YaChudo

Орбітер

Переглядів: 0. Оновлено 10.10.2026.

Орбітер
Зображення
ВласникНаціональне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору Редагувати інформацію у Вікіданих
Країна походження США Редагувати інформацію у Вікіданих
Тривалість115 263 404 s[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
Дистанція872 906 380 км[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
Ракета-носійкосмічний човник Редагувати інформацію у Вікіданих
ОператорНаціональне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору Редагувати інформацію у Вікіданих
Кількість орбітальних витків21 152[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
ВиробникRockwell International[2] Редагувати інформацію у Вікіданих
Місце створенняAir Force Plant 42d[2] Редагувати інформацію у Вікіданих
Розмах крил23,79 м[3] Редагувати інформацію у Вікіданих
Усього вироблено6[4] Редагувати інформацію у Вікіданих
Довжина або відстань37,24 м[3] Редагувати інформацію у Вікіданих
Висота17,25 м[3] Редагувати інформацію у Вікіданих
Маса74 844 кг[3] Редагувати інформацію у Вікіданих
CMNS: Орбітер у Вікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

О́рбітер, Орбіта́льний апара́т, або «Спейс Шаттл» — компонент космічного літака «Спейс Шаттл», частково багаторазової системи орбітального космічного корабля, яка була частиною припиненої програми «Спейс Шаттл». Активний від 1977 до 2011 року під орудою космічного агентства США NASA[5], цей транспортний засіб міг перевозити астронавтів і корисний вантаж на низьку навколоземну орбіту, виконувати операції в космосі, а потім знову входити в атмосферу і приземлятися як планер, повертаючи екіпаж і будь-який корисний бортовий вантаж на Землю.

Збудовано шість орбітальних апаратів: «Ентерпрайз», «Колумбія», «Челленджер», «Діскавері», «Атлантіс» і «Індевор». Усі вони були збудовані в Палмдейлі, штат Каліфорнія, компанією Rockwell International з Піттсбурга, штат Пенсільванія. Перший орбітальний корабель Enterprise здійснив перший політ у 1977 році. Безмоторний планер перевозився модифікованим авіалайнером Boeing 747 під назвою Shuttle Carrier Aircraft і був випущений для серії випробувальних польотів і посадок в атмосфері. Enterprise був частково розібраний і знятий з експлуатації після завершення критичних випробувань. Решта орбітальних апаратів були цілком готовими космічними кораблями й були запущені вертикально як частина стека космічних човників.

Колумбія була першим орбітальним апаратом, здатним на політ у космос; вона здійснила перший політ у 1981 році. У 1983, 1984 і 1985 роках вийшли відповідно Challenger, Discovery й Atlantis. У 1986 році Челленджер був знищений унаслідок аварії незабаром після свого 10-го запуску. Endeavour був побудований як заміна шатла Challenger і вперше був запущений у 1992 році. У 2003 році «Колумбія» була знищена під час входу в атмосферу, пілся чого залишилося лише три орбітальні апарати. «Діскавері» завершив свій останній політ 9 березня 2011 року, а «Індевор» завершив свій останній політ 1 червня 2011 року. 21 липня 2011 року Atlantis здійснив останній політ шаттла STS-135.

Окрім екіпажу й корисного навантаження, багаторазовий орбітальний корабель містив більшу частину рідинної ракетної системи Space Shuttle System, однак і рідке водневе паливо, і рідкий кисневий окислювач для трьох основних ракетних двигунів подавалися з зовнішнього бака кріогенного палива. Крім того, два багаторазові твердопаливні ракетні прискорювачі (SRB) забезпечували додаткову тягу приблизно протягом перших двох хвилин. Самі орбітальні кораблі мали гіперголічне паливо для двигунів реактивної системи керування (RCS) і двигунів системи орбітального маневрування (OMS).

Опис

Приблизно завбільшки з McDonnell Douglas DC-9[6], орбітальний корабель «Спейс Шаттл» своєю конструкцією нагадував літак зі стандартним фюзеляжем і двома подвійно дельтоподібними крилами зі стрілоподібністю 81° у внутрішньому передньому краї і 45° у зовнішньому передньому краї. Вертикальний стабілізатор орбітального апарата мав передній край, відхилений назад під кутом 45°. Було чотири елевони, встановлені на задніх краях дельтоподібних крил, а комбінація керма і гальма швидкості була прикріплена до задньої кромки вертикального стабілізатора. Вони, а також рухомий фюзеляжний закрилок, розташований під головними двигунами, керували орбітальним апаратом на пізніх етапах входження в атмосферу.

