Navette spatiale américaine

NASA Space Shuttle s ', officiellement appelé Espace Transportation System (STS), est le États-Unis le courant de gouvernement habités véhicule de lancement. La navette ailée Orbiter est lancé verticalement, portant généralement de cinq à sept (même si huit astronautes ont été réalisées) et jusqu'à 50 000 lb (22 700 kg ) de charge utile dans orbite basse de la terre. Lorsque sa mission est terminée, la navette peut se déplacer indépendamment sur orbite (au moyen de ses propulseurs de manœuvre) et réintégrer le Terre de l 'atmosphère. Pendant la descente et l'atterrissage, la navette Orbiter agit comme un planeur et fait un atterrissage complètement hors tension.

La navette est le seul vaisseau spatial habité ailes pour atteindre l'orbite et de la terre, et le seul véhicule spatial réutilisable qui a déjà fait plusieurs vols en orbite. Son missions impliquent de transporter de grosses charges utiles à différentes orbites (y compris les segments à ajouter à la Station spatiale internationale ), assurer la rotation de l'équipage de la Station spatiale internationale, et en effectuant des missions de service. L'orbiteur peut également récupérer satellites et autres charges utiles de l'orbite et de les retourner à la Terre , mais son utilisation en cette qualité sont rares. Cependant, la navette a déjà été utilisé pour retourner grandes charges utiles de l'ISS à la Terre, que la Russie Soyouz a une capacité limitée pour les charges utiles de retour. Chaque véhicule a été conçu avec une durée de vie prévue de 100 lancements, ou durée de vie opérationnelle de dix années.

Le programme a débuté à la fin des années 1960 et a dominé opérations habités de la NASA depuis le milieu des années 1970. Selon le Vision pour l'exploration spatiale, l'utilisation de la navette spatiale sera axée sur l'achèvement de l'assemblage de l'ISS d'ici à 2010, après quoi il sera retiré du service, et finalement remplacé par le nouveau Vaisseau spatial Orion (maintenant devrait être prêt dans environ 2014).

Conception

Le vol inaugural de la navette spatiale Columbia sur 12 avril 1981 ( la NASA ). Ce était l'une des deux seules missions qui avait un réservoir externe peinte.

Même avant l' Apollo 11 alunissage en 1969, la NASA a commencé les premières études de conceptions de la navette spatiale. Les premières études commençant en Octobre 1968 ont été notés "Phase A." D'autres études ont abouti à "la phase B" en Juin 1970. Ces plans sont beaucoup plus détaillées et plus spécifiques.

En 1969, le président Richard Nixon a formé le Groupe de travail sur l'espace, présidé par le vice-président Spiro Agnew T.. Ce groupe a évalué les études de navette à ce jour, et recommandé une stratégie spatiale nationale, y compris la construction d'une navette spatiale.

En Octobre 1969, lors d'un symposium de la navette spatiale se est tenue à Washington, George Mueller (adjoint de l'administrateur de la NASA) a présenté une allocution d'ouverture:

L'objectif que nous nous sommes fixé est la réduction des coûts actuels d'exploitation dans l'espace par le chiffre actuel de 1000 $ la livre pour une charge utile livré en orbite par le Saturn V, à un niveau de quelque part entre 20 $ et 50 $ la livre. Ce faisant, nous pouvons ouvrir une nouvelle ère de l'exploration spatiale. Par conséquent, le défi avant ce symposium et avant nous tous dans la Force aérienne et la NASA dans les semaines et mois à venir est d'être sûr que nous pouvons mettre en œuvre un système qui est capable de faire exactement cela.

Permettez-moi de souligner trois domaines qui, à mon avis, sont essentielles à la réalisation de ces objectifs. L'un est le développement d'un moteur qui fournira suffisamment impulsion spécifique, avec une marge suffisante pour propulser son propre poids et la charge utile désirée.

Un second problème technique est la mise au point de l'écran thermique de rentrée, de sorte que l'on peut réutiliser cette période de bouclier thermique après le temps de remise à neuf et de test minimal.

