برنامج المكوك الفضائي: ما الذي نجح وما لم ينجح
يُعرف برنامج الحكومة الأمريكية STS (نظام النقل الفضائي ، "نظام النقل الفضائي") بشكل أفضل في جميع أنحاء العالم باسم مكوك الفضاء ("مكوك الفضاء"). تم تنفيذ هذا البرنامج من قبل متخصصين في وكالة ناسا ، وكان هدفه الرئيسي هو إنشاء واستخدام مركبة فضاء للنقل مأهولة قابلة لإعادة الاستخدام مصممة لتوصيل الأشخاص والبضائع المختلفة إلى المدارات الأرضية المنخفضة والعودة. ومن هنا جاء اسم "مكوك الفضاء".
بدأ العمل في البرنامج في عام 1969 بتمويل من إدارتين حكوميتين أمريكيتين: وكالة ناسا ووزارة الدفاع. تم تنفيذ أعمال التطوير والتطوير كجزء من برنامج مشترك بين ناسا والقوات الجوية. في الوقت نفسه ، طبق المتخصصون عددًا من الحلول التقنية التي سبق اختبارها على الوحدات القمرية لبرنامج أبولو في الستينيات: تجارب مع معززات الوقود الصلب ، وأنظمة فصلها والحصول على الوقود من خزان خارجي. كان أساس نظام النقل الفضائي الذي تم إنشاؤه هو أن تكون مركبة فضائية مأهولة قابلة لإعادة الاستخدام. تضمن النظام أيضًا مجمعات دعم أرضية (مجمع اختبار التجميع وبدء الهبوط لمركز كينيدي للفضاء ، الموجود في طيران قاعدة فاندنبرغ الجوية ، فلوريدا) ، ومراقبة المهمة في هيوستن ، تكساس ، وكذلك أنظمة ترحيل البيانات والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والوسائل الأخرى.
شاركت جميع شركات الطيران الأمريكية الرائدة في العمل في إطار هذا البرنامج. كان البرنامج حقاً واسع النطاق ووطنيًا ، مع العديد من المنتجات والمعدات لمكوك الفضاء التي قدمتها أكثر من 1000 شركة من 47 دولة. فازت شركة Rockwell International بعقد بناء أول سفينة مدارية في عام 1972. بدأ بناء أول مكوكين في يونيو 1974.
وصف النظام
من الناحية الهيكلية ، تضمن نظام النقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام لمكوك الفضاء اثنين من معززات الوقود الصلب القابلة للإصلاح ، والتي كانت بمثابة المرحلة الأولى ومركبة فضائية مدارية قابلة لإعادة الاستخدام (مركبة مدارية ، مدارية) مع ثلاثة محركات أكسجين وهيدروجين ، بالإضافة إلى حجرة وقود خارجية كبيرة ، والتي شكلت المرحلة الثانية. بعد الانتهاء من برنامج رحلة الفضاء ، عادت المركبة المدارية بشكل مستقل إلى الأرض ، حيث قامت بهبوط طائرة على مدارج خاصة.
يعمل المعززان الصاروخان الصلبان لمدة دقيقتين تقريبًا بعد الإطلاق ، مما يؤدي إلى تسريع وتوجيه المركبة الفضائية. بعد ذلك ، على ارتفاع حوالي 45 كيلومترًا ، يتم فصلها ، وباستخدام نظام المظلة ، يتم رشها في المحيط. بعد الإصلاح والتزود بالوقود ، يتم استخدامها مرة أخرى.
خزان الوقود الخارجي ، الذي يحترق في الغلاف الجوي للأرض ، مملوء بالهيدروجين السائل والأكسجين (وقود المحركات الرئيسية) ، هو العنصر الوحيد المتاح في نظام الفضاء. الخزان نفسه هو أيضًا إطار لتثبيت معززات الوقود الصلب بالمركبة الفضائية. يتم التخلص منه في الرحلة بعد حوالي 8,5 دقيقة من إقلاعه على ارتفاع حوالي 113 كيلومترًا ، ويحترق معظم الخزان في الغلاف الجوي للأرض ، وتسقط الأجزاء المتبقية في المحيط.
