Quando você olha as fotos das naves espaciais com asas Burana e Shuttle, pode ter a impressão de que são bastante idênticas. Pelo menos não deve haver diferenças fundamentais. Apesar da semelhança externa, esses dois sistemas espaciais ainda são fundamentalmente diferentes.
Shuttle e Buran
Transporte
O Shuttle é uma espaçonave de transporte reutilizável (MTKK). A nave tem três motores de foguete de propelente líquido (LPRE), movidos a hidrogênio. Agente oxidante - oxigênio líquido. Entrar em órbita baixa requer uma grande quantidade de combustível e oxidante. Portanto, o tanque de combustível é o maior elemento do sistema do ônibus espacial. A espaçonave está localizada neste enorme tanque e é conectada a ele por um sistema de oleodutos através dos quais combustível e oxidante são fornecidos aos motores do ônibus espacial.
E, ao mesmo tempo, os três motores potentes da nave alada não são suficientes para ir para o espaço. Presos ao tanque central do sistema estão dois propulsores de propelente sólido - os foguetes mais poderosos da história da humanidade até hoje. A maior potência é necessária precisamente no início para mover o navio de várias toneladas e erguê-lo até as primeiras quatro dezenas e meia de quilômetros. Os impulsionadores de foguetes sólidos assumem 83% da carga.
Outro "ônibus espacial" decola
A uma altitude de 45 km, os propulsores de propelente sólido, tendo esgotado todo o combustível, são separados do navio e, por paraquedas, caem no oceano. Além disso, a uma altitude de 113 km, o "ônibus espacial" sobe com a ajuda de três motores de foguete. Depois de separar o tanque, o navio voa por mais 90 segundos por inércia e então, por um curto período, dois motores de manobra orbital movidos a combustível auto-inflamável são ligados. E o "ônibus espacial" entra em órbita de trabalho. E o tanque entra na atmosfera, onde queima. Partes dele caem no oceano.
Departamento de propelentes sólidos
Os motores de manobra orbital são projetados, como seu nome indica, para várias manobras no espaço: para alterar parâmetros orbitais, para atracar na ISS ou em outra espaçonave em órbita baixa da Terra. Assim, os "ônibus espaciais" fizeram várias visitas ao telescópio orbital Hubble para manutenção.
E, finalmente, esses motores servem para criar um impulso de frenagem ao retornar à Terra.
O estágio orbital é feito de acordo com a configuração aerodinâmica de um monoplano sem cauda com asa delta baixa com dupla varredura do bordo de ataque e cauda vertical do esquema usual. Para o controle atmosférico, um leme de duas peças na quilha (aqui é um freio a ar), elevons na borda de fuga da asa e um flap de equilíbrio sob a fuselagem traseira são usados. Chassi retrátil, triciclo, com roda de nariz.
Comprimento 37, 24 m, envergadura 23, 79 m, altura 17, 27 m. O peso "seco" do veículo é de cerca de 68 t, peso de decolagem - de 85 a 114 t (dependendo da tarefa e da carga útil), pousando com um carga de retorno a bordo - 84, 26 t.
A característica de design mais importante da fuselagem é sua proteção térmica.
Nos locais mais estressados pelo calor (temperatura de projeto de até 1430 ° C), um composto de carbono-carbono multicamadas é usado. Existem poucos lugares assim, principalmente no nariz da fuselagem e no bordo de ataque da asa. A superfície inferior de todo o aparelho (aquecimento de 650 a 1260 ° C) é revestida com ladrilhos de um material à base de fibra de quartzo. As superfícies superior e lateral são parcialmente protegidas por placas de isolamento de baixa temperatura - onde a temperatura é 315–650 ° C; em outros locais, onde a temperatura não excede 370 ° C, é usado material de feltro coberto com borracha de silicone.
O peso total de todos os quatro tipos de proteção térmica é de 7.164 kg.
O estágio orbital tem uma cabine de dois andares para sete astronautas.
Convés superior do ônibus espacial
No caso de um programa de vôo estendido ou durante a realização de operações de resgate, até dez pessoas podem estar a bordo do ônibus. Na cabine, há controles de vôo, locais de trabalho e de dormir, cozinha, depósito, compartimento sanitário, câmara de descompressão, postos de controle de operações e carga útil, entre outros equipamentos. O volume pressurizado total da cabine é de 75 metros cúbicos. m, o sistema de suporte de vida mantém uma pressão de 760 mm Hg nele. Arte. e temperatura na faixa de 18, 3 - 26, 6 ° С.
