Миссии космического корабля "Шаттл", получившие обозначение STS-3xx (официально называемые миссиями "Запуск по необходимости " (LON)), представляли собой спасательные миссии, которые должны были быть организованы для спасения экипажа космического корабля "Шаттл", если бы его корабль был поврежден и признан неспособным совершить успешный вход в атмосферу. Такая миссия была бы проведена, если бы Центр управления полетами определил, что теплозащитные плитки и усиленные углеродно-углеродные панели летающего в настоящее время орбитального корабля были повреждены, за пределами возможностей ремонта доступных методов ремонта на орбите. Эти миссии также назывались «Запуск по требованию» (LOD) и « Поддержка экипажа шаттла на случай непредвиденных обстоятельств» . Программа была начата после гибели космического корабля " Колумбия" в 2003 году. Во время программы "Спейс шаттл" ни одна миссия этого типа не запускалась.
Орбитальный аппарат и четверо членов экипажа, которые должны были совершить следующую запланированную миссию, будут переведены на спасательную миссию. Процессы планирования и подготовки спасательного полета позволят НАСА запустить миссию в течение 40 дней с момента ее вызова. В это время экипаж поврежденного (или вышедшего из строя) шаттла должен будет укрыться на Международной космической станции (МКС). МКС способна поддерживать оба экипажа в течение примерно 80 дней, при этом ограничивающим фактором является подача кислорода. [1] В НАСА этот план содержания экипажа шаттла на МКС известен как операции поддержки экипажа шаттла в чрезвычайных ситуациях (CSCS). [2] До STS-121 все спасательные операции должны были обозначаться STS-300 .
В случае прерывания вывода на орбиту, когда шаттл мог не выйти на орбиту МКС, а проверки системы тепловой защиты показали, что шаттл не мог безопасно вернуться на Землю, МКС могла бы спуститься вниз для удовлетворения шаттл. Такая процедура была известна как совместное восстановление пониженной скорости. [3]
* – изначально планировалось, что это Endeavour , изменено на Discovery из-за проблем с загрязнением. [7]
Чтобы сэкономить вес и позволить объединенным экипажам обоих шаттлов безопасно вернуться на Землю, необходимо будет сделать множество сокращений, и риски запуска другого орбитального корабля без устранения неисправности, которая привела к выводу из строя предыдущего орбитального корабля, должны быть уменьшены. столкнулся.
В рамках подготовки к спасательной операции был построен ряд частей летного оборудования Launch on Need, в том числе:
Орбитальный аппарат с дистанционным управлением (RCO), также известный как быстрый прототип автономного орбитального аппарата (AORP), был термином, используемым НАСА для описания шаттла, который мог выполнять вход и посадку без человеческого экипажа на борту с помощью дистанционного управления. НАСА разработало кабель RCO для обслуживания в полете (IFM), чтобы расширить существующие возможности автоматической посадки шаттла и позволить выполнять оставшиеся задачи с земли. Целью кабеля RCO IFM было обеспечение электрического соединения между логикой интерфейса наземного управления (GCIL) и переключателями на панели кабины экипажа. Кабель имеет длину примерно 28 футов (8,5 м), весит более 5 фунтов (2,3 кг) и имеет 16 разъемов. [9] [10] С помощью этой системы сигналы могут отправляться из Центра управления полетами на беспилотный шаттл для управления следующими системами:
Кабель РКО IFM впервые полетел на борту STS-121 и был передан на МКС для хранения во время полета. Кабель оставался на борту МКС до окончания программы «Шаттл». До STS-121 планировалось оставить поврежденный шаттл и позволить ему сгореть при входе в атмосферу. Основной площадкой для посадки орбитального аппарата RCO станет база ВВС Ванденберг в Калифорнии. [11] База ВВС Эдвардс , площадка, уже использовавшаяся для поддержки приземления шаттлов, была основной посадочной площадкой RCO для первых миссий с оборудованием; однако позже Ванденберг был выбран в качестве основного места, поскольку он находится ближе к побережью, и шаттл можно бросить в Тихом океане, если возникнет проблема, которая сделает посадку опасной. Альтернативным местом, вероятно, является ракетный полигон Уайт-Сэндс в Нью-Мексико . [12] Основным соображением при определении места приземления будет желание выполнить рискованный возврат в атмосферу вдали от населенных пунктов. Книга полетных ресурсов и правила полетов, действовавшие во время STS-121, предполагают, что поврежденный шаттл вернется на такую траекторию, что в случае его разрушения это произойдет с приземлением обломков в южной части Тихого океана. [2]
Советский шаттл «Буран» также управлялся дистанционно на протяжении всего своего первого полета без экипажа на борту. Посадка осуществлялась бортовой автоматической системой. [13]
По состоянию на март 2011 года роботизированный космический самолет увеличенной продолжительности полета Boeing X-37 продемонстрировал автономный орбитальный полет, вход в атмосферу и приземление. [14] [15] Первоначально X-37 предназначался для запуска из отсека полезной нагрузки «Шаттла», но после катастрофы « Колумбии » он был запущен в закрытой конфигурации на Атласе V.