La troisième zone générale de développement critique est un système de paiement et de contrôle qui permet un fonctionnement autonome par l'équipage, sans un soutien important de la terre et qui permettra faible coût d'entretien et de réparation. Parmi les trois, celle-ci peut être un défi plus grand que les deux premiers.

Le rapport de la NASA 1972 / GAO AU CONGRES, analyse coûts-avantages utilisé à l'appui du programme de la navette spatiale déclare:

NASA a proposé que d'une navette spatiale être développé pour les besoins de transport spatial des États-Unis pour la NASA, le Département de la Défense (DOD), et d'autres utilisateurs dans le objectif principal 1980s.The du Programme de la navette spatiale est de fournir une nouvelle capacité de transport de l'espace qui sera :

• réduire substantiellement le coût des opérations spatiales et
• fournir une capacité future destiné à soutenir un large éventail de scientifiques, de la défense et les utilisations commerciales.

Développement

Au cours du développement de navette début il y avait un grand débat sur la conception de navette optimal que des coûts meilleure capacité équilibrée, les coûts de développement et d'exploitation. En fin de compte la conception actuelle a été choisi, en utilisant un orbiteur ailé réutilisable, solide propulseurs et une durables réservoir externe.

Le programme de la navette spatiale a été officiellement lancé le 5 janvier 1972 , lorsque le président Nixon a annoncé que la NASA procéder à l'élaboration d'un système de navette spatiale réutilisable. La conception finale était moins coûteux à construire et techniquement moins ambitieux que les modèles plus tôt entièrement réutilisables. Les paramètres de conception initiales comprennent un réservoir de carburant externe plus grande, ce qui aurait été effectuée en orbite, où il pourrait être utilisé comme une section d'une station spatiale, mais cette idée a été tué en raison de considérations budgétaires et politiques.

Le maître d'œuvre du programme était North American Aviation (plus tard Rockwell International, maintenant Boeing), la même entreprise responsable de la construction du Commande Apollo / module de service. L'entrepreneur pour le La navette spatiale propulseurs à poudre était Morton Thiokol (maintenant partie de Alliant Techsystems), pour le réservoir externe, Martin Marietta (maintenant Lockheed Martin), et de la principaux moteurs de la navette spatiale, Rocketdyne (maintenant Pratt & Whitney Rocketdyne, une partie de United Technologies).

Le premier orbiteur complète devait initialement être nommé Constitution, mais une campagne d'écriture dans massif de fans de la Star Trek série télévisée convaincu la Maison Blanche de changer le nom de Enterprise. Fanfare, l'Enterprise a été déployée sur 17 septembre 1976 , et plus tard a mené une série de tests avec succès glisse-approche et d'atterrissage qui étaient la première validation de la conception réelle.

La première navette entièrement fonctionnel Orbiter était le Britannique , construit en Palmdale, en Californie. Il a été livré à Centre spatial Kennedy 25 mars 1979 , et a d'abord lancé le 12 avril 1981 -le 20ème anniversaire de Youri Gagarine s ' vol avec un espace un équipage de deux. Challenger a été livrée au KSC en Juillet 1982, Découverte en Novembre 1983, et Atlantis en Avril 1985. Challenger a été détruit lors de l'ascension due à une défaillance du joint torique sur la droite SRB sur 28 janvier 1986 , avec la perte de tous les sept astronautes à bord. Endeavour a été construite pour remplacer Challenger (en utilisant des pièces de rechange destinés à l'origine pour les autres orbiteurs) et livrés en mai 1991; il a été lancé un an plus tard. Dix-sept ans après Challenger, Britannique a été perdu, avec les sept membres de l'équipage, lors de la rentrée sur 1er février 2003 , et n'a pas été remplacé. Sur les cinq orbiteurs de la navette entièrement fonctionnels construits, trois restent.

applications de navette

Les applications actuels et passés de la navette spatiale comprennent:

• la rotation de l'équipage et l'entretien de Mir et de la Station spatiale internationale (ISS)
• Missions habitées d'entretien, tels que le télescope spatial Hubble (HST)
• Expériences habités dans Orbite terrestre basse (LEO)
• Adoptée à LEO:
  • Grand satellites - y compris la TVH
  • Composants pour la construction de l'ISS
  • Bricolage en Modules ou Spacehab Multi-Purpose Logistics Modules
• Satellites réalisées avec un rappel, le Payload Assist Module (PAM-D) ou l'Inertial Upper Stage (IUS), au point où le rappel envoie le satellite:
  • A Terre ultérieure en orbite; ceux-ci ont inclus:
    • Chandra
    • Beaucoup satellites de la SRDT
    • Deux DSCS-III (Defense Satellite Communications System) satellites de communication dans une mission
    • Un Satellite Defense Support Program
  • Une orbite interplanétaire; ceux-ci ont inclus:
    • Sonde Magellan
    • Sonde Galileo
    • Sonde Ulysses

Statistiques de vols

† Détruit

Autres navettes

Catastrophes

Challenger se est désintégrée 73 secondes après le décollage.

En 2007, deux navettes ont été détruites dans 120 missions, à la fois avec la perte de tout l'équipage (14 astronautes au total):

• Challenger - a perdu 73 secondes après le décollage, STS-51-L, 28 janvier, 1986
• Britannique - a perdu environ 16 minutes avant son atterrissage prévu, STS-107, 1 février, 2003

Cela donne un taux de mortalité de 2% par l'astronaute vol, et un taux d'échec moyen de plus de 1 toutes les 60 missions. Le potentiel en cas de catastrophe d'origine, si la catastrophe ne est pas défini comme fatal ou non fatal, a été estimé au cours du développement navette à une toutes les 75 missions. 87 missions réussies ont été transportés entre la mission STS-51-L et STS-107.

Statut actuel

Après le Navette spatiale Columbia catastrophe en 2003, la Station spatiale internationale exploité sur une équipe réduite de deux pendant plus de deux ans et a été entretenu principalement par vaisseau spatial russe. Bien que la mission "retour en vol" STS-114 en 2005 a été un succès, une pièce similaire de mousse à partir d'une partie différente de la cuve a été versé. Bien que les débris n'a pas heurté l'orbiteur, le programme a été mis à la terre une fois de plus pour cette raison.

La deuxième mission «retour en vol», STS-121, lancé le 4 juillet 2006 , à 14:37:55 (HAE), après deux lancements précédents ont été lavés à cause des orages persistante et des vents violents autour de la rampe de lancement et le lancement a eu lieu en dépit des objections de son ingénieur et chef de la Sécurité tête. A cinq pouces (13 cm) fissure dans la mousse isolante du réservoir externe a donné une source de préoccupation; Toutefois, l'équipe de gestion de la mission a donné le feu pour le lancement. Cette mission a augmenté l'équipage de l'ISS à trois. Discovery a atterri avec succès sur 17 juillet 2006 à 09:14:43 (HAE) sur la piste 15 au Centre spatial Kennedy.

Après le succès de STS-121, cinq missions ont été effectuées sans problèmes majeurs de mousse, et la construction de l'ISS a repris. (Pendant le La mission STS-118 en Août 2007, l'orbiteur a été de nouveau frappé par un fragment de mousse sur le décollage, mais ce était une très petite dégâts par rapport au préjudice subi à -Britannique .)

Sur 31 octobre 2006 , la NASA a annoncé l'approbation d'une mission de service de navette pour le télescope spatial Hubble .

Le programme de la navette est prévue pour la retraite obligatoire en 2010. successeur prévu de la navette est Projet Constellation avec son Ares I et Ares V véhicules de lancement et la Spacecraft Orion. La NASA envisage de lancer plus de 11 à 13 missions de la navette avant que le programme cesse.

Depuis 2005, le gestionnaire du programme de la navette spatiale a été Wayne Hale.