الجزء الأكثر شهرة وتميزًا في النظام هو المركبة الفضائية التي يمكن إعادة استخدامها نفسها - المكوك ، في الواقع ، "مكوك الفضاء" نفسه ، الذي يتم إطلاقه في مدار قريب من الأرض. يعمل هذا المكوك كأرض اختبار ومنصة للبحث العلمي في الفضاء ، بالإضافة إلى كونه موطنًا لطاقم مكون من شخصين إلى سبعة أشخاص. المكوك نفسه مصنوع وفقًا لمخطط الطائرة مع وجود جناح مثلث في المخطط. للهبوط ، يستخدم معدات هبوط من نوع الطائرة. إذا تم تصميم معززات الصواريخ الصلبة لاستخدامها حتى 20 مرة ، فإن المكوك نفسه يصل إلى 100 رحلة في الفضاء.
يمكن لنظام مكوك الفضاء الأمريكي إطلاق ما يصل إلى 185 طنًا من البضائع في مدار بارتفاع 28 كيلومترًا وميل 24,4 درجة عند إطلاقه شرقًا من كيب كانافيرال (فلوريدا) و 11,3 طنًا عند إطلاقه من أراضي رحلة كينيدي الفضائية مركز في مدار بارتفاع 500 كيلومتر وميله 55 درجة. عند الإطلاق من قاعدة فاندنبرغ الجوية (كاليفورنيا ، الساحل الغربي) ، يمكن إطلاق ما يصل إلى 185 طنًا من البضائع في مدار قطبي على ارتفاع 12 كيلومترًا.
ما تم إنجازه وما تم التخطيط له يبقى حبرا على ورق
كجزء من الندوة التي خصصت لتنفيذ برنامج مكوك الفضاء ، والتي عقدت في أكتوبر 1969 ، أشار "الأب" للمكوك ، جورج مولر: "هدفنا هو تقليل تكلفة توصيل كيلوغرام من الحمولة في المدار من 2000 دولار لساتيرن 40 إلى مستوى 100-90 دولار للكيلوغرام. حتى نتمكن من فتح حقبة جديدة من استكشاف الفضاء. التحدي للأسابيع والأشهر القادمة لهذه الندوة ، ولناسا والقوات الجوية ، هو ضمان قدرتنا على تحقيق ذلك ". بشكل عام ، بالنسبة للخيارات المختلفة القائمة على مكوك الفضاء ، تم التنبؤ بتكلفة إطلاق حمولة في حدود 330 إلى 33 دولارًا لكل كيلوغرام. علاوة على ذلك ، كان يعتقد أن مكوكات الجيل الثاني ستقلل المبلغ إلى 66-XNUMX دولارًا للكيلوغرام.
في الواقع ، لم تكن هذه الأرقام قريبة من تحقيقها. علاوة على ذلك ، ووفقًا لحسابات مولر ، فإن تكلفة إطلاق المكوك كان ينبغي أن تكون 1-2,5 مليون دولار. في الواقع ، وفقًا لوكالة ناسا ، بلغ متوسط تكلفة إطلاق المكوك حوالي 450 مليون دولار. ويمكن تسمية هذا الاختلاف الكبير بالتناقض الرئيسي بين الأهداف المعلنة والواقع.
بعد الانتهاء من برنامج نظام النقل الفضائي في عام 2011 ، أصبح من الممكن بالفعل التحدث بثقة حول الأهداف التي تم تحقيقها أثناء تنفيذه والأهداف التي لم يتم تحقيقها.
الأهداف المحققة في إطار برنامج المكوك الفضائي:
1. تنفيذ تسليم مختلف أنواع البضائع إلى المدار (المراحل العليا ، الأقمار الصناعية ، أجزاء من المحطات الفضائية ، بما في ذلك محطة الفضاء الدولية).
2. إمكانية إصلاح الأقمار الصناعية الموجودة في مدار أرضي منخفض.
3. إمكانية إعادة الأقمار الصناعية إلى الأرض.
4. القدرة على الطيران مع إرسال ما يصل إلى 8 أشخاص (أثناء عملية الإنقاذ ، يمكن أن يصل الطاقم إلى 11 شخصًا).
5. التنفيذ الناجح لإمكانية إعادة استخدام الطيران والاستخدام القابل لإعادة الاستخدام للمكوك نفسه والمعززات العلوية للوقود الصلب.
6- التنفيذ العملي لتصميم جديد جذري للمركبة الفضائية.
7. إمكانية قيام السفينة بمناورات أفقية.
8. حجم كبير من مقصورة الشحن ، وإمكانية إعادة البضائع التي يصل وزنها إلى 14,4 طن إلى الأرض.
9. كانت تكلفة ووقت التطوير قادرين على الوفاء بالمواعيد النهائية التي وعد بها الرئيس الأمريكي نيكسون في عام 1971.
الأهداف التي لم تتحقق والفشل:
1. تسهيل عالي الجودة للوصول إلى الفضاء. بدلاً من تقليل تكلفة توصيل كيلوغرام من البضائع إلى المدار بمقدار أمرين من حيث الحجم ، تبين أن مكوك الفضاء هو في الواقع أحد أغلى الطرق لإيصال الأقمار الصناعية إلى مدار الأرض.
2. الإعداد السريع للمكوكات بين الرحلات الفضائية. وبدلاً من الفترة المتوقعة ، والتي قُدرت بأسبوعين بين عمليات الإطلاق ، يمكن للمكوكات أن تستعد بالفعل للإطلاق في الفضاء لعدة أشهر. قبل كارثة مكوك الفضاء تشالنجر ، كان الرقم القياسي بين الرحلات 54 يومًا ؛ بعد الكارثة ، كان 88 يومًا. على مدار فترة تشغيلها بأكملها ، تم إطلاقها بمعدل 4,5 مرة في السنة ، في حين كان الحد الأدنى المقبول لعدد عمليات الإطلاق المبررة اقتصاديًا هو 28 عملية إطلاق في السنة.
3. سهولة الصيانة. كانت الحلول التقنية التي تم اختيارها أثناء إنشاء المكوكات شاقة للغاية في الصيانة. تطلبت المحركات الرئيسية إجراءات تفكيك وأوقات خدمة طويلة. تتطلب وحدات المضخة التوربينية لمحركات النموذج الأول إصلاحها وإصلاحه بالكامل بعد كل رحلة إلى الفضاء. كانت بلاط الحماية الحرارية فريدة من نوعها - كان لكل عش بلاطه الخاص. في المجموع ، كان هناك 35 ألفًا منهم ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يتعرض البلاط للتلف أو الضياع أثناء الرحلة.
4. استبدل جميع الوسائط التي يمكن التخلص منها. لم يتم إطلاق المكوكات مطلقًا في المدارات القطبية ، والتي كانت ضرورية بشكل أساسي لنشر أقمار الاستطلاع. تم تنفيذ الأعمال التحضيرية في هذا الاتجاه ، ولكن تم تقليصها بعد كارثة تشالنجر.
5. وصول موثوق إلى الفضاء. أربع مكوكات فضائية تعني فقدان أي منها خسارة 25٪ من كل شيء سريع (لم يكن هناك دائمًا أكثر من 4 مدارات طيران ، فقد تم بناء مكوك إنديفور ليحل محل تشالنجر المتوفى). بعد الكارثة ، توقفت الرحلات الجوية لفترة طويلة ، على سبيل المثال ، بعد كارثة تشالنجر - لمدة 32 شهرًا.
6. تبين أن القدرة الاستيعابية للمكوكات تقل بمقدار 5 أطنان عن المواصفات العسكرية المطلوبة (24,4 طناً بدلاً من 30 طناً).
7. الفرص العظيمة للمناورة الأفقية لم توضع موضع التنفيذ على الإطلاق لسبب أن المكوكات لم تطير في المدارات القطبية.
8. توقفت بالفعل عودة الأقمار الصناعية من مدار الأرض في عام 1996 ، في حين تم إرجاع 5 أقمار فقط من الفضاء طوال الوقت.
9. كان الطلب على إصلاح الأقمار الصناعية منخفضًا. في المجموع ، تم إصلاح 5 أقمار صناعية ، ومع ذلك ، قامت المكوكات أيضًا بصيانة تلسكوب هابل الشهير 5 مرات.
10. أثرت الحلول الهندسية المنفذة سلبًا على موثوقية النظام بأكمله. في وقت الإقلاع والهبوط ، كانت هناك مناطق لم تترك للطاقم فرصة للهروب في حالة الطوارئ.
11- وحقيقة أن المكوك لا يمكنه سوى القيام برحلات مأهولة يعرض رواد الفضاء للخطر دون داع ، على سبيل المثال ، بالنسبة لعمليات الإطلاق الروتينية للسواتل في المدار ، فإن الأتمتة ستكون كافية.
12- وفُرض إغلاق برنامج مكوك الفضاء في عام 2011 على إلغاء برنامج "كونستليشن". تسبب هذا في فقدان الولايات المتحدة الوصول المستقل إلى الفضاء لسنوات عديدة. نتيجة لذلك ، فقدان الصورة والحاجة إلى الحصول على مقاعد لرواد الفضاء على مركبة فضائية من بلد آخر (المركبة الفضائية الروسية المأهولة سويوز).
بعض الإحصاءات
تم تصميم المكوكات للبقاء في مدار الأرض لمدة أسبوعين. عادة ما تستغرق رحلاتهم من 5 إلى 16 يومًا. سجل لأقصر رحلة في قصص ينتمي البرنامج إلى مكوك كولومبيا (توفي مع الطاقم في 1 فبراير 2003 ، الرحلة رقم 28 إلى الفضاء) ، والتي في نوفمبر 1981 أمضت يومين فقط و 2 ساعات و 6 دقيقة في الفضاء. قام المكوك نفسه بأطول رحلة في نوفمبر 13 - 1996 يومًا و 17 ساعة و 15 دقيقة.
في المجموع ، خلال فترة هذا البرنامج من 1981 إلى 2011 ، نفذت مكوكات الفضاء 135 عملية إطلاق ، منها ديسكفري - 39 ، أتلانتس - 33 ، كولومبيا - 28 ، إنديفور - 25 ، تشالنجر - 10 (توفي مع الطاقم في 28 يناير ، 1986). في المجموع ، تم بناء المكوكات الخمس المذكورة أعلاه كجزء من البرنامج الذي طار إلى الفضاء. تم بناء مكوك آخر ، إنتربرايز ، أولاً ، ولكنه كان مخصصًا في الأصل فقط للاختبارات الأرضية والجوية ، بالإضافة إلى الأعمال التحضيرية على منصات الإطلاق ؛ لم يطير مطلقًا إلى الفضاء.
تجدر الإشارة إلى أن ناسا خططت لاستخدام المكوكات بشكل أكثر نشاطًا مما حدث بالفعل. في عام 1985 ، توقع المتخصصون في وكالة الفضاء الأمريكية أنه بحلول عام 1990 ، سيتم إطلاق 24 مرة كل عام ، وسوف تطير السفن ما يصل إلى 100 رحلة إلى الفضاء ، ومن الناحية العملية ، قامت جميع الرحلات المكوكية الخمس بـ 5 رحلة فقط خلال 30 عامًا ، اثنتان منها الذي أنهى الكارثة. ينتمي الرقم القياسي لعدد الرحلات إلى الفضاء إلى مكوك ديسكفري - 135 رحلة إلى الفضاء (الأولى في 39 أغسطس 30).
تحمل المكوكات الأمريكية أيضًا أتعس سجل معادٍ بين جميع أنظمة الفضاء - من حيث عدد القتلى. تسببت كارثتان بمشاركتهم في وفاة 14 رائد فضاء أمريكي. في 28 يناير 1986 ، أثناء الإقلاع ، دمر انفجار لخزان وقود خارجي مكوك تشالنجر ، حدث هذا في الثانية 73 من الرحلة وأدى إلى وفاة جميع أفراد الطاقم السبعة ، بما في ذلك أول رائد فضاء غير محترف ، مدرس سابق Christa McAuliffe ، التي فازت في المسابقة الأمريكية الوطنية من أجل الحق في الطيران إلى الفضاء. وقع الحادث الثاني في 7 فبراير 1 ، أثناء عودة مركبة الفضاء كولومبيا من رحلتها الفضائية الثامنة والعشرين. كان سبب الكارثة هو تدمير الطبقة الخارجية للحماية من الحرارة على المستوى الأيسر من جناح المكوك ، والذي نتج عن سقوط قطعة من العزل الحراري لخزان الأكسجين عليه وقت الإطلاق. عند العودة ، تحطم المكوك في الجو ، مما أسفر عن مقتل 2003 رواد فضاء.
اكتمل برنامج نظام النقل الفضائي رسميًا في عام 2011. تم إيقاف تشغيل جميع المكوكات العاملة وإرسالها إلى المتاحف. تمت الرحلة الأخيرة في 8 يوليو 2011 ونفذتها مكوك أتلانتس مع طاقم تقلص إلى 4 أشخاص. انتهت الرحلة في وقت مبكر من صباح يوم 21 يوليو 2011. أكثر من 30 عامًا من التشغيل ، أكملت هذه المركبات الفضائية 135 رحلة ، في المجموع أكملت 21 مدارًا حول الأرض ، حيث نقلت 152 ألف طن من الحمولات المختلفة إلى الفضاء. خلال هذا الوقت ، ضمت الأطقم 1,6 شخصًا (355 رجلاً و 306 امرأة) من 49 دولة مختلفة. كان رائد الفضاء فرانكلين ستوري موسغريف هو الشخص الوحيد الذي طار جميع المكوكات الخمس التي تم بناؤها.
