byla pak jeho největší přednost - vícenásobná použitelnost a zlevnění vynášených užitečných nákladů. Ty se neúměrně prodražily časovou a finanční náročností při revizi mnohonásobně použitých částí, neboť spolehlivost vyvinuté kosmické technologie po návratu z kosmu byla na nízké úrovni a vše muselo procházet velmi pečlivými revizemi a výměnami, aby se dosáhlo přijatelné bezpečnosti.

2 unique vintage dresses unique vintage dresses | E-mail | Web | 11. ledna 2013 v 11:01 | Reagovat

I found your blog web site on google and verify a number of of your early posts. Proceed to maintain up the very good operate. I simply additional up your RSS feed to my MSN Information Reader. Searching for forward to studying extra from you later on!
http://www.isdress.org

3 renamed renamed | Web | 7. září 2016 v 20:24 | Reagovat

půjčka na ruku frýdek místek :-!

4 feisal feisal | Web | 8. září 2016 v 23:23 | Reagovat

online pujcky nové strašecí 8-O

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama