|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Ônibus espaciais Shuttle e Buran. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor O Ônibus Espacial ou simplesmente o Ônibus Espacial (eng. Ônibus Espacial - "ônibus espacial") é uma espaçonave de transporte reutilizável americana. Os ônibus espaciais foram usados como parte do programa governamental do Sistema de Transporte Espacial (STS) da NASA. Foi entendido que os ônibus "correriam como ônibus" entre a órbita baixa da Terra e a Terra, entregando cargas em ambas as direções.
O programa de ônibus espaciais foi desenvolvido pela norte-americana Rockwell em nome da NASA desde 1971. Ao criar o sistema, várias soluções técnicas foram usadas para os módulos lunares do programa Apollo da década de 1960: experimentos com boosters de propelente sólido, sistemas para sua separação e obtenção de combustível de um tanque externo. No total, foram construídos cinco ônibus espaciais (dois deles morreram em acidentes) e um protótipo. Os voos para o espaço foram realizados de 12 de abril de 1981 a 21 de julho de 2011. Embora os lançamentos espaciais fossem raros, a questão do custo dos veículos lançadores não atraiu muita atenção. Mas à medida que a exploração espacial progrediu, começou a ganhar importância. O custo de um veículo de lançamento no custo total de lançamento de uma espaçonave varia. Se o veículo lançador for serial e a espaçonave lançada for única, o custo do veículo lançador será cerca de 10% do custo total do lançamento. Se a espaçonave for serial e o transportador for único - até 40% ou mais. O alto custo do transporte espacial é explicado pelo fato de o veículo lançador ser usado apenas uma vez. Satélites e estações espaciais operam em órbita ou no espaço interplanetário, trazendo certo resultado científico ou econômico, e estágios de foguetes, que possuem projeto complexo e equipamentos caros, queimam em densas camadas da atmosfera. Naturalmente, surgiu a questão de reduzir o custo dos lançamentos espaciais através do relançamento dos veículos lançadores. Existem muitos projetos de tais sistemas. Um deles é um avião espacial. Trata-se de uma máquina alada que, como um transatlântico, decolaria do espaçoporto e, tendo entregue uma carga útil à órbita (satélite ou espaçonave), retornaria à Terra. Mas ainda é impossível criar tal aeronave, principalmente por causa da proporção necessária entre as massas da carga útil e a massa total da máquina. Muitos outros esquemas de aeronaves reutilizáveis revelaram-se economicamente não rentáveis ou difíceis de implementar. No entanto, nos Estados Unidos, eles se dirigiram para a criação de uma espaçonave reutilizável. Muitos especialistas foram contra um projeto tão caro. Mas o Pentágono o apoiou. O desenvolvimento do sistema Space Shuttle ("ônibus espacial") começou nos Estados Unidos em 1972. Foi baseado no conceito de uma espaçonave reutilizável projetada para lançar satélites artificiais e outros objetos em órbitas próximas à Terra. O ônibus espacial é uma combinação de um estágio orbital tripulado, dois propulsores de foguetes sólidos e um grande tanque de combustível localizado entre esses propulsores. O Shuttle é lançado verticalmente com a ajuda de dois propulsores de propelente sólido (cada um com 3,7 metros de diâmetro), bem como motores de foguete de propelente líquido do estágio orbital, que são alimentados por combustível (hidrogênio líquido e oxigênio líquido) de um grande combustível tanque. Os propulsores de propelente sólido operam apenas na parte inicial da trajetória. Seu tempo de execução é de pouco mais de dois minutos. A uma altitude de 70 a 90 quilômetros, os propulsores são separados, lançados de pára-quedas na água, no oceano e rebocados para a costa para serem usados novamente após recondicionamento e recarga. Ao entrar em órbita, o tanque de combustível (8,5 metros de diâmetro e 47 metros de comprimento) é largado e queimado nas densas camadas da atmosfera.