مصادر المعلومات:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
بناء على مواد من مصادر مفتوحة
بدأ العمل في البرنامج في عام 1969 بتمويل من إدارتين حكوميتين أمريكيتين: وكالة ناسا ووزارة الدفاع. تم تنفيذ أعمال التطوير والتطوير كجزء من برنامج مشترك بين ناسا والقوات الجوية. في الوقت نفسه ، طبق المتخصصون عددًا من الحلول التقنية التي سبق اختبارها على الوحدات القمرية لبرنامج أبولو في الستينيات: تجارب مع معززات الوقود الصلب ، وأنظمة فصلها والحصول على الوقود من خزان خارجي. كان أساس نظام النقل الفضائي الذي تم إنشاؤه هو أن تكون مركبة فضائية مأهولة قابلة لإعادة الاستخدام. تضمن النظام أيضًا مجمعات دعم أرضية (مجمع اختبار التجميع وبدء الهبوط لمركز كينيدي للفضاء ، الموجود في طيران قاعدة فاندنبرغ الجوية ، فلوريدا) ، ومراقبة المهمة في هيوستن ، تكساس ، وكذلك أنظمة ترحيل البيانات والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والوسائل الأخرى.
شاركت جميع شركات الطيران الأمريكية الرائدة في العمل في إطار هذا البرنامج. كان البرنامج حقاً واسع النطاق ووطنيًا ، مع العديد من المنتجات والمعدات لمكوك الفضاء التي قدمتها أكثر من 1000 شركة من 47 دولة. فازت شركة Rockwell International بعقد بناء أول سفينة مدارية في عام 1972. بدأ بناء أول مكوكين في يونيو 1974.
أول رحلة لمكوك الفضاء كولومبيا. خزان الوقود الخارجي (الوسط) مطلي باللون الأبيض فقط في أول رحلتين. في المستقبل ، لم يتم طلاء الخزان لتقليل وزن النظام.
وصف النظام
من الناحية الهيكلية ، تضمن نظام النقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام لمكوك الفضاء اثنين من معززات الوقود الصلب القابلة للإصلاح ، والتي كانت بمثابة المرحلة الأولى ومركبة فضائية مدارية قابلة لإعادة الاستخدام (مركبة مدارية ، مدارية) مع ثلاثة محركات أكسجين وهيدروجين ، بالإضافة إلى حجرة وقود خارجية كبيرة ، والتي شكلت المرحلة الثانية. بعد الانتهاء من برنامج رحلة الفضاء ، عادت المركبة المدارية بشكل مستقل إلى الأرض ، حيث قامت بهبوط طائرة على مدارج خاصة.
يعمل المعززان الصاروخان الصلبان لمدة دقيقتين تقريبًا بعد الإطلاق ، مما يؤدي إلى تسريع وتوجيه المركبة الفضائية. بعد ذلك ، على ارتفاع حوالي 45 كيلومترًا ، يتم فصلها ، وباستخدام نظام المظلة ، يتم رشها في المحيط. بعد الإصلاح والتزود بالوقود ، يتم استخدامها مرة أخرى.
خزان الوقود الخارجي ، الذي يحترق في الغلاف الجوي للأرض ، مملوء بالهيدروجين السائل والأكسجين (وقود المحركات الرئيسية) ، هو العنصر الوحيد المتاح في نظام الفضاء. الخزان نفسه هو أيضًا إطار لتثبيت معززات الوقود الصلب بالمركبة الفضائية. يتم التخلص منه في الرحلة بعد حوالي 8,5 دقيقة من إقلاعه على ارتفاع حوالي 113 كيلومترًا ، ويحترق معظم الخزان في الغلاف الجوي للأرض ، وتسقط الأجزاء المتبقية في المحيط.
الجزء الأكثر شهرة وتميزًا في النظام هو المركبة الفضائية التي يمكن إعادة استخدامها نفسها - المكوك ، في الواقع ، "مكوك الفضاء" نفسه ، الذي يتم إطلاقه في مدار قريب من الأرض. يعمل هذا المكوك كأرض اختبار ومنصة للبحث العلمي في الفضاء ، بالإضافة إلى كونه موطنًا لطاقم مكون من شخصين إلى سبعة أشخاص. المكوك نفسه مصنوع وفقًا لمخطط الطائرة مع وجود جناح مثلث في المخطط. للهبوط ، يستخدم معدات هبوط من نوع الطائرة. إذا تم تصميم معززات الصواريخ الصلبة لاستخدامها حتى 20 مرة ، فإن المكوك نفسه يصل إلى 100 رحلة في الفضاء.