Головним підрядником орбітального апарата була компанія Rockwell International, яка будувала герметичну кабіну, термічний захист, передню систему контролю положення, а також передню й задню частини фюзеляжу на заводі в Давні, штат Каліфорнія, двері вантажного відділення на заводі в Талсі, штат Оклагома, а фюзеляжний закрилок на заводі в Коламбусі, Штат Огайо. Серед субпідрядників були компанії Convair у Сан-Дієго, яка виготовляла середню частину фюзеляжу, Fairchild Aircraft у Фармінгдейлі, штат Нью-Йорк, яка виготовляла вертикальний стабілізатор, Grumman у Бетпейджі, штат Нью-Йорк, яка виготовляла крила,[7][8] Marquardt Corporation у Ван-Найзі, штат Каліфорнія, яка виготовляла систему контролю положення,[9] Aerojet у Ранчо-Кордова, штат Каліфорнія, яка виготовляла системи виходу на орбіту й деорбітації, McDonnell Douglas, що виготовляла оточуючі капсули, а також Rocketdyne у Каноґа-Парк, Лос-Анджелес, що виготовляла двигуни запуску й підйому.[8][10] 12 000 співробітників компанії Rockwell працювало на будуванні орбітерів у Давні на піку програми.[11] Підсумкове збирання відбувалося на заводі № 42 ВПС США близько Палмдейла, штат Каліфорнія.[7]

Реактивна система керування

Сопла двигунів РСК у носовій частині Діскавері

Реактивна система керування (RCS) складалася з 44 невеликих ракетних двигунів на рідкому паливі і їхньої дуже складної дротової системи керування польотом, яка використовувала цифрову фільтрацію Калмана, що потребує інтенсивних обчислень. Ця система керування виконувала звичайне керування положенням уздовж осей тангажу, крену й повороту під час усіх етапів польоту: запуску, виходу на орбіту і входу в атмосферу. Ця система також виконувала будь-які необхідні орбітальні маневри, включаючи всі зміни висоти орбіти, орбітальної площини й ексцентриситету. Усі ці операції вимагали більше поштовху й імпульсу, ніж простий контроль позиції.

Передні ракети реактивної системи керування, розташовані поблизу носа орбітера Space Shuttle, включали 14 первинних і два маневрові ракетні двигуни. Задні двигуни реактивної системи керування розташовані у двох модулях системи орбітального маневрування позаду орбітера; у кожному модулі по 12 первинних і два маневрові двигуни. Система первинних двигунів забезпечувала наведення орбітера, а маневрова слугувала для точного маневрування під час маневрів зближення, стикування й відстикування від МКС. Реактивна система керування також контролювала положення орбітера під час більшої частини повернення в земну атмосферу — поки щільність повітря ставала достатньо висока для того, щоб кермо напрямку, елевони й корпусний закрилок починали діяти.[12]

Гермокабіна

Скляна кабіна космічного човника (імітація, складене зображення)
Вікно на кормовій палубі Індевор

Польотна кабіна або кабіна орбітального літака спочатку мала 2214 елементів керування й дисплеїв, приблизно в три рази більше, ніж у командному модулі Apollo[6]. Кабіна екіпажу складалася з польотної палуби, середньої палуби й підсобної зони. Найвищою з них була пілотна кабіна, в якій сиділи командир і пілот космічного човника, а за ними сиділи до двох спеціалістів місії. Середня палуба, яка розташовувалася нижче від екіпажу, мала ще три місця для решти членів екіпажу.

Камбуз, туалет, місця для сну, шафи для зберігання й бічний люк для входу й виходу з орбітального корабля, а також шлюз розташовувалися на середній палубі. Шлюз мав додатковий люк у відсік корисного вантажу. Цей повітряний шлюз дозволяв двом або трьом астронавтам, одягненим у скафандр позакорабельної мобільності (EMU), скинути тиск перед виходом у відкритий космос (EVA), а також повторно набрати тиск і знову ввійти в орбітальний апарат по завершенні виходу в космос.

