رحلات مكوكية. ما هي المكوك؟ تاريخ الخلق والصور

المكوكات. برنامج مكوك الفضاء. الوصف و تحديد

مركبة النقل الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام هي مركبة فضائية مأهولة مصممة لتكون قابلة لإعادة الاستخدام وإعادة الاستخدام بعد العودة من الفضاء بين الكواكب أو الفضاء السماوي.

تم تطوير برنامج المكوك بواسطة شركة روكويل في أمريكا الشمالية، بتكليف من وكالة ناسا، في عام 1971.

اليوم، تتمتع دولتان فقط بخبرة في إنشاء وتشغيل المركبات الفضائية من هذا النوع - الولايات المتحدة الأمريكية وروسيا. تفتخر الولايات المتحدة بإنشاء سلسلة كاملة من سفن مكوك الفضاء، بالإضافة إلى مشاريع أصغر في إطار برنامج الفضاء X-20 Dyna Soar، NASP، VentureStar. في الاتحاد السوفييتي وروسيا، تم تصميم بوران، بالإضافة إلى الطرازات الأصغر حجمًا Spiral وLKS وZarya وMAKS وClipper.

توقف تشغيل المركبة الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام "بوران" في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية/روسيا بسبب الظروف غير المواتية للغاية ظروف اقتصادية. في الولايات المتحدة، في الفترة من 1981 إلى 2011، تم إجراء 135 رحلة جوية شاركت فيها 6 مكوكات - إنتربرايز (لم تطير إلى الفضاء)، وكولومبيا، وديسكفري، وتشالنجر، وأتلانتس، وإنديفور. وقد أدى الاستخدام المكثف للمكوكات إلى إطلاق محطتي Spacelab وSeishab غير القابلتين للفصل إلى المدار، وكذلك توصيل البضائع وأطقم النقل إلى محطة الفضاء الدولية. وذلك على الرغم من كوارث تشالنجر عام 1983 وكولومبيا عام 2003.

يتضمن المكوك الفضائي ثلاثة مكونات:

مركبة فضائية، وهي طائرة صاروخية مدارية (مركبة مدارية)، مهيأة للانطلاق إلى المدار.

خزان وقود خارجي مزود بالهيدروجين السائل والأكسجين للمحركات الرئيسية.

معززان صاروخيان صلبان، عمر التشغيل هو 126 ثانية بعد الإطلاق.

يتم إسقاط معززات الصواريخ الصلبة في الماء بواسطة المظلة ثم تصبح جاهزة للاستخدام التالي.

المعزز الجانبي للمكوك الفضائي (SRB) هو معزز صاروخي صلب، يُستخدم زوج منه لإطلاق المكوك وطيرانه. أنها توفر 83% من قوة دفع مكوك الفضاء. إنه أكبر وأقوى محرك صاروخي صلب تم إطلاقه على الإطلاق، وأكبر صاروخ تم تصميمه وتصنيعه للاستخدام المتكرر. توفر المعززات الجانبية الدفع الرئيسي لرفع نظام المكوك الفضائي بعيدًا منصة الإطلاقوترتفع إلى ارتفاع 46 كم. بالإضافة إلى ذلك، يحمل كلا المحركين وزن الخزان الخارجي والمركبة المدارية، حيث ينقلان الأحمال عبر هياكلهما إلى منصة الإطلاق المتنقلة. يبلغ طول المسرع 45.5 م، وقطره 3.7 م، ووزن الإطلاق 580 ألف كجم، منها 499 ألف كجم. الوقود الصلبوالباقي يقع على تصميم المسرع. تبلغ الكتلة الإجمالية للمعززات 60% من الهيكل بأكمله (المعززات الجانبية وخزان الوقود الرئيسي والمكوك)

يبلغ دفع البداية لكل معزز حوالي 12.45 مليون نيوتن (وهذا يزيد بمقدار 1.8 مرة عن دفع محرك F-1 المستخدم في صاروخ Stourn 5 للرحلات إلى القمر)، وبعد 20 ثانية من الإطلاق يزداد الدفع إلى 13.8 مليون نيوتن (1400) تف). ومن المستحيل إيقافها بعد إطلاقها، لذلك يتم إطلاقها بعد التأكد من سلامة تشغيل المحركات الرئيسية الثلاثة للسفينة نفسها. بعد 75 ثانية من الانفصال عن النظام على ارتفاع 45 كم، تواصل المعززات رحلتها بالقصور الذاتي، وتصل إلى أقصى ارتفاع طيران لها (حوالي 67 كم)، وبعد ذلك، باستخدام نظام المظلة، تهبط في المحيط، على ارتفاع مسافة حوالي 226 كم من موقع الإطلاق. يحدث الهبوط في وضع عمودي، بسرعة هبوط تبلغ 23 م/ث. السفن خدمة تقنيةيتم اختيار المسرعات وتسليمها إلى مصنع التصنيع لتجديدها وإعادة استخدامها.

تصميم المسرعات الجانبية.

تشمل التعزيزات الجانبية: المحرك (بما في ذلك الهيكل والوقود ونظام الإشعال والفوهة)، والعناصر الهيكلية، وأنظمة الفصل، ونظام التوجيه، ونظام إلكترونيات الطيران للإنقاذ، وأجهزة الألعاب النارية، ونظام الكبح، ونظام التحكم في ناقلات الدفع، ونظام التدمير الذاتي في حالات الطوارئ.

يتم ربط الإطار السفلي لكل مسرع بالخزان الخارجي عن طريق قوسين متأرجحين جانبيين ومثبت قطري. في الأعلى، يتم ربط كل SRB بالخزان الخارجي عن طريق الطرف الأمامي لمخروط الأنف. عند منصة الإطلاق، يتم تثبيت كل SRB على منصة الإطلاق المتنقلة عبر أربعة مسامير حرارية قابلة للكسر على الحافة السفلية للمعزز.

يتكون تصميم المسرعات من أربعة قطاعات فولاذية مصنعة بشكل فردي. يتم تجميع تجميع عناصر SRB هذه في أزواج في مصنع التصنيع، و بالسكك الحديديةتم نقلها إلى مركز كينيدي للفضاء للتجميع النهائي. يتم ربط الأجزاء معًا بواسطة حلقة طوق، ومشبك ودبابيس، ومختومة بثلاث حلقات دائرية (تم استخدام اثنتين فقط قبل كارثة تشالنجر في عام 1986) وملف مقاوم للحرارة.

يتكون الوقود من خليط من بيكلورات الأمونيوم (مؤكسد، 69.9% من الوزن)، والألمنيوم (وقود، 16%)، وأكسيد الحديد (محفز، 0.4%)، والبوليمر (مثل en: PBAN أو en: HTPB، الذي يعمل بمثابة مادة رابطة ومثبت ووقود إضافي 12.04%) ومقوي إيبوكسي (1.96%). تبلغ الدفعة النوعية للخليط 242 ثانية عند مستوى سطح البحر و268 ثانية في الفراغ.

يتم إطلاق المكوك عموديًا، باستخدام الدفع الكامل لمحركات دفع المكوك وقوة معززين صاروخيين صلبين، مما يخلق حوالي 80٪ من دفع إطلاق النظام. قبل 6.6 ثانية من وقت البدء المقرر (T)، يتم إشعال ثلاثة محركات رئيسية، ويتم تشغيل المحركات بالتتابع بفاصل زمني قدره 120 مللي ثانية. بعد ثلاث ثوان، تصل المحركات إلى قوة الانطلاق الكاملة (100%) من الدفع. بالضبط في لحظة الإطلاق (T = 0)، تنتج المسرعات الجانبية اشتعالًا متزامنًا، ويتم تفجير ثمانية أجهزة حرارية، مما يؤمن النظام في مجمع الإطلاق. يبدأ النظام في الارتفاع. بعد ذلك، يدور النظام بميل ودوران وانحراف للوصول إلى سمت الميل المداري المستهدف. تنخفض درجة الصوت تدريجيًا (ينحرف المسار من الوضع العمودي إلى الأفق، في نمط "التراجع")؛ يتم إجراء العديد من الخانقات قصيرة المدى للمحركات الرئيسية لتقليل الأحمال الديناميكية على الهيكل. وفي لحظات الضغط الأيروديناميكي الأقصى (Max Q)، تنخفض قوة المحركات الرئيسية إلى 72%. تبلغ الأحمال الزائدة في هذه المرحلة من استعادة النظام (الحد الأقصى) حوالي 3 جيجا.

وبعد 126 ثانية من الصعود إلى ارتفاع 45 كم، يتم فصل المعززات الجانبية عن النظام. يتم تنفيذ المزيد من الصعود بواسطة محركات دفع المكوك، والتي يتم تشغيلها بواسطة خزان وقود خارجي. وينتهون من عملهم عندما تصل سرعة السفينة إلى 7.8 كيلومتر في الثانية على ارتفاع أكثر من 105 كيلومتر قبل نفاد الوقود بالكامل. وبعد 30 ثانية من توقف المحركات عن العمل، يتم فصل خزان الوقود الخارجي.

بعد 90 ثانية بعد فصل الخزان، يتم إعطاء دفعة متسارعة لمزيد من الإدراج في المدار في الوقت الحالي عندما تصل السفينة إلى ذروة الحركة على طول المسار الباليستي. يتم تنفيذ التسارع الإضافي المطلوب عن طريق تشغيل محركات نظام المناورة المدارية لفترة وجيزة. في حالات خاصةلإنجاز هذه المهمة، تم استخدام تنشيطين متتاليين للمحركات من أجل التسارع (النبضة الأولى زادت ارتفاع الأوج، والثانية شكلت مدارًا دائريًا). يتجنب ملف الرحلة هذا إلقاء الخزان في نفس مدار المكوك نفسه. يسقط الخزان وهو يتحرك على طول مسار باليستي المحيط الهندي. وفي حالة عدم إمكانية إنتاج دفعة المتابعة، تكون السفينة قادرة على القيام بمسار ذو مدار واحد على طول مسار منخفض جدًا والعودة إلى القاعدة.

في أي مرحلة من الرحلة، يتم توفير الإنهاء الطارئ للرحلة باستخدام الإجراءات المناسبة.

وبعد أن يتم بالفعل تكوين المدار المرجعي المنخفض (مدار دائري يبلغ ارتفاعه حوالي 250 كيلومترا)، يتم التخلص من الوقود المتبقي من المحركات الرئيسية وإخلاء خطوط الوقود الخاصة بها. تكتسب السفينة اتجاهها المحوري. تفتح أبواب حجرة الشحن وتنظم السفينة حرارياً. يتم إدخال أنظمة السفينة في تكوين الطيران المداري.

تتكون الزراعة من عدة مراحل. الأول هو إصدار دفعة كبح للخروج من المدار، بحوالي نصف مدار قبل موقع الهبوط، وفي هذا الوقت يطير المكوك للأمام في وضع مقلوب؛ وتعمل محركات المناورة المدارية لمدة 3 دقائق تقريبًا خلال هذه الفترة. السرعة المميزة للمكوك، مطروحًا منها السرعة المدارية للمكوك، هي 322 كم/ساعة. وهذا الكبح كافٍ لتواجد الحضيض المداري داخل الغلاف الجوي. بعد ذلك، يتم إجراء دوران الملعب، مع اتخاذ الاتجاه اللازم لدخول الغلاف الجوي. عند دخولها الغلاف الجوي، تدخل السفينة إليه بزاوية هجوم تبلغ حوالي 40 درجة. للحفاظ على زاوية الميل هذه، تقوم السفينة بعدة مناورات على شكل حرف S بزاوية 70 درجة، مما يقلل السرعة بشكل فعال في الغلاف الجوي العلوي (بما في ذلك مهمة تقليل رفع الجناح، وهو أمر غير مرغوب فيه في هذه المرحلة). يتمتع رواد الفضاء بقوة جاذبية قصوى تبلغ 1.5 جرام. بعد تقليل الجزء الرئيسي من السرعة المدارية، تستمر السفينة في النزول مثل طائرة شراعية ثقيلة ذات جودة ديناميكية هوائية منخفضة، مما يقلل تدريجيًا من درجة ميلها. السرعة الرأسية للمكوك أثناء مرحلة الهبوط هي 50 m/s. زاوية مسار انزلاق الهبوط كبيرة أيضًا - حوالي 17-19 درجة. على ارتفاع حوالي 500 متر، يتم تسوية السفينة وتمديد جهاز الهبوط. وفي لحظة ملامسة المدرج، تبلغ السرعة حوالي 350 كم/ساعة، وبعد ذلك يتم استخدام المكابح وتحرير مظلة المكابح.

المدة المقدرة لبقاء المركبة الفضائية في المدار هي أسبوعين. قام المكوك كولومبيا بأطول رحلة له في نوفمبر 1996 - 17 يومًا و15 ساعة و53 دقيقة. أكثر رحلة قصيرةأكملها أيضًا مكوك كولومبيا في نوفمبر 1981 - يومين و6 ساعات و13 دقيقة. كقاعدة عامة، استمرت رحلات هذه السفن من 5 إلى 16 يوما.

أصغر طاقم هو اثنان من رواد الفضاء وقائد وطيار. كان أكبر طاقم مكوك هو ثمانية رواد فضاء (تشالنجر، 1985). يتكون طاقم المركبة الفضائية عادة من خمسة إلى سبعة رواد فضاء. لم تكن هناك عمليات إطلاق بدون طيار.

وتراوح مدار المكوكات التي تواجدت عليها من 185 كيلومترا إلى 643 كيلومترا تقريبا.

تعتمد الحمولة التي يتم تسليمها إلى المدار على معلمات المدار المستهدف الذي يتم إطلاق السفينة فيه. الحد الأقصى لكتلة الحمولة التي يمكن إيصالها إلى الفضاء عند إطلاقها في مدار أرضي منخفض بميل حوالي 28 درجة (خط عرض مركز كانافيرال الفضائي) هو 24.4 طن. عند الإطلاق في مدارات بميل يزيد عن 28 درجة، قد يتم تقليل كتلة الحمولة المسموح بها وفقًا لذلك (على سبيل المثال، عند الإطلاق في مدار قطبي، انخفضت سعة حمولة المكوك إلى النصف إلى 12 طنًا).

الحد الأقصى لوزن مكوك الفضاء المحمل في المدار هو 120-130 طنًا. منذ عام 1981، قام المكوك بتسليم أكثر من 1370 طنًا من الحمولة إلى المدار.

يصل الحد الأقصى لكتلة البضائع التي يتم تسليمها من المدار إلى 14400 كجم.

ونتيجة لذلك، بحلول 21 يوليو 2011، أكملت المكوكات 135 رحلة، منها: ديسكفري - 39، أتلانتس - 33، كولومبيا - 28، إنديفور - 25، تشالنجر - 10.

يعود تاريخ مشروع المكوك الفضائي إلى عام 1967، عندما كان برنامج أبولو لا يزال على بعد أكثر من عام. كانت هذه مراجعة لآفاق رحلات الفضاء المأهولة بعد اكتمالها البرنامج القمريناسا.

في 30 أكتوبر 1968، قدم المركزان الرئيسيان لناسا (هيوستن ومركز مارشال للفضاء في هانتسفيل) لشركات الفضاء الفرصة لإنشاء نظام فضائي قابل لإعادة الاستخدام، والذي كان من المتوقع أن يقلل تكاليف وكالة الفضاء في ظل ظروف الاستخدام المكثف.