أبعاد السفينة المدارية مقارنة بمركبة سويوز
يمكن لنظام مكوك الفضاء الأمريكي إطلاق ما يصل إلى 185 طنًا من البضائع في مدار بارتفاع 28 كيلومترًا وميل 24,4 درجة عند إطلاقه شرقًا من كيب كانافيرال (فلوريدا) و 11,3 طنًا عند إطلاقه من أراضي رحلة كينيدي الفضائية مركز في مدار بارتفاع 500 كيلومتر وميله 55 درجة. عند الإطلاق من قاعدة فاندنبرغ الجوية (كاليفورنيا ، الساحل الغربي) ، يمكن إطلاق ما يصل إلى 185 طنًا من البضائع في مدار قطبي على ارتفاع 12 كيلومترًا.
ما تم إنجازه وما تم التخطيط له يبقى حبرا على ورق
كجزء من الندوة التي خصصت لتنفيذ برنامج مكوك الفضاء ، والتي عقدت في أكتوبر 1969 ، أشار "الأب" للمكوك ، جورج مولر: "هدفنا هو تقليل تكلفة توصيل كيلوغرام من الحمولة في المدار من 2000 دولار لساتيرن 40 إلى مستوى 100-90 دولار للكيلوغرام. حتى نتمكن من فتح حقبة جديدة من استكشاف الفضاء. التحدي للأسابيع والأشهر القادمة لهذه الندوة ، ولناسا والقوات الجوية ، هو ضمان قدرتنا على تحقيق ذلك ". بشكل عام ، بالنسبة للخيارات المختلفة القائمة على مكوك الفضاء ، تم التنبؤ بتكلفة إطلاق حمولة في حدود 330 إلى 33 دولارًا لكل كيلوغرام. علاوة على ذلك ، كان يعتقد أن مكوكات الجيل الثاني ستقلل المبلغ إلى 66-XNUMX دولارًا للكيلوغرام.
في الواقع ، لم تكن هذه الأرقام قريبة من تحقيقها. علاوة على ذلك ، ووفقًا لحسابات مولر ، فإن تكلفة إطلاق المكوك كان ينبغي أن تكون 1-2,5 مليون دولار. في الواقع ، وفقًا لوكالة ناسا ، بلغ متوسط تكلفة إطلاق المكوك حوالي 450 مليون دولار. ويمكن تسمية هذا الاختلاف الكبير بالتناقض الرئيسي بين الأهداف المعلنة والواقع.
المكوك إنديفور مع منطقة شحن مفتوحة
بعد الانتهاء من برنامج نظام النقل الفضائي في عام 2011 ، أصبح من الممكن بالفعل التحدث بثقة حول الأهداف التي تم تحقيقها أثناء تنفيذه والأهداف التي لم يتم تحقيقها.
الأهداف المحققة في إطار برنامج المكوك الفضائي:
1. تنفيذ تسليم مختلف أنواع البضائع إلى المدار (المراحل العليا ، الأقمار الصناعية ، أجزاء من المحطات الفضائية ، بما في ذلك محطة الفضاء الدولية).
2. إمكانية إصلاح الأقمار الصناعية الموجودة في مدار أرضي منخفض.
3. إمكانية إعادة الأقمار الصناعية إلى الأرض.
4. القدرة على الطيران مع إرسال ما يصل إلى 8 أشخاص (أثناء عملية الإنقاذ ، يمكن أن يصل الطاقم إلى 11 شخصًا).
5. التنفيذ الناجح لإمكانية إعادة استخدام الطيران والاستخدام القابل لإعادة الاستخدام للمكوك نفسه والمعززات العلوية للوقود الصلب.
6- التنفيذ العملي لتصميم جديد جذري للمركبة الفضائية.
7. إمكانية قيام السفينة بمناورات أفقية.
8. حجم كبير من مقصورة الشحن ، وإمكانية إعادة البضائع التي يصل وزنها إلى 14,4 طن إلى الأرض.
9. كانت تكلفة ووقت التطوير قادرين على الوفاء بالمواعيد النهائية التي وعد بها الرئيس الأمريكي نيكسون في عام 1971.
الأهداف التي لم تتحقق والفشل:
1. تسهيل عالي الجودة للوصول إلى الفضاء. بدلاً من تقليل تكلفة توصيل كيلوغرام من البضائع إلى المدار بمقدار أمرين من حيث الحجم ، تبين أن مكوك الفضاء هو في الواقع أحد أغلى الطرق لإيصال الأقمار الصناعية إلى مدار الأرض.