Если бы потребовалась миссия LON, график был бы примерно следующий:
STS-400 — это полет космического корабля «Шаттл» на случай непредвиденных обстоятельств (запуск по необходимости), который был бы запущен с помощью космического корабля «Индевор» , если бы на космическом корабле «Атлантис» возникла серьезная проблема во время STS-125 , последней миссии по обслуживанию космического телескопа «Хаббл» (HST SM-4). ). [17] [18] [19] [20]
Из-за гораздо меньшего наклона орбиты HST по сравнению с МКС экипаж шаттла не смог бы использовать Международную космическую станцию в качестве «убежища», а НАСА не смогло бы следовать обычному плану восстановления космического корабля. экипаж с другим шаттлом позже. [19] Вместо этого НАСА разработало план проведения спасательной миссии с шаттла на шаттл, аналогичный предлагаемым спасательным миссиям для полетов перед МКС. [19] [21] [22] Спасательная миссия должна была быть начата только через три дня после призыва и уже через семь дней после запуска STS-125, поскольку у экипажа « Атлантиды» было бы всего около трех недель расходных материалов. после запуска. [18]
Впервые миссия была развернута в сентябре 2008 года на стартовом комплексе 39B, через две недели после того, как шаттл STS-125 был вывезен на стартовый комплекс 39A , что создало редкий сценарий, при котором два шаттла находились на стартовых площадках одновременно. [19] Однако в октябре 2008 года выпуск STS-125 был отложен и возвращен на VAB .
Первоначально STS-125 был переориентирован не ранее февраля 2009 года. Это изменило машину STS-400 с Endeavour на Discovery . Миссия была переименована в STS-401 в связи с переходом с Endeavour на Discovery . Затем STS-125 был отложен еще больше, что позволило миссии Discovery STS-119 вылететь заранее. Это привело к тому, что спасательная миссия вернулась к «Индевору» , а обозначение STS-400 было восстановлено. [20] В январе 2009 года было объявлено, что НАСА рассматривает возможность проведения обоих запусков с Комплекса 39А, чтобы избежать дальнейших задержек с Аресом IX , запуск которого с LC-39B на тот момент был запланирован на сентябрь 2009 года. . [20] Планировалось, что после миссии STS-125 в октябре 2008 года стартовый комплекс 39B будет переоборудован для использования в проекте «Созвездие» для ракеты «Арес IX» . [20] Несколько членов команды управления миссией НАСА тогда (2009 г.) заявили, что операции с одной площадки возможны, но было принято решение использовать обе площадки. [18] [19]
Экипаж, назначенный для этой миссии, представлял собой часть экипажа STS-126 : [18] [23]
_and_Endeavour_(STS-400)_on_launch_pads.jpg/1280px-Space_shuttles_Atlantis_(STS-125)_and_Endeavour_(STS-400)_on_launch_pads.jpg)
Были оценены три различных концептуальных плана миссии: первый предполагал использование стыковки шаттла к шаттлу, при котором спасательный шаттл стыкуется с поврежденным шаттлом, летая вверх ногами и назад относительно поврежденного шаттла. [22] Было неясно, будет ли это практично, поскольку передняя конструкция любого орбитального аппарата могла столкнуться с отсеком полезной нагрузки другого, что привело к повреждению обоих орбитальных аппаратов. Второй вариант, который оценивался, заключался в том, чтобы спасательный орбитальный корабль встретился с поврежденным орбитальным кораблем и удерживал станцию , используя свою систему дистанционного манипулятора (RMS) для перевода экипажа с поврежденного орбитального корабля. Этот план миссии приведет к большому расходу топлива. Третья концепция заключается в том, чтобы поврежденный орбитальный аппарат схватил спасательный орбитальный аппарат с помощью своей RMS, что устраняет необходимость удержания на станции. [23] Затем спасательный орбитальный корабль будет перебрасывать экипаж, используя свою RMS, как во втором варианте, и будет более экономичен, чем вариант с сохранением станции. [22]
Концепция, по которой в конечном итоге было принято решение, представляла собой модифицированную версию третьей концепции. Спасательный орбитальный аппарат будет использовать свою RMS, чтобы схватиться за конец RMS поврежденного орбитального корабля. [17] [24]
После своей последней миссии ( STS-123 ) «Индевор» был доставлен в Центр обработки орбитального корабля для текущего обслуживания. После технического обслуживания «Индевор» находился в режиме ожидания для STS-326 , который должен был быть отправлен в полет в случае, если STS-124 не смог бы безопасно вернуться на Землю. Укладка твердотопливных ракетных ускорителей (SRB) началась 11 июля 2008 года. Месяц спустя внешний бак прибыл на KSC и был соединен с SRB 29 августа 2008 года. Endeavour присоединился к штабелю 12 сентября 2008 года и был вывезен на площадку. 39Б неделю спустя.