سبتمبر 1970 - تاريخ تسجيل مسودتين تفصيليتين للبرامج المحتملة من قبل فرقة العمل الفضائية بقيادة نائب الرئيس الأمريكي س. أغنيو، والتي تم إنشاؤها خصيصًا لتحديد الخطوات التالية في الاستكشاف الفضاء الخارجي.

المشروع الكبير تضمن:

? مكوك فضائي؛

القاطرات المدارية

محطة مدارية كبيرة في مدار الأرض (ما يصل إلى 50 من أفراد الطاقم)؛

محطة مدارية صغيرة في مدار القمر؛

إنشاء قاعدة صالحة للسكن على القمر؛

الرحلات المأهولة إلى المريخ؛

هبوط البشر على سطح المريخ.

يتضمن المشروع الصغير إنشاء محطة مدارية كبيرة فقط في مدار الأرض. ولكن في كلا المشروعين كان من الواضح أن الرحلات الجوية المدارية، مثل محطات الإمداد، وتسليم البضائع إلى المدار للبعثات لمسافات طويلة أو مجموعات من السفن للرحلات الطويلة، وتغيير الطاقم والمهام الأخرى في مدار الأرض، يجب أن يتم تنفيذها بواسطة نظام قابل لإعادة الاستخدام، والذي كان يسمى مكوك الفضاء.

كانت هناك خطط لإنشاء مكوك نووي - مكوك نيرفا الذي يعمل بالطاقة النووية، والذي تم تطويره واختباره في الستينيات. كان من المخطط أن يكون مثل هذا المكوك قادرًا على القيام برحلات استكشافية بين الأرض والقمر وبين الأرض والمريخ.

ومع ذلك، رفض الرئيس الأمريكي ريتشارد نيكسون جميع المقترحات، لأنه حتى أرخصها يتطلب 5 مليارات دولار سنويا. تم وضع ناسا على مفترق طرق - كان عليها إما أن تبدأ تطويرًا كبيرًا جديدًا أو تعلن عن إنهاء البرنامج المأهول.

تمت إعادة صياغة الاقتراح وركز على مشروع مربح تجاريًا من خلال إطلاق الأقمار الصناعية في المدار. وقد أكد فحص أجراه خبراء اقتصاديون أنه عند إطلاق 30 رحلة جوية سنويا والرفض التام لاستخدام الوسائط التي تستخدم لمرة واحدة، فإن نظام المكوك الفضائي يمكن أن يكون فعالا من حيث التكلفة.

تبنى الكونجرس الأمريكي مشروع إنشاء نظام المكوك الفضائي.

في الوقت نفسه، تم تحديد الشروط التي بموجبها تم تكليف المكوكات بإطلاق جميع الأجهزة الواعدة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية ووكالة المخابرات المركزية ووكالة الأمن القومي إلى مدار الأرض.

المتطلبات العسكرية

كان على الآلة الطائرة إطلاق حمولة تصل إلى 30 طنًا في المدار، وإعادة ما يصل إلى 14.5 طنًا إلى الأرض، ولها حجرة شحن يبلغ طولها 18 مترًا على الأقل وقطرها 4.5 مترًا. كان هذا هو حجم ووزن قمر الاستطلاع البصري KN-11 KENNAN، والذي يمكن مقارنته بتلسكوب هابل.

توفير القدرة على المناورة الجانبية للمركبة المدارية لمسافة تصل إلى 2000 كيلومتر لسهولة الهبوط في عدد محدود من المطارات العسكرية.

قررت القوات الجوية بناء مجمعها الفني والإطلاق والهبوط في قاعدة فاندربيرج الجوية في كاليفورنيا لإطلاقها في مدارات محيطية (بميل 56-104 درجة).

لم يكن المقصود من برنامج المكوك الفضائي أن يستخدم "كمفجر فضائي". وعلى أية حال، لم يتم تأكيد ذلك من قبل وكالة ناسا أو البنتاغون أو الكونجرس الأمريكي. لا أحد المستندات المفتوحةلا توجد قصص تحكي عن مثل هذه النوايا. في المراسلات بين المشاركين في المشروع، وكذلك في المذكرات، لم يتم ذكر دوافع "القصف" هذه.

في 24 أكتوبر 1957، تم إطلاق مشروع القاذفة الفضائية X-20 Dyna-Soar. ومع ذلك، مع تطوير الصواريخ الباليستية العابرة للقارات القائمة على الصوامع وأسطول الغواصات النووية المسلحة بالصواريخ الباليستية النووية، اعتبر إنشاء قاذفات مدارية في الولايات المتحدة غير مناسب. وبعد عام 1961، تم استبدال المهام «القاذفة» بمهام الاستطلاع و«التفتيش». وفي 23 فبراير 1962، وافق وزير الدفاع ماكنمارا على إعادة الهيكلة النهائية للبرنامج. منذ تلك اللحظة فصاعدًا، أُطلق على Dyna-Soar رسميًا اسم برنامج بحثي كانت مهمته التحقيق وإثبات جدوى طائرة شراعية مدارية مأهولة تقوم بمناورات إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي والهبوط على مدرج في مكان معين على الأرض بالدقة المطلوبة. بحلول منتصف عام 1963، بدأت وزارة الدفاع بالتردد في فعالية برنامج دينا-سور. وفي 10 ديسمبر 1963، ألغى وزير الدفاع ماكنمارا مشروع داينو-سور.

لم يكن لدى Dyno-Soar خصائص تقنية كافية للبقاء لفترة طويلة في المدار، ولم يتطلب إطلاقه عدة ساعات، بل أكثر من يوم، وتطلب استخدام مركبات الإطلاق الثقيلة، والتي لا تسمح باستخدام مثل هذه المركبات؛ أجهزة لتوجيه ضربة نووية أولى أو انتقامية.

على الرغم من إلغاء Dyno-Soar، تم استخدام العديد من التطورات والخبرة المكتسبة لاحقًا لإنشاء مركبات مدارية مثل المكوك الفضائي.

راقبت القيادة السوفيتية عن كثب تطور برنامج المكوك الفضائي، ولكن عندما رأت "تهديدًا عسكريًا خفيًا" للبلاد، دفعتهم إلى وضع افتراضين رئيسيين:

يمكن استخدام المكوكات الفضائية كحاملة أسلحة نووية(للضرب من الفضاء)؛

يمكن استخدام هذه المكوكات لاختطاف الأقمار الصناعية السوفيتية من مدار الأرض، بالإضافة إلى محطات الطيران طويلة المدى ساليوت والمحطات المدارية المأهولة ألماز. للدفاع في المرحلة الأولى، تم تجهيز OPS السوفيتي بمدفع HP-23 معدل صممه Nudelman-Richter (نظام Shield-1)، والذي تم استبداله لاحقًا بـ Shield-2، الذي يتكون من صواريخ فضاء-فضاء. بدت القيادة السوفيتية مبررة في نوايا الأمريكيين لسرقة الأقمار الصناعية السوفيتية بسبب أبعاد حجرة الشحن والحمولة المعلنة القابلة للإرجاع والتي كانت قريبة من كتلة ألماز. ولم يتم إبلاغ القيادة السوفيتية بأبعاد ووزن قمر الاستطلاع البصري KH-11 KENNAN، الذي كان يتم تصميمه في نفس الوقت.

ونتيجة لذلك، توصلت القيادة السوفيتية إلى بناء نظام فضائي متعدد الأغراض خاص بها، بخصائص ليست أقل شأنا منه برنامج أمريكي"مركبة فضائية".

تم استخدام سلسلة سفن المكوك الفضائي لإطلاق البضائع إلى مدارات على ارتفاع 200-500 كيلومتر. تجارب علميةصيانة المركبات الفضائية المدارية (تركيب وإصلاح).

في التسعينيات، تم إجراء تسعة عمليات إرساء مع محطة مير كجزء من برنامج Union Mir-Space Shuttle.

خلال 20 عامًا من تشغيل المكوكات، تم إجراء أكثر من ألف ترقية لهذه المركبات الفضائية.

لعبت المكوكات دور كبيرفي تنفيذ مشروع محطة الفضاء الدولية. تم تسليم بعض وحدات محطة الفضاء الدولية بواسطة مكوكات أمريكية (تم تسليم "راسفيت" إلى المدار بواسطة أتلانتس)، وتلك التي لا تمتلك أنظمة دفع خاصة بها (على عكس الوحدات الفضائية "زاريا" و"زفيزدا" ووحدات "بيرس" و"بويسك" "، لقد رستا كجزء من سفينة Progress M-CO1)، مما يعني أنهما غير قادرين على القيام بمناورات للبحث عن المحطة والالتقاء بها. هناك خيار ممكن عندما يتم التقاط الوحدة النمطية التي يتم إطلاقها في المدار بواسطة مركبة إطلاق بواسطة "قاطرة مدارية" خاصة وإحضارها إلى المحطة لالتحامها.

ومع ذلك، فإن استخدام المكوكات بمقصورات الشحن الضخمة الخاصة بها يصبح غير عملي، خاصة عندما لا تكون هناك حاجة ملحة لتسليم وحدات جديدة إلى محطة الفضاء الدولية دون أنظمة الدفع.

معلومات تقنية

أبعاد مكوك الفضاء

أبعاد المكوك الفضائي مقارنة بمركبة سويوز

المكوك إنديفور مع منطقة شحن مفتوحة.

تم تخصيص برنامج مكوك الفضاء وفقًا للنظام التالي: يتكون الجزء الأول من مجموعة الرموز من اختصار STS (نظام النقل الفضائي الإنجليزي - نظام النقل الفضائي) والرقم التسلسلي لرحلة المكوك. على سبيل المثال، يشير STS-4 إلى الرحلة الرابعة لبرنامج المكوك الفضائي. تم تخصيص أرقام التسلسل في مرحلة التخطيط لكل رحلة. ولكن خلال هذا التخطيط، كانت هناك حالات متكررة تم فيها تأجيل إطلاق السفينة أو تأجيلها إلى تاريخ آخر. لقد حدث أن رحلة ذات رقم تسلسلي أعلى كانت جاهزة للطيران قبل رحلة أخرى مقررة في تاريخ لاحق. لم تتغير الأرقام التسلسلية، لذلك غالبًا ما يتم تنفيذ الرحلات ذات الرقم التسلسلي الأكبر قبل الرحلات الجوية ذات الرقم التسلسلي الأصغر.

1984 هو عام التغييرات في نظام التدوين. بقي الجزء الأول من STS، ولكن تم استبدال الرقم التسلسلي بكود يتكون من رقمين وحرف واحد. الرقم الأول في هذا الرمز يتوافق مع الرقم الأخير من سنة ميزانية ناسا، والتي تمتد من أكتوبر إلى أكتوبر. على سبيل المثال، إذا تم إجراء الرحلة في عام 1984 قبل أكتوبر، فسيتم أخذ الرقم 4، إذا تم ذلك في أكتوبر وما بعده، ثم الرقم 5. الرقم الثاني في هذه المجموعة كان دائمًا 1. تم استخدام هذا الرقم لعمليات الإطلاق من كيب كانافيرال. كان من المفترض أن يتم استخدام الرقم 2 لعمليات الإطلاق من قاعدة فاندربيرج الجوية في كاليفورنيا. لكنها لم تصل أبدًا إلى حد إطلاق السفن من فاندربيرج. الحرف الموجود في رمز الإطلاق متطابق رقم سريإطلاق هذا العام. لكن هذا العدد الترتيبي لم يتم احترامه أيضًا، على سبيل المثال، رحلة STS-51D حدثت قبل رحلة STS-51B.

مثال: تمت الرحلة STS-51A في نوفمبر 1984 (رقم 5)، وهي أول رحلة في الرحلة الجديدة سنة الميزانية(الحرف أ)، تم الإطلاق من كيب كانافيرال (رقم 1).

بعد حادث تشالنجر في يناير 1986، عادت ناسا إلى نظام التصنيف القديم.

تم تنفيذ آخر ثلاث رحلات مكوكية بالمهام التالية:

1. تسليم المعدات والمواد والعودة.

2. التجميع والتوريد محطة الفضاء الدوليةوالتسليم والتركيب على محطة الفضاء الدولية مطياف ألفا المغناطيسي(مطياف ألفا المغناطيسي، AMS).

3. تجميع وتوريد محطة الفضاء الدولية.

تم الانتهاء من جميع المهام الثلاث.

كولومبيا، تشالنجر، ديسكفري، أتلانتس، إنديفور.

بحلول عام 2006، بلغت التكلفة الإجمالية لاستخدام المكوكات 16 مليار دولار، مع 115 عملية إطلاق بحلول ذلك العام. وبلغ متوسط ​​تكلفة كل عملية إطلاق 1.3 مليار دولار، لكن الجزء الأكبر من التكاليف (التصميم والتحديث وما إلى ذلك) لا يعتمد على عدد عمليات الإطلاق.

بلغت تكلفة كل رحلة مكوكية حوالي 450 مليون دولار؛ وخصصت وكالة ناسا ميزانية قدرها حوالي 1 مليار 300 مليون دولار لـ 22 رحلة من منتصف عام 2005 إلى عام 2010. التكاليف المباشرة. مقابل هذه الأموال، يمكن للمركبة المكوكية أن تنقل ما بين 20 إلى 25 طنًا من البضائع، بما في ذلك وحدات محطة الفضاء الدولية، بالإضافة إلى 7 إلى 8 رواد فضاء في رحلة واحدة إلى محطة الفضاء الدولية (للمقارنة، تكاليف مركبة الإطلاق Proton-M التي يمكن التخلص منها مع الإطلاق حمولة 22 طن حاليا تبلغ 70-100 مليون دولار)

انتهى برنامج المكوك رسميًا في عام 2011. سيتم إيقاف جميع رحلات النقل المكوكية النشطة بعد رحلتها النهائية.

يوم الجمعة 8 يوليو 2011، تم إطلاق آخر سفينة أتلانتس بطاقم تم تقليصه إلى أربعة أشخاص. انتهت هذه الرحلة في 21 يوليو 2011.

استمر برنامج المكوك الفضائي لمدة 30 عامًا. خلال هذا الوقت، قامت 5 سفن بـ 135 رحلة. في المجموعقامت بـ 21152 دورة حول الأرض وقطعت مسافة 872.7 مليون كيلومتر. تم رفع 1.6 ألف طن كحمولة. كان هناك 355 رائد فضاء ورائد فضاء في المدار.

وبعد الانتهاء من برنامج المكوك الفضائي، سيتم نقل السفن إلى المتاحف. سيتم نقل سفينة إنتربرايز (التي لم تطير إلى الفضاء)، والتي تم نقلها بالفعل إلى متحف مؤسسة سميثسونيان بالقرب من مطار دالاس بواشنطن، إلى متحف البحرية والفضاء في نيويورك. سيتم أخذ مكانها في مؤسسة سميثسونيان بواسطة مكوك ديسكفري. سوف يهبط المكوك إنديفور على الأرض وقوف السيارات الأبديةفي لوس أنجلوس، وسيتم عرض مكوك الفضاء أتلانتس في مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا.

تم إعداد بديل لبرنامج المكوك الفضائي - المركبة الفضائية أوريون، وهي قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا، ولكن تم تأجيل هذا البرنامج حتى الآن.

تقوم العديد من دول الاتحاد الأوروبي (ألمانيا وبريطانيا العظمى وفرنسا)، وكذلك اليابان والهند والصين، بإجراء أبحاث واختبارات لسفنها القابلة لإعادة الاستخدام. من بينها Hermes، HOPE، Singer-2، HOTOL، ASSTS، RLV، Skylon، Shenlong، إلخ.