Este sistema é feito na versão aberta, ou seja, sem a utilização de regeneração de ar e água. Esta escolha deve-se ao facto de a duração dos voos shuttle ter sido fixada em sete dias, podendo ser alargada até 30 dias com fundos adicionais. Com uma autonomia tão insignificante, a instalação de equipamentos de regeneração significaria um aumento injustificado do peso, do consumo de energia e da complexidade dos equipamentos de bordo.
O fornecimento de gases comprimidos é suficiente para restaurar a atmosfera normal na cabine no caso de uma despressurização completa ou para manter nela uma pressão de 42,5 mm Hg. Arte. dentro de 165 minutos quando um pequeno orifício é formado no casco logo após o início.
O compartimento de carga mede 18,3 x 4,6 me um volume de 339,8 metros cúbicos. m está equipado com um manipulador de "três joelhos" de 15,3 m de comprimento. Ao abrir as portas dos compartimentos, os radiadores do sistema de refrigeração passam para a posição de trabalho juntamente com eles. A refletividade dos painéis do radiador é tal que permanecem frios mesmo quando o sol está brilhando sobre eles.
O que o ônibus espacial pode fazer e como ele voa
Se imaginarmos um sistema montado voando horizontalmente, veremos um tanque de combustível externo como seu elemento central; um orbitador é acoplado a ele de cima, e os aceleradores estão nas laterais. O comprimento total do sistema é de 56,1 m, e a altura é de 23,34 m. A largura total é determinada pela envergadura do estágio orbital, ou seja, é de 23,79 m. O peso máximo de lançamento é de cerca de 2.041.000 kg.
É impossível falar de forma tão inequívoca sobre o tamanho da carga útil, uma vez que depende dos parâmetros da órbita do alvo e do ponto de lançamento da espaçonave. Aqui estão três opções. O sistema do ônibus espacial é capaz de exibir:
- 29.500 kg quando lançado para o leste do Cabo Canaveral (Flórida, costa leste) em uma órbita com uma altitude de 185 km e uma inclinação de 28º;
- 11 300 kg quando lançado do Space Flight Center. Kennedy em uma órbita com altitude de 500 km e inclinação de 55º;
- 14.500 kg quando lançado da Base da Força Aérea de Vandenberg (Califórnia, costa oeste) em uma órbita circumpolar com altitude de 185 km.
Para os ônibus espaciais, foram equipadas duas pistas de pouso. Se o ônibus espacial pousasse longe do local de lançamento, voltaria para casa em um Boeing 747
Boeing 747 pega ônibus para o cosmódromo
No total, foram construídas cinco naves (duas delas morreram em acidentes) e um protótipo.
Durante o desenvolvimento, estava previsto que os ônibus espaciais fizessem 24 lançamentos por ano, e cada um deles faria até 100 voos para o espaço. Na prática, eram muito menos utilizados - ao final do programa, no verão de 2011, foram realizados 135 lançamentos, sendo Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
A tripulação do ônibus espacial é composta por dois astronautas - o comandante e o piloto. A maior tripulação do ônibus espacial é composta por oito astronautas (Challenger, 1985).
Reação soviética à criação do ônibus espacial
O desenvolvimento do "ônibus espacial" causou grande impressão nos líderes da URSS. Considerou-se que os americanos estavam desenvolvendo um bombardeiro orbital armado com mísseis espaço-solo. O enorme tamanho do ônibus espacial e sua capacidade de retornar uma carga de até 14,5 toneladas para a Terra foram interpretados como uma clara ameaça de abdução de satélites soviéticos e até de estações espaciais militares soviéticas, como Almaz, que voou no espaço sob o nome de Salyut. Essas estimativas estavam erradas, uma vez que os Estados Unidos abandonaram a ideia de um bombardeiro espacial em 1962 em conexão com o desenvolvimento bem-sucedido de um submarino nuclear e mísseis balísticos baseados em terra.
Soyuz poderia caber facilmente no compartimento de carga do ônibus espacial
Os especialistas soviéticos não conseguiam entender por que 60 lançamentos de ônibus espaciais eram necessários por ano - um lançamento por semana! De onde veio a grande quantidade de satélites e estações espaciais de que o ônibus espacial precisaria vir? O povo soviético que vivia em um sistema econômico diferente nem podia imaginar que a liderança da NASA, que estava promovendo vigorosamente um novo programa espacial no governo e no Congresso, fosse guiada pelo medo de ficar desempregada. O programa lunar estava quase concluído e milhares de especialistas altamente qualificados estavam desempregados. E, o mais importante, os respeitados e muito bem pagos executivos da NASA enfrentaram a decepcionante perspectiva de se separarem de seus escritórios habitados.