2. الإعداد السريع للمكوكات بين الرحلات الفضائية. وبدلاً من الفترة المتوقعة ، والتي قُدرت بأسبوعين بين عمليات الإطلاق ، يمكن للمكوكات أن تستعد بالفعل للإطلاق في الفضاء لعدة أشهر. قبل كارثة مكوك الفضاء تشالنجر ، كان الرقم القياسي بين الرحلات 54 يومًا ؛ بعد الكارثة ، كان 88 يومًا. على مدار فترة تشغيلها بأكملها ، تم إطلاقها بمعدل 4,5 مرة في السنة ، في حين كان الحد الأدنى المقبول لعدد عمليات الإطلاق المبررة اقتصاديًا هو 28 عملية إطلاق في السنة.
3. سهولة الصيانة. كانت الحلول التقنية التي تم اختيارها أثناء إنشاء المكوكات شاقة للغاية في الصيانة. تطلبت المحركات الرئيسية إجراءات تفكيك وأوقات خدمة طويلة. تتطلب وحدات المضخة التوربينية لمحركات النموذج الأول إصلاحها وإصلاحه بالكامل بعد كل رحلة إلى الفضاء. كانت بلاط الحماية الحرارية فريدة من نوعها - كان لكل عش بلاطه الخاص. في المجموع ، كان هناك 35 ألفًا منهم ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يتعرض البلاط للتلف أو الضياع أثناء الرحلة.
4. استبدل جميع الوسائط التي يمكن التخلص منها. لم يتم إطلاق المكوكات مطلقًا في المدارات القطبية ، والتي كانت ضرورية بشكل أساسي لنشر أقمار الاستطلاع. تم تنفيذ الأعمال التحضيرية في هذا الاتجاه ، ولكن تم تقليصها بعد كارثة تشالنجر.
5. وصول موثوق إلى الفضاء. أربع مكوكات فضائية تعني فقدان أي منها خسارة 25٪ من كل شيء سريع (لم يكن هناك دائمًا أكثر من 4 مدارات طيران ، فقد تم بناء مكوك إنديفور ليحل محل تشالنجر المتوفى). بعد الكارثة ، توقفت الرحلات الجوية لفترة طويلة ، على سبيل المثال ، بعد كارثة تشالنجر - لمدة 32 شهرًا.
6. تبين أن القدرة الاستيعابية للمكوكات تقل بمقدار 5 أطنان عن المواصفات العسكرية المطلوبة (24,4 طناً بدلاً من 30 طناً).
7. الفرص العظيمة للمناورة الأفقية لم توضع موضع التنفيذ على الإطلاق لسبب أن المكوكات لم تطير في المدارات القطبية.
8. توقفت بالفعل عودة الأقمار الصناعية من مدار الأرض في عام 1996 ، في حين تم إرجاع 5 أقمار فقط من الفضاء طوال الوقت.
9. كان الطلب على إصلاح الأقمار الصناعية منخفضًا. في المجموع ، تم إصلاح 5 أقمار صناعية ، ومع ذلك ، قامت المكوكات أيضًا بصيانة تلسكوب هابل الشهير 5 مرات.
10. أثرت الحلول الهندسية المنفذة سلبًا على موثوقية النظام بأكمله. في وقت الإقلاع والهبوط ، كانت هناك مناطق لم تترك للطاقم فرصة للهروب في حالة الطوارئ.
11- وحقيقة أن المكوك لا يمكنه سوى القيام برحلات مأهولة يعرض رواد الفضاء للخطر دون داع ، على سبيل المثال ، بالنسبة لعمليات الإطلاق الروتينية للسواتل في المدار ، فإن الأتمتة ستكون كافية.
12- وفُرض إغلاق برنامج مكوك الفضاء في عام 2011 على إلغاء برنامج "كونستليشن". تسبب هذا في فقدان الولايات المتحدة الوصول المستقل إلى الفضاء لسنوات عديدة. نتيجة لذلك ، فقدان الصورة والحاجة إلى الحصول على مقاعد لرواد الفضاء على مركبة فضائية من بلد آخر (المركبة الفضائية الروسية المأهولة سويوز).