بدأ العمل على إنشاء المكوكات مع رونالد ريغان في عام 1972 (5 يناير) - يوم الموافقة برنامج جديدناسا. رونالد ريغان خلال البرنامج حرب النجوم"قدم دعمًا قويًا لبرنامج الفضاء للحفاظ على الريادة في سباق التسلح مع الاتحاد السوفييتي. أجرى الاقتصاديون حسابات تفيد بأن استخدام المكوكات ساعد في تقليل تكلفة نقل البضائع والأطقم إلى الفضاء، وجعل من الممكن إجراء الإصلاحات في الفضاء، وإطلاق الأسلحة النووية في المدار.

نظرًا للتقليل من تكاليف التشغيل، لم تحقق مركبة النقل الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام الفوائد المتوقعة. لكن تحسين أنظمة المحرك والمواد والتقنيات سيجعل من MTSC الحل الرئيسي الذي لا جدال فيه في مجال استكشاف الفضاء.

تتطلب سفن الفضاء القابلة لإعادة الاستخدام مركبات إطلاق للتشغيل، على سبيل المثال، في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية كانت "Energia" (مركبة إطلاق من فئة ثقيلة خاصة). تم تحديد استخدامه من خلال موقع موقع الإطلاق عند خطوط عرض أعلى مقارنة بـ النظام الأمريكي. يستخدم عمال ناسا معززين صاروخيين صلبين ومحركات المكوك نفسه لإطلاق المكوكات في وقت واحد، والذي يأتي الوقود المبرد لها من خزان خارجي. بعد استنفاد مورد الوقود، سيتم فصل المعززات وتناثرها باستخدام المظلات. يتم فصل الخزان الخارجي في طبقات الغلاف الجوي الكثيفة ويحترق هناك. يمكن استخدام المسرعات بشكل متكرر، ولكن مواردها محدودة للاستخدام.

كان لصاروخ إنيرجيا السوفييتي قدرة حمولة تصل إلى 100 طن ويمكن استخدامه لنقل البضائع الكبيرة بشكل خاص، مثل عناصر المحطات الفضائية والسفن بين الكواكب وبعض العناصر الأخرى.

تم تصميم MTTCs أيضًا مع إطلاق أفقي، جنبًا إلى جنب مع طائرة حاملة صوتية أو دون سرعة الصوت، وفقًا لمخطط من مرحلتين، وهو قادر على جلب السفينة إلى نقطة معينة. نظرًا لأن خطوط العرض الاستوائية أكثر ملاءمة للإطلاق، فمن الممكن التزود بالوقود أثناء الرحلة. وبعد إيصال السفينة إلى ارتفاع معين، تنفصل مركبة MTTC وتدخل المدار المرجعي باستخدام محركاتها الخاصة. على سبيل المثال، فإن الطائرة الفضائية SpaceShipOne، التي تم إنشاؤها باستخدام مثل هذا النظام، قد تجاوزت بالفعل علامة 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر ثلاث مرات. هذا هو الارتفاع الذي يعترف به FAI باعتباره حدود الفضاء الخارجي.

مخطط إطلاق أحادي المرحلة، تستخدم فيه السفينة فقط المحركات الخاصة، دون استخدام خزانات وقود إضافية يبدو مستحيلاً بالنسبة لمعظم الخبراء مع تطور العلوم والتكنولوجيا اليوم.

إن مزايا النظام أحادي المرحلة في الموثوقية التشغيلية لا تفوق حتى الآن تكاليف إنشاء مركبات إطلاق هجينة ومواد خفيفة للغاية ضرورية في تصميم مثل هذه السفينة.

يجري حاليًا تطوير سفينة قابلة لإعادة الاستخدام ذات إقلاع وهبوط عموديًا تحت قوة المحرك. تبين أن جهاز Delta Clipper، الذي تم إنشاؤه في الولايات المتحدة الأمريكية والذي اجتاز بالفعل سلسلة من الاختبارات، هو الأكثر تطورًا.

يتم تطوير سفن الفضاء أوريون وروس، القابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا، في الولايات المتحدة الأمريكية وروسيا.

اكتشاف المكوك

ديسكفري، مركبة النقل الفضائية الثالثة القابلة لإعادة الاستخدام التابعة لناسا، دخلت خدمة ناسا في نوفمبر 1982. في وثائق وكالة ناسا، تم إدراجها على أنها OV-103 (مركبة مدارية). تاريخ الرحلة الأولى: 30 أغسطس 1984 انطلاقاً من كيب كانافيرال. في وقت إطلاقه الأخير، كان ديسكفري أقدم مكوك تشغيلي.

وسمي المكوك ديسكفري على اسم إحدى السفينتين اللتين قام على متنهما البريطاني جيمس كوك باستكشاف سواحل ألاسكا وشمال غرب كندا واكتشف جزر هاواي في سبعينيات القرن الثامن عشر. كان الاكتشاف أيضًا هو الاسم الذي أطلق على إحدى السفينتين اللتين قام هنري هدسون باستكشاف خليج هدسون في 1610-1611. قامت سفينتان اكتشاف أخريان من الجمعية الجغرافية البريطانية باستكشاف القطبين الشمالي والجنوبي في عامي 1875 و1901.

كان المكوك ديسكفري بمثابة وسيلة نقل تلسكوب فضائيأوصله هابل إلى المدار وشارك في بعثتين لإصلاحه. وشاركت إنديفور وكولومبيا وأتلانتس أيضًا في مهمات خدمة هابل هذه. وكانت آخر رحلة استكشافية إليها في عام 2009.

كما تم إطلاق مسبار يوليسيس وثلاثة أقمار صناعية من المكوك ديسكفري. كان هذا المكوك هو الذي تولى عصا الإطلاق بعد مأساة تشالنجر (STS-51L) وكولومبيا (STS-107).

29 أكتوبر 1998 هو تاريخ إطلاق ديسكفري وعلى متنها جون جلين، الذي كان يبلغ من العمر 77 عامًا في ذلك الوقت (هذه هي رحلته الثانية).

كان رائد الفضاء الروسي سيرجي كريكاليف أول رائد فضاء يطير على متن المكوك. كان هذا المكوك يسمى ديسكفري.

في 9 مارس 2011، الساعة 10:57:17 بالتوقيت المحلي، قام المكوك ديسكفري بالهبوط النهائي في مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا، بعد أن خدم لمدة 27 عامًا. سيتم نقل المكوك إلى متحف الوطنيمعهد سميثسونيان للطيران والملاحة الفضائية في واشنطن.

من كتاب الكبير الموسوعة السوفيتية(تي) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

من كتاب المسدس والمسدس في روسيا مؤلف فيدوسيف سيميون ليونيدوفيتش

الجدول 1 الخصائص التكتيكية والفنية للمسدسات ذاتية التحميل ذات الإنتاج الأجنبي" ماركة المسدس "Parabellum" R.08 "Parabellum Artillery" Mauser "K-96 mod. 1912" "Walter" R.38 "Colt" M1911 "Browning" عصري. 1900 "براوننج" آر. 1903 "براوننج" آر.

من كتاب أحدث كتاب للحقائق. المجلد 3 [الفيزياء والكيمياء والتكنولوجيا. التاريخ وعلم الآثار. متنوع] مؤلف كوندراشوف أناتولي بافلوفيتش

ما هو المكوك الفضائي؟ "مكوك الفضاء" (مكوك الفضاء - مكوك الفضاء) - اسم مركبة النقل الفضائية الأمريكية ذات المرحلتين لإطلاق المركبة الفضائية إلى مدارات مركزية الأرض على ارتفاع 200-500

من الكتاب القاموس الموسوعي كلمات مجنحةوالتعبيرات مؤلف سيروف فاديم فاسيليفيتش

برنامج الحد الأقصى. الحد الأدنى من البرنامج من تاريخ CPSU. ولدت التعبيرات فيما يتعلق بإعداد برنامج المؤتمر الثاني ل RSDLP، الذي عقد (1903) أولا في بروكسل، ثم في اللغة الحديثة يتم استخدامه بشكل فكاهي ومثير للسخرية: الحد الأقصى للبرنامج - الأهداف

من كتاب 100 سجل عظيم للطيران والملاحة الفضائية مؤلف زيجونينكو ستانيسلاف نيكولاييفيتش

المكوكات والحافلات تخيل ماذا سيحدث إذا أرسل كل واحد منا سيارته إلى مكب النفايات بعد الرحلة الأولى؟.. وفي الوقت نفسه، يمكن التخلص من معظم السفن الفضائية والصواريخ. والطيران إلى الفضاء على الأقل بالطريقة التي نطير بها بالطائرات ليس ممكنًا بعد

من كتاب دليل تصميم الشبكات الكهربائية المؤلف كارابيتيان آي جي.

5.4.2. الخصائص التقنية لمجموعة المفاتيح الكهربائية يتم وضع العناصر الرئيسية لمجموعة المفاتيح الكهربائية (المفاتيح الكهربائية، وقواطع الفصل، وأشرطة التوصيل، ومحولات التيار والجهد، وما إلى ذلك) في أغلفة (كتل) مملوءة بغاز SF6. توفر هذه التصميمات مبدأً معياريًا لبناء مجموعة المفاتيح الكهربائية الرئيسية

من كتاب موسوعة المزارع الكاملة مؤلف جافريلوف أليكسي سيرجيفيتش

من كتاب القواعد الدولية لمنع تصادم السفن [COLREG-72] مؤلف المؤلف غير معروف

الملحق 1 موقع ومواصفات الأضواء والعلامات 1. التعريف المصطلح "الارتفاع فوق الهيكل" يعني الارتفاع فوق أعلى سطح متواصل. ويجب قياس هذا الارتفاع من نقطة تقع عموديًا أسفل موقع التثبيت

من كتاب 100 ألغاز عظيمة للملاحة الفضائية مؤلف سلافين ستانيسلاف نيكولاييفيتش

الملحق 3 الخصائص التقنية لأجهزة الإشارة الصوتية 1. الصفارات أ. يجب أن يكون التردد الرئيسي للإشارة في حدود 70-700 هرتز. وينبغي تحديد نطاق سماع الإشارة من خلال هذه الترددات، والتي قد تشمل التردد الأساسي و (أو) واحدًا أو أكثر

من كتاب المحمولة المضادة للطائرات نظام الصواريخ"ستريلا-2" مؤلف وزارة الدفاع في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية

"المكوك" مقابل "بوران" منذ بداية برنامج المكوك الفضائي، جرت محاولات متكررة حول العالم لإنشاء مركبة فضائية جديدة قابلة لإعادة الاستخدام. بدأ تطوير مشروع هيرميس في فرنسا في أواخر السبعينيات، ثم استمر في إطار الأوروبي

من كتاب دليل التعليمات الذاتية للعمل على الكمبيوتر: سريع وسهل وفعال مؤلف جلادكي أليكسي أناتوليفيتش

من كتاب أحدث موسوعة للإصلاح السليم مؤلف نيستيروفا داريا فلاديميروفنا

1.2. الخصائص التقنية الأساسية للكمبيوتر الخصائص التقنية الرئيسية للكمبيوتر هي: سعة القرص الصلب، وسرعة ساعة المعالج، وسعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). بالطبع، هذه ليست جميع المعلمات المتوفرة على جهاز الكمبيوتر ومؤشراتها

من كتاب الدليل المرجعي لأنظمة الأمن بأجهزة الاستشعار الكهروضوئية مؤلف كاشكاروف أندريه بتروفيتش

من كتاب المؤلف

3.1.2. الخصائص التقنية الرئيسية الخصائص التقنية الرئيسية لجهاز “Mirage-GE-iX-Ol” هي كما يلي: أقصى حمل للخرج +12 فولت ………………….. 100 مللي أمبير تبديل التتابع 12 فولت …………… …………. استهلاك التيار في وضع الاستعداد... استهلاك التيار 350 مللي أمبير

من كتاب المؤلف

3.2.2. الخصائص التقنية الرئيسية الخصائص التقنية الرئيسية لوحدة التحكم Mirage-GSM-iT-Ol هي كما يلي: عدد شبكات اتصالات GSM/GPRS………………… 2 فترة اختبار قناة الاتصال…. من 10 ثواني وقت تسليم الإخطار ........... 1-2 ثانية (TCP/IP) أساسي

يُعرف برنامج الحكومة الأمريكية STS (نظام النقل الفضائي) في جميع أنحاء العالم باسم المكوك الفضائي. تم تنفيذ هذا البرنامج من قبل متخصصين في وكالة ناسا، وكان هدفه الرئيسي هو إنشاء واستخدام مركبة فضائية نقل مأهولة قابلة لإعادة الاستخدام مصممة لتوصيل الأشخاص والبضائع المختلفة إلى مدارات الأرض المنخفضة والعودة. ومن هنا جاء الاسم - "مكوك الفضاء".

بدأ العمل في البرنامج عام 1969 بتمويل من وزارتين حكوميتين أمريكيتين: ناسا ووزارة الدفاع. وتمت أعمال التطوير والتطوير في إطار مشترك برامج ناساوالقوات الجوية. في الوقت نفسه، طبق الخبراء عددًا من الحلول التقنية التي سبق اختبارها على الوحدات القمرية لبرنامج أبولو في الستينيات: تجارب على معززات الصواريخ الصلبة، وأنظمة فصلها واستقبال الوقود من خزان خارجي. كان أساس نظام النقل الفضائي الذي يتم إنشاؤه هو مركبة فضائية مأهولة قابلة لإعادة الاستخدام. ويتضمن النظام أيضًا مجمعات الدعم الأرضي (مجمع اختبار التثبيت وإطلاق الهبوط في مركز كينيدي للفضاء، الواقع في قاعدة فاندنبرج الجوية، فلوريدا)، ومركز التحكم في الطيران في هيوستن (تكساس)، بالإضافة إلى أنظمة ترحيل البيانات والاتصالات عبر الأقمار الصناعية وغيرها من الوسائل.


شاركت جميع شركات الطيران الأمريكية الرائدة في العمل في إطار هذا البرنامج. كان البرنامج واسع النطاق ووطنيًا، حيث تم توفير منتجات ومعدات مختلفة للمكوك الفضائي من قبل أكثر من 1000 شركة من 47 ولاية. فازت شركة روكويل إنترناشيونال بعقد بناء أول مركبة مدارية في عام 1972. بدأ بناء أول مكوكين في يونيو 1974.

أول رحلة لمكوك الفضاء كولومبيا. خزان الوقود الخارجي (في المنتصف) مطلي باللون الأبيض فقط في أول رحلتين. وفي وقت لاحق، لم يتم طلاء الخزان لتقليل وزن النظام.


وصف النظام

من الناحية الهيكلية، تضمن نظام النقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام مكوك الفضاء اثنين من معجلات الوقود الصلب القابلة للإصلاح، والتي كانت بمثابة المرحلة الأولى ومركبة مدارية قابلة لإعادة الاستخدام (مركبة مدارية، مدارية) مع ثلاثة محركات أكسجين وهيدروجين، بالإضافة إلى حجرة وقود خارجية كبيرة، والتي شكلت المرحلة الثانية. وبعد الانتهاء من برنامج الرحلات الفضائية، عادت المركبة المدارية بشكل مستقل إلى الأرض، حيث هبطت مثل الطائرة على مدارج خاصة.
يعمل معززان صاروخيان صلبان لمدة دقيقتين تقريبًا بعد الإطلاق، مما يؤدي إلى تسريع المركبة الفضائية وتوجيهها. وبعد ذلك، على ارتفاع حوالي 45 كيلومترًا، يتم فصلهما ورميهما في المحيط باستخدام نظام المظلة. وبعد الإصلاح وإعادة التعبئة، يتم استخدامها مرة أخرى.