Поскольку STS-126 был запущен раньше STS-125, 20 октября «Атлантис» был возвращен на VAB, а 23 октября «Индевор» вернулся на стартовую площадку 39А. Когда пришло время запуска STS-125, «Атлантис» выкатился на площадку 39А. [20]
Миссия не включала бы расширенную проверку теплозащитного экрана, обычно проводимую во второй день полета. [17] [19] Вместо этого проверка была бы проведена после того, как экипаж был спасен. [17] [19] На второй день полета «Индевор» должен был встретиться и сразиться с Атлантидой . [17] [23] На третий день полета должен был быть выполнен первый выход в открытый космос . [17] [19] [23] Во время первого выхода в открытый космос Меган МакАртур, Эндрю Фойстел и Джон Грансфельд должны были установить трос между шлюзами. [18] [19] Они также должны были перебросить крупногабаритное подразделение внекорабельной мобильности (EMU) и, после того, как Макартур восстановил давление, перебросили EMU Макартура обратно в Атлантиду . После этого они восстановили бы давление на «Индеворе» , завершив работу второго дня полета. [17]
Последние два выхода в открытый космос были запланированы на третий день полета. [17] [19] Во время первого Грюнсфельд сбросил бы давление на «Индеворе» , чтобы помочь Грегори Джонсону и Майклу Массимино перебросить электропоезд на Атлантиду . Затем он и Джонсон снова надавят на «Индевор» , и Массимино вернется в Атлантиду . [17] Он вместе со Скоттом Альтманом и Майклом Гудом должен был взять с собой остальную часть оборудования и себя на « Индевор» во время финального выхода в открытый космос. Они должны были быть наготове на случай, если система RMS выйдет из строя. [24] Повреждённому орбитальному аппарату с земли было приказано сойти с орбиты и совершить процедуру посадки над Тихим океаном, причем зона падения находилась к северу от Гавайских островов. [18] [19] В пятый день полета «Индевор» должен был пройти полную проверку теплозащиты и приземлиться на восьмой день полета. [17] [18] [19]
Эта миссия могла бы ознаменовать конец программы «Спейс Шаттл», поскольку маловероятно, что программу можно было бы продолжить с использованием всего двух оставшихся орбитальных аппаратов : «Дискавери » и «Индевор» . [25]
В четверг, 21 мая 2009 года, НАСА официально освободило «Индевор» от спасательной миссии, освободив орбитальный аппарат для начала подготовки к STS-127 . Это также позволило НАСА продолжить подготовку LC-39B для предстоящего запуска Ares IX, поскольку во время периода простоя НАСА установило новую систему молниезащиты, аналогичную той, что установлена на площадках Atlas V и Delta IV , для защиты более новых Выше Ареса I ракета от ударов молний. [26] [27]
STS-134 стал последним регулярным рейсом программы «Шаттл». Поскольку после этого больше ничего не планировалось, была разработана специальная миссия STS-335, которая будет выполнять роль миссии LON для этого полета. Это могло бы объединить Атлантиду с ET-122 , который был отремонтирован после повреждений, нанесенных ураганом Катрина . [28] Поскольку следующей миссии не будет, STS-335 также будет нести многоцелевой логистический модуль , наполненный припасами для пополнения станции. [29]
Сенат разрешил STS-135 выполнять регулярные рейсы 5 августа 2010 г., [30] затем Палата представителей 29 сентября 2010 г., [31] и позже подписал президент Обама 11 октября 2010 г. [32] Однако финансирование миссии осталось. в зависимости от последующего законопроекта об ассигнованиях.
Тем не менее 20 января 2011 года НАСА преобразовало STS-335, последнюю миссию «Запуск по необходимости», в оперативную миссию (STS- 135 ). ситуации с финансированием посредством постоянной резолюции. [34] Наконец, бюджет правительства США, утвержденный в середине апреля 2011 года, предусматривал выделение 5,5 миллиардов долларов на подразделение космических операций НАСА, включая программы космических кораблей и космических станций. По данным НАСА, бюджет, действующий до 30 сентября 2011 года, положил конец всем опасениям по поводу финансирования миссии STS-135. [35]
После успешного завершения STS-134 STS-335 стал ненужным, и подготовка к запуску STS-135 продолжалась, поскольку Атлантида приближалась к LC-39A во время ее развертывания, когда STS-134 приземлился на близлежащей посадочной площадке шаттла . [36]
У STS-135 не было шаттла для спасательной операции. Был разработан другой план спасения , в котором четыре члена экипажа, оставшиеся на борту Международной космической станции, возвращались на борт космического корабля «Союз» по одному в течение следующего года. В этом непредвиденном обстоятельстве не было необходимости.
Конструкция построена с учетом трех возможных режимов управления орбитальным аппаратом: автоматического, ручного и по командам наземного комплекса управления (GBCC).