స్పేస్ షటిల్

తొలుత నిర్మించిన పరీక్షాత్మక షటిలు ఎంటర్‌ప్రైజ్, ఎడ్వర్డ్స్ AFB వద్దకు తీసుకు వచ్చిన తరువాత, బోయింగ్ 747 పై వైమానిక పరీక్షలు చేసారు. షటిలును మోసుకు వెళ్ళేందుకు గాను ఈ విమానానికి మార్పుచేర్పులు చేసారు.1977 ఫిబ్రవరిలో ఎంటర్‌ప్రైజ్‌పై, అప్రోచ్, ల్యాండింగ్ పరీక్షలు చేసారు.1977 ఆగష్టు 12 న, ఎంటర్‌ప్రైజ్ పై మొట్టమొదటి గ్లైడ్ పరీక్ష నిర్వహించారు. అక్కడ అది క్యారియర్ విమానం నుండి విడివడి ఎడ్వర్డ్స్ AFB వద్ద దిగింది. ^{[6] : 173–174} మరో నాలుగు పరీక్షల తరువాత, ఎంటర్‌ప్రైజ్ ను 1978 మార్చి 13 న మార్షల్ స్పేస్ ఫ్లైట్ సెంటర్ (MSFC) కు తరలించారు. ఇక్కడ దాన్ని బాహ్య ఇంధన ట్యాంకుకు, ఘన రాకెట్ బూస్టర్‌లకూ జతచేసారు. ప్రయోగ సమయంలో ఉండే ఒత్తిడిని దానిపై కృత్రిమంగా కలిగించేందుకు దాన్ని కంపనాలకు గురిచేసారు. 1979 ఏప్రిల్ లో, ఎంటర్‌ప్రైజ్ను KSC కి తీసుకువెళ్ళి, అక్కడ దాన్ని బాహ్య ట్యాంకుకు, ఘన రాకెట్ బూస్టర్లకూ జతచేసి, LC-39 కి లాంచ్ ప్యాడ్‌పై కూర్చోబెట్టారు. ఎంటర్‌ప్రైజ్ ను 1979 ఆగస్టులో కాలిఫోర్నియాకు తిరిగి తీసుకువెళ్ళారు. తరువాత 1984 లో అది వాండెన్‌బర్గ్ AFB వద్ద SLC-6 అభివృద్ధిలో పనిచేసింది. ^{[5] : 40–41}

1980 నవంబరు 24, న, కొలంబియా స్పేస్ షటిలును దాని ఇంధన ట్యాంకుకు, ఘన-రాకెట్ బూస్టర్లకూ జతచేసారు. డిసెంబరు 29న దాన్ని LC-39 లాంచిప్యాడు వద్దకు తరలించారు. ^{[7] : III-22} స్పేస్ షటిలు జరిపిన మొట్టమొదటి అంతరిక్ష యాత్ర, STS-1, అంతరిక్ష నౌకపై నాసా జరిపిన తొట్టతొలి మానవ సహిత యాత్ర. ^: III-24 1981 ఏప్రిల్ 12 న స్పేస్ షటిల్ మొదటిసారిగా పైకెగసింది. దీనిని జాన్ యంగ్, రాబర్ట్ క్రిప్పెన్ నడిపారు. రెండు రోజుల పాటు సాగిన ఈ యాత్రా కాలంలో, యంగ్, క్రిప్పెన్‌లు షటిల్ లోని పరికరాలను పరీక్షించారు. కొలంబియా ఉపరితలంపై పైభాగాన ఉండే అనేక సిరమిక్ పలకలు పడిపోయినట్లు గమనించారు. ^{[8] : 277–278} నాసా, అమెరికా వైమానిక దళ సమన్వయంతో ఉపగ్రహాలను ఉపయోగించి, కొలంబియా దిగువ భాగం అంతా బాగానే ఉందని, ఎటువంటి నష్టం కలగలేదనీ నిర్ధారించుకుంది. ^{: 335–337} ఏప్రిల్ 14 న కొలంబియా భూవాతావరణం లోకి తిరిగి ప్రవేశించి, ఎడ్వర్డ్స్ వైమానిక స్థావరం వద్ద దిగింది. ^: III-24

