Спейс шаттл «Колумбия» ( OV-102 ) — орбитальный аппарат космического корабля «Шаттл», изготовленный компанией Rockwell International и управляемый НАСА . Названный в честь первого американского корабля , совершившего кругосветное плавание вокруг верхней части Тихоокеанского побережья Северной Америки, и женского олицетворения Соединенных Штатов, «Колумбия» была первым из пяти орбитальных кораблей «Спейс шаттл», совершивших полет в космос, дебютировав с ракетой-носителем «Спейс шаттл» в своем первом полете 12 апреля. , 1981. Будучи вторым полномасштабным орбитальным аппаратом, произведенным после корабля Enterprise Enterprise , Колумбия сохранила уникальные особенности, указывающие на его экспериментальную конструкцию, по сравнению с более поздними орбитальными аппаратами, такие как испытательное оборудование и характерные черные скулы . Помимо более тяжелого фюзеляжа и сохранения внутреннего воздушного шлюза на протяжении всего срока службы, это сделало «Колумбию» самым тяжелым из пяти космических орбитальных аппаратов; примерно на 1000 кг (2200 фунтов) тяжелее, чем Challenger , и на 3600 кг (7900 фунтов) тяжелее, чем Endeavour . Columbia также имела катапультные кресла на основе SR-71 во время своих первых шести полетов до 1983 года, а с 1986 года на вертикальном стабилизаторе была установлена капсула для визуализации .
За 22 года работы «Колумбия» совершила 28 полетов по программе «Спейс Шаттл» , проведя в космосе более 300 дней и совершив более 4000 витков вокруг Земли. Хотя он редко использовался после завершения испытаний системы «Спейс Шаттл», а его большая масса и внутренний воздушный шлюз делали его далеко не идеальным для запланированных запусков «Шаттла-Кентавра» и стыковок с космическими станциями , он, тем не менее, оказался полезным в качестве рабочей лошадки для научных исследований. на орбите после гибели «Челленджера» в 1986 году. Колумбия использовалась для одиннадцати из пятнадцати полетов лабораторий Spacelab , всех четырех миссий США по созданию микрогравитационной полезной нагрузки и единственного полета исследовательского двойного модуля Spacehab . Паллета Extended Duration Orbiter использовалась орбитальным аппаратом в тринадцати из четырнадцати полетов палеты, что способствовало длительному пребыванию на орбите для научных и технологических исследовательских миссий. «Колумбия» также использовалась для извлечения установки длительного воздействия и развертывания обсерватории «Чандра» , а также доставила в космос первую женщину-командир американской космической миссии, первого астронавта ЕКА , первую женщину-астронавта индийского происхождения и первого израильского астронавта. .
В конце своего последнего полета в феврале 2003 года «Колумбия» распалась при входе в атмосферу , в результате чего погиб экипаж из семи человек STS-107 и была уничтожена большая часть научной полезной нагрузки на борту. Созванная вскоре после этого комиссия по расследованию происшествий Колумбийского университета пришла к выводу, что повреждение левого крыла орбитального корабля во время запуска STS-107 привело к фатальному нарушению системы тепловой защиты корабля . Потеря «Колумбии» и ее экипажа привела к переориентации программ НАСА по исследованию человека и привела к созданию программы «Созвездие» в 2005 году и возможному прекращению программы «Спейс Шаттл» в 2011 году. В честь экипажа после этого были воздвигнуты многочисленные мемориалы и посвящения. катастрофа; Мемориальный космический центр Колумбии был открыт как национальный мемориал аварии, а в честь экипажа были названы холмы Колумбия в марсианском кратере Гусева , которые исследовал марсоход Spirit . Большая часть найденных останков Колумбии хранится в здании сборки транспортных средств Космического центра Кеннеди , хотя некоторые фрагменты выставлены на всеобщее обозрение в соседнем Комплексе для посетителей .