Підсобна зона була розташована під підлогою середньої палуби і містила резервуари для повітря й води на додаток до системи фільтрації вуглекислого газу.

Силова установка

Головні двигуни Атлантіса під час запуску

Три головні двигуни космічного човника (SSMEs) були встановлені на задній частині фюзеляжу орбітального корабля у вигляді рівностороннього трикутника. Ці три двигуни на рідкому паливі можна було повертати на 10,5° вертикально і на 8,5° горизонтально під час підйому орбітального апарата з ракетою, щоб змінити напрямок їхньої тяги. Таким чином вони керували всім космічним човником, а також забезпечували ракетну тягу до орбіти. У кормовій частині фюзеляжу також розташовувалися три допоміжні силові установки (ДСУ). ДСУ хімічно перетворювали гідразинове паливо з рідкого стану в газоподібний, приводячи в дію гідравлічний насос, який забезпечував тиск для всієї гідравлічної системи, включаючи гідравлічну підсистему, що направляла три основні рідинні ракетні двигуни, під комп'ютеризованим керуванням польотом. Створений гідравлічний тиск також використовувався для керування всіма керувальними поверхнями орбітального апарата (елевонами, кермом, гальмом швидкості тощо), для розгортання шасі орбітального апарата і для втягування з'єднувальних дверей пуповинного шланга, розташованих біля задніх шасі, через який водень і кисень подавалися в головні двигуни орбітального корабля з зовнішнього бака.

Тепловий захист

Система теплового захисту Discovery

Орбітальні апарати були захищені матеріалами системи теплового захисту (TPS), розробленими Rockwell Space Systems, усередині й зовні, від зовнішньої поверхні орбітального апарата до відсіку корисного вантажу[13]. TPS захищав його від холоду −121 °C (−186 °F) у космосі до 1 649 °C (3 000 °F), температури під час входження в атмосферу. Нижні, чорні черепичні матеріали складалися здебільшого з повітря, що утримувалося в майже чистих кремнеземних волокнах, що робило його ефективним у вогнетривкій ізоляції, яка поглинала й перенаправляла тепло назад у повітря і була покрита боридами кремнію і боросилікатним склом. Верхні білі матеріали були виготовлені з бета-тканини — сплетених кремнеземних волокон, покритих тефлоном[14][15].

Шасі

Шасі «Атлантіса» випускається після повернення місії STS-122.

Орбітальний корабель «Спейс Шаттл» мав три набори шасі, які виходили вниз через двері в тепловому екрані. З міркувань економії ваги шасі не можна було втягнути після випущення. Оскільки будь-який передчасний випуск шасі був би, дуже ймовірно, катастрофічним (оскільки воно випускалося через шари теплозахисного екрана), шасі можна було випустити лише руками, а не за допомогою жодної автоматичної системи.

Маркування і знаки розрізнення

Орбітальний корабель «Спейс Шаттл» посідає друге місце серед перших у світі космічних літаків. Йому передує лише північноамериканський X-15, а за ним ідуть «Буран», «SpaceShipOne» і «Boeing X-37».
Шатл «Ентерпрайз» демонструє маркування орбітального апарата.

На орбітальному кораблі «Спейс Шаттл» використовувався шрифт Helvetica[16].

Прототип орбітального корабля «Ентерпрайз» спочатку мав прапор Сполучених Штатів на верхній поверхні лівого крила й літери «USA» чорного кольору на правому крилі. Назва «Enterprise» чорним кольором була нанесена на двері відсіку корисного вантажу трохи вище від передньої петлі й позаду модуля екіпажу; на кормовій частині дверей відсіку корисного вантажу містився логотип NASA сірого кольору. Під задньою частиною дверей відсіку корисного вантажу збоку фюзеляжу трохи вище від крила був текст «United States» чорного кольору з прапором Сполучених Штатів попереду.

Флот

Профілі запуску шатла. Зліва направо: Колумбія, Челленджер, Діскавері, Атлантіс і Індевор.