1981 - 1982 లో నాసా, కొలంబియాతో మరో మూడు పరీక్షా యాత్రలు జరిపింది. 1982 జూలై 4 న, కెన్ మాట్టింగ్లీ, హెన్రీ హార్ట్స్‌ఫీల్డ్ జరిపిన STS-4 యాత్రలో స్పేస్ షటిలు, ఎడ్వర్డ్స్ AFB వద్ద ఉన్న కాంక్రీట్ రన్‌వే పైన దిగింది. నాటి అమెరికా అధ్యక్షుడు రోనాల్డ్ రీగన్, అతని భార్య, సిబ్బందిని కలుసుకున్నారు. STS-4 తరువాత, నాసా తన అంతరిక్ష రవాణా వ్యవస్థ (STS) కార్యోన్ముఖమైనట్లు ప్రకటించింది. ^{[6] : 178–179  [9]}

పునర్వినియోగం కోసం రూపొందించిన మొట్టమొదటి కార్యాచరణ కక్ష్యా వాహనం, స్పేస్ షటిల్. ప్రతి కక్ష్యావాహనం అంచనా జీవిత కాలం 100 ప్రయోగాలు లేదా పదేళ్ళు. అయితే ఆ తరువాత దీన్ని పొడిగించారు. ^{[10] : 11} ప్రయోగ సమయంలో స్పేస్ షటిల్లో, ఒక కక్ష్యా వాహనం (ఇందులోనే సిబ్బంది, పేలోడ్ ఉంటాయి), బాహ్య ఇంధన ట్యాంకు (ఇటి), రెండు ఘన రాకెట్ బూస్టర్‌లు (ఎస్‌ఆర్‌బి) ఉంటాయి. ^{[11] : 363}

వివిధ షటిల్ విభాగాల బాధ్యతలను నాసాకు చెందిన వివిధ కేంద్రాలు తీసుకున్నాయి. భూమధ్యరేఖాయుత కక్ష్యల్లోకి చేసే ప్రయోగాలకు సంబంధించి, కార్యకలాపాలను నిర్వహించే బాధ్యత KSC ది కాగా, వాండెన్‌బర్గ్ వైమానిక స్థావరానికి ధ్రువీయ కక్ష్యల్లోకి చేసే ప్రయోగాల బాధ్యతను అప్పజెప్పారు. అయితే, షటిల్ చేసిన యాత్రలన్నీ భూమధ్యరేఖా కక్ష్యల్లోకే, ధ్రువీయ కక్ష్యల్లోకి అసలు యాత్రలేమీ చెయ్యలేదు. షటిల్ కార్యకలాపాలన్నిటికీ కేంద్ర బిందువు జాన్సన్ స్పేస్ సెంటర్ (JSC) . ప్రధాన ఇంజన్లు, బాహ్య ట్యాంకు, ఘన రాకెట్ బూస్టర్ల బాధ్యత MSFC ది. జాన్ సి. స్టెనిస్ స్పేస్ సెంటర్ ప్రధాన ఇంజను‌ పరీక్షలు నిర్వహించింది. గొడ్దార్డ్ స్పేస్ ఫ్లైట్ సెంటర్ గ్లోబల్ ట్రాకింగ్ నెట్‌వర్క్‌ను నిర్వహించింది. ^[12]