Строительство Columbia началось в 1975 году на главном сборочном предприятии Rockwell International (ранее North American Aviation /North American Rockwell) в Палмдейле, штат Калифорния , пригороде Лос-Анджелеса. «Колумбия» была названа в честь американского шлюпа «Колумбия Редивива» , который с 1787 по 1793 год под командованием капитана Роберта Грея исследовал северо-западную часть Тихого океана США и стал первым американским судном, совершившим кругосветное плавание. Он также назван в честь командного модуля Аполлона -11 , первого пилотируемого корабля, приземлившегося на другое небесное тело. [2] Колумбия также была женским символом Соединенных Штатов . После постройки орбитальный аппарат 25 марта 1979 года прибыл в Космический центр Кеннеди для подготовки к своему первому запуску. Первоначально планировалось, что «Колумбия» взлетит в конце 1979 года, однако дата запуска была отложена из-за проблем как с двигателем РС-25 , так и с системой тепловой защиты (TPS). [4] 19 марта 1981 года, во время подготовки к наземным испытаниям, рабочие задохнулись в продутом азотом кормовом моторном отсеке Колумбии , что привело (по разным данным) к двум или трем смертельным случаям. [5] [6]
Первым полетом «Колумбии» ( STS-1 ) командовал Джон Янг , ветеран программ «Джемини» и «Аполлон», который в 1972 году стал девятым человеком, ступившим на Луну ; и пилотировался Робертом Криппеном , астронавтом-новичком, первоначально выбранным для полета на космическом корабле военной пилотируемой орбитальной лаборатории (MOL), но переведенным в НАСА после ее отмены и служившим членом вспомогательного экипажа в миссиях «Скайлэб» и «Аполлон-Союз» .
Колумбия провела 610 дней в технологическом комплексе орбитального корабля (OPF), еще 35 дней в цехе сборки транспортных средств (VAB) и 105 дней на площадке 39A, прежде чем наконец взлететь. [4] Он был успешно запущен 12 апреля 1981 года, в 20-ю годовщину первого полета человека в космос ( «Восток-1 »), и вернулся 14 апреля 1981 года, после 36 оборотов вокруг Земли и приземлился на высохшей взлетно-посадочной полосе на дне озера в компании Edwards Air. Военная база в Калифорнии. Затем он предпринял еще три исследовательские миссии для проверки его технических характеристик и производительности. Его первым боевым полетом с экипажем из четырех человек был STS-5 , запущенный 11 ноября 1982 года. В этот момент к Колумбии присоединился Челленджер , который совершил следующие три полета шаттла, в то время как Колумбия претерпела модификации для первой космической лаборатории. миссия.
В 1983 году «Колумбия» под командованием Джона Янга во время своего шестого космического полета предприняла свою вторую оперативную миссию ( STS-9 ), в которой была доставлена научная лаборатория Spacelab и экипаж из шести человек, включая первый неамериканский корабль. астронавт на космическом корабле Ульф Мербольд . После полета он провел 18 месяцев на объекте Роквелл-Палмдейл, начиная с января 1984 года, подвергаясь модификациям, в ходе которых было удалено оборудование для летных испытаний орбитального аппарата и обновлено до тех же характеристик, что и у его родственных орбитальных аппаратов. В то время флот шаттлов был расширен за счет «Дискавери» и «Атлантиса» .
Колумбия вернулась в космос 12 января 1986 года с запуском STS-61-C . В состав экипажа миссии входили Франклин Чанг-Диас и первый действующий член Палаты представителей , отправившийся в космос, Билл Нельсон .
Следующий полет шаттла, STS-51-L , предпринял «Челленджер» . Он был запущен 28 января 1986 года, через десять дней после приземления STS-61-C, и закончился катастрофой через 73 секунды после запуска. До аварии «Колумбию» планировалось переправить на базу ВВС Ванденберг для проведения испытаний на заправку и стрельбы по готовности к полету на SLC-6 для проверки стартовой площадки на западном побережье. После этого расписание шаттлов НАСА было нарушено, а испытания в Ванденберге, которые стоили бы 60 миллионов долларов, были отменены. «Колумбия» больше не летала до 1989 года (на STS-28 ), после чего возобновила нормальную работу в составе флота шаттлов.
STS-93 , запущенный 23 июля 1999 года, стал первой космической миссией США под командованием женщины подполковника Эйлин Коллинз . В рамках этой миссии была задействована рентгеновская обсерватория Чандра .
