Многие знают, что система Space Shuttle стала первым экспериментом по многоразовому использованию ракето-носителя. Из многоразовых элементов там были ТТРД и орбитер (шаттла)
На НОО эта система могла доставить до 20 тонн ПН. С орбиты же спускала до 8-10 тонн. Экипаж составлял от 2 до 8 человек.
Однако не все полёты были успешны: два из них обернулись катастрофами на разных участках полёта, а в одном был применён один из аварийных режимов (STS-51-F).
После катастрофы «Челленджера» 28 января 1986 года (STS-51-L) эти режимы были усовершенствованы, с целью обеспечить более вероятное успешное спасение экипажа в почти любой момент времени полёта (разумеется на старте).
Всего до момента катастрофы «Челленджера» было 4 аварийных режимов, а после был создан ещё один:
- RTLS (Return To Launch Site; Возврат к месту старта): В этом режиме шаттл после старта продолжал подниматься до момента отделения ускорителей (ТТРД). После их сброса челнок поворачивался хвостом по движению (практически на 180 градусов) и тормозил главными двигателями до полной остановки движения. Далее происходил сброс большого топливного бака и приземление на ВПП Космического центра Кеннеди.
- TAL (Transatlantic Abort Landing; Трансатлантическая аварийная посадка): использовал для приземления аварийного корабля заранее подготовленные площадки в Африке и Западной Европе. Режим предполагался к использованию в случаях, когда параметры подъёма не позволяли бы возврат к месту старта при помощи RTLS, или когда медленно развивающаяся авария не требовала быстрого, но более тяжёлого по нагрузкам на корабль и экипаж режима RTLS.
- AOA (Abort Once Around; Возврат после одного витка): Должен был использоваться в случае, когда шаттл не мог достичь стабильной орбиты, но набрал достаточную скорость для того, чтобы совершить оборот вокруг Земли и приземлиться. Промежуток применения это режима крайне невелик: всего несколько секунд между TAL и ATO.
- ATO (Abort To Orbit; Возврат на орбиту): Когда целевая орбита не может быть достигнута, однако возможен выход на более низкую, но стабильную орбиту. Срабатывание этого режима произошло в ходе миссии STS-51-F.
- ECAL (East Coast Abort Landing; Аварийная посадка на восточном побережье): В отличие от предыдущих 4 режимов, этот является "тяжёлым", то есть применялся бы если шаттл получил настолько серьёзные повреждения, что лёгкие режимы использовать было бы невозможно. Тяжёлый возврат бы приводил к посадке на воду, хотя, если он произойдёт на ранних этапах взлёта, то существовала возможность приземления на аэродромах восточного побережья США. Разработан после STS-51-L.
Изменения после STS-51-L:
До катастрофы Челленжера существовало очень ограниченное число возможных аварийных режимов для взлёта. Процедуры были разработаны только на случай отказа одного из двигателей SSME в течение 350 секунд с момента старта. Два или три отказавших основных двигателя вели к потере экипажа и корабля (Loss Of Crew and Vehicle, LOCV), так как не было возможности покинуть корабль с помощью парашютов. Отказавшие двигатели при работающих твердотопливных ускорителях могли привести к недопустимо высокой нагрузке на крепление внешнего бака к кораблю, что вызывало неминуемое разрушение всей связки. По этой причине режим RTLS был невозможен. Исследования показали, что посадка в океан при таких условиях фатальна. Следовательно, потеря второго или третьего двигателя SSME во время действия режима RTLS приводила к потере экипажа и корабля.
После STS-51-L были проведены многочисленные работы по улучшению аварийных возможностей. При двойном отказе двигателей SSME было обеспечено спасение экипажа во время всего взлёта, и корабль мог уцелеть и приземлиться на большей части времени взлёта. При тройном отказе двигателей обеспечивалась выживаемость экипажа на большинстве этапов взлёта, хотя при тройном отказе основных двигателей до T+90 секунд гарантии спасения нет.