Окремі орбітальні апарати Space Shuttle були названі на честь старовинних вітрильних кораблів військово-морських сил світу (хоча назву випробувального орбітального корабля «Ентерпрайз», який спочатку мав назву «Конституція», змінено на честь зорельота Star Trek, названого на честь серії кораблів американських ВМС), і вони також були пронумеровані за допомогою системи позначення орбітальних апаратів NASA. Три назви також були надані космічним кораблям «Аполлон» між 1969 і 1972 роками: «Аполлон-11» — командний модуль «Колумбія», «Аполлон-15» — командний модуль «Індевор» і «Аполлон-17» — місячний модуль «Челленджер».

Позначення орбітального корабля

Кожне позначення NASA Спейс Шаттл складалося з префікса і суфікса, розділених тире. Префікс для оперативних шатлів — OV, для Orbiter Vehicle. Суфікс складається з двох частин: серії і номера корабля; «0» використовувався для орбітальних апаратів, неготових до польоту, а «1» використовувався для орбітальних апаратів, готових до польоту. Номер корабля присвоюється послідовно всередині серії починаючи з 1. Таким чином, ніколи не може бути OV-100, оскільки він читатиметься як «Orbiter Vehicle Series 1 Vehicle 0». У багатьох пропозиціях щодо створення другого покоління орбітальних апаратів, зовні сумісних з поточною системою, але внутрішньо нових, вони називаються «OV-200» або «OV-2xx», щоб відрізнити їх від «першого покоління» — OV-100. Ця термінологія неофіційна, і малоймовірно, що будь-який транспортний засіб, побудований на базі Shuttle, отримає таке позначення. Спочатку «Челленджер» передбачалося використовувати як структурно-випробувальну одиницю (STA), а не як орбітальний апарат; як така, нумерація була змінена під час його перебудови. З другого боку, «Ентерпрайз» планувалося перебудувати в орбітальний апарат; виявилося, що перебудувати STA-099 дешевше, ніж OV-101, тому цього не сталося. Позначення не були змінені, незважаючи на ці зміни в планах. Позначення «OV-106» було дано набору структурних компонентів, виготовлених для заміни тих, що використовувалися в будуванні Endeavour ; однак незабаром після цього контракт на них скасовано, і вони так і не були завершені[17]. Позначення «096» і «097» були надані одиницям для структурних випробувань, які були скасовані, і, хоча вони існують у деяких записах NASA, Офіс історії NASA не має офіційних записів про STA-096 і STA-097[18].

Орбітальні апарати Тестові одиниці
Позначення Корабель Позначення Корабель
OV-099 [a] Челленджер OV-095 Макет лабораторії авіоніки Shuttle Integration Laboratory (SAIL).
OV-101 Ентерпрайз СТА-096 ECLSS Structural Test Стаття
OV-102 Колумбія СТА-097 Одиниця для віброакустичних структурних випробувань
OV-103 Діскавері OV-098 [b] Слідознавець
OV-104 Атлантіс MPTA-098 Основна одиниця для випробування силової установки
OV-105 Індевор
  1. ↑ Раніше був відомий як STA-099.
  2. ↑ Почесне найменування заднім числом

Оперативні орбітери

Оперативні орбітальні апарати
Ім'я Зображення OVD Перший політ Кількість рейсів Останній рейс Статус[19] посилання
Атлантіс
ОВ-104 STS-51-J
3–7 жовтня 1985 р 		33 STS-135
8–21 липня 2011 р 		[20]
Челленджер
ОВ-099 СТС-6
4–9 квітня 1983 р 		10 СТС-51-Л
28 січня 1986 року 		[21]
Колумбія
ОВ-102 СТС-1
12–14 квітня 1981 р 		28 STS-107
16 січня — 1 лютого 2003 року 		[22]
Діскавері
ОВ-103 СТС-41-Д
30 серпня 1984 року 		39 STS-133
24 лютого 2011 року 		[23]
Ендевор
ОВ-105 СТС-49
7 травня 1992 року 		25 STS-134
16 травня 2011 року 		[24]
Ентерпрайз
ОВ-101 Випробувальний політ № 1
12 серпня 1977 року 		5 (суборбітальний) Вільний політ ALT № 5
26 жовтня 1977 року 		[25]

