stringtranslate.com

СТС-3xx

Миссии Space Shuttle, обозначенные как STS-3xx (официально называемые миссиями Launch On Need (LON)) были спасательными миссиями, которые были бы организованы для спасения экипажа Space Shuttle, если бы их корабль был поврежден и считался неспособным совершить успешный возврат в атмосферу. Такая миссия была бы запущена, если бы Центр управления полетами определил, что теплозащитные плитки и армированные углерод-углеродные панели в настоящее время летящего орбитального аппарата были повреждены сверх возможностей ремонта доступными методами ремонта на орбите. Эти миссии также назывались Launch on Demand (LOD) и Contingency Shuttle Crew Support . Программа была инициирована после потери Space Shuttle Columbia в 2003 году. Ни одна миссия этого типа не была запущена в течение программы Space Shuttle.

Процедура

Орбитальный аппарат и четыре члена экипажа, которые должны были лететь в следующей запланированной миссии, будут перенаправлены на спасательную миссию. Процессы планирования и подготовки спасательного полета позволят НАСА запустить миссию в течение 40 дней с момента ее вызова. В течение этого времени поврежденный (или выведенный из строя) экипаж шаттла должен будет укрыться на Международной космической станции (МКС). МКС способна поддерживать оба экипажа в течение примерно 80 дней, причем ограничивающим фактором является подача кислорода. [1] В НАСА этот план по поддержанию экипажа шаттла на МКС известен как операции по поддержке экипажа шаттла в непредвиденных обстоятельствах (CSCS). [2] До STS-121 все спасательные миссии должны были обозначаться как STS-300 .

В случае прерывания полета на орбите, когда шаттл не смог бы достичь орбиты МКС, а проверки системы тепловой защиты показали, что шаттл не смог бы безопасно вернуться на Землю, МКС могла бы спуститься вниз, чтобы встретить шаттл. Такая процедура была известна как совместное восстановление на пониженной скорости. [3]

* – изначально планировалось назвать Endeavour , но из-за проблем с загрязнением было изменено на Discovery . [7]

Чтобы сэкономить вес и дать возможность объединенным экипажам обоих шаттлов безопасно вернуться на Землю, придется пойти на множество ухищрений, а также пойти на риск запуска еще одного орбитального аппарата без устранения неисправности, из-за которой предыдущий орбитальный аппарат вышел из строя.

Летное оборудование

В рамках подготовки к спасательной операции было построено несколько единиц летного оборудования Launch on Need, в том числе:

Дистанционно управляемый орбитальный аппарат

Remote Control Orbiter (RCO), также известный как Autonomous Orbiter Rapid Prototype (AORP), был термином, используемым NASA для описания шаттла, который мог выполнять вход и посадку без человеческого экипажа на борту с помощью дистанционного управления. NASA разработало кабель RCO для обслуживания в полете (IFM), чтобы расширить существующие возможности автоматической посадки шаттла, чтобы позволить выполнять оставшиеся задачи с земли. Целью кабеля RCO IFM было обеспечение электрического сигнального соединения между логикой интерфейса наземного управления (GCIL) и переключателями панели полетной палубы. Длина кабеля составляет приблизительно 28 футов (8,5 м), весит более 5 фунтов (2,3 кг) и имеет 16 разъемов. [9] [10] С помощью этой системы сигналы могли отправляться из Центра управления полетами в беспилотный шаттл для управления следующими системами:

Кабель RCO IFM впервые был поднят на борт STS-121 и был передан на МКС для хранения во время миссии. Кабель оставался на борту МКС до конца программы шаттла. До STS-121 планировалось, что поврежденный шаттл будет оставлен и сгорит при входе в атмосферу. Основным местом посадки для орбитального аппарата RCO будет база ВВС Ванденберг в Калифорнии. [11] База ВВС Эдвардс , место, уже использовавшееся для поддержки посадок шаттлов, была основным местом посадки RCO для первых миссий с оборудованием; однако позже в качестве основного места была выбрана база ВВС Ванденберг, поскольку она находится ближе к побережью, и шаттл можно будет посадить в Тихом океане, если возникнет проблема, которая сделает посадку опасной. Ракетный полигон Уайт-Сэндс в Нью-Мексико является вероятным альтернативным местом. [12] Основным соображением при определении места посадки будет желание выполнить высокорискованный вход в атмосферу вдали от населенных пунктов. Справочник по полетам и правила полетов, действовавшие во время STS-121, предполагают, что поврежденный шаттл вернется в атмосферу по такой траектории, что если он и разрушится, то это произойдет с приземлением обломков в южной части Тихого океана. [2]

Советский шаттл «Буран» также управлялся дистанционно в течение всего своего первого полета без экипажа на борту. Посадка осуществлялась бортовой автоматической системой. [13]

По состоянию на март 2011 года роботизированный космический самолет Boeing X-37 с увеличенной продолжительностью полета продемонстрировал автономный орбитальный полет, возвращение в атмосферу и посадку. [14] [15] Первоначально X-37 предназначался для запуска из грузового отсека шаттла, но после катастрофы Columbia он был запущен в закрытой конфигурации на Atlas V.

Образец временной шкалы

Если бы потребовалась миссия LON, была бы разработана примерно следующая временная шкала:

План спасения STS-125

Сравнение орбит Международной космической станции и космического телескопа «Хаббл»

STS-400 был полётом поддержки шаттла в чрезвычайных ситуациях (запуск по необходимости), который был бы запущен с использованием шаттла Endeavour , если бы на шаттле Atlantis возникла серьёзная проблема во время STS-125 , последней миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббл (HST SM-4). [17] [18] [19] [20]

Из-за гораздо меньшего наклонения орбиты HST по сравнению с МКС, экипаж шаттла не смог бы использовать Международную космическую станцию ​​в качестве «безопасного убежища», а НАСА не смогло бы следовать обычному плану по спасению экипажа с помощью другого шаттла в более поздний срок. [19] Вместо этого НАСА разработало план проведения спасательной миссии «шаттл-шаттл», аналогичной предлагаемым спасательным миссиям для полетов до МКС. [19] [21] [22] Спасательная миссия должна была быть запущена всего через три дня после вызова и уже через семь дней после запуска STS-125, поскольку у экипажа Atlantis оставалось бы всего около трех недель расходных материалов после запуска. [18]

Миссия была впервые запущена в сентябре 2008 года на стартовом комплексе 39B, через две недели после того, как шаттл STS-125 был выведен на стартовый комплекс 39A , что создало редкий сценарий, при котором два шаттла находились на стартовых площадках одновременно. [19] Однако в октябре 2008 года STS-125 был отложен и возвращен на VAB .

Первоначально STS-125 был перенацелен не ранее февраля 2009 года. Это изменило корабль STS-400 с Endeavour на Discovery . Миссия была переименована в STS-401 из-за замены с Endeavour на Discovery . Затем STS-125 был отложен еще больше, что позволило миссии Discovery STS-119 полететь раньше. Это привело к тому, что спасательная миссия вернулась к Endeavour , а обозначение STS-400 было восстановлено. [20] В январе 2009 года было объявлено, что NASA оценивает проведение обоих запусков с Комплекса 39A, чтобы избежать дальнейших задержек с Ares IX , который в то время был запланирован к запуску с LC-39B в сентябре 2009 года. [20] Планировалось, что после миссии STS-125 в октябре 2008 года стартовый комплекс 39B будет переоборудован для использования в проекте Constellation для ракеты Ares IX . [20] Несколько членов команды управления миссией NASA в то время (2009 год) заявили, что операции с одной площадкой возможны, но было принято решение использовать обе площадки. [18] [19]

Экипаж

Экипаж, назначенный на эту миссию, был частью экипажа STS-126 : [18] [23]

Ранние планы миссии

Atlantis (на переднем плане) и Endeavour на LC-39A и LC-39B в 2008 году. Endeavour планировалось запустить в рамках спасательной миссии STS-400 , если Atlantis ( STS-125 ) не сможет безопасно вернуться на Землю.

Были оценены три различных концептуальных плана миссии: первый вариант предполагал использование стыковки шаттла с шаттлом, когда спасательный шаттл стыкуется с поврежденным шаттлом, пролетая вверх ногами и назад относительно поврежденного шаттла. [22] Было неясно, будет ли это практичным, так как передняя часть конструкции любого орбитального аппарата может столкнуться с отсеком полезной нагрузки другого, что приведет к повреждению обоих орбитальных аппаратов. Второй вариант, который был оценен, заключался в том, что спасательный орбитальный аппарат должен был сблизиться с поврежденным орбитальным аппаратом и выполнять удержание на станции , используя свою систему дистанционного манипулятора (RMS) для перевода экипажа с поврежденного орбитального аппарата. Этот план миссии привел бы к большому расходу топлива. Третий вариант заключался в том, что поврежденный орбитальный аппарат должен был схватить спасательный орбитальный аппарат с помощью своей RMS, что исключало бы необходимость удержания на станции. [23] Затем спасательный орбитальный аппарат должен был бы перевезти экипаж с помощью своей RMS, как во втором варианте, и был бы более экономичным, чем вариант удержания на станции. [22]

Концепция, которая в конечном итоге была принята, была модифицированной версией третьей концепции. Спасательный орбитальный аппарат должен был использовать свой RMS для захвата конца RMS поврежденного орбитального аппарата. [17] [24]

Препараты

Схема, показывающая одно из предложений по перемещению экипажа и оборудования во время STS-400.

После своей последней миссии ( STS-123 ) Endeavour был доставлен в Orbiter Processing Facility для планового обслуживания. После обслуживания Endeavour находился в режиме ожидания для STS-326 , который должен был быть запущен в случае, если STS-124 не смог бы благополучно вернуться на Землю. Сборка твердотопливных ракетных ускорителей (SRB) началась 11 июля 2008 года. Месяц спустя внешний бак прибыл в KSC и был состыкован с SRB 29 августа 2008 года. Endeavour присоединился к сборке 12 сентября 2008 года и был выкатан на площадку 39B неделю спустя.

Поскольку STS-126 был запущен до STS-125, Atlantis был откатан обратно на VAB 20 октября, а Endeavour был откатан на стартовую площадку 39A 23 октября. Когда пришло время запуска STS-125, Atlantis выкатился на стартовую площадку 39A. [20]

План миссии

Миссия не включала бы расширенную проверку теплозащитного экрана, обычно проводимую на второй день полета. [17] [19] Вместо этого проверка была бы проведена после спасения экипажа. [17] [19] На второй день полета Endeavour выполнил бы сближение и сцепку с Atlantis . [17] [23] На третий день полета был бы выполнен первый выход в открытый космос . [17] [19] [23] Во время первого выхода в открытый космос Меган Макартур, Эндрю Фойстел и Джон Грюнсфелд установили бы трос между воздушными шлюзами. [18] [19] Они также переместили бы крупногабаритный блок внекорабельной мобильности (EMU) и, после того как Макартур восстановил бы давление, переместили EMU Макартура обратно в Atlantis . После этого они бы восстановили давление на Endeavour , завершив деятельность второго дня полета. [17]

Последние два выхода в открытый космос были запланированы на третий день полета. [17] [19] Во время первого Грюнсфельд должен был разгерметизировать Endeavour , чтобы помочь Грегори Джонсону и Майклу Массимино переместить EMU в Atlantis . Затем он и Джонсон должны были снова герметизировать Endeavour , а Массимино должен был вернуться в Atlantis . [17] Он, Скотт Альтман и Майкл Гуд должны были взять остальное оборудование и себя на Endeavour во время последнего выхода в открытый космос. Они должны были быть наготове на случай отказа системы RMS. [24] Поврежденный орбитальный аппарат должен был получить команду с земли сойти с орбиты и пройти процедуру посадки над Тихим океаном, при этом район падения находился к северу от Гавайев. [18] [19] На пятый день полета Endeavour должен был пройти полную проверку теплозащиты и приземлиться на восьмой день полета. [17] [18] [19]

Эта миссия могла бы ознаменовать конец программы Space Shuttle, поскольку маловероятно, что программа могла бы продолжаться всего с двумя оставшимися орбитальными аппаратами , Discovery и Endeavour . [25]

В четверг, 21 мая 2009 года, НАСА официально отстранило Endeavour от спасательной миссии, освободив орбитальный аппарат для начала подготовки к STS-127 . Это также позволило НАСА продолжить подготовку LC-39B к предстоящему запуску Ares IX, поскольку в период простоя НАСА установило новую систему молниезащиты, похожую на те, что были установлены на стартовых площадках Atlas V и Delta IV , чтобы защитить новую, более высокую ракету Ares I от ударов молний. [26] [27]