Frais

Le coût total du programme de la navette a été $ 145 000 000 000 au début de 2005, et est estimé à $ 174 000 000 000 lorsque la navette prend sa retraite en 2010. Le budget de la NASA pour 2005 prévoyait 30%, ou 5 milliards de dollars, à des opérations de la navette spatiale; cela a été diminué en 2006 à une demande de 4,3 milliards de dollars.

Les coûts par lancement peuvent être mesurés en divisant le coût total sur la durée du programme (y compris les bâtiments, les installations, la formation, les salaires, etc.) par le nombre de lancements. Avec 115 missions (à partir de 6 Août 2006 ), et un coût total de $ 150 000 000 000 ($ 145 000 000 000 au début de 2005 + 5 milliards de dollars pour 2005, ce qui donne environ 1,3 milliards de dollars par lancement. Une autre méthode consiste à calculer le différentiel (ou marginal) différentiel de coût pour ajouter ou soustraire d'un vol -. seulement les ressources immédiates dépensées / enregistrée / impliqué dans ce seul vol Ce est environ 60 millions de dollars.

Premières estimations de coûts de $ 118 par livre ($ 260 / kg) de la charge utile ont été basés sur les coûts de lancement marginaux ou incrémentielles, et basés sur 1972 dollars et en supposant un £ 65 000 (30 000 kg) capacité de charge utile. Correction de l'inflation, ce qui équivaut à environ $ 36,000,000 différentiel par les coûts de lancement. Comparé à cela, incrémentielle réelle d'aujourd'hui par les coûts de lancement sont environ les deux tiers de plus, soit 60 millions de dollars par lancement.

Critique

Le programme de la navette spatiale a été critiqué pour ne pas atteindre ses coûts et de l'utilité des objectifs promis, ainsi que les questions de conception, de coût, de gestion et de sécurité.

Après la fois Challenger catastrophes et la Britannique catastrophe, les conseils de haut profil convoquées pour enquêter sur les accidents avec les deux comités retour louanges et critiques graves à la gestion des programmes et de la NASA. Un des plus célèbres de ces critiques provenaient Lauréat du prix Nobel Richard Feynman .

Véhicules de transport terrestres

• Le Crawler Transporter porte le- Plate-forme mobile de lancement et la navette spatiale de la Bâtiment Véhicule Assemblée Launch Complex 39.
• Le Shuttle Carrier Aircraft sont modifiés deux Boeing 747 . Soit peut voler un orbiteur à partir de sites d'atterrissage d'appoint de remplacement à Cap Canaveral .
• Une remorque de transport 36-roues, le système de transfert Orbiter, construit à l'origine pour le L'installation de lancement de l'US Air Force au Vandenberg Air Force Base en Californie (depuis alors convertie pour la Fusées Delta IV) qui transportent l'orbiteur de l'installation d'atterrissage à la rampe de lancement, ce qui a permis à la fois "empilage" et le lancement sans utiliser un bâtiment VAB-style et robot-transporteur chaussée séparée. Avant la clôture de l'installation Vandenberg, orbiteurs ont été transportés de l'OPF à la VAB sur son train d'atterrissage, seulement pour être relevée lorsque l'orbiteur a été soulevée pour la fixation au SRB / ET pile. La remorque permet le transport de l'orbiteur de l'OPF soit à la SCA-747 "Mate-désaccoupler" stand ou le VAB sans imposer aucune contrainte supplémentaire sur le châssis.
• Le Crew Transport Vehicle (CTV), un aéroport modifié "People Mover", est utilisé pour aider les astronautes à la sortie de l'orbiteur après l'atterrissage. En entrant dans le CTV, les astronautes peuvent retirer leur lancement et de rentrée costumes alors procéder à des chaises et des lits pour des contrôles médicaux avant d'être transporté vers les quartiers de l'équipage dans le Opérations et des vérifications du bâtiment.
• Le Astrovan est utilisé pour transporter les astronautes des quartiers de l'équipage dans les opérations et Commander bâtiment à la rampe de lancement le jour du lancement. Il est également utilisé pour les astronautes de transport de retour de l'équipage de véhicule de transport à la Navette site d'atterrissage.