حرق في الغلاف الجوي للأرضيعتبر خزان الوقود الخارجي، المملوء بالهيدروجين السائل والأكسجين (وقود المحركات الرئيسية)، العنصر الوحيد القابل للتصرف في النظام الفضائي. يعمل الخزان نفسه أيضًا كإطار لربط معززات الصواريخ الصلبة بالمركبة الفضائية. يتم التخلص منها أثناء الطيران بعد حوالي 8.5 دقيقة من الإقلاع على ارتفاع حوالي 113 كيلومترًا، ويحترق معظم الخزان في الغلاف الجوي للأرض، وتسقط الأجزاء المتبقية في المحيط.

الجزء الأكثر شهرة وتميزًا في النظام هو المركبة الفضائية نفسها القابلة لإعادة الاستخدام - المكوك، في الواقع "مكوك الفضاء" نفسه، والذي يتم إطلاقه في مدار أرضي منخفض. يعد هذا المكوك بمثابة ساحة اختبار ومنصة للبحث العلمي في الفضاء، بالإضافة إلى منزل للطاقم الذي يمكن أن يضم من شخصين إلى سبعة أشخاص. تم تصميم المكوك نفسه وفقًا لتصميم الطائرة بجناح دلتا في المخطط. ويستخدم جهاز هبوط من نوع الطائرة للهبوط. إذا كانت معززات الصواريخ الصلبة مصممة للاستخدام حتى 20 مرة، فإن المكوك نفسه مصمم ليتحمل ما يصل إلى 100 رحلة إلى الفضاء.

أبعاد السفينة المدارية مقارنة بمركبة سويوز


يمكن لنظام المكوك الفضائي الأمريكي الانطلاق إلى مدار على ارتفاع 185 كيلومترًا وميل 28 درجة حتى 24.4 طنًا من البضائع عند إطلاقه شرقًا من كيب كانافيرال (فلوريدا) و11.3 طنًا عند إطلاقه من مركز كينيدي لرحلات الفضاء إلى الفضاء. مدار على ارتفاع 500 كيلومتر وميل 55 درجة. عند إطلاقه من قاعدة فاندنبرج الجوية (كاليفورنيا، الساحل الغربي)، يمكن إطلاق ما يصل إلى 12 طنًا من البضائع إلى مدار قطبي على ارتفاع 185 كيلومترًا.

ما تمكنا من تنفيذه، وما من خططنا بقي على الورق فقط

كجزء من الندوة المخصصة لتنفيذ برنامج المكوك الفضائي، والتي عقدت في أكتوبر 1969، أشار "أبو" المكوك، جورج مولر: "هدفنا هو تقليل تكلفة توصيل كيلوغرام من الحمولة إلى الفضاء". المدار من 2000 دولار لزحل الخامس إلى مستوى 40-100 دولار للكيلوغرام الواحد. وبهذه الطريقة يمكننا فتح حقبة جديدة من استكشاف الفضاء. التحدي في الأسابيع والأشهر المقبلة لهذه الندوة، وكذلك لناسا والقوات الجوية، هو ضمان قدرتنا على تحقيق ذلك. الشامل ل خيارات مختلفةواستنادا إلى المكوك الفضائي، كان من المتوقع أن تتراوح تكلفة إطلاق الحمولة من 90 إلى 330 دولارا للكيلوغرام الواحد. علاوة على ذلك، كان من المعتقد أن الجيل الثاني من المكوكات سيخفض المبلغ إلى 33-66 دولارًا للكيلوغرام الواحد.

في الواقع، تبين أن هذه الأرقام بعيدة المنال حتى ولو كانت قريبة. علاوة على ذلك، وفقا لحسابات مولر، كان من المفترض أن تكون تكلفة إطلاق المكوك 1-2.5 مليون دولار. في الواقع، وفقًا لوكالة ناسا، بلغ متوسط ​​تكلفة إطلاق المكوك حوالي 450 مليون دولار. ويمكن تسمية هذا الاختلاف الكبير بالتناقض الرئيسي بين الأهداف المعلنة والواقع.

المكوك إنديفور مع منطقة شحن مفتوحة


بعد الانتهاء من برنامج نظام النقل الفضائي في عام 2011، يمكننا الآن التحدث بثقة عن الأهداف التي تم تحقيقها أثناء تنفيذه وتلك التي لم يتم تحقيقها.

أهداف برنامج المكوك الفضائي التي تم تحقيقها:

1. تنفيذ تسليم البضائع إلى المدار أنواع مختلفة(المراحل العليا، الأقمار الصناعية، أجزاء المحطات الفضائية بما فيها محطة الفضاء الدولية).
2. إمكانية إصلاح الأقمار الصناعية الموجودة في المدار الأرضي المنخفض.
3. إمكانية إعادة الأقمار الصناعية إلى الأرض.
4. القدرة على طيران ما يصل إلى 8 أشخاص إلى الفضاء (أثناء عملية الإنقاذ يمكن زيادة الطاقم إلى 11 شخصًا).
5. التنفيذ الناجحإمكانية إعادة استخدام الرحلة والاستخدام القابل لإعادة الاستخدام للمكوك نفسه ومعززات الوقود الصلب.
6. التنفيذ العملي للتخطيط الجديد بشكل أساسي للمركبة الفضائية.
7. قدرة السفينة على القيام بالمناورات الأفقية.
8. حجم كبير من مقصورة الشحن، والقدرة على إعادة البضائع التي يصل وزنها إلى 14.4 طن إلى الأرض.
9. تمت إدارة التكلفة ووقت التطوير للوفاء بالمواعيد النهائية التي تم التعهد بها للرئيس الأمريكي نيكسون في عام 1971.

لا الأهداف التي تم تحقيقهاوالإخفاقات:
1. تسهيل الوصول إلى الفضاء بجودة عالية. بدلاً من تقليل تكلفة إيصال كيلوغرام من البضائع إلى المدار بأمرين من حيث الحجم، تبين أن المكوك الفضائي هو في الواقع أحد أغلى الطرق لإيصال الأقمار الصناعية إلى مدار الأرض.
2. تحضير سريعالمكوكات بين الرحلات الفضائية. وبدلاً من الفترة المتوقعة التي تبلغ أسبوعين بين عمليات الإطلاق، قد تستغرق المكوكات أشهراً للتحضير للإطلاق إلى الفضاء. قبل كارثة مكوك الفضاء تشالنجر، كان الرقم القياسي بين الرحلات 54 يومًا، وبعد الكارثة كان 88 يومًا. وخلال كامل فترة تشغيلها، تم إطلاقها بمعدل 4.5 مرات في السنة، في حين كان الحد الأدنى المقبول لعدد عمليات الإطلاق الممكنة اقتصاديًا هو 28 عملية إطلاق سنويًا.
3. سهل الصيانة. تم تحديده عند إنشاء المكوكات الحلول التقنيةكانت كثيفة العمالة للغاية للحفاظ عليها. تتطلب المحركات الرئيسية إجراءات تفكيك وخدمة تستغرق وقتًا طويلاً. تتطلب وحدات المضخة التوربينية لمحركات النموذج الأول إجراء إصلاح شامل وإصلاح بعد كل رحلة إلى الفضاء. كانت بلاطات الحماية الحرارية فريدة من نوعها - حيث تم تركيب بلاط خاص بكل فتحة. كان هناك 35 ألفًا في المجموع، وكان من الممكن أن يتضرر البلاط أو يُفقد أثناء الرحلة.
4. استبدال جميع الوسائط التي تستخدم لمرة واحدة. لم يتم إطلاق المكوكات مطلقًا في مدارات قطبية، وهو الأمر الذي كان ضروريًا بشكل أساسي لنشر أقمار الاستطلاع الصناعية. في في هذا الاتجاهتم تنفيذ الأعمال التحضيرية، ولكن تم تقليصها بعد كارثة تشالنجر.
5. الوصول الموثوق إلى الفضاء. تعني أربع مكوكات فضائية أن خسارة أي منها ستؤدي إلى خسارة 25% من الأسطول بأكمله (لم يكن هناك دائمًا أكثر من 4 مركبات مدارية محلقة؛ وقد تم بناء مكوك إنديفور ليحل محل تشالنجر المفقودة). بعد الكارثة توقفت الرحلات الجوية لفترة طويلة، على سبيل المثال بعد كارثة تشالنجر - لمدة 32 شهرا.
6. كانت القدرة الاستيعابية للمكوكات أقل بـ 5 أطنان مما تتطلبه المواصفات العسكرية (24.4 طناً بدلاً من 30 طناً).
7. لم يتم مطلقًا استخدام قدرات أكبر على المناورة الأفقية عمليًا لأن المكوكات لم تطير إلى المدارات القطبية.
8. توقفت عودة الأقمار الصناعية من المدار الأرضي بالفعل في عام 1996، في حين تم إرجاع 5 أقمار صناعية فقط من الفضاء خلال الفترة بأكملها.
9. تبين أن الطلب على إصلاحات الأقمار الصناعية قليل. تم إصلاح إجمالي 5 أقمار صناعية، على الرغم من أن المكوكات قامت أيضًا بالصيانة 5 مرات التلسكوب الشهير"هابل".
10. أثرت الحلول الهندسية المطبقة سلبًا على موثوقية النظام بأكمله. في وقت الإقلاع والهبوط، كانت هناك مناطق لم تترك أي فرصة لبقاء الطاقم على قيد الحياة. حالة طارئه.
11. إن حقيقة أن المكوك لا يمكنه القيام إلا برحلات مأهولة تعرض رواد الفضاء لمخاطر لا داعي لها، على سبيل المثال، كانت الأتمتة كافية للإطلاق الروتيني للأقمار الصناعية في المدار.
12. تزامن إغلاق برنامج المكوك الفضائي عام 2011 مع إلغاء برنامج الكوكبة. وقد تسبب هذا في فقدان الولايات المتحدة إمكانية الوصول المستقل إلى الفضاء لسنوات عديدة. ونتيجة لذلك، فقدان الصورة والحاجة إلى شراء مقاعد لرواد الفضاء على سفن الفضاء التابعة لدولة أخرى (مركبة الفضاء الروسية المأهولة سويوز).

يقوم المكوك ديسكفري بإجراء مناورة قبل الالتحام بمحطة الفضاء الدولية


بعض الإحصائيات

تم تصميم المكوكات للبقاء في مدار الأرض لمدة أسبوعين. عادة ما تستغرق رحلاتهم من 5 إلى 16 يومًا. الرقم القياسي لأقصر رحلة في البرنامج يعود إلى مكوك كولومبيا (توفي مع طاقمه في 1 فبراير 2003، الرحلة الثامنة والعشرون إلى الفضاء)، والذي قضى في نوفمبر 1981 يومين و6 ساعات و13 دقيقة فقط في الفضاء . كما قام نفس المكوك بأطول رحلة له في نوفمبر 1996، حيث استغرقت 17 يومًا و15 ساعة و53 دقيقة.

في المجموع، خلال تشغيل هذا البرنامج من عام 1981 إلى عام 2011، نفذت المكوكات الفضائية 135 عملية إطلاق، منها ديسكفري - 39، أتلانتس - 33، كولومبيا - 28، إنديفور - 25، تشالنجر - 10 (توفي مع الطاقم في يناير 28, 1986). في المجموع، كجزء من البرنامج، تم بناء المكوكات الخمسة المذكورة أعلاه وحلقت في الفضاء. تم بناء مكوك آخر، إنتربرايز، أولاً، ولكن كان مخصصًا في البداية فقط للاختبارات الأرضية والجوية، بالإضافة إلى الأعمال التحضيرية في مواقع الإطلاق، ولم يطير إلى الفضاء أبدًا.

ومن الجدير بالذكر أن ناسا خططت لاستخدام المكوكات بشكل أكثر نشاطًا مما حدث بالفعل. في عام 1985، توقع المتخصصون من وكالة الفضاء الأمريكية أنه بحلول عام 1990 سيجريون 24 عملية إطلاق كل عام، وستطير السفن بما يصل إلى 100 رحلة إلى الفضاء، ولكن في الواقع، قامت جميع المكوكات الخمسة بـ 135 رحلة فقط خلال 30 عامًا، والتي انتهت الكارثة. الرقم القياسي لعدد الرحلات إلى الفضاء يعود إلى مكوك ديسكفري - 39 رحلة إلى الفضاء (الأولى في 30 أغسطس 1984).

هبوط المكوك أتلانتس


تحمل المكوكات الأمريكية أيضًا الرقم القياسي الأكثر حزنًا بين جميع أنظمة الفضاء - من حيث عدد الأشخاص الذين قتلوا. تسببت كارثتان في مقتل 14 رائد فضاء أمريكيًا. في 28 يناير 1986، أثناء الإقلاع، انفجر مكوك تشالنجر نتيجة انفجار خزان وقود خارجي، وحدث ذلك بعد 73 ثانية من الرحلة وأدى إلى مقتل جميع أفراد الطاقم السبعة، بما في ذلك أول رائد فضاء غير محترف - سابق. المعلمة كريستا ماكوليف، التي فازت في المسابقة الأمريكية الوطنية لحق الطيران إلى الفضاء. أما الكارثة الثانية فقد حدثت في 1 فبراير 2003 أثناء عودة كولومبيا من رحلتها الثامنة والعشرين إلى الفضاء. وكان سبب الكارثة هو تدمير الطبقة الخارجية الواقية من الحرارة على الطائرة اليسرى لجناح المكوك، وذلك بسبب سقوط قطعة عازلة للحرارة من خزان الأكسجين عليه لحظة الإطلاق. وعند العودة، تحطم المكوك في الهواء، مما أسفر عن مقتل 7 رواد فضاء.

تم الانتهاء رسميًا من برنامج نظام النقل الفضائي في عام 2011. تم إيقاف تشغيل جميع المكوكات التشغيلية وإرسالها إلى المتاحف. تمت الرحلة الأخيرة في 8 يوليو 2011 وتم تنفيذها بواسطة مكوك أتلانتس بطاقم تم تقليصه إلى 4 أشخاص. انتهت الرحلة في وقت مبكر من صباح يوم 21 يوليو 2011. على مدى 30 عامًا من التشغيل، أكملت هذه المركبات الفضائية 135 رحلة في المجموع، وقامت بـ 21152 مدارًا حول الأرض، وقامت بتسليم 1.6 ألف طن من الحمولات المختلفة إلى الفضاء. ضمت الطواقم خلال هذا الوقت 355 شخصًا (306 رجالًا و49 امرأة) من 16 مختلف البلدان. كان رائد الفضاء فرانكلين ستوري موسغريف هو الوحيد الذي قاد جميع المكوكات الخمس التي تم بناؤها.