مناورات المكوك ديسكفري قبل الالتحام بمحطة الفضاء الدولية
بعض الإحصاءات
تم تصميم المكوكات للبقاء في مدار الأرض لمدة أسبوعين. عادة ما تستغرق رحلاتهم من 5 إلى 16 يومًا. سجل لأقصر رحلة في قصص ينتمي البرنامج إلى مكوك كولومبيا (توفي مع الطاقم في 1 فبراير 2003 ، الرحلة رقم 28 إلى الفضاء) ، والتي في نوفمبر 1981 أمضت يومين فقط و 2 ساعات و 6 دقيقة في الفضاء. قام المكوك نفسه بأطول رحلة في نوفمبر 13 - 1996 يومًا و 17 ساعة و 15 دقيقة.
في المجموع ، خلال فترة هذا البرنامج من 1981 إلى 2011 ، نفذت مكوكات الفضاء 135 عملية إطلاق ، منها ديسكفري - 39 ، أتلانتس - 33 ، كولومبيا - 28 ، إنديفور - 25 ، تشالنجر - 10 (توفي مع الطاقم في 28 يناير ، 1986). في المجموع ، تم بناء المكوكات الخمس المذكورة أعلاه كجزء من البرنامج الذي طار إلى الفضاء. تم بناء مكوك آخر ، إنتربرايز ، أولاً ، ولكنه كان مخصصًا في الأصل فقط للاختبارات الأرضية والجوية ، بالإضافة إلى الأعمال التحضيرية على منصات الإطلاق ؛ لم يطير مطلقًا إلى الفضاء.
تجدر الإشارة إلى أن ناسا خططت لاستخدام المكوكات بشكل أكثر نشاطًا مما حدث بالفعل. في عام 1985 ، توقع المتخصصون في وكالة الفضاء الأمريكية أنه بحلول عام 1990 ، سيتم إطلاق 24 مرة كل عام ، وسوف تطير السفن ما يصل إلى 100 رحلة إلى الفضاء ، ومن الناحية العملية ، قامت جميع الرحلات المكوكية الخمس بـ 5 رحلة فقط خلال 30 عامًا ، اثنتان منها الذي أنهى الكارثة. ينتمي الرقم القياسي لعدد الرحلات إلى الفضاء إلى مكوك ديسكفري - 135 رحلة إلى الفضاء (الأولى في 39 أغسطس 30).
هبوط المكوك أتلانتس
تحمل المكوكات الأمريكية أيضًا أتعس سجل معادٍ بين جميع أنظمة الفضاء - من حيث عدد القتلى. تسببت كارثتان بمشاركتهم في وفاة 14 رائد فضاء أمريكي. في 28 يناير 1986 ، أثناء الإقلاع ، دمر انفجار لخزان وقود خارجي مكوك تشالنجر ، حدث هذا في الثانية 73 من الرحلة وأدى إلى وفاة جميع أفراد الطاقم السبعة ، بما في ذلك أول رائد فضاء غير محترف ، مدرس سابق Christa McAuliffe ، التي فازت في المسابقة الأمريكية الوطنية من أجل الحق في الطيران إلى الفضاء. وقع الحادث الثاني في 7 فبراير 1 ، أثناء عودة مركبة الفضاء كولومبيا من رحلتها الفضائية الثامنة والعشرين. كان سبب الكارثة هو تدمير الطبقة الخارجية للحماية من الحرارة على المستوى الأيسر من جناح المكوك ، والذي نتج عن سقوط قطعة من العزل الحراري لخزان الأكسجين عليه وقت الإطلاق. عند العودة ، تحطم المكوك في الجو ، مما أسفر عن مقتل 2003 رواد فضاء.
اكتمل برنامج نظام النقل الفضائي رسميًا في عام 2011. تم إيقاف تشغيل جميع المكوكات العاملة وإرسالها إلى المتاحف. تمت الرحلة الأخيرة في 8 يوليو 2011 ونفذتها مكوك أتلانتس مع طاقم تقلص إلى 4 أشخاص. انتهت الرحلة في وقت مبكر من صباح يوم 21 يوليو 2011. أكثر من 30 عامًا من التشغيل ، أكملت هذه المركبات الفضائية 135 رحلة ، في المجموع أكملت 21 مدارًا حول الأرض ، حيث نقلت 152 ألف طن من الحمولات المختلفة إلى الفضاء. خلال هذا الوقت ، ضمت الأطقم 1,6 شخصًا (355 رجلاً و 306 امرأة) من 49 دولة مختلفة. كان رائد الفضاء فرانكلين ستوري موسغريف هو الشخص الوحيد الذي طار جميع المكوكات الخمس التي تم بناؤها.
مصادر المعلومات:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
بناء على مواد من مصادر مفتوحة
معلومات