కక్ష్యా వాహనం

పైకి వెళ్ళేటపుడు నిట్టనిలువుగా రాకెట్టులా లేచి, వెనక్కి వచ్చేటపుడు గ్లైడరులాగా దిగే సామర్థ్యం ఉండేలా కక్ష్యా వాహనాన్ని రూపొందించారు. ^{[11] : 365} దీని మూడు-భాగాల ఫ్యూసెలేజిలో సిబ్బంది విభాగం, కార్గో విభాగం, ఫ్లైట్ ఉపరితలాలు, ఇంజన్లు ఉంటాయి. వాహనం వెనుక భాగంలో ప్రధాన ఇంజన్లు (SSME) ఉంటాయి. ఇవి ప్రయోగ సమయంలో అవసరమైన థ్రస్ట్‌ను అందిస్తాయి. అలాగే అంతరిక్షం లోకి ప్రవేశించాక, సరైన కక్ష్య లోకి వెళ్ళడానికి, కక్ష్యలను మార్చడానికి, కక్ష్య నుండి బయటికి వచ్చేయడానికి ఈ ఇంజన్లను ఉపయోగిస్తారు. దాని డబుల్ డెల్టా రెక్కలు 18 మీటర్ల పొడవున, లోపలి అంచు వద్ద 81°, బయటి అంచు వద్ద 45° కోణం లోనూ ఉంటాయి. పిచ్‌ను నియంత్రించడానికి, పునఃప్రవేశం సమయంలో విమానాన్ని నియంత్రించడానికి అవసరమైన చుక్కాని వగైరా ఏర్పాట్లు ఉన్నాయి. ^{: 382–389} ల్యాండింగ్ అయిన తర్వాత వాహనం వేగాన్ని తగ్గించేందుకు రెండు దశల డ్రాగ్ పారాచూట్ వ్యవస్థ ఉంది. ఈ కక్ష్యా వాహనానికి ముడుచుకునే ల్యాండింగ్ గేర్‌ వ్యవస్థ ఉంది. ప్రధాన ల్యాండింగ్ గేర్‌లో రెండు బ్రేకులు ఉన్నాయి. ముందరి ల్యాండింగ్ గేర్‌లో ఎలక్ట్రో-హైడ్రాలిక్ స్టీరింగు పద్ధతి ఉంది.^{[13]: 408–411}

సిబ్బంది

స్పేస్ షటిల్ సిబ్బంది ప్రతి యాత్రకూ మారుతూ ఉంటారు. పరీక్షా యాత్రల్లో ఇద్దరు సభ్యులే ఉన్నారు. తరువాతి యాత్రల్లో సాధారణంగా ఏడుగురు వ్యోమగాములు ఉన్నారు. STS-61A యాత్రలో మాత్రం ఎనిమిది మంది సిబ్బంది ఉన్నారు. ^{[7] : III-21}

బాహ్య ఇంధన ట్యాంకు

స్పేస్ షటిల్ బాహ్య ఇంధన ట్యాంకు (ET) స్పేస్ షటిల్ మెయిన్ ఇంజిన్లకు అవసరమైన ఇంధనాన్ని తీసుకువెళ్తుంది. కక్ష్యా వాహనాన్ని, ఘన రాకెట్ బూస్టర్‌లనూ అనుసంధానించే భాగం కూడా ఇదే. 47 మీటర్ల పొడవు, 8.4 మీటర్ల వ్యాసంతో ఉండే ఈ ట్యాంకులో ద్రవ ఆక్సిజన్ (LOX) కు, ద్రవ హైడ్రోజన్ (LH ₂ ) కు విడివిడిగా ట్యాంకులు ఉంటాయి. 15 మీటర్ల పొడవుండే లాక్స్ ట్యాంకు ET ముక్కులో ఉంటుంది. LH ₂ ET లో అధిక భాగాన్ని ఆక్రమిస్తుంది. ఇది 29 మీటర్ల పొడవుంటుంది. స్పేస్ షటిలు పైకి వెళ్ళేటపుడు ఉత్పన్నమయ్యే వేడిని తట్టుకోడానికి ET ఉపరితలంపై నారింజ రంగు ఫోమును స్ప్రే చేస్తారు. ^{[11] : 421–422}

పైకెగసే సమయం నుండి కటాఫ్ వరకూ షటిల్ ప్రధాన ఇంజన్లకు అవసరమైన ఇంధనాన్ని ఈ ట్యాంకు అందిస్తుంది. ఇంజిన్ ఆగిపోయిన 18 సెకన్ల తర్వాత కక్ష్య వాహనం నుండి ET విడిపోతుంది. విడీపోయే సమయంలో, ముక్కు నుండి ఆక్సిజన్ వెలువడుతూ ట్యాంకు పల్టీలు కొట్టేలా చేస్తుంది, దీంతో అది పునఃప్రవేశం జరిగేటపుడు విచ్ఛిన్నమై పోతుంది. స్పేస్ షటిల్ వ్యవస్థ లోని ప్రధాన భాగాల్లో ET ఒక్కటే తిరిగి ఉపయోగపడని అంగం. ఇది బాలిస్టిక్ పథంలో ప్రయాణిస్తూ హిందూ మాహాసముద్రంలో గాని, పసిఫిక్ మహాసముద్రంలో గానీ పడిపోతుంది. ^{[11] : 422}