СТС-335

STS-134 был последним запланированным полетом программы «Шаттл». Поскольку после этого больше не планировалось, была разработана специальная миссия STS-335, которая должна была действовать как миссия LON для этого полета. Это должно было объединить Atlantis с ET-122 , который был отремонтирован после повреждения ураганом «Катрина» . [28] Поскольку следующей миссии не было, STS-335 также должен был нести многоцелевой логистический модуль, заполненный припасами для пополнения станции. [29]

Сенат санкционировал STS-135 как регулярный рейс 5 августа 2010 года [30] , затем Палата представителей 29 сентября 2010 года [31] , а затем, 11 октября 2010 года, подписал президент Обама. [32] Однако финансирование миссии по-прежнему зависело от последующего законопроекта об ассигнованиях.

Тем не менее, 20 января 2011 года NASA преобразовало STS-335, последнюю миссию Launch On Need, в оперативную миссию (STS-135). [33] 13 февраля 2011 года руководители программ сообщили своим сотрудникам, что STS-135 будет лететь «независимо» от ситуации с финансированием посредством продолжающейся резолюции. [34] Наконец, бюджет правительства США, одобренный в середине апреля 2011 года, предусматривал выделение 5,5 млрд долларов на космическое подразделение NASA, включая программы Space Shuttle и космической станции. По данным NASA, бюджет, действующий до 30 сентября 2011 года, положил конец всем опасениям относительно финансирования миссии STS-135. [35]

После успешного завершения STS-134, STS-335 стал ненужным, и подготовка к запуску STS-135 продолжилась, пока Atlantis приближался к LC-39A во время своего выкатывания, в то время как STS-134 приземлился на близлежащем посадочном комплексе для шаттлов . [36]

Для STS-135 не было шаттла для спасательной миссии. Был разработан другой план спасения , в котором четыре члена экипажа, оставшиеся на борту Международной космической станции, возвращались на борту космического корабля «Союз» по одному в течение следующего года. Этот вариант не потребовался.