Последней завершенной миссией Колумбии стала STS-109 , четвертая миссия по обслуживанию космического телескопа Хаббл . Его следующая миссия, STS-107 , завершилась потерей орбитального аппарата , когда он распался при входе в атмосферу, в результате чего погибли все семь членов его экипажа.
Следовательно, президент Джордж Буш решил вывести из эксплуатации флот орбитальных кораблей «Шаттл» к 2010 году в пользу программы «Созвездие» и космического корабля «Орион» с экипажем . Позже программа Constellation была отменена Законом о разрешении НАСА от 2010 года, подписанным президентом Бараком Обамой 11 октября.
Будучи вторым построенным орбитальным аппаратом и первым, способным летать в космос, «Колумбия» была примерно на 8000 фунтов (3600 кг) тяжелее, чем последующие орбитальные аппараты, такие как «Индевор» , которые имели немного другую конструкцию и использовали достижения в области технологий материалов. [9] Частично это произошло из-за более тяжелых лонжеронов крыла и фюзеляжа, веса первых испытательных приборов, которые оставались прикрепленными к комплекту авионики, а также внутреннего шлюзового шлюза, который первоначально был установлен на других орбитальных кораблях, но позже был удален в пользу внешний шлюзовой шлюз для облегчения стыковки кораблей " Мир" и "Шаттл" с Международной космической станцией . [10] Из-за своего веса «Колумбия» не могла использовать запланированную ракету-носитель «Кентавр-G» (отмененную после потери «Челленджера» ). [11] Сохранение внутреннего шлюза позволило НАСА использовать «Колумбию» для миссии по обслуживанию космического телескопа «Хаббл» STS-109 вместе с двойным модулем Spacehab , используемым на STS-107 . [ нужна цитата ] Из-за большего веса «Колумбии» для НАСА было менее идеально использовать его для полетов на Международную космическую станцию, хотя во время его последнего ремонта в «Шаттл» были внесены изменения на случай, если космический корабль понадобится для таких задач.
Внешне «Колумбия» была первым орбитальным аппаратом во флоте, чья поверхность была в основном покрыта плитками многоразовой поверхностной изоляции для высоких и низких температур (HRSI / LRSI) в качестве основной системы тепловой защиты (TPS), а также окрашенным в белый цвет силиконовым каучуком Nomex , известным как Felt. Одеяла многоразовой поверхностной изоляции (FRSI) – в некоторых местах на крыльях, фюзеляже и дверях отсека полезной нагрузки. Когда-то FRSI занимал почти 25% орбитального корабля; Первая модернизация привела к его удалению из многих областей, а в последующих полетах он использовался только в верхней части дверей отсека полезной нагрузки и внутренних частях верхних поверхностей крыла. [12] Модернизация также включала замену многих белых плиток LRSI на верхних поверхностях на одеяла Advanced Flexible Reusable Surface Insulation (AFRSI) (также известные как волокнистые изоляционные покрытия или FIB), которые использовались на Discovery и Atlantis . [13]
Первоначально в Колумбии было 32 000 плиток, но после обновления их количество сократилось до 24 300. Одеяла AFRSI состояли из слоев войлока из чистого диоксида кремния, зажатого между слоем ткани из диоксида кремния снаружи и ткани из S-стекла внутри, сшитых вместе с помощью нити из чистого диоксида кремния в 1-дюймовой сетке, а затем покрытых кварцем высокой чистоты. покрытие. Одеяла были полужесткими и могли быть изготовлены размером до 30 на 30 дюймов. Каждое одеяло заменяло целых 25 плиток и было прикреплено непосредственно к орбитальному аппарату. [12] Непосредственное применение покрытий на орбитальном аппарате привело к снижению веса, повышению долговечности, снижению стоимости изготовления и установки, а также сокращению времени установки. [14] Вся эта работа была выполнена во время первой модернизации Колумбии и после остановки Challenger .
Хотя система тепловой защиты орбитального корабля и другие усовершенствования были усовершенствованы, «Колумбия» никогда не будет весить так мало в незагруженном состоянии, как другие орбитальные корабли флота. Следующий по возрасту шаттл, «Челленджер» , также был относительно тяжелым, хотя и на 2200 фунтов (1000 кг) легче, чем «Колумбия» .