Див. також

  • Спейс Шаттл для історії програми та опису операцій
  • Програма «Буран» (програма багаторазових човників СРСР)
  • Dream Chaser

Примітки

  1. ↑ а б в https://www.nasa.gov/pdf/566250main_SHUTTLE%20ERA%20FACTS_040412.pdf
  2. ↑ а б https://www.latimes.com/business/la-xpm-2011-jul-05-la-fi-shuttle-legacy-20110705-story.html
  3. ↑ а б в г https://history.nasa.gov/SP-4225/diagrams/shuttle/shuttle-diagram-1.htm
  4. ↑ https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/aerosim/LessonHS97/SpaceShuttle.html
  5. ↑ Facts About the Space Shuttles. NASA. Архів оригіналу за 17 квітня 2019. Процитовано 22 березня 2023.
  6. ↑ а б Stevens, William K.; Times, Special To the New York (6 квітня 1981). New Generation of Astronauts Poised for Shuttle Era. The New York Times (амер.). с. A1. ISSN 0362-4331. Процитовано 14 липня 2020.
  7. ↑ а б Rockwell International Space Division 1975 Promo Film 68804. YouTube. PeriscopeFilm LLC. 6 січня 2020. Процитовано 3 липня 2024.
  8. ↑ а б Orbiter Manufacturing and Assembly. NASA. Архів оригіналу за 25 квітня 2021. Процитовано 19 серпня 2012. Rockwell's Palmdale assembly facility was where all the individual parts, pieces and systems (many of which were built by various subcontractors) came together and were assembled and tested
  9. ↑ Marquardt Van Nuys Site. Mark A Reynosa Website. 14 червня 2000. Процитовано 3 липня 2024.
  10. ↑ Rocketdyne plant that built world's most powerful rocket engines being razed. Canoga Park Neighborhood Council. 8 серпня 2016. Процитовано 3 липня 2024.
  11. ↑ Campa, Andrew J. (17 жовтня 2024). 'This is where it all happened.' Downey's space shuttle prototype begins move to future home. Los Angeles Times. Процитовано 19 січня 2025.
  12. ↑ HSF – The Shuttle (англ.). NASA. Архів оригіналу за 10 лютого 2001. Процитовано 17 липня 2009. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  13. ↑ Automotive Design & Manufacturing. NASA Tech Briefs. 40 Years of Innovations. 22 (9): 26. Вересень 1998.
  14. ↑ STS-6 Press Information (PDF). Rockwell International – Space Transportation & Systems Group. Березень 1983. с. 7. Процитовано 16 березня 2023. Orbital maneuvering system/reaction control system low temperature reusable surface insulation tiles (LRSI) replaced with advanced flexible reusable surface insulation (AFRSI) consisting of a sewn composite quilted fabric blanket with same silica tile material sandwiched between outer and inner blanket.
  15. ↑ Orbiter Thermal Protection System, Thermal Materials (PDF). NASA. 2006. с. 3. Архів оригіналу (PDF) за 12 лютого 2023. Процитовано 16 березня 2023.
  16. ↑ Helvetica (Documentary). 12 вересня 2007.
  17. ↑ SPACE TRANSPORTATION SYSTEM HAER No. TX-116, page 59, note 205 Retrieved June 8, 2017 Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  18. ↑ SPACE TRANSPORTATION SYSTEM HAER No. TX-116, page 55 Retrieved June 24, 2014 Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  19. ↑ Orbiter Vehicles. NASA. Архів оригіналу за 9 лютого 2021. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  20. ↑ Atlantis (OV-104). NASA. Архів оригіналу за 28 серпня 2011. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  21. ↑ Challenger (STA-099, OV-99). NASA. Архів оригіналу за 23 травня 2019. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  22. ↑ Columbia (OV-102). NASA. Архів оригіналу за 6 червня 2019. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  23. ↑ Discovery (OV-103). NASA. Архів оригіналу за 9 лютого 2021. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  24. ↑ Endeavour (OV-105). NASA. Архів оригіналу за 1 травня 2011. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.
  25. ↑ Enterprise (OV-101). NASA. Архів оригіналу за 3 березня 2016. Процитовано 13 березня 2013. Ця стаття містить текст з джерела, що зараз в суспільному надбанні.

Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).