مصدر المعلومات:
https://geektimes.ru/post/211891
https://ria.ru/spravka/20160721/1472409900.html
http://www.buran.ru/htm/shuttle.htm
بناء على مواد من مصادر مفتوحة

نظام النقل الفضائي، المعروف باسم المكوك الفضائي، هو مركبة فضائية أمريكية قابلة لإعادة الاستخدام. يتم إطلاق المكوك إلى الفضاء باستخدام مركبات الإطلاق، ويقوم بالمناورات في المدار مثل المركبة الفضائية، ويعود إلى الأرض مثل الطائرة. كان من المفهوم أن المكوكات سوف تنطلق مثل المكوكات بين المدار الأرضي المنخفض والأرض، لتنقل الحمولات في كلا الاتجاهين. أثناء التطوير، كان من المتصور أن يتم إطلاق كل من المكوكات إلى الفضاء حتى 100 مرة. في الممارسة العملية، يتم استخدامها أقل من ذلك بكثير. وبحلول مايو/أيار 2010، كانت معظم الرحلات - 38 رحلة - تمت بواسطة مكوك ديسكفري. تم بناء إجمالي خمس مكوكات في الفترة من 1975 إلى 1991: كولومبيا (احترقت عند الهبوط في عام 2003)، تشالنجر (انفجرت عند الإطلاق في عام 1986)، ديسكفري، أتلانتس وإنديفور. في 14 مايو 2010، قام مكوك الفضاء أتلانتس بإنطلاقه الأخير من كيب كانافيرال. عند عودته إلى الأرض، سيتم إيقاف تشغيله.

تاريخ التطبيق

تم تطوير برنامج المكوك بواسطة شركة North American Rockwell نيابة عن وكالة ناسا منذ عام 1971.
كان المكوك كولومبيا أول مركبة مدارية قابلة لإعادة الاستخدام. تم تصنيعه في عام 1979 ونقله إلى مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا. تم تسمية المكوك كولومبيا على اسم السفينة الشراعية التي اكتشفها الكابتن روبرت جراي في مايو 1792 المياه الداخلية كولومبيا البريطانية(الآن ولايتي واشنطن وأوريجون الأمريكيتان). في وكالة ناسا، تم تصنيف كولومبيا على أنها OV-102 (مركبة مدارية - 102). توفي مكوك كولومبيا في 1 فبراير 2003 (الرحلة STS-107) أثناء دخوله الغلاف الجوي للأرض قبل الهبوط. كان يوم 28 رحلة فضائية"كولومبيا".
تم تسليم مكوك الفضاء الثاني تشالنجر إلى وكالة ناسا في يوليو 1982. تم تسميته على اسم سفينة بحرية استكشفت المحيط في سبعينيات القرن التاسع عشر. ناسا تسمي تشالنجر باسم OV-099. توفي تشالنجر عند إطلاقه العاشر في 28 يناير 1986.
تم تسليم المكوك الثالث، ديسكفري، إلى ناسا في نوفمبر 1982.
تم تسمية المكوك ديسكفري على اسم إحدى السفينتين اللتين اكتشف على متنهما الكابتن البريطاني جيمس كوك جزر هاواي واستكشف سواحل ألاسكا وشمال غرب كندا في سبعينيات القرن الثامن عشر. تم إعطاء نفس الاسم ("الاكتشاف") لإحدى سفن هنري هدسون، الذي استكشف خليج هدسون في 1610-1611. تم بناء اثنين آخرين من طراز Discovery بواسطة الملكية البريطانية المجتمع الجغرافيلاستكشاف القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية في عامي 1875 و1901. ناسا تحدد ديسكفري باسم OV-103.
المكوك الرابع، أتلانتس، دخل الخدمة في أبريل 1985.
تم بناء المكوك الخامس، إنديفور، ليحل محل تشالنجر المفقودة ودخل الخدمة في مايو 1991. تم تسمية المكوك إنديفور أيضًا على اسم إحدى سفن جيمس كوك. تم استخدام هذه السفينة في الملاحظات الفلكيةمما جعل من الممكن تحديد المسافة من الأرض إلى الشمس بدقة. شاركت هذه السفينة أيضًا في الرحلات الاستكشافية لاستكشاف نيوزيلندا. ناسا تسمي إنديفور باسم OV-105.
قبل كولومبيا، تم بناء مكوك آخر، إنتربرايز، والذي تم استخدامه في أواخر السبعينيات فقط كمركبة اختبار لاختبار طرق الهبوط ولم يطير إلى الفضاء. في البداية، كان من المخطط تسمية هذه السفينة المدارية "الدستور" تكريما للذكرى المئوية الثانية للدستور الأمريكي. لاحقًا، بناءً على اقتراحات عديدة من مشاهدي المسلسل التلفزيوني الشهير ستار تريك، تم اختيار اسم إنتربرايز. ناسا تعين المؤسسة على أنها OV-101.

إقلاع المكوك ديسكفري. مهمة STS-120

معلومات عامة
البلد الولايات المتحدة الأمريكية USA
الغرض مركبة فضائية للنقل قابلة لإعادة الاستخدام
الشركة المصنعة تحالف الفضاء المتحد:
ثيوكول/أليانت تيك سيستمز (SRBs)
لوكهيد مارتن (مارتن ماريتا) - (ET)
روكويل/بوينغ (مركبة مدارية)
الخصائص الرئيسية
عدد المراحل 2
الطول 56.1 م
القطر 8.69 م
إطلاق الوزن 2030 طن
وزن الحمولة
- عند LEO 24400 كجم
- في المدار الثابت بالنسبة للأرض 3810 كجم
إطلاق التاريخ
الحالة نشطة
مواقع الإطلاق: مركز كينيدي للفضاء، المجمع 39
Vandenberg AFB (مخطط لها في الثمانينات)
عدد المشاركات 128
- ناجح 127
- غير ناجح 1 (فشل الإطلاق، تشالنجر)
- فشل جزئيًا 1 (فشل العودة، كولومبيا)
الإطلاق الأول كان في 12 أبريل 1981
آخر إطلاق خريف 2010

تصميم

يتكون المكوك من ثلاثة مكونات رئيسية: المركبة المدارية (Orbiter)، التي يتم إطلاقها في مدار أرضي منخفض وهي في الواقع مركبة فضائية؛ خزان وقود خارجي كبير للمحركات الرئيسية؛ واثنين من معززات الصواريخ الصلبة التي تعمل في غضون دقيقتين من الإقلاع. بعد دخول الفضاء، تعود المركبة المدارية بشكل مستقل إلى الأرض وتهبط مثل الطائرة على المدرج. يتم رش معززات الوقود الصلب بواسطة المظلة ثم يتم استخدامها مرة أخرى. يحترق خزان الوقود الخارجي في الجو.


تاريخ الخلق

هناك اعتقاد خاطئ خطير بأن برنامج المكوك الفضائي تم إنشاؤه لأغراض عسكرية، كنوع من "قاذفة القنابل الفضائية". يستند هذا "الرأي" غير الصحيح تمامًا إلى "قدرة" المكوكات على حمل أسلحة نووية (أي طائرة ركاب كبيرة بدرجة كافية لديها هذه القدرة بنفس القدر (على سبيل المثال، تم إنشاء أول طائرة سوفيتية عابرة للقارات Tu-114 على أساس الحاملة النووية الاستراتيجية Tu-95) وعلى الافتراضات النظرية حول "الغوص المداري"، والتي من المفترض أن تكون السفن المدارية القابلة لإعادة الاستخدام قادرة على القيام بها (وحتى تنفيذها).
في الواقع، جميع الإشارات إلى مهمة "القاذفة" للمكوكات موجودة حصريًا في المصادر السوفيتية، كتقييم للإمكانات العسكرية للمكوكات الفضائية. ومن العدل أن نفترض أن هذه "التقييمات" استُخدمت لإقناع الإدارة العليا بالحاجة إلى "استجابة مناسبة" وإنشاء نظام مماثل خاص بها.
يبدأ تاريخ مشروع مكوك الفضاء في عام 1967، حتى قبل أول رحلة مأهولة في إطار برنامج أبولو (11 أكتوبر 1968 - إطلاق أبولو 7)، بقي أكثر من عام كمراجعة لآفاق رواد الفضاء المأهولة بعد الانتهاء من البرنامج القمري لناسا.
في 30 أكتوبر 1968، تقدم مركزان رئيسيان لناسا (مركز المركبات الفضائية المأهولة - MSC - في هيوستن ومركز مارشال الفضائي - MSFC - في هانتسفيل) باقتراح لشركات الفضاء الأمريكية لاستكشاف إمكانية إنشاء نظام فضائي قابل لإعادة الاستخدام، والذي وكان من المفترض أن يخفض تكاليف وكالة الفضاء الخاضعة للاستخدام المكثف.
في سبتمبر 1970، أصدرت فرقة العمل الفضائية بقيادة نائب الرئيس الأمريكي س. أغنيو، والتي تم إنشاؤها خصيصًا لتحديد الخطوات التالية في استكشاف الفضاء، مسودتين تفصيليتين للبرامج المحتملة.
المشروع الكبير تضمن:

* مكوك فضائي؛
* القاطرات المدارية؛
* محطة مدارية كبيرة في مدار الأرض (ما يصل إلى 50 من أفراد الطاقم)؛
* محطة مدارية صغيرة في مدار القمر؛
* إنشاء قاعدة صالحة للسكن على القمر؛
* الرحلات المأهولة إلى المريخ؛
* هبوط البشر على سطح المريخ .
كمشروع صغير، تم اقتراح إنشاء محطة مدارية كبيرة فقط في مدار الأرض. لكن في كلا المشروعين تقرر ذلك الرحلات المدارية: إمداد المحطة، وتسليم البضائع إلى المدار للبعثات لمسافات طويلة أو مجموعات السفن للرحلات الطويلة، وتغيير الطاقم والمهام الأخرى في مدار الأرض يجب أن يتم تنفيذها من خلال نظام قابل لإعادة الاستخدام، والذي حصل بعد ذلك على اسم مكوك الفضاء.
وكانت هناك أيضًا خطط لإنشاء "مكوك نووي" - وهو مكوك يعمل بواسطة نيرفا، والذي تم تطويره واختباره في الستينيات. وكان من المفترض أن يطير المكوك النووي بين مدار الأرض ومدار القمر والمريخ. تم تكليف المكوك الذري بسائل العمل للمحرك النووي بالمكوكات العادية المألوفة:

المكوك النووي: سيعتمد هذا الصاروخ القابل لإعادة الاستخدام على المحرك النووي نيرفا. وستعمل بين مدار أرضي منخفض، ومدار قمري، ومدار متزامن مع الأرض، مع أدائها العالي بشكل استثنائي الذي يمكّنها من حمل حمولات ثقيلة والقيام بكميات كبيرة من العمل بمخزونات محدودة من وقود الهيدروجين السائل. وفي المقابل، سيتلقى المكوك النووي هذا الوقود الدافع منمركبة فضائية.

SP-4221 قرار مكوك الفضاء

ومع ذلك، رفض الرئيس الأمريكي ريتشارد نيكسون جميع الخيارات، لأنه حتى أرخصها كان يتطلب 5 مليارات دولار سنويا. واجهت وكالة ناسا خيارًا صعبًا: كان عليها إما البدء في تطوير كبير جديد، أو الإعلان عن إنهاء البرنامج المأهول.
تقرر الإصرار على إنشاء مكوك، ولكن تقديمه ليس كسفينة نقل لتجميع وصيانة المحطة الفضائية (ومع ذلك، مع الاحتفاظ بهذا كاحتياطي)، ولكن كنظام قادر على تحقيق الربح واسترداد الاستثمارات من خلال إطلاق الأقمار الصناعية إلى المدار على أساس تجاري. الخبرة الاقتصاديةمؤكد: من الناحية النظرية، بشرط أن يكون هناك ما لا يقل عن 30 رحلة جوية سنويًا والرفض التام لاستخدام الوسائط التي يمكن التخلص منها، يمكن أن يكون نظام المكوك الفضائي فعالاً من حيث التكلفة.
اعتمد الكونجرس الأمريكي مشروع إنشاء نظام المكوك الفضائي.
في الوقت نفسه، فيما يتعلق بالتخلي عن مركبات الإطلاق التي يمكن التخلص منها، تقرر أن المكوكات كانت مسؤولة عن إطلاق جميع الأجهزة الواعدة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية ووكالة المخابرات المركزية ووكالة الأمن القومي إلى مدار الأرض.
وقدم العسكر مطالبهم للنظام:

* يجب أن يكون النظام الفضائي قادرًا على إطلاق حمولة تصل إلى 30 طنًا في المدار، وإعادة حمولة تصل إلى 14.5 طنًا إلى الأرض، وأن يكون حجم مقصورة الشحن 18 مترًا على الأقل وقطرها 4.5 مترًا. كان هذا هو حجم ووزن قمر الاستطلاع البصري KN-II، الذي كان قيد التصميم آنذاك، والذي تطور منه لاحقًا التلسكوب المداريهابل.
* توفير قدرة مناورة جانبية للمركبة المدارية تصل إلى 2000 كيلومتر لسهولة الهبوط في عدد محدود من المطارات العسكرية.
* للإطلاق في مدارات حول القطب الشمالي (بميل 56-104 درجة مئوية)، قررت القوات الجوية بناء مجمعاتها التقنية والإطلاق والهبوط في قاعدة فاندنبرغ الجوية في كاليفورنيا.

أدى هذا إلى الحد من متطلبات الإدارة العسكرية لمشروع المكوك الفضائي.
لم يكن من المخطط أبدًا استخدام المكوكات كـ "قاذفات فضائية". وعلى أية حال، لا توجد وثائق من وكالة ناسا أو البنتاغون أو الكونجرس الأمريكي تشير إلى مثل هذه النوايا. لم يتم ذكر دوافع "القاذفة" سواء في المذكرات أو في المراسلات الخاصة للمشاركين في إنشاء نظام المكوك الفضائي.
تم إطلاق مشروع القاذفة الفضائية X-20 Dyna Soar رسميًا في 24 أكتوبر 1957. ومع ذلك، مع تطوير الصواريخ الباليستية العابرة للقارات القائمة على الصوامع وأسطول الغواصات النووية المسلحة بالصواريخ الباليستية، اعتبر إنشاء قاذفات مدارية في الولايات المتحدة غير مناسب. بعد عام 1961، اختفت الإشارات إلى مهام "القاذفات" من مشروع X-20 Dyna Soar، لكن مهام الاستطلاع و"التفتيش" ظلت قائمة. وفي 23 فبراير 1962، وافق وزير الدفاع ماكنمارا على آخر عملية إعادة هيكلة للبرنامج. منذ تلك اللحظة فصاعدًا، تم تعيين Dyna-Soar رسميًا كبرنامج بحثي للتحقيق وإثبات جدوى قيام طائرة شراعية مدارية مأهولة بالمناورة أثناء العودة والهبوط على مدرج في مكان معين على الأرض بالدقة المطلوبة. بحلول منتصف عام 1963، كانت لدى وزارة الدفاع شكوك جدية حول الحاجة إلى برنامج دينا-سور. في 10 ديسمبر 1963، ألغى وزير الدفاع ماكنمارا مهمة دينا سوار.
عند اتخاذ هذا القرار تم أخذ ذلك بعين الاعتبار مركبة فضائيةمن هذه الفئة لا يمكن أن "تعلق" في المدار لفترة طويلة بما يكفي لاعتبارها "منصات مدارية"، وإطلاق كل سفينة في المدار لا يستغرق حتى ساعات، بل أيامًا ويتطلب استخدام مركبات الإطلاق الثقيلة، وهو ما لا يسمح لاستخدامها لأول مرة، ولا لضربة نووية انتقامية.
تم استخدام العديد من التطورات التقنية والتكنولوجية لبرنامج Dyna-Soar لاحقًا لإنشاء مركبات مدارية مثل المكوك الفضائي.
القيادة السوفيتية، التي تراقب عن كثب تطور برنامج المكوك الفضائي، ولكنها تفترض الأسوأ، بحثت عن "تهديد عسكري خفي"، والذي شكل افتراضين رئيسيين:

* من الممكن استخدام المكوكات الفضائية كحاملات للأسلحة النووية (هذا الافتراض غير صحيح بالأساس للأسباب المذكورة أعلاه).
* من الممكن استخدام المكوكات الفضائية لاختطاف الأقمار الصناعية السوفيتية و DOS (محطات مأهولة طويلة المدى) من V. Chelomey’s Almaz OKB-52 من مدار الأرض. للحماية، كان من المفترض أن يتم تجهيز DOS السوفيتي حتى بالمدافع الأوتوماتيكية التي صممها Nudelman - Richter (تم تجهيز OPS بمثل هذا المدفع). استند افتراض "عمليات الاختطاف" فقط إلى أبعاد مقصورة الشحن وحمولة العودة، والتي أعلن مطورو المكوك الأمريكي صراحة أنها قريبة من أبعاد ووزن "ألماز". ولم يتم إبلاغ القيادة السوفيتية بأبعاد ووزن قمر الاستطلاع HK-II، الذي كان يجري تطويره في نفس الوقت.
ونتيجة لذلك، السوفييت صناعة الفضاءتلقى مهمة إنشاء نظام فضائي قابل لإعادة الاستخدام بخصائص مشابهة لنظام المكوك الفضائي، ولكن مع غرض عسكري محدد بوضوح، كمركبة توصيل مدارية للأسلحة النووية الحرارية.