Para tanto, foi elaborado um estudo de viabilidade econômica sobre o grande benefício financeiro da espaçonave de transporte reutilizável em caso de abandono de foguetes descartáveis. Mas, para o povo soviético, era absolutamente incompreensível que o presidente e o congresso só pudessem gastar fundos nacionais com grande consideração pela opinião de seus eleitores. Nesse sentido, reinava na URSS a opinião de que os americanos estavam criando um novo CQ para algumas tarefas futuras incompreensíveis, muito provavelmente militares.
Nave espacial reutilizável "Buran"
Na União Soviética, foi originalmente planejado criar uma cópia melhorada do Shuttle - um avião orbital OS-120, pesando 120 toneladas. (O ônibus americano pesava 110 toneladas em plena carga). Ao contrário do Shuttle, foi planejado para equipar o Buran com cabine de ejeção para dois pilotos e motores turbojato para pouso no aeroporto.
A direção das forças armadas da URSS insistiu na cópia quase completa da "lançadeira". Nessa época, a inteligência soviética foi capaz de obter muitas informações sobre a espaçonave americana. Mas acabou não sendo tão simples. Os motores domésticos de foguete de hidrogênio-oxigênio revelaram-se maiores e mais pesados do que os americanos. Além disso, em termos de poder, eles eram inferiores aos do exterior. Portanto, em vez de três motores de foguete, foi necessário instalar quatro. Mas no plano orbital simplesmente não havia espaço para quatro motores de propulsão.
No ônibus espacial, 83% da carga inicial era carregada por dois propulsores de propelente sólido. Na União Soviética, não foi possível desenvolver mísseis de propelente sólido tão poderosos. Mísseis deste tipo foram usados como transportadores balísticos de cargas nucleares marítimas e terrestres. Mas eles não alcançaram muito, muito a potência necessária. Portanto, os projetistas soviéticos tiveram a única oportunidade - de usar foguetes de propelente líquido como aceleradores. No âmbito do programa Energia-Buran, foram criados RD-170s de querosene-oxigênio de muito sucesso, que serviram como uma alternativa aos boosters de combustível sólido.
A própria localização do cosmódromo de Baikonur forçou os projetistas a aumentar a potência de seus veículos de lançamento. Sabe-se que quanto mais próxima a plataforma de lançamento estiver do equador, maior será a carga que o mesmo foguete pode colocar em órbita. O cosmódromo americano no Cabo Canaveral tem 15% de vantagem sobre Baikonur! Ou seja, se um foguete lançado de Baikonur pode levantar 100 toneladas, então ele lançará 115 toneladas em órbita quando for lançado do Cabo Canaveral!
Condições geográficas, diferenças de tecnologia, características dos motores criados e uma abordagem de design diferente - tudo influenciou o aparecimento de "Buran". Com base em todas essas realidades, um novo conceito e um novo veículo orbital OK-92, pesando 92 toneladas, foram desenvolvidos. Quatro motores oxigênio-hidrogênio foram transferidos para o tanque central de combustível e foi obtida a segunda etapa do lançador Energia. Em vez de dois propulsores de propelente sólido, decidiu-se usar quatro foguetes com combustível líquido querosene-oxigênio com motores RD-170 de quatro câmaras. Quatro câmaras significa quatro bicos; um bico de grande diâmetro é extremamente difícil de fabricar. Portanto, os projetistas vão até a complicação e o peso do motor projetando-o com vários bicos menores. Existem tantos bicos quanto câmaras de combustão com um monte de dutos de abastecimento de combustível e oxidante e todas as "amarrações". Esta ligação foi feita de acordo com o esquema tradicional "real", semelhante às "alianças" e "oriente", tornou-se a primeira fase da "Energia".
"Buran" em vôo
O próprio navio de cruzeiro Buran tornou-se o terceiro estágio do veículo de lançamento, semelhante ao Soyuz. A única diferença é que o Buran estava localizado na lateral do segundo estágio, enquanto o Soyuz estava no topo do veículo de lançamento. Assim, obteve-se o esquema clássico de um sistema espacial descartável de três estágios, com a única diferença de que a nave orbital era reutilizável.
A reutilização foi outro problema do sistema Energia-Buran. Para os americanos, os ônibus espaciais foram projetados para 100 voos. Por exemplo, motores de manobra orbital podem suportar até 1000 voltas. Após a manutenção preventiva, todos os elementos (exceto o tanque de combustível) estavam adequados para o lançamento ao espaço.
Booster de propelente sólido recolhido por um navio especial
Boosters de propelente sólido foram lançados de paraquedas no oceano, recolhidos por embarcações especiais da NASA e entregues na fábrica do fabricante, onde passaram por manutenção preventiva e foram abastecidos com combustível. O ônibus espacial em si também foi completamente verificado, prevenido e reparado.