ఘన రాకెట్ బూస్టర్లు

సాలిడ్ రాకెట్ బూస్టర్లు (SRB) పైకెగసే సమయంలో స్పేస్ షటిల్ కు అవసరమైన థ్రస్టులో 71.4% అందిస్తాయి. ఇప్పటివరకు ఏ అంతరిక్ష రాకెట్టులోనైనా వాడిన ఘన చోదక మోటార్లలో కెల్లా అత్యంత పెద్దవి. ^[14]45 మీటర్ల పొడవు, 3.7 మీటర్ల వ్యాసంతో ఉండే ఎస్‌ఆర్‌బి 68 టన్నుల బరువుంటుంది. దీని శంఖాకార ముక్కులో సెపరేషన్ మోటార్లు, పారాచూట్ వ్యవస్థలూ ఉంటాయి. ప్రయాణ మార్గంలో అవసరమైన సర్దుబాట్లను వీలు కలిగించడానికి 8° వరకు గింబాల్ చేయగల సామర్థ్యం వీటి నాజిల్ కు ఉంది. ^{[11] : 425–429}

లాంచి

కౌంట్‌డౌన్ సమయంలో మిషన్ సిబ్బంది, లాంచ్ కంట్రోల్ సెంటర్ (ఎల్‌సిసి) సిబ్బంది వివిధ వ్యవస్థలను తనిఖీ చేస్తారు.

T - 6.6 సెకండ్ల వద్ద 120-మిల్లీసెకన్ల వ్యవధిలో మూడు ప్రధాన ఇంజన్లు వరుసగా జ్వలిస్తాయి. T - 3 సెకండ్ల సమయానికి ఈ మూడు RS-25 ఇంజన్లు తమ థ్రస్టులో 90% కు చేరుకుంటాయి. T - 0 సెకండ్ల వద్ద SRB లను జ్వలింపజేస్తారు. SRB లను ప్యాడ్‌కు పట్టి ఉంచే ఎనిమిది సున్నితమైన బోల్టులు పేలిపోతాయి, బొడ్డు తాళ్ళు తెగిపోతాయి. ^{[15] [16]} టి + 0.23 సెకండ్లకు, SRB లు లిఫ్టాఫ్ ప్రారంభించడానికి తగినంత థ్రస్ట్‌ను తయారు చేస్తాయి, T + 0.6 కు గరిష్ట థ్రస్టుకు చేరుకుంటాయి  ^{[17] [7] : II–186} T - 0 వద్ద నుండి యాత్ర నియంత్రణ LCC నుండి JSC మిషన్ కంట్రోల్ సెంటర్ చేపడుతుంది. ^{[18] : III–9}

సుమారు T + 123 సెకండ్ల వద్ద షటిలు 46 కిలోమీటర్ల ఎత్తున ఉండగా SRB లను ప్రధాన ట్యాంకుకు కలిపి ఉంచే బోల్టులు పేలిపోయి బూస్టర్లు విడిపోతాయి. విడిపోయాక ఈ బూస్టర్లు 67 కిలోమీటర్ల ఎత్తుకు చేరి ఆ పై అట్లాంటిక్ మహాసముద్రంలోకి పారాచూట్ల సాయంతో దిగుతాయి.

T + 8.5 నిముషాల వద్ద ప్రధాన ఇంజన్లు కటాఫ్ అవుతాయి. దీనికి 6 సెకన్ల ముందు, RS-25 ఇంజన్ల థ్రస్టును 67% కి తగ్గిస్తారు. GPC లు బయటి ఇంధన ట్యాంకులో మిగిలి ఉన్న LOX, LH ₂ ను పారబోసి, ట్యాంకును విడదీసి అంతరిక్షం లోకి తోసేస్తుంది. ఈ ట్యాంకు బాలిస్టిక్ పథంలో పడిపోతూ భూవాతావరణం లోకి ప్రవేశించి మండిపోతుంది. కొన్ని చిన్న ముక్కలు హిందూ మహా సముద్రంలో గానీ పసిఫిక్ మహాసముద్రంలో గానీ పడిపోతాయి. ^{[7] : III–9–10}