مهام

تُستخدم السفن المكوكية الفضائية لإطلاق البضائع في مدارات على ارتفاع 200-500 كيلومتر، وإجراء البحوث العلمية، وخدمة المركبات الفضائية المدارية (أعمال التركيب والإصلاح).
قام المكوك الفضائي ديسكفري بتسليم تلسكوب هابل إلى المدار في أبريل 1990 (الرحلة STS-31). تم تنفيذ أربع مهام صيانة على المكوكات كولومبيا، ديسكفري، إنديفور وأتلانتس. تلسكوب هابل. وكانت آخر مهمة مكوكية إلى هابل قد جرت في مايو 2009. منذ أن خططت وكالة ناسا لوقف رحلات المكوك في عام 2010، كان الأمر كذلك الرحلة الأخيرةالإنسان إلى التلسكوب، لأن هذه المهمات لا يمكن تنفيذها بواسطة أي مركبة فضائية أخرى متاحة.
المكوك إنديفور مع منطقة شحن مفتوحة.

وفي التسعينيات، شاركت المكوكات في البرنامج الروسي الأمريكي المشترك "مير - مكوك الفضاء". تم إجراء تسعة عمليات إرساء بمحطة مير.
خلال العشرين عامًا التي كانت فيها المكوكات في الخدمة، تم تطويرها وتعديلها باستمرار. تم إجراء أكثر من ألف تعديل رئيسي وثانوي على تصميم المكوك الأصلي.
المكوكات تلعب جدا دور مهمفي تنفيذ مشروع إنشاء محطة الفضاء الدولية (ISS). على سبيل المثال، وحدات محطة الفضاء الدولية، التي تم تجميعها منها باستثناء وحدة زفيزدا الروسية، لا تملك أنظمة دفع خاصة بها (PS)، وبالتالي لا يمكنها المناورة بشكل مستقل في المدار للبحث عن المحطة والالتقاء بها والالتحام بها. لذلك، لا يمكن ببساطة "إلقائها" في المدار بواسطة ناقلات عادية من نوع البروتون. الإمكانية الوحيدة لتجميع المحطات من هذه الوحدات هي استخدام سفن من نوع مكوك الفضاء مع مقصورات الشحن الكبيرة الخاصة بها، أو، من الناحية النظرية، استخدام "قاطرات" مدارية يمكنها العثور على وحدة وضعتها بروتون في المدار، والالتحام بها وإحضارها إلى الفضاء. محطة لرسو السفن.
في الواقع، بدون مركبات فضائية من النوع المكوكي، سيكون بناء محطات مدارية معيارية مثل محطة الفضاء الدولية (من وحدات بدون التحكم عن بعد وأنظمة الملاحة) مستحيلاً.
بعد كارثة كولومبيا، بقيت ثلاث مكوكات في الخدمة - ديسكفري وأتلانتس وإنديفور. ومن المفترض أن تضمن هذه المكوكات المتبقية استكمال محطة الفضاء الدولية قبل عام 2010. أعلنت ناسا نهاية خدمة المكوك في عام 2010.
قام مكوك الفضاء أتلانتس، في رحلته الأخيرة إلى المدار (STS-132)، بتسليم وحدة الأبحاث الروسية Rassvet إلى محطة الفضاء الدولية.
معلومات تقنية


معززة بالوقود الصلب


خزان وقود خارجي

يحتوي الخزان على وقود ومؤكسد لمحركات SSME الثلاثة (أو RS-24) التي تعمل بالوقود السائل في المدار ولا يحتوي على محركات خاصة به.
وفي الداخل، ينقسم خزان الوقود إلى قسمين. الثلث العلوي من الخزان مشغول بحاوية مصممة للأكسجين السائل المبرد إلى درجة حرارة -183 درجة مئوية (−298 درجة فهرنهايت). ويبلغ حجم هذه الحاوية 650 ألف لتر (143 ألف جالون). تم تصميم الثلثين السفليين من الخزان لاستيعاب الهيدروجين السائل المبرد إلى -253 درجة مئوية (−423 درجة فهرنهايت). ويبلغ حجم هذه الحاوية 1.752 مليون لتر (385 ألف جالون).


المركبة الفضائية

بالإضافة إلى المحركات الثلاثة الرئيسية للمركبة المدارية، يُستخدم أحيانًا عند الإطلاق محركان من نظام المناورة المدارية (OMS)، كل منهما بقوة دفع تبلغ 27 كيلو نيوتن. يتم تخزين وقود OMS والمؤكسد على المكوك لاستخدامه في المدار والعودة إلى الأرض.



أبعاد مكوك الفضاء

أبعاد المكوك الفضائي مقارنة بمركبة سويوز
سعر
في عام 2006، بلغت التكاليف الإجمالية 160 مليار دولار، وفي ذلك الوقت تم تنفيذ 115 عملية إطلاق (انظر: en:برنامج المكوك الفضائي#التكاليف). وبلغ متوسط ​​تكلفة كل رحلة 1.3 مليار دولار، لكن الجزء الأكبر من التكاليف (التصميم والتحديث وما إلى ذلك) لا يعتمد على عدد عمليات الإطلاق.
تبلغ تكلفة كل رحلة مكوكية حوالي 60 مليون دولار لدعم 22 رحلة مكوكية من منتصف عام 2005 إلى عام 2010، خصصت وكالة ناسا حوالي مليار دولار و300 مليون دولار من التكاليف المباشرة.
مقابل هذه الأموال، يمكن للمركبة المكوكية تسليم 20-25 طنًا من البضائع في رحلة واحدة إلى محطة الفضاء الدولية، بما في ذلك وحدات محطة الفضاء الدولية، بالإضافة إلى 7-8 رواد فضاء.
تم تخفيض سعر إطلاق Proton-M بحمولة إطلاق تبلغ 22 طنًا في السنوات الأخيرة إلى 25 مليون دولار تقريبًا، ويمكن لأي مركبة فضائية تحلق بشكل منفصل يتم إطلاقها في المدار بواسطة حاملة من نوع Proton أن تحمل هذا الوزن.
لا يمكن إطلاق الوحدات الملحقة بمحطة الفضاء الدولية إلى المدار بواسطة مركبات الإطلاق، حيث يجب تسليمها إلى المحطة والالتحام بها، الأمر الذي يتطلب مناورة مدارية، وهو ما لا تستطيع وحدات المحطة المدارية نفسها القيام به. تتم المناورة بواسطة السفن المدارية (في المستقبل - القاطرات المدارية) وليس بواسطة مركبات الإطلاق.
يتم إطلاق سفن الشحن التقدمية التي تزود محطة الفضاء الدولية إلى المدار بواسطة حاملات من نوع سويوز وهي قادرة على إيصال ما لا يزيد عن 1.5 طن من البضائع إلى المحطة. وتقدر تكلفة إطلاق سفينة شحن واحدة من طراز Progress على متن حاملة طائرات سويوز بنحو 70 مليون دولار، ولاستبدال رحلة مكوكية واحدة، ستكون هناك حاجة إلى 15 رحلة من طراز Soyuz-Progress على الأقل، وهو ما يتجاوز إجماليه مليار دولار.
ومع ذلك، بعد الانتهاء من بناء المحطة المدارية، وفي غياب الحاجة إلى تسليم وحدات جديدة إلى محطة الفضاء الدولية، يصبح استخدام المكوكات مع حجرات الشحن الضخمة الخاصة بها غير عملي.
وفي رحلته الأخيرة، سلم مكوك أتلانتس إلى محطة الفضاء الدولية، بالإضافة إلى رواد الفضاء، 8 أطنان "فقط" من البضائع، بما في ذلك وحدة بحث روسية جديدة وأجهزة كمبيوتر محمولة جديدة وطعام ومياه ومواد استهلاكية أخرى.
معرض الصور

مكوك الفضاء على منصة الإطلاق. (كيب كانافيرال، فلوريدا).

هبوط المكوك أتلانتس.

تقوم ناقلة مجنزرة تابعة لناسا بنقل مكوك الفضاء ديسكفري إلى منصة الإطلاق.

المكوك السوفييتي بوران

المكوك في الرحلة

هبوط المكوك إنديفور

المكوك على منصة الإطلاق

فيديو
الهبوط النهائي للمكوك أتلانتس

اكتشاف الإطلاق الليلي

وفي حين كانت عمليات الإطلاق الفضائية نادرة، فإن مسألة تكلفة مركبات الإطلاق لم تجتذب الكثير من الاهتمام. ولكن مع تقدم استكشاف الفضاء، بدأ في اكتساب كل شيء قيمة أعلى. تختلف تكلفة مركبة الإطلاق في التكلفة الإجمالية لإطلاق مركبة فضائية. إذا كانت مركبة الإطلاق مسلسلة والمركبة الفضائية التي تطلقها فريدة من نوعها، فإن تكلفة مركبة الإطلاق تبلغ حوالي 10 بالمائة من إجمالي تكلفة الإطلاق. إذا كانت المركبة الفضائية مسلسلة والناقل فريدًا - ما يصل إلى 40 بالمائة أو أكثر. ترجع التكلفة المرتفعة للنقل الفضائي إلى حقيقة أن مركبة الإطلاق تستخدم مرة واحدة فقط. تعمل الأقمار الصناعية والمحطات الفضائية في المدار أو في الفضاء بين الكواكب، مما يؤدي إلى نتيجة علمية أو اقتصادية معينة، كما أن مراحل الصواريخ، ذات التصميم المعقد والمعدات الباهظة الثمن، تحترق في طبقات كثيفة من الغلاف الجوي. وبطبيعة الحال، نشأ السؤال حول تخفيض تكلفة الإطلاقات الفضائية عن طريق إعادة إطلاق مركبات الإطلاق.

هناك العديد من المشاريع لمثل هذه الأنظمة. واحد منهم هو طائرة فضائية. هذه آلة مجنحة، مثل الطائرة، ستقلع من Cosmodrome، وبعد تسليم حمولة إلى المدار (قمر صناعي أو مركبة فضائية)، ستعود إلى الأرض. لكن إنشاء مثل هذه الطائرة ليس ممكنًا بعد، ويرجع ذلك أساسًا إلى النسبة المطلوبة لكتلة الحمولة الصافية و الوزن الكليسيارات. كما تبين أن العديد من التصميمات الأخرى للطائرات القابلة لإعادة الاستخدام غير مربحة اقتصاديًا أو صعبة التنفيذ.

ومع ذلك، فقد حددت الولايات المتحدة مسارًا نحو إنشاء مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام. كان العديد من الخبراء ضد مثل هذا المشروع باهظ الثمن. لكن البنتاغون دعمه.

بدأ تطوير نظام المكوك الفضائي في الولايات المتحدة في عام 1972. لقد استند إلى مفهوم مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام مصممة للإطلاق في مدارات قريبة من الأرض الأقمار الصناعيةوغيرها من الأشياء. فضاء الطائراتيتكون المكوك من مرحلة مدارية مأهولة، ومعززين صاروخيين صلبين، وخزان وقود كبير يقع بين المعززات.

يتم إطلاق المكوك عموديًا بمساعدة معززين صاروخيين صلبين (قطر كل منهما 3.7 متر)، بالإضافة إلى محركات صاروخية مدارية سائلة، يتم تغذيتها بالوقود (الهيدروجين السائل والأكسجين السائل) من خزان وقود كبير. تعمل معززات الوقود الصلب فقط في الجزء الأولي من المسار. وقت تشغيلها يزيد قليلاً عن دقيقتين. على ارتفاع 70-90 كيلومترًا، يتم فصل المعززات، وإنزالها بالمظلات في الماء، وفي المحيط، وسحبها إلى الشاطئ، بحيث يمكن استخدامها مرة أخرى بعد ترميمها وإعادة شحنها بالوقود. عند دخول المدار، يتم التخلص من خزان الوقود (قطره 8.5 مترًا وطوله 47 مترًا) ويحترق في الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي.

العنصر الأكثر تعقيدًا في المجمع هو المرحلة المدارية. وهي تشبه طائرة صاروخية ذات جناح دلتا. بالإضافة إلى المحركات، فهي تضم قمرة القيادة وحجرة الشحن. تخرج المرحلة المدارية من المدار مثل مركبة فضائية عادية وتهبط بدون دفع، فقط بسبب قوة الرفع للجناح المنجرف ذي نسبة العرض إلى الارتفاع المنخفضة. يسمح الجناح للمرحلة المدارية بإجراء بعض المناورات في النطاق والتوجه والهبوط في النهاية على مدرج خرساني خاص. سرعة هبوط المرحلة أعلى بكثير من سرعة أي مقاتل. - حوالي 350 كيلومترا في الساعة. يجب أن يتحمل جسم المرحلة المدارية درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية. يتكون طلاء الحماية الحرارية من 30922 بلاطة سيليكات ملتصقة بجسم الطائرة ومثبتة بإحكام مع بعضها البعض.

المكوك الفضائي هو نوع من التسوية من الناحيتين الفنية والاقتصادية. تتراوح الحمولة القصوى التي ينقلها المكوك إلى المدار من 14.5 إلى 29.5 طنًا، وتبلغ كتلة إطلاقه 2000 طن، أي أن الحمولة لا تتجاوز 0.8-1.5 بالمائة من الكتلة الإجمالية للمركبة الفضائية المجهزة بالوقود. وفي الوقت نفسه، فإن هذا الرقم بالنسبة للصاروخ التقليدي الذي يحمل نفس الحمولة هو 2-4 بالمائة. إذا أخذنا كمؤشر نسبة الحمولة إلى وزن الهيكل، دون مراعاة الوقود، فإن الميزة لصالح الصاروخ التقليدي ستزداد أكثر. هذا هو الثمن الذي يجب دفعه مقابل فرصة إعادة استخدام هياكل المركبات الفضائية جزئيًا على الأقل.