«Колумбия» была единственным действующим орбитальным аппаратом с черными скулами . Они были добавлены потому, что поначалу конструкторы шаттла не знали, как нагрев при входе в атмосферу повлияет на верхние поверхности крыла корабля. [ нужна цитата ] Скулы позволяли Колумбии легко узнаваться на расстоянии, в отличие от последующих орбитальных аппаратов. Скулы были добавлены после того, как «Колумбия» прибыла на KSC в 1979 году. Единственным орбитальным аппаратом с черными скулами был «Патфайндер » [15] , но это был косметический тестовый образец , и он получил его только после ремонта.
Кроме того, до последнего ремонта «Колумбия» была единственным действующим орбитальным аппаратом с маркировкой крыльев, состоящей из американского флага на левом (левом) крыле и букв «США» на правом (правом) крыле. «Челленджер» , «Дискавери» , «Атлантис» и «Индевор» до 1998 года имели маркировку, состоящую из букв «США» над американским флагом слева и логотипа НАСА «червь» до 1998 года перед названием соответствующего орбитального аппарата справа. -крыло. «Энтерпрайз» , испытательный автомобиль, который был прототипом «Колумбии» , изначально имел ту же маркировку на крыле, что и «Колумбия» , но с белыми скулами и буквами «США» на правом крыле, расположенными ближе друг к другу. Маркировка «Энтерпрайза» была изменена, чтобы соответствовать «Челленджеру» в 1983 году. Название орбитального корабля первоначально было размещено на дверях отсека полезной нагрузки, как и «Энтерпрайз» , но после катастрофы «Челленджера» было размещено в кабине экипажа, чтобы орбитальный корабль можно было легко идентифицировать на орбите. .
С момента последнего ремонта до разрушения «Колумбия» имела маркировку, идентичную маркировке ее действующих родственных орбитальных аппаратов: знак НАСА в виде «фрикадельки» на левом крыле и американский флаг перед названием орбитального аппарата на правом крыле.
Еще одна уникальная внешняя особенность, получившая название «SILTS» (Инфракрасное измерение температуры шаттла Лисайд), [16] была расположена на вершине вертикального стабилизатора Колумбии и была установлена после STS-9 для сбора инфракрасных и других тепловых данных. Хотя после первоначальных испытаний оборудование капсулы было снято, НАСА решило оставить его на месте, главным образом для экономии средств, а также в планах агентства использовать его для будущих экспериментов. Позже вертикальный стабилизатор был модифицирован, включив в него тормозной парашют, впервые использованный на Endeavour в 1992 году.
Одной уникальной особенностью, которая постоянно оставалась на Колумбии от STS-1 до STS-107, был блок OEX (Орбитальные эксперименты) или регистратор MADS (Модульная вспомогательная система данных). 19 марта 2003 года этот «черный ящик» был найден слегка поврежденным, но полностью неповрежденным Лесной службой США в округе Сан-Огастин в Техасе после нескольких недель поисков и восстановительных работ после катастрофы космического корабля «Колумбия» . OEX/MADS не был создан для того, чтобы пережить катастрофическую потерю, подобно черному ящику самолета . [17] [18]
Первоначально Columbia была оснащена катапультными креслами производства Lockheed , идентичными тем, которые были установлены на SR-71 Blackbird . Они были активны во время четырех орбитальных испытательных полетов, но деактивированы после STS-4 и полностью удалены после STS-9 . «Колумбия» была единственным пригодным для выхода в космос орбитальным аппаратом, не оснащенным проекционными дисплеями для командира и пилота, хотя они были установлены после STS-9. Как и его однотипные корабли, «Колумбия» в конечном итоге была оснащена новым дисплеем « стеклянной кабины » MEDS и легкими сиденьями.
Если бы «Колумбия» не была уничтожена, она была бы оснащена внешним шлюзом/стыковочным адаптером для STS-118 , миссии по сборке Международной космической станции , первоначально запланированной на ноябрь 2003 года. «Колумбия» была запланирована для этой миссии из-за того, что «Дискавери» вышел из строя в течение его Орбитальной основной модификации, а также потому, что график сборки МКС не мог быть соблюден только с помощью «Индевора» и «Атлантиды» .