O Ministro da Defesa Ustinov em um ultimato exigiu que o sistema Energia-Buran fosse reciclável ao máximo. Portanto, os designers foram forçados a enfrentar esse problema. Formalmente, os reforços laterais eram considerados reutilizáveis, adequados para dez lançamentos. Mas, na verdade, isso não aconteceu por muitos motivos. Considere pelo menos o fato de que os aceleradores americanos caíram no oceano e os soviéticos caíram nas estepes do Cazaquistão, onde as condições de pouso não eram tão benignas quanto as águas quentes do oceano. E um foguete de propelente líquido é uma criação mais delicada. do que o propelente sólido. "Buran" também foi projetado para 10 voos.
Em geral, o sistema reutilizável não funcionou, embora as conquistas fossem óbvias. A nave orbital soviética, livre de grandes motores de propulsão, recebeu motores mais potentes para manobrar em órbita. O que, no caso da sua utilização como “caça-bombardeiro” espacial, lhe conferia grandes vantagens. Além de turbojatos para vôo atmosférico e pouso. Além disso, um foguete poderoso foi criado com o primeiro estágio em querosene, e o segundo em hidrogênio. Foi um foguete tão grande que faltou à URSS para vencer a corrida lunar. Em termos de características, o Energia era praticamente equivalente ao foguete americano Saturn-5 que enviou a Apollo-11 à lua.
"Buran" tem uma ótima acessibilidade externa com o "Shuttle" americano. Korabl poctroen Po cheme camoleta tipa "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie em pocadke pocle vozvrascheniya em plotnye cloi atmocavonia Ele foi capaz de fazer uma descida controlada na atmosfera com uma manobra lateral de até 2.000 quilômetros.
O comprimento do "Buren" é de 36,4 metros, a envergadura é de cerca de 24 metros, a altura do navio no chassi é de mais de 16 metros. A massa antiga do navio é de mais de 100 toneladas, das quais 14 toneladas são utilizadas como combustível. Em nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina para ekipazha e bolchey chacti apparatury para obecpecheniya poleta em coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA orbite, cpucka e pocadki. O volume da cabine é superior a 70 metros cúbicos.
Quando vozvraschenii em plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablya rackalyayutcya do graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicho graduado konctruktsii konctruktsii konctruktsii 150, dolzuceckoy konctruktsii konctruktsii konctruktsii. Portanto, "BURAN" distinguiu sua poderosa proteção térmica, proporcionando condições normais de temperatura para o projeto de um navio durante o voo em aeronave
Cobertura resistente ao calor composta por mais de 38 mil telhas, feita de materiais especiais: fibra de quartzo, núcleo de alto desempenho, sem núcleo A madeira cerâmica tem a capacidade de acumular calor, sem passar para o casco do navio. A massa total desta armadura era de cerca de 9 toneladas.
O comprimento do compartimento de carga BURANA é de cerca de 18 metros. Em seu amplo compartimento de carga, é possível acomodar uma carga útil com massa de até 30 toneladas. Lá foi possível colocar grandes veículos espaciais - grandes satélites, blocos de estações orbitais. A massa de pouso do navio é de 82 toneladas.
"BURAN" foi utilizado com todos os sistemas e equipamentos necessários para o vôo automático e pilotado. Este e os meios de navegação e controle, e sistemas radiotécnicos e de televisão, e controles automáticos para o calor e energia
Cabana de Buran
Na instalação do motor principal, dois grupos de motores para manobra estão localizados na extremidade da cauda e na parte frontal do chassi.
No total, foi planejada a construção de 5 naves orbitais. Além de Buran, Tempest estava quase pronto e quase metade do Baikal. Mais dois navios que estavam em fase inicial de produção não receberam nomes. O sistema Energia-Buran não teve sorte - nasceu em um momento infeliz para isso. A economia soviética não era mais capaz de financiar programas espaciais caros. E algum tipo de destino perseguiu os cosmonautas que se preparavam para voos no "Buran". Os pilotos de teste V. Bukreev e A. Lysenko morreram em acidentes de avião em 1977, antes mesmo de ingressar no grupo de cosmonautas. Em 1980, o piloto de teste O. Kononenko morreu. 1988 tirou a vida de A. Levchenko e A. Shchukin. Após o vôo de "Buran" R. Stankevichus, o co-piloto do vôo tripulado da espaçonave alada, morreu em um acidente de avião. I. Volk foi nomeado o primeiro piloto.
O "Buran" também não teve sorte. Após o primeiro e único vôo bem-sucedido, o navio foi mantido em um hangar no cosmódromo de Baikonur. Em 12 de maio de 2002, ocorreu o colapso da oficina em que estavam os modelos Buran e Energia. Nesse triste acorde, a existência da espaçonave alada, que havia mostrado tantas esperanças, terminou.
Após o colapso do chão