أحد مبدعي السفن والمحطات الفضائية، رائد الفضاء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، البروفيسور ك. يقوم فيوكتيستوف بتقييم الكفاءة الاقتصادية للمكوكات بهذه الطريقة: "وغني عن القول، إنشاء اقتصاد اقتصادي نظام النقلليس سهلا. يرتبك بعض الخبراء أيضًا مما يلي حول فكرة المكوك. وفقًا للحسابات الاقتصادية، فإنها تبرر نفسها بحوالي 40 رحلة سنويًا لكل عينة. اتضح أنه في غضون عام واحد فقط "طائرة" واحدة، من أجل تبرير بنائها، يجب أن تطلق حوالي ألف طن من البضائع المختلفة إلى المدار. ومن ناحية أخرى، هناك اتجاه لتقليل وزن المركبة الفضائية، وزيادة مدتها الحياة النشطةفي المدار، وبشكل عام، تقليل عدد المركبات المطلقة بسبب حل مجموعة من المهام من قبل كل منها.

من وجهة نظر الكفاءة، فإن إنشاء سفينة نقل قابلة لإعادة الاستخدام بمثل هذه السعة الكبيرة للحمولة هو أمر سابق لأوانه. من الأكثر ربحية إمداد المحطات المدارية بمساعدة سفن النقل الأوتوماتيكية من نوع Progress. اليوم، تبلغ تكلفة كيلوغرام واحد من البضائع التي يتم إطلاقها إلى الفضاء بواسطة المكوك 25000 دولار، وبواسطة بروتون - 5000 دولار.

وبدون الدعم المباشر من البنتاغون، لم يكن من الممكن أن يصل المشروع إلى مرحلة تجارب الطيران. في بداية المشروع، تم إنشاء لجنة استخدام المكوك في مقر القوات الجوية الأمريكية. وتقرر بناء منصة إطلاق للمكوك في قاعدة فاندنبيرج الجوية في كاليفورنيا، تنطلق منها المركبات الفضائية العسكرية. خطط العملاء العسكريون لاستخدام المكوك لتنفيذ برنامج واسع لوضع أقمار صناعية للاستطلاع في الفضاء، وأنظمة الكشف والاستهداف الرادارية للصواريخ القتالية، ولرحلات الاستطلاع المأهولة، وإنشاء مراكز قيادة فضائية، ومنصات مدارية بأسلحة ليزر، من أجل "تفتيش" الأجانب في المدار الأجسام الفضائيةوتسليمهم إلى الأرض. كما تم اعتبار المكوك أحد الروابط الرئيسية البرنامج العامخلق الفضاء أسلحة الليزر.

وهكذا، في الرحلة الأولى، أجرى طاقم المركبة الفضائية كولومبيا مهمة عسكرية تتعلق باختبار موثوقية جهاز التصويب لأسلحة الليزر. ويجب أن يوجه الليزر الموجود في المدار بدقة نحو الصواريخ التي تبعد مئات وآلاف الكيلومترات عنه.

منذ أوائل الثمانينات، قامت القوات الجوية الأمريكية بإعداد سلسلة من التجارب غير السرية في المدار القطبي بهدف تطوير معدات متقدمة لتتبع الأجسام المتحركة في الفضاء الجوي والخالي من الهواء.

أحدثت كارثة تشالنجر في 28 يناير 1986 تغييرات مزيد من التطويربرامج الفضاء الامريكية. انطلقت تشالنجر في رحلتها الأخيرة، مما أدى إلى شل برنامج الفضاء الأمريكي بأكمله. أثناء وضع المكوكات، كان تعاون ناسا مع وزارة الدفاع موضع شك. قامت القوات الجوية بحل فرقة رواد الفضاء بشكل فعال. كما تغير أيضًا تكوين المهمة العسكرية العلمية، التي حصلت على اسم STS-39 وتم نقلها إلى كيب كانافيرال.

تم تأجيل مواعيد الرحلة التالية بشكل متكرر. تم استئناف البرنامج فقط في عام 1990. منذ ذلك الحين، قامت المكوكات برحلات فضائية منتظمة. وقد شاركوا في إصلاح تلسكوب هابل، والرحلات الجوية إلى محطة مير، وبناء محطة الفضاء الدولية.

بحلول الوقت الذي استأنفت فيه الرحلات المكوكية في الاتحاد السوفياتي، كانت السفينة القابلة لإعادة الاستخدام جاهزة بالفعل، والتي تجاوزت في كثير من النواحي السفينة الأمريكية. في 15 نوفمبر 1988، أطلقت مركبة الإطلاق إنيرجيا الجديدة مركبة بوران الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام إلى مدار أرضي منخفض. بعد أن قامت بمدارين حول الأرض، مسترشدة بآلات معجزة، هبطت بشكل جميل على مدرج الهبوط الخرساني في بايكونور، مثل طائرة إيروفلوت.

مركبة الإطلاق "Energia" هي الصاروخ الأساسي لنظام كامل من مركبات الإطلاق يتكون من مجموعة كميات مختلفةمراحل معيارية موحدة وقادرة على إطلاق مركبات يتراوح وزنها من 10 إلى مئات الأطنان إلى الفضاء! أساسها، جوهرها، هو المرحلة الثانية. يبلغ ارتفاعه 60 مترًا، وقطره حوالي 8 أمتار. لديها أربعة محركات صاروخية تعمل بالوقود السائل والهيدروجين (الوقود) والأكسجين (المؤكسد). يبلغ دفع كل محرك من هذه المحركات على سطح الأرض 1480 كيلو نيوتن. حول المرحلة الثانية عند قاعدتها، يتم إرساء أربع كتل في أزواج، لتشكل المرحلة الأولى من مركبة الإطلاق. تم تجهيز كل كتلة بأقوى محرك رباعي الغرف في العالم RD-170 بقوة دفع تبلغ 7400 كيلو نيوتن على الأرض.

وتشكل "حزمة" كتل المرحلتين الأولى والثانية مركبة إطلاق قوية وثقيلة يصل وزن إطلاقها إلى 2400 طن، وتحمل حمولة 100 طن.

"بوران" له تشابه خارجي كبير مع "المكوك" الأمريكي. تم بناء السفينة وفق تصميم طائرة بدون ذيل ذات جناح دلتا ذو اكتساح متغير، ولها أدوات تحكم هوائية تعمل أثناء الهبوط بعد العودة إلى طبقات الغلاف الجوي الكثيفة والدفة والارتفاعات. وكانت قادرة على الهبوط بشكل متحكم فيه في الغلاف الجوي بمناورة جانبية تصل إلى 2000 كيلومتر.

يبلغ طول بوران 36.4 مترًا، ويبلغ طول جناحيها حوالي 24 مترًا، ويبلغ ارتفاع السفينة على الهيكل أكثر من 16 مترًا. ويبلغ وزن السفينة عند الإطلاق أكثر من 100 طن، منها 14 طنًا من الوقود. يتم إدخال مقصورة مغلقة ملحومة بالكامل للطاقم ومعظم المعدات لضمان الطيران كجزء من مجمع الصواريخ والفضاء، ورحلة مستقلة في المدار والهبوط والهبوط في حجرة القوس. حجم المقصورة أكثر من 70 متر مكعب.

عند العودة إلى طبقات الغلاف الجوي الكثيفة، فإن المناطق الأكثر تعرضاً للإجهاد الحراري من سطح السفينة تصل حرارتها إلى 1600 درجة، في حين أن الحرارة التي تصل مباشرة إلى الهيكل المعدني للسفينة يجب ألا تتجاوز 150 درجة. لذلك، تميز "بوران" بحماية حرارية قوية، مما يضمن ظروف درجة الحرارة العادية لهيكل السفينة عند المرور عبر طبقات كثيفة من الغلاف الجوي أثناء الهبوط.

يتكون الطلاء الواقي الحراري لأكثر من 38 ألف بلاط من مواد خاصة: ألياف الكوارتز، والألياف العضوية عالية الحرارة، والمواد القائمة على الكربون جزئيًا. يتمتع الدرع الخزفي بالقدرة على تجميع الحرارة دون نقلها إلى بدن السفينة. وكان الوزن الإجمالي لهذا الدرع حوالي 9 طن.

يبلغ طول مقصورة الشحن في بوران حوالي 18 مترًا. يمكن أن تستوعب مقصورة الشحن الفسيحة حمولة يصل وزنها إلى 30 طنًا. كان من الممكن وضع مركبات فضائية كبيرة الحجم هناك - أقمار صناعية كبيرة وكتل من المحطات المدارية. ويبلغ وزن هبوط السفينة 82 طنا.

تم تجهيز "بوران" بكل شيء الأنظمة الضروريةوالمعدات اللازمة للطيران الآلي والمأهول. وتشمل هذه معدات الملاحة والتحكم، وأنظمة الراديو والتلفزيون، وأجهزة التحكم الآلي. النظام الحراري، ونظام دعم حياة الطاقم، وأكثر من ذلك بكثير.

نظام الدفع الرئيسي، عبارة عن مجموعتين من محركات المناورة، يقعان في نهاية قسم الذيل وفي مقدمة الهيكل.

كان بوران ردًا على برنامج الفضاء العسكري الأمريكي. لذلك، بعد ارتفاع درجة حرارة العلاقات مع الولايات المتحدة، كان مصير السفينة محددا سلفا.

ما هي المكوك؟ هذا تصميم طائر للمصنعين الأمريكيين. كلمة "المكوك" نفسها تعني "المكوك". صُممت المكوكات لعمليات الإطلاق المتكررة، وكانت تهدف في الأصل إلى الطيران ذهابًا وإيابًا بين الأرض ومدارها لتوصيل البضائع.

سيتم تخصيص المقالة للمكوكات - المركبات الفضائية، وكذلك جميع المكوكات الأخرى الموجودة اليوم.

تاريخ الخلق

قبل الإجابة على سؤال ما هو المكوك، دعونا ننظر في تاريخ إنشائها. يبدأ الأمر في أواخر الستينيات من القرن العشرين في الولايات المتحدة، عندما أثيرت مسألة تصميم آلية فضائية قابلة لإعادة الاستخدام. وكان هذا بسبب الفوائد الاقتصادية. كان من المفترض أن يؤدي الاستخدام المكثف للمكوك الفضائي إلى تقليل تكاليف الفضاء المرتفعة.

ينص المفهوم على تشكيل نقطة مدارية على القمر، وكان من المقرر تنفيذ المهام في مدار الأرض بواسطة سفن قابلة لإعادة الاستخدام تسمى المكوك الفضائي.

في عام 1972، تم التوقيع على الوثائق التي تحدد مظهر المكوك المستقبلي.

تم إعداد برنامج التصميم بواسطة شركة North American Rockwell نيابة عن وكالة ناسا منذ عام 1971. أثناء تطوير البرنامج تم استخدام الأفكار التكنولوجية من نظام أبولو. تم تصميم خمس مكوكات، اثنتان منها لم تنج من الحادث. تم تنفيذ الرحلات من عام 1981 إلى عام 2011.

وفقًا لخطط ناسا، كان من المقرر إجراء 24 عملية إطلاق سنويًا، وكان من المفترض أن تقوم كل لوحة بما يصل إلى 100 رحلة. ولكن خلال العمل، تم الانتهاء من 135 عملية إطلاق فقط. تميز مكوك ديسكفري بأكبر عدد من الرحلات الجوية.

تصميم النظام

دعونا نلقي نظرة على ماهية المكوك من وجهة نظر تصميمه. يتم إطلاقه عبر زوج من معززات الصواريخ وثلاثة محركات مزودة بالوقود من خزان خارجي كبير الحجم.

تتم المناورات في المدار باستخدام محركات ذات نظام خاص مصمم للمناورات المدارية. ويتضمن هذا النظام الخطوات التالية:

  • معززان صاروخيان يعملان لمدة دقيقتين من لحظة تشغيلهما. يعطون التوجيه للسفينة، ثم ينفصلون عنها ويطيرون إلى المحيط باستخدام المظلات. وبعد التزود بالوقود، يتم إعادة تشغيل المعززات.
  • خزان التزود بالوقود مزود بالهيدروجين والأكسجين للمحركات الرئيسية. يتم التخلص من الخزان أيضًا، ولكن بعد ذلك بقليل - بعد 8.5 دقيقة. يحترق كل ذلك تقريبًا في الغلاف الجوي، وينتهي الأمر بشظاياه في الفضاء المحيطي.
  • سفينة مأهولة تهبط في المدار وتأوي الطاقم وتساعد في البحث العلمي. وبعد الانتهاء من البرنامج، تطير المركبة المدارية إلى الأرض وتهبط كالطائرة الشراعية في المنطقة المخصصة للهبوط.

ظاهريًا، تبدو المكوك كطائرة، لكنها في الواقع طائرة شراعية ثقيلة. لا يوجد لدى المكوك احتياطيات وقود لمحركاته. تعمل المحركات أثناء توصيل المكوك بخزان الوقود. أثناء وجودها في الفضاء، وكذلك أثناء الهبوط، لا تستخدم السفينة محركات صغيرة قوية جدًا. وكان من المخطط تجهيز المكوك بمحركات نفاثة، لكن تم التخلي عن الفكرة بسبب التكلفة العالية.

قوة رفع السفينة منخفضة، والهبوط يحدث بفضل الطاقة الحركية. تنتقل السفينة من المدار إلى الفضاء. أي أن لديه فرصة واحدة فقط للهبوط. لسوء الحظ، لا توجد فرصة للالتفاف والقيام بدائرة ثانية. ولهذا السبب، قامت وكالة ناسا ببناء عدة مواقع احتياطية لهبوط الطائرات.

مبادئ تشغيل المسرعات

المعززات الجانبية عبارة عن أجهزة كبيرة تعمل بالوقود الصلب وفائقة القوة وتنتج قوة دفع لرفع المكوك بعيدًا عن منطقة الإطلاق والتحليق على ارتفاع 46 كم. أبعاد المسرع:

  • 45.5 م؛
  • 3.7 م - القطر؛
  • 580 ألف كجم - الكتلة.

لا يمكن إيقاف المعززات بعد بدء التشغيل، لذلك يتم تشغيلها بعد تشغيل المحركات الثلاثة الأخرى بشكل صحيح. بعد 75 ثانية من الإطلاق، تنفصل المعززات عن النظام، وتطير بالقصور الذاتي، وتصل أقصى ارتفاعثم الهبوط في المحيط باستخدام المظلات على مسافة 226 كيلومترًا تقريبًا من نقطة الإطلاق. في هذه الحالة، سرعة الهبوط هي 23 م/ث. يقوم متخصصو الخدمة الفنية بجمع المسرعات وإرسالها إلى مصنع التصنيع، حيث يتم تجديدها لإعادة استخدامها. يتم أيضًا تفسير إصلاح وإعادة بناء المكوكات من خلال الاعتبارات الاقتصادية، وذلك بسبب الإنشاء سفينة جديدةأكثر تكلفة بكثير.

تم تنفيذ الوظائف

وفقًا للمتطلبات العسكرية، كان من المفترض أن تقوم الطائرة بتسليم حمولة تصل إلى 30 طنًا، وتسليم حمولة تصل إلى 14.5 طنًا إلى الأرض. ولهذا الغرض، يجب أن يبلغ طول مقصورة الشحن 18 مترًا وقطرها 4.5 مترًا.

ولم يحدد برنامج الفضاء العمليات "القاذفة" كهدف له. ولم تؤكد وكالة ناسا ولا البنتاغون ولا الكونجرس الأمريكي مثل هذه المعلومات. تم تطوير مشروع Dyna-Soar لأغراض القصف. ومع ذلك، مع مرور الوقت، تم تنفيذ الأنشطة الاستخباراتية في إطار المشروع. تدريجيا، أصبح Dyna-Soar مشروعا بحثيا، وفي عام 1963 تم إلغاؤه بالكامل. تم نقل العديد من نتائج Dyna-Soar إلى مشروع المكوك.