Ссылки

  1. ^ «Брифинг по проверке готовности к полету, стенограмма пресс-конференции, проведенной на телеканале NASA TV» (PDF) . NASA. 17 июня 2006 г.
  2. ^ abc "Contingency Shuttle Crew Support (CSCS)/Rescue Flight Resource Book" (PDF) . NASA. 12 июля 2005 г.
  3. ^ Проект «Инжиниринг для сложных систем. Инженерия знаний для безопасности и успеха» [ мертвая ссылка ]
  4. ^ "STS-121 Nasa Press Kit" (PDF) . NASA. Май 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2006.
  5. ^ "Расписание запусков НАСА" (PDF) . НАСА через Hipstersunite.com. 2 ноября 2006 г. Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2007 г.
  6. ^ Статья новостей Центра технологий обеспечения безопасности НАСА, архив 2 декабря 2007 г. на Wayback Machine
  7. ^ ab Бергин, Крис (7 февраля 2008 г.). «STS-122: Atlantis launches – Endeavour LON doubt». NASAspaceflight.com.
  8. ^ "STS-114 Flight Readiness Review Presentation" (PDF) . NASA. 29 июня 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 11 августа 2006 г.
  9. ^ Кестенбаум, Дэвид (29 июня 2006 г.). «Планы экстренного спасения для астронавтов». NPR . Получено 19 сентября 2006 г.
  10. ^ Основной шаблон США - Измененный
  11. ↑ Бергин, Крис (7 августа 2006 г.). «НАСА расширяет возможности беспилотных орбитальных аппаратов». NASASpaceflight.com.
  12. ↑ Малик, Тарик (29 июня 2006 г.). «Шаттл для перевозки инструментов для ремонта и дистанционной посадки». Space.com.
  13. ^ Каримов, А.Г. (1997). «Управление бортовым комплексом оборудования». В Лозино-Лозинский, Г.Е.; Братухин, А.Г. (ред.). Аэрокосмические системы: Сборник технических трудов (ZIP MSWORD) . М.: Издательство Московского авиационного института. С. 206. Дата обращения 3 августа 2011 г. Структура построена с учетом трех возможных режимов управления орбитальным аппаратом: автоматического, ручного и по командам с наземного комплекса управления (НКУ).
  14. ^ "X-37B Orbital Test Vehicle". Office of the Secretary of the Air Force (Public Affairs). Архивировано из оригинала 1 августа 2013 года . Получено 12 июля 2011 года .
  15. ^ "X-37 Demonstrator to Test Future Launch Technologies in Orbit and Reentry Environments". Центр космических полетов им. Маршалла НАСА. Май 2003 г. Получено 12 июля 2011 г.
  16. ^ Contingency Shuttle Crew Support (CSCS)/Rescue Flight Resource Book. 12 июля 2005 г., стр. 101
  17. ^ abcdefghij NASA Mission Operations Directorate (2 июня 2008 г.). "STS-400 Flight Plan" (PDF) . NASA . Получено 19 мая 2009 г. .
  18. ^ abcdefg NASA (5 мая 2009 г.). "STS-400: Ready and Waiting". NASA . Получено 17 мая 2009 г. .
  19. ^ abcdefghijkl Аткинсон, Нэнси (17 апреля 2009 г.). "Сценарий спасательной миссии шаттла STS-400". Universe Today . Получено 18 мая 2009 г.
  20. ^ abcde Бергин, Крис (19 января 2009 г.). "Прогресс варианта STS-125/400 Single Pad – цель защитить Ares IX". NASASpaceflight.com . Получено 19 января 2009 г.
  21. ↑ Бергин, Крис (9 мая 2006 г.). «Миссия по обслуживанию телескопа «Хаббл» движется вверх». NASASpaceflight.com . Получено 16 октября 2007 г.
  22. ^ abc Копелла, Джон (31 июля 2007 г.). "NASA оценивает варианты спасения для миссии Хаббла". NASASpaceflight.com . Получено 16 октября 2007 г.
  23. ^ abcd NASA (9 сентября 2008 г.). "Материалы брифинга по обзору миссии STS-125". NASA . Получено 17 мая 2009 г. .
  24. ^ ab Бергин, Крис (11 октября 2007 г.). "STS-400 – NASA составляет планы спасения Хаббла". NASASpaceflight.com . Получено 16 октября 2007 г.
  25. ↑ Уотсон, Трейси (22 марта 2005 г.). «Миссия, на которую надеется НАСА, не состоится». USA Today . Получено 13 сентября 2006 г.
  26. ↑ Харвуд, Уильям (21 мая 2009 г.). «Неопределенный прогноз погоды для посадки шаттла в пятницу». CBS News, Spaceflightnow.com . Получено 22 мая 2009 г.
  27. ↑ Бергин, Крис (22 мая 2009 г.). «Endeavour in STS-127 flow». NASA Spaceflight.com . Получено 24 мая 2009 г.
  28. ^ Бергин, Крис (26 апреля 2009 г.). «Нижняя обработка и планирование – подготовка флота к STS-135». NASASpaceflight.com . Получено 14 июня 2009 г.
  29. ↑ Бергин, Крис (13 октября 2009 г.). «NASA оценивает прощание с STS-335/STS-133 по стране». NASASpaceflight.com.
  30. ↑ Кларк, Стивен (6 августа 2010 г.). «Сенат одобряет законопроект, добавляющий дополнительный полет космического челнока». Spaceflight Now Inc.
  31. ↑ Абрамс, Джим (30 сентября 2010 г.). «Законопроект НАСА, принятый Конгрессом, позволит осуществить один дополнительный полет шаттла в 2011 г.». ABC Action News. Архивировано из оригинала 7 июля 2011 г.
  32. ↑ Амос, Джонатан (11 октября 2010 г.). «Обама подписывает с НАСА контракт на новое будущее». BBC News.
  33. ^ "Дин, Джеймс "Атлантис официально назван последней миссией шаттла" (23 января 2010 г.) Florida Today". Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Получено 21 января 2011 г.
  34. ^ Менеджеры NASA настаивают на том, что STS-135 полетит – варианты полезной нагрузки находятся на стадии оценки NASASpaceFlight.com
  35. ^ Кларк, Стивен (21 апреля 2011 г.). «Федеральный бюджет оплачивает летний полет шаттла». Spaceflight Now . Получено 23 апреля 2011 г.
  36. ↑ Endeavour возвращается домой в последний раз, чтобы завершить миссию STS-134 | NASASpaceFlight.com

Внешние ссылки