Также были усилены крепления шаттла к баку (к нему крепились ускорители). Это было сделано, чтобы при потере 2 или 3 двигателей перегрузки, даваемые ТТРД (а их, напомню, заглушить нельзя), не сломали связку и не разрушили челнок.
Из изменений аварийных режимов, можно назвать создание Inflight Crew Escape System — ICES (система спасения экипажа). Суть этой системы заключалась в том, что шаттл отделялся от носителя и переходил в режим стабильного планирования на автопилоте. В это время отстреливалась «крышка» кабины и экипаж выскальзывал наружу по специальным направляющим, выводящим в сторону левого крыла. После этого экипаж должен был безопасно приземлиться на парашюте на воду или на землю.
Система ICES должна была срабатывать при RTLS и TAL, диапазоны применения которых были немного увеличены. Также были разработаны варианты для большинства режимов, связанные со спасением после отказа двух или трёх двигателей.
Также для того, чтобы перенести высотное покидание космического корабля, экипаж шаттла в ходе взлёта и спуска одевался в специальные спасательные скафандры (Advance Crew Escape System Pressure Suit). До катастрофы «Челленжера» экипаж был одет только в обычные лётные костюмы.
Проблемы с шаттлом на завершающей стадии полёта, после прохождения плазмы, считались относительно безопасными для экипажа, поскольку существовала возможность покинуть челнок с помощью ACESPS и/или ICES.
Изменения посадки после катастрофы «Колумбии» 1 февраля 2003 года:
Теперь к полёту готовились по два шаттла: основной и «спасательный». При подлёте к МКС осуществлялся «кувырок» шаттла вокруг продольной оси, а также были созданы специальные «ремкомплект» для ремонта плиток.
Если плитки были бы повреждены настолько серьёзно, что их ремонт был невозможен, а безопасная посадка была под угрозой, то с Земли стартовал бы спасательный шаттл с неполным экипажем, который вернул бы экипаж аварийного шаттла на Землю.
Единственной миссией без спасательного корабля стала Atlantis STS-135 — миссия снабжения МКС, завершившая программу «Space Shuttle». Эвакуация экипажа (в случае невозможности безопасного возвращения) планировалась на российских кораблях «Союз».
В конце отвечу на часто задаваемый вопрос:
«А почему было не сделать нормальную систему спасено (САС), в виде катапультируемых кресел, или отделяемого отсека экипажа (как на КК Союз)?»
- Катапультируемые кресла невозможны по причине высоких скоростей на этапе взлёта, высоких перегрузок, а также особенностей конструкции кабины. О чём я говорю: кабина шаттла была двух уровненной. Сверху была расположена палуба, на которой располагались 4 члена экипажа: пилот, командир и два специалиста по полёту. Внизу была палуба, где экипаж проводил основное время полёта, если это не был полёта к станциям; там располагались ещё 4 члена экипажа. И как раз со спасением экипажа нижней палубы возникали проблемы.
- Отстреливаемая кабина не могла быть использована из-за необходимости создания механизма её уведения от остального корабля (что выглядит неточен безопасно), и собственно создания парашютной системы, что в свою очередь увеличивает массу кабины, уменьшает массу ПН, да и вообщем нарушает центровку. Создание такой кабины (которая планировалась на самых ранних этапах создания шаттла), потребовало бы полной переработки концепции. Конечно, можно было бы отделить кабину, а экипаж бы выпрыгивал с парашютами, но вот люк кабины шаттлов нельзя было открыть изнутри (логично ведь почему?).
Интересный факт: катапультируемые кресла всё-таки были, но всего на одном, первом шаттле — Колумбии. Они предназначались всего для двух членов экипажа. К сожалению они не помогли в последнем полёте «Колумбии». Из-за этих кресел и отсека приборов в хвостовом стабилизаторе, «Колумбия» была тяжелее всех шаттлов почти на тонну!
Спасибо за внимание! Надеюсь, что было интересно.
PS: а если ты ещё не подписан, то скорее переходи на канал, чтобы не пропустить больше интересного контента.