Карьера Колумбии начала бы сходить на нет после STS-118 . В период с 2004 по 2005 год он должен был обслуживать космический телескоп Хаббл еще два раза. После аварии в Колумбии НАСА запустило миссию STS-125 с использованием Атлантиды , объединив запланированные четвертую и пятую миссии обслуживания в одну последнюю миссию к Хабблу. Из-за вывода из эксплуатации парка космических шаттлов батареи и гироскопы, которые поддерживают направленность телескопа, в конечном итоге выйдут из строя, что приведет к его повторному входу в атмосферу и разрушению атмосферы Земли. «Механизм стыковки мягкого захвата», основанный на стыковочном адаптере, который должен был использоваться на космическом корабле «Орион» , был установлен во время последней миссии обслуживания в ожидании этого события.
Колумбия совершила 28 миссий, проведя в космосе 300,74 дня на 4808 орбитах и преодолев общее расстояние 125 204 911,5 миль (201 497 773,1 км) до STS-107.
Несмотря на то, что Колумбия находилась на вооружении во время программ «Шаттл-Мир» и Международной космической станции , она не участвовала ни в одной миссии с посещением космической станции. Остальные три действующих орбитальных корабля в то время побывали и на «Мире» , и на МКС хотя бы один раз. «Колумбия» строилась по более тяжелому ранее проекту с уменьшенной полезной нагрузкой для полетов на МКС, поэтому систему стыковки с космической станцией решено было не устанавливать. Это освободило место для более длинных научных модулей, таких как Spacelab и двойной исследовательский модуль Spacehab , поэтому вместо этого Колумбия использовалась для научных миссий и для обслуживания космического телескопа Хаббл . [19]
* Миссия отменена после катастрофы Челленджера .
** Миссия, выполненная Endeavour из-за потери Колумбии на STS-107 .
Колумбия была уничтожена около 09:00 по восточному стандартному времени 1 февраля 2003 года при повторном входе в атмосферу после 16-дневной научной миссии . Комиссия по расследованию авиационных происшествий Колумбии установила, что в передней кромке одного из крыльев Колумбии , сделанного из углеродного композита , была пробита дыра . Дыра образовалась, когда кусок изоляционной пены от внешнего топливного бака отслоился во время запуска 16 дней назад и ударился о левое крыло шаттла. Во время сильной жары при входе в атмосферу горячие газы проникли внутрь крыла, что, вероятно, поставило под угрозу гидравлическую систему и привело к отказу управления поверхностями управления. В результате потери управления минимально защищенные участки орбитального корабля подвергались полному нагреву и динамическому давлению, что в конечном итоге привело к разрушению корабля. [21]
В отчете глубоко рассматриваются основные организационные и культурные проблемы, которые, по мнению совета директоров, способствовали аварии. В отчете содержится резкая критика процессов принятия решений и оценки рисков НАСА. Кроме того, в отчете излагалось несколько потенциальных вариантов спасения экипажа, которые НАСА не рассматривало во время миссии, такие как потенциальное спасение с помощью шаттла « Атлантис» (тогда готовившегося к запуску STS-114) или ремонт поврежденных в полете. крыло. [22] Почти 84 000 частей собранных обломков судна хранятся в большом помещении на 16-м этаже здания сборки транспортных средств в Космическом центре Кеннеди . Коллекция однажды была открыта для средств массовой информации и с тех пор открыта только для исследователей. [23] [24] В отличие от «Челленджера» , для которого был построен запасной орбитальный аппарат , «Колумбия» не была заменена.