O elemento mais complexo do complexo é o estágio orbital. Assemelha-se a um avião-foguete com uma asa delta. Além dos motores, abriga o cockpit e o compartimento de carga. O estágio orbital desorbita como uma espaçonave convencional e pousa sem empuxo, apenas devido à força de elevação de uma asa varrida de pequena proporção. A asa permite ao estágio orbital realizar alguma manobra tanto no alcance quanto no curso e, finalmente, pousar em uma faixa de concreto especial. A velocidade de pouso do palco é muito maior do que a de qualquer caça - cerca de 350 quilômetros por hora. O corpo do palco orbital deve suportar temperaturas de 1600 graus Celsius. O escudo térmico consiste em 30922 telhas de silicato coladas à fuselagem e firmemente encaixadas umas nas outras. O ônibus espacial é uma espécie de compromisso técnico e econômico. A carga útil máxima entregue pelo Shuttle em órbita é de 14,5 a 29,5 toneladas, e sua massa de lançamento é de 2000 toneladas, ou seja, a carga útil é de apenas 0,8-1,5% da massa total da espaçonave reabastecida. Ao mesmo tempo, esse número para um foguete convencional com a mesma carga útil é de 2 a 4%. Se tomarmos como indicador a relação entre a carga útil e o peso da estrutura, excluindo o combustível, a vantagem em favor de um foguete convencional aumentará ainda mais. Esse é o preço da oportunidade de reutilizar, pelo menos parcialmente, as estruturas da espaçonave. Um dos criadores de naves espaciais e estações, o piloto-cosmonauta da URSS, Professor K.P. Feoktistov avalia a eficiência econômica do Shuttle da seguinte forma: "Não é preciso dizer que não é fácil criar um sistema de transporte econômico. Alguns especialistas também estão confusos sobre a ideia do Shuttle pelo seguinte. que em um ano apenas um “aeronaves”, para justificar sua construção, devem colocar em órbita cerca de mil toneladas de cargas diferentes. em geral, reduzir o número de veículos lançadores resolvendo um conjunto de tarefas para cada um deles.
Do ponto de vista da eficiência, a criação de um navio de transporte reutilizável com uma capacidade de carga tão grande é prematura. É muito mais lucrativo abastecer estações orbitais com a ajuda de navios de transporte automático do tipo Progress.Hoje, o custo de um quilo de carga lançada ao espaço pelo Shuttle é de US $ 25000 e pelo Proton - US $ 5000. Sem o apoio direto do Pentágono, o projeto dificilmente poderia ter sido levado ao estágio de experimentos de voo. Logo no início do projeto, um comitê foi estabelecido no quartel-general da Força Aérea dos EUA para o uso do ônibus espacial. Foi tomada a decisão de construir uma plataforma de lançamento de ônibus espaciais na Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia, de onde são lançadas naves espaciais militares. Clientes militares planejavam usar o Shuttle para realizar um amplo programa de implantação de satélites de reconhecimento no espaço, sistemas de detecção de radar e direcionamento de mísseis de combate, para voos de reconhecimento tripulados, criação de postos de comando espaciais, plataformas orbitais com armas a laser, para " inspeção" de alienígenas em órbita. objetos espaciais e sua entrega à Terra. O Shuttle também foi considerado como um dos principais elos do programa geral para a criação de armas laser espaciais. Assim, já no primeiro voo, a tripulação da espaçonave Columbia realizou uma tarefa militar relacionada à verificação da confiabilidade do dispositivo de mira para armas a laser. Um laser colocado em órbita deve ser apontado com precisão para mísseis a centenas e milhares de quilômetros de distância. Desde o início da década de 1980, a Força Aérea dos EUA vem preparando uma série de experimentos não classificados em órbita polar para desenvolver equipamentos avançados para rastrear objetos em movimento no ar e no espaço sem ar. O desastre do Challenger em 28 de janeiro de 1986 fez ajustes no desenvolvimento dos programas espaciais dos EUA. O Challenger fez seu último voo, paralisando todo o programa espacial americano. Enquanto os ônibus estavam parados, a cooperação da NASA com o Departamento de Defesa foi questionada. A Força Aérea efetivamente dissolveu seu grupo de astronautas. A composição da missão científico-militar, que recebeu o nome de STS-39 e foi transferida para o Cabo Canaveral, também mudou. As datas para o próximo voo foram repetidamente adiadas. O programa foi retomado apenas em 1990. Desde então, os ônibus espaciais têm feito voos espaciais regularmente. Eles participaram do reparo do telescópio Hubble, dos voos para a estação Mir e da construção da ISS. Quando os voos do Shuttle foram retomados na URSS, um navio reutilizável já estava pronto, que em muitos aspectos superou o americano. Em 15 de novembro de 1988, o novo veículo de lançamento Energia lançou a espaçonave reutilizável Buran em órbita baixa da Terra. Tendo feito duas órbitas ao redor da Terra, guiado por máquinas milagrosas, ele pousou lindamente na pista de concreto de Baikonur, como um avião da Aeroflot.