قامت المكوكات بتسليم البضائع إلى ارتفاعات تتراوح بين 200 و 500 كيلومتر، ونفذت العديد من التطورات العلمية، وخدمت المركبات الفضائية في النقاط المدارية، وشاركت في أعمال التجميع والترميم. قامت المكوكات برحلات جوية لإصلاح المعدات التلسكوبية.

وفي التسعينات، شاركت المكوكات في برنامج مير المكوك، الذي نفذته روسيا والولايات المتحدة بشكل مشترك. تم تنفيذ تسعة عمليات إرساء مع محطة مير.

تم تحسين تصميم المكوكات باستمرار. طوال فترة استخدام السفن، تم تطوير الآلاف من الأجهزة.

ساعدت المكوكات في تنفيذ مشروع التشكيل وتم تسليم العديد من الوحدات إلى محطة الفضاء الدولية باستخدام المكوكات. بعض هذه الوحدات غير مجهزة بمحركات، وبالتالي فهي غير قادرة على الحركة والمناورة بشكل مستقل. لتسليمهم إلى المحطة، تحتاج إلى سفينة شحن أو مكوك. لا يمكن المبالغة في تقدير دور المكوكات في هذا الاتجاه.

بعض البيانات المثيرة للاهتمام

متوسط ​​مدة بقاء المركبة الفضائية في الفضاء هو أسبوعين. أقصر رحلة تم تنفيذها بواسطة مكوك كولومبيا، واستمرت لفترة أطول بقليل من يومين. أطول رحلة لسفينة كولومبيا كانت 17 يومًا.

ويتكون الطاقم من اثنين إلى ثمانية رواد فضاء، بما في ذلك الطيار والقائد. وتراوحت مدارات المكوك بين 185643 كيلومترا.

تم إلغاء برنامج المكوك الفضائي في عام 2011. كانت موجودة لمدة 30 عاما. طوال فترة عملها، تم إجراء 135 رحلة جوية. قطعت المكوكات مسافة 872 مليون كيلومتر ورفعت البضائع الحجم الكلي 1.6 ألف طن. زار 355 رائد فضاء المدار. وبلغت تكلفة الرحلة الواحدة حوالي 450 مليون دولار. وبلغت التكلفة الإجمالية للبرنامج بأكمله 160 مليار دولار.

وكان الإطلاق الأخير هو إطلاق أتلانتس. في ذلك، تم تخفيض الطاقم إلى أربعة أشخاص.

نتيجة للمشروع، تم إلغاء جميع رحلات النقل المكوكية وإرسالها إلى منشأة تخزين المتحف.

الكوارث

عانت مكوكات الفضاء من كارثتين فقط في تاريخها بأكمله.

في عام 1986، انفجرت تشالنجر بعد 73 ثانية من إطلاقها. كان السبب حادثًا في مسرع الوقود الصلب. مات الطاقم بأكمله - سبعة أشخاص. احترق حطام المكوك في الغلاف الجوي. وبعد الحادث، تم تعليق البرنامج لمدة 32 شهرًا.

وفي عام 2003، احترق مكوك الفضاء كولومبيا. وكان السبب هو تدمير غلاف السفينة الواقي من الحرارة. مات الطاقم بأكمله - سبعة أشخاص.

راقبت القيادة السوفيتية عن كثب عملية تنفيذ برنامج إنشاء وتنفيذ المكوكات الفضائية الأمريكية. كان يُنظر إلى هذا المشروع على أنه تهديد من الولايات المتحدة. فقد اقترح ذلك:

  • ويمكن استخدام المكوكات كمنصات للأسلحة النووية؛
  • يمكن للمكوكات الأمريكية سرقة الأقمار الصناعية من مدار الأرض الاتحاد السوفياتي.

ونتيجة لذلك، قررت الحكومة السوفيتية بناء آلية فضائية خاصة بها، بمعايير ليست أقل شأنا من الآلية الأمريكية.

بالإضافة إلى الاتحاد السوفييتي، بدأت العديد من الدول، بعد الولايات المتحدة، في تصميم مركباتها الفضائية المتعددة. هذه هي ألمانيا وفرنسا واليابان والصين.

بعد السفينة الأمريكية، تم إنشاء مكوك بوران في الاتحاد السوفيتي. وكانت مخصصة لأداء المهام العسكرية والسلمية.

في البداية، تم تصميم السفينة كنسخة طبق الأصل من الاختراع الأمريكي. ولكن ظهرت بعض الصعوبات أثناء عملية التطوير، لذلك المصممين السوفييتكان عليه أن ينظر الحلول الخاصة. وكان من العوائق عدم وجود محركات مشابهة للمحركات الأمريكية. بتعبير أدق، في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، كانت المحركات معايير تقنية مختلفة تماما.

تمت رحلة بوران في عام 1988. حدث هذا تحت سيطرة الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة. حدد هبوط المكوك نجاح الرحلة، وهو ما لم يؤمن به العديد من كبار المسؤولين. كان الاختلاف الأساسي بين المكوكات بوران والمكوكات الأمريكية هو أن نظيرتها السوفيتية كانت قادرة على الهبوط بمفردها. لم يكن لدى السفن الأمريكية مثل هذه الفرصة.

ميزات التصميم

كان لـ "بوران" حجم مثير للإعجاب، مثل نظيراتها في الخارج. المقصورة تستوعب عشرة أشخاص.

كانت إحدى ميزات التصميم المهمة هي الغلاف الواقي من الحرارة الذي يزيد وزنه عن 7 أطنان.

يمكن أن تستوعب مقصورة الشحن الفسيحة بضائع كبيرة، بما في ذلك الأقمار الصناعية الفضائية.

كان إطلاق السفينة عملية من مرحلتين. أولاً، تم فصل أربعة صواريخ ومحركات عن السفينة. المرحلة الثانية هي المحركات التي تحتوي على الأكسجين والهيدروجين.

عند إنشاء بوران، كان أحد المتطلبات الرئيسية هو إمكانية إعادة استخدامه. فقط خزان الوقود كان يمكن التخلص منه. أتيحت للمعززات الأمريكية فرصة الهبوط في المحيط. هبطت المسرعات السوفيتية في السهوب بالقرب من بايكونور، لذلك لم يكن استخدامها الثانوي ممكنًا.

الميزة الثانية لبوران هي أن المحركات كانت موجودة على خزان الوقود وبالتالي تحترق في الهواء. واجه المصممون مهمة جعل المحركات قابلة لإعادة الاستخدام، مما قد يقلل من تكلفة برنامج استكشاف الفضاء.

إذا نظرت إلى المكوك (الصورة تظهر ذلك) ونظيره السوفييتي، فإنك تحصل على انطباع بأن هذه السفن متطابقة. لكن هذا ليس سوى تشابه خارجي مع الاختلافات الداخلية الأساسية بين النظامين.

لذلك، نظرنا إلى ما هو المكوك. ولكن في هذه الأيام، لا تشير هذه الكلمة فقط إلى السفن التي تقوم برحلات خارج كوكب الأرض. وقد تجسدت فكرة المكوك في العديد من اختراعات العلوم والتكنولوجيا.

سيارة سفينة

أطلقت شركة هوندا سيارة تسمى المكوك. تم إنتاجه في الأصل للولايات المتحدة الأمريكية وأطلق عليه اسم أوديسي. حققت هذه السيارة المجانية نجاحًا كبيرًا في العالم الجديد نظرًا لمعاييرها التقنية الممتازة.

تم إطلاق هوندا شاتل مباشرة لأوروبا. في البداية، كان هذا هو الاسم الذي أطلق على سيارة هوندا سيفيك ستيشن واغن، والتي كانت تشبه الميكروفان. ولكن في عام 1991 تمت إزالته من عدد من التعديلات المنتجة. ظل اسم "المكوك" غير مطالب به. وفقط في عام 1994، أصدر صانعو الآلات اليابانيون شاحنة صغيرة جديدة بهذا الاسم. لماذا قرر المصنعون الاستقرار على مثل هذا الاسم النموذجي، لا يسع المرء إلا أن يخمن. ولعل فكرة المكوك الفضائي السريع خطرت في ذهن صانعي السيارات، وأرادوا صنع سيارة سريعة فريدة من نوعها.

المكوك عبارة عن عربة محطة ذات 5 أبواب تتمتع بقدرة عالية على اختراق الضاحية. يحتوي الجسم على زوايا مستديرة، ومعظم السطح مزجج. يتميز الصالون بإمكانية التحول. يتم ترتيب المقاعد في ثلاثة صفوف، ويتم سحب الأخير إلى مكانه المناسب. تحتوي الكابينة على تكييف ومقاعد مريحة مع مساحة كبيرة.

السيارة مريحة للغاية أثناء القيادة بفضل نظام التعليق الأمامي والخلفي الذي يستهلك الكثير من الطاقة. يتعامل المكوك بنجاح مع المهام الموكلة إليه على الطريق. ومع ذلك، لم يتم تسليم المزيد من هذا النموذج إلى أوروبا؛ وقد تم أخذ مكانه بواسطة Honda Stream.

تم تطويره في عام 2011، وبدأ إنتاج خط Fit Shuttle. يعتمد الخط على هوندا فيت هاتشباك.

تحتوي السيارة على وحدة 1.5 لتر و 1.3 لتر هجين. يتم إنتاج كل من المركبات ذات الدفع الأمامي والخلفي.

تتميز سيارة Honda Fit Shuttle بأنها سيارة اقتصادية وواسعة ومريحة على الطريق. تسير السيارة بشكل رائع في شوارع المدن الكبرى. وهي مناسبة لقضاء العطلات العائلية والعمل.

تم تجهيز "Honda Fit Shuttle" بأكثر من غيرها متطلبات عاليةحماية. تحتوي على وسائد هوائية , ABS , ESP .

لا يزال "Fit Shuttle" يحظى بشعبية كبيرة بين أصحاب السيارات ويحظى بأعلى التقييمات.

جنبا إلى جنب مع الأطفال

يمكنك القيام برحلة على متن المكوك النجمي مع طفلك عن طريق تشغيل الصورة وشراء لعبة Lego. أصدرت الشركة أول مجموعة ذات طابع فضائي في عام 1973. لقد كانت لعبة على شكل منشئ. منذ ذلك الحين، تم إنتاج عدة سلاسل من مجموعات "الفضاء"، التي تنتمي إلى مستويات أسعار مختلفة.

تتضمن المجموعة المشهورة برقم المقالة 60078 ما يلي:

  • مكوك الخدمة؛
  • القمر الصناعي الفضائي؛
  • شخصيات رواد الفضاء؛
  • ملصقات؛
  • معلومات التجميع.

تصور العبوة سفينة فضائية ورواد فضاء وكوكب الأرض وقمره الصناعي - القمر. في ليغو، المكوك هو العنصر الرئيسي في المجموعة. وهي مصنوعة من أجزاء بيضاء مع إدراجات داكنة وخطوط حمراء زاهية. يمكن أن تستوعب مقصورتها شخصيتين من رواد الفضاء. هناك اثنان منهم في المجموعة - رجل وامرأة. في السفينة يجلسون بجانب بعضهم البعض. للوصول إلى المقصورة، تحتاج إلى إزالة الجزء العلوي.

أصبحت مجموعة Lego Shuttle التجسيد المنشود لأحلام كل من يحلم بالأفكار حروب الفضاء. مكونها الرئيسي ليس سفينة خيالية، بل سفينة واقعية تمامًا. يجمع مكوك الفضاء مراجعات إيجابية عن نفسه؛ فهو يشبه الأصل بشدة السفن الأمريكيةحرث مساحات من الفضاء. مع هذه المجموعة الفريدة، يمكنك الانغماس في عالم السفر والرحلات الفضائية مع طفلك. علاوة على ذلك، لا يمكنك اللعب مع الأولاد فحسب، بل أيضًا مع الفتيات، لأنه ليس من قبيل الصدفة أن تتضمن المجموعة شخصية رائدة فضاء.

سفينة مسروقة

قامت شركة Lego أيضًا بإنشاء مكوك Tydirium، الذي يذكرنا بالعديد من حلقات حرب النجوم. في المجموع، أنتجت الشركة ست سفن من هذا النوع منذ عام 2001. كلهم يختلفون في الحجم.

سرق المكوك الإمبراطوري من قبل المتمردين، والآن من الضروري إعادته. مغامرات مثيرة مع أبطال سفر النجوم تنتظر اللاعبين الصغار.

تتضمن المجموعة شخصيات مصغرة: الأميرة ليا، هان سولو، تشوباكا، المتمردون - قطعتان. المكوك نفسه مصنوع باللون الأبيض مع إدخالات رمادية. تناسب قمرة القيادة شخصيتين وتفتح من أعلى الأنف. توجد حجرة شحن خلف الكابينة. ويقول المصنعون إن عملية تجميع المكوك قد تستغرق من 2 إلى 6 ساعات. تتيح لك الشخصيات المصغرة تمثيل العديد من المشاهد المثيرة.

العاب الفضاء للكمبيوتر

أصدرت Bethesda، المستوحاة من فكرة استكشاف الفضاء الخارجي، لعبة Prey لوحدات التحكم وأجهزة الكمبيوتر ذات قصة مثيرة للاهتمام. وهو يستند إلى واقع غير موجود بقي فيه الرئيس الأمريكي جون كينيدي على قيد الحياة بعد محاولة الاغتيال وبدأ في تطوير مشاريع استكشاف الفضاء بشكل مكثف.

الأجانب من الفضاء الخارجي يهاجمون كوكب الأرض. يطلق عليهم الأعاصير. الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي يوحدان قواهما في القتال ضد قوات العدو. لكن الاتحاد السوفييتي ينهار، وعلى الولايات المتحدة فقط القضاء على طائرات تايفون. يمكن للعلماء التحكم في أدمغة الكائنات الفضائية واكتساب قدراتهم أيضًا.

إحدى مهام اللعبة هي ركوب المكوك. بالنسبة للكثيرين هذه مشكلة حقيقية.

لقد تغلب اللاعبون ذوو الخبرة على المكوك في Prey ويقدمون النصائح للوافدين الجدد. من أجل الصعود إلى السفينة، تحتاج إلى النزول إلى إحدى الغرف السفلية والعثور على بطاقة المفتاح هناك. يساعدك المفتاح على فتح الباب والعثور على المصعد. تحتاج إلى صعود المصعد، والعثور على المحطة هناك، والتي يتم تنشيطها، وبعد ذلك يظهر الجسر. باستخدام الجسر يستقلون المكوك.

خيارات الحافلات

في الوقت الحاضر، تسمى المكوكات ليس فقط سفن الفضاء في الواقع وفي الألعاب، ولكن أيضا النقل بالحافلات. كقاعدة عامة، هذه حافلات سريعة تنقل الركاب من المطار إلى الفندق أو إلى محطة المترو أو العكس. يمكن أن يكون أيضًا وسيلة نقل للشركات التي تنقل الركاب إلى الأحداث المختلفة. يتم إعداد جدول رحلات النقل مسبقًا. كقاعدة عامة، يتم تشغيلها بشكل متكرر، وهو أمر مريح للغاية.

لذا، قمنا بتحليل كلمة "المكوك" الغامضة، ونظرنا في جميع المجالات التي يتم استخدامها فيها، وأعطينا أيضًا قصص رائعةالمتعلقة بالمكوكات الفضائية.