Семью членами экипажа, погибшими на борту этой последней миссии, были: Рик Хасбэнд , командир; Уильям К. МакКул , пилот; Майкл П. Андерсон , командир полезной нагрузки/специалист миссии 3; Дэвид М. Браун , специалист по миссии 1; Калпана Чавла , специалист миссии 2; Лорел Кларк , специалист миссии 4; и Илан Рамон , специалист по полезной нагрузке 1. [25]
Поле обломков охватило сотни миль по всему Техасу , простираясь до Луизианы и Арканзаса . Носовая шапка и останки всех семи членов экипажа были найдены в округе Сабин , Восточный Техас . [ нужна цитация ] Музей НАСА Патрисии Хаффман Смит «Вспоминая Колумбию» был открыт в Хемфилле , округ Сабин. Музей документирует исследования Колумбии на протяжении всех ее миссий, включая последний STS-107. Его экспонаты также демонстрируют усилия местных жителей во время восстановления обломков шаттла «Колумбия» и останков его экипажа. Место посвящено каждому члену экипажа STS-107, а также пилоту вертолета Техасской лесной службы, погибшему при спасательных операциях. В музее хранится множество предметов и артефактов НАСА и его подрядчиков, семей экипажа STS-107 и других людей. Семьи членов экипажа передали личные вещи членов экипажа на постоянную экспозицию. В музее есть два интерактивных симулятора, которые имитируют деятельность шаттла и орбитального корабля, а цифровой учебный центр и его класс предоставляют образовательные возможности. [26]
Мемориальный космический центр Колумбии — национальный мемориал США семи членам экипажа космического корабля «Колумбия » . Он расположен в Дауни, штат Калифорния, на месте происхождения и производства космического корабля «Шаттл», бывшем заводе North American Aviation в округе Лос-Анджелес, штат Калифорния. Объект также является центром практического обучения с интерактивными выставками, семинарами и занятиями по космической науке , космонавтике и наследию программы «Спейс Шаттл», предоставляя возможности получения образования для всех возрастов. [27]
Последний экипаж шаттла был удостоен чести в 2003 году, когда Совет США по географическим названиям утвердил название Колумбия-Пойнт для горы высотой 13 980 футов (4260 м) в горах Сангре-де-Кристо в Колорадо , менее чем в полумиле от вершины Челленджер-Пойнт . назван в честь другого потерянного американского космического корабля "Шаттл". В честь экипажа также были названы холмы Колумбия на Марсе , а также было посвящено множество других мемориалов в различных формах.
Суперкомпьютер Columbia в Отделении передовых суперкомпьютеров (NAS) НАСА , расположенном в Исследовательском центре Эймса в Калифорнии, был назван в честь экипажа, погибшего в катастрофе 2003 года. Суперкомпьютер , созданный совместными усилиями НАСА и технических партнеров SGI и Intel в 2004 году, использовался в научных исследованиях космоса, климата Земли и аэродинамическом проектировании космических ракет-носителей и самолетов. [28] Первая часть системы, построенная в 2003 году, была посвящена астронавту STS-107 и инженеру Калпане Чавле, который до присоединения к программе «Спейс Шаттл» работал в Исследовательском центре Эймса. [29]
Самка белоголового орлана в Национальном орлином центре в Вабаше, штат Миннесота, названа в честь жертв катастрофы.
В ответ на потерю Columbia , гитарист Стив Морс из рок-группы Deep Purple написал инструментал " Contact Lost ", который стал заключительным треком на их альбоме Bananas 2003 года . Он был посвящен астронавтам, погибшим в результате катастрофы, а гонорары Морса за написание песен были переданы семьям погибших астронавтов. [30] Астронавт и инженер-специалист миссии Калпана Чавла , одна из жертв катастрофы, была фанаткой Deep Purple и обменивалась электронными письмами с группой во время полета, что сделало трагедию еще более личной для группы. [30] Она взяла с собой в космос три компакт-диска, два из которых были альбомами Deep Purple Machine Head и Purpendular . Оба компакт-диска пережили разрушение шаттла и падение на 39 миль. [31]
Несколько песен популярной музыки отдают дань уважения Колумбии , а некоторые посвящены ей. Инструментальная композиция Эрика Джонсона "Columbia" из его альбома Bloom 2005 года была написана как дань уважения погибшим жизням. Джонсон сказал: «Я хотел сделать это скорее позитивным посланием, приветствием, праздником, а не просто сосредоточиться на нескольких моментах трагедии, а вместо этого создать более широкую картину жизни этих храбрых людей». [32] Шотландская группа Runrig отдает дань уважения Кларку в альбоме The Story 2016 года . Последний трек «Somewhere» заканчивается записью ее голоса. [33] Кларк был фанатом Ранрига, и его пробудила песня Ранрига "Running to the Light". Она взяла с собой в космос компакт-диск The Stamping Ground . Когда шаттл взорвался, компакт-диск был найден на Земле и подарен группе ее семьей.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