O veículo lançador Energia é o foguete base de todo um sistema de veículos lançadores, formado por uma combinação de um número diferente de estágios modulares unificados e capaz de lançar veículos com peso de 10 a centenas de toneladas no espaço! Sua base, o núcleo, é o segundo passo. Sua altura é de 60 metros, diâmetro é de cerca de 8 metros. Possui quatro motores de foguete de combustível líquido movidos a hidrogênio (combustível) e oxigênio (oxidante). O empuxo de cada um desses motores na superfície da Terra é de 1480 kN. Quatro blocos são ancorados em pares ao redor do segundo estágio em sua base, formando o primeiro estágio do veículo lançador. Cada bloco está equipado com o motor de quatro câmaras RD-170 mais potente do mundo, com um impulso de 7400 kN perto da Terra. O "pacote" de blocos do primeiro e segundo estágios forma um poderoso e pesado veículo lançador com peso de lançamento de até 2400 toneladas, transportando uma carga útil de 100 toneladas. O empuxo total de seus motores no início do voo chega a 36000 kN. "Buran" tem uma grande semelhança externa com o "Shuttle" americano. O navio é construído de acordo com o esquema de uma aeronave sem cauda com asa delta de varredura variável, possui controles aerodinâmicos que funcionam durante o pouso após retornar às densas camadas da atmosfera - leme e elevons. Ele conseguiu fazer uma descida controlada na atmosfera com uma manobra lateral de até 2000 quilômetros. O comprimento do Buran é de 36,4 metros, a envergadura é de cerca de 24 metros, a altura do navio no chassi é superior a 16 metros. O peso de lançamento do navio é superior a 100 toneladas, das quais 14 toneladas são de combustível. Uma cabine selada totalmente soldada para a tripulação e a maioria dos equipamentos para voo como parte do complexo de foguetes e espaço, voo autônomo em órbita, descida e pouso é inserido no compartimento do nariz. Volume da cabine - mais de 70 metros cúbicos.
Buran no espaço Ao retornar às camadas densas da atmosfera, as seções mais afetadas pelo calor da superfície do navio aquecem até 1600 graus, enquanto o calor que atinge diretamente a estrutura metálica do navio não deve exceder 150 graus. Portanto, "Buran" foi distinguido pela poderosa proteção térmica, que fornece condições normais de temperatura para a estrutura do navio durante a passagem de camadas densas da atmosfera durante o pouso. O revestimento de proteção térmica de mais de 38 mil telhas é feito de materiais especiais: fibra de quartzo, fibras orgânicas de alta temperatura, material parcialmente à base de carbono. A armadura cerâmica tem a capacidade de acumular calor sem passá-lo para o casco do navio. A massa total desta armadura era de cerca de 9 toneladas. O comprimento do compartimento de carga de Buran é de cerca de 18 metros. Seu vasto compartimento de carga poderia acomodar uma carga útil de até 30 toneladas. Grandes naves espaciais poderiam ser colocadas lá - grandes satélites, blocos de estações orbitais. O peso de desembarque do navio é de 82 toneladas. O "Buran" estava equipado com todos os sistemas e equipamentos necessários para voos automáticos e tripulados. São meios de navegação e controle, engenharia de rádio e sistemas de televisão, dispositivos automáticos para controlar o regime térmico, um sistema de suporte à vida da tripulação e muito, muito mais. O sistema de propulsão principal, dois grupos de motores para manobras, estão localizados na extremidade da cauda e na frente do casco. As mudanças que diferenciaram o sistema Energia-Buran do sistema de Ônibus Espacial tiveram os seguintes resultados: no sistema Energia-Buran, apenas a própria nave orbital era um elemento reutilizável no primeiro voo, enquanto os blocos do primeiro estágio e a unidade central foram perdidos durante o processo de lançamento. Por outro lado, foi criado um sistema espacial de transporte universal que, ao contrário dos americanos, permitia lançar ao espaço não apenas Buran, mas também cargas pesadas arbitrárias de até 100 toneladas, enquanto nos Estados Unidos o ônibus espacial é um parte integrante do sistema de transporte e carga limitada a 29,5 toneladas e, devido ao alinhamento do orbitador, nunca foi feito um único voo com carga total. Nos Estados Unidos, havia planos para criar um sistema de carga única baseado no Shuttle-C, mas eles não foram implementados. Autor: Musskiy S.A.
Uma nova maneira de controlar e manipular sinais ópticos
05.05.2024 Teclado Primium Seneca
05.05.2024 Inaugurado o observatório astronômico mais alto do mundo
04.05.2024
▪ Amplificadores de entrada JFET mais rápidos ▪ Descoberto novo tipo de biomolécula ▪ A perovskita melhora a eficiência das células solares de silício
▪ seção do site Equipamento de soldagem. Seleção de artigos ▪ artigo Há dezoito anos na vida. expressão popular ▪ artigo Quem inventou o zero? Resposta detalhada ▪ artigo Moeda em um lenço. Segredo do Foco
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Recomendamos artigos interessantes seção 
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página