తొలి యాత్రల్లో లక్ష్యిత కక్ష్యను చేరుకోవడానికి OMS ను రెండు సార్లు మండించేవారు. STS-38 తరువాత చేసిన యాత్రల్లో సరైన అపోజీని సాధించడానికి RS-25 ఇంజిన్లను ఉపయోగించారు. కక్ష్యను వృత్తాకారం లోకి మార్చడానికి OMS ఇంజిన్లను ఉపయోగించారు. కక్ష్య ఎత్తు, వాలు యాత్రను బట్టి మారుతూంటాయి. స్పేస్ షటిలు కక్ష్యలు 220 కిలోమీటర్లు, 620 కిలోమీటర్ల మధ్య మారుతూండేవి.^{[7] : III–10}

కక్ష్యలో ఉండగా

నిర్దేశించిన పనిని బట్టి స్పేస్ షటిల్ ప్రవేశించిన కక్ష్య రకం ఆధారపడి ఉంటుంది. పునర్వినియోగ స్పేస్ షటిల్ యొక్క ప్రారంభ రూపకల్పన వాణిజ్య, ప్రభుత్వ ఉపగ్రహాలను మోహరించడానికి గాను ఉద్దేశించారు. ఆయా ఉపగ్రహాలను బట్టి షటిలు కక్ష్యను నిర్ణయించేవారు. ఛాలెంజర్ విపత్తు తరువాత, వాణిజ్య పేలోడ్‌లు కోసం డెల్టా II వంటి రాకెట్లను వినియోగించారు. ^{[7] : III–108, 123} స్పేస్ షటిల్ ను హబుల్ స్పేస్ టెలిస్కోప్, ^{[19] : III–148  : 434–435}, స్పేస్‌ల్యాబ్ ^{[11] : 434–435} గెలీలియో అంతరిక్ష నౌక వంటి శాస్త్రీయ పేలోడ్‌ల కోసం వాడారు. ^{[20]: III–140} STS-74 నుండి కక్ష్యావాహనం మిర్ అంతరిక్ష కేంద్రంతో డాకింగ్‌లు నిర్వహించింది.^{[21] : III–224} షటిలు చివరి దశాబ్ద ఆపరేషన్లో, దాన్ని అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్ర నిర్మాణానికి ఉపయోగించారు. ^{[22] : III–264} యాత్రల వ్యవధి చాలా వరకు కొద్ది రోజుల నుండి రెండు వారాల వరకు ఉండేవి. ^{[23] : III–86} 17 రోజుల 15 గంటల వ్యవధి గల STS-80 యాత్ర అత్యంత సుదీర్ఘమైనది ^{[24]: III–238}

పునఃప్రవేశం, ల్యాండింగు

కక్ష్యా వాహన పునఃప్రవేశం 120 కిలోమీటర్ల ఎత్తున, అది సుమారు మ్యాక్ 25 వేగంతో ప్రయాణిస్తూండగా మొదలౌతుంది. సుమారు Mac 25 లో ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు. పునఃప్రవేశాన్ని GPC నియంత్రిస్తాయి.

కక్ష్యావాహనం 3 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఉన్నప్పుడు, 150 మీ/సెకండు వేగంతో ప్రాయణిస్తూండగా ల్యాండింగ్ దశ మొదలౌతుంది. ల్యాండింగ్ గేర్ నేలను తాకిన తరువాత, సిబ్బంది డ్రాగ్ చ్యూట్ను మోహరిస్తారు. వాహన వేగం 72 మీ/సె కు తగ్గినపుడు చక్రల బ్రేకులను వేస్తారు. చక్రాలు ఆగిన తరువాత, సిబ్బంది విమాన భాగాలను నిష్క్రియం చేసి బయటికి రావడానికి సిద్ధమౌతారు. ^{[7] : III–13}

స్పేస్ షటిల్ 1981 ఏప్రిల్ 12 నుండి ^{[25] : III–24} 2011 జూలై 21 వరకు యాత్రలు చేసింది.^{[26] : III–398} కార్యక్రమంలో అంతరిక్ష నౌక మొత్తం 135 యాత్రలు చేసింది.^{[27] : III–398} వీటిలో 133 సురక్షితంగా తిరిగి వచ్చాయి. ^{[28] : III–80, 304} దాని జీవితకాలమంతా, అంతరిక్ష నౌకను శాస్త్రీయ పరిశోధనలకు,^{[29]: III–188} వాణిజ్య అవసరాలకు, ^{[30]: III–66} సైనికావసరాలకు, ^{[31] : III–68} శాస్త్రీయ పేలోడ్‌లకూ ^{[32]: III–148} ఉపయోగించారు. మిర్ ^{[33]: III–216}, అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రాల ^{[34] : III–264} నిర్మాణం లోను, ఆపరేషన్‌లోనూ పాల్గొంది. దాని జీవితకాలంలో అమెరికా వ్యోమగాములను అంతరిక్షం లోకి తీసుకెళ్ళిన ఏకైక వాహనం స్పేస్ షటిలే. 2020 మే 30 న క్రూ డ్రాగన్ డెమో -2 ను ప్రయోగించే వరకు వీటికి ప్రత్యామ్నాయం లేదు. ^[35]

విపత్తులు

1986 జనవరి 28 న STS-51-L యాత్రలో, ప్రయోగించిన 73 సెకండ్ల తరువాత కుడి SRB లోని వైఫల్యం కారణంగా ఛాలెంజర్ పేలి పోయింది. అందులో ఉన్న ఏడుగురు వ్యోమగాములు మరణించారు. ఓ-రింగ్ వైఫల్యం ఈ విపత్తుకు మూలం. ^{[36] : 71} 12^oC కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఓ-రింగుల పనితీరు పట్ల ఇంజనీర్లు వెలిబుచ్చిన ఆందోళనలను నాసా నిర్వాహకులు విస్మరించారు.^[37]: 148

2003 ఫిబ్రవరి 1 న, కొలంబియా భూవాతావరణం లోకి తిరిగి ప్రవేశించేటప్పుడు విచ్ఛిన్నమైంది. ఏడుగురు సిబ్బంది మరణించారు. ప్రయోగ సమయంలో రెక్క అంచుకు నష్టం జరిగింది. నష్ట తీవ్రతను అంచనా వేసేందుకు రక్షణ శాఖ తీసిన హై-రిజల్యూషన్ చిత్రాలు కావాలని గ్రౌండ్ కంట్రోల్ ఇంజనీర్లు మూడు వేర్వేరు అభ్యర్థనలు చేశారు. ఈ నష్టాన్ని అంచనా వేసేందుకు కొలంబియా లోని వ్యోమగాములు అంతరిక్షంలో ఉండగా బయటికి వచ్చి స్పేస్ వాక్ చేసేందుకు అనుమతి ఇవ్వాలని కూడా వారు అడిగారు. రెంటినీ నాసా తిరస్కరించింది. ^{[7] : III–323  [38]} దాంతో అట్లాంటిస్ షటిలును పంపి వ్యోమగాములను వెనక్కి రప్పించే అంశాన్ని నాసా పరిగణించనే లేదు. ^[39]

విరమణ

2004 జనవరి లో స్పేస్ షటిల్ పని విరమణను ప్రకటించారు. ^{[7] : III-347} ప్రెసిడెంట్ జార్జ్ డబ్ల్యు. బుష్ తన విజన్ ఫర్ స్పేస్ ఎక్స్ప్లోరేషన్ను ప్రకటించాడు. ISS నిర్మాణాన్ని పూర్తి చేసిన తర్వాత అంతరిక్ష నౌకను విరమించుకోవాలని ఇది పిలుపునిచ్చింది. ^{[40] [41]} చిట్టచివరి యాత్ర STS-135, 2011 జూలై 8 న మొదలై, 2011 జూలై 21 న 5:57 కు KSC లో దిగింది. ^{[42]: III-398} అప్పటి నుండి 2020 మే 30, న క్రూ డ్రాగన్ డెమో -2 ప్రయోగించే వరకు అమెరికా, తన వ్యోమగాములను అంతరిక్షం లోకి పంపించేందుకు రష్యన్ సోయుజ్ అంతరిక్ష నౌకను వాడుకుంది. ^[43]

• బురాన్ - సోవియట్ స్పేస్ షటిల్
• పునర్వినియోగ వాహక నౌక - ఇస్రో డిజైను చేస్తున్న పునర్వినియోగ షటిల్