Programa de Ônibus Espacial -Space Shuttle program
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| Visão geral do programa | |
|---|---|
| País | Estados Unidos |
| Organização | NASA |
| Propósito | Voo orbital tripulado |
| Status | Concluído |
| histórico do programa | |
| Custo | US$ 196 bilhões (2011) |
| Duração | 1972–2011 |
| Primeiro voo | |
| Primeiro voo tripulado | |
| Último voo | |
| Sucessos | 133 |
| Falhas | 2 ( STS-51-L e STS-107 ) |
| Falhas parciais | 1 ( STS-83 ) |
| Site(s) de lançamento | |
| Informações do veículo | |
| Veículo(s) com tripulação | Orbitador do Ônibus Espacial |
| Veículo(s) de lançamento | Nave espacial |
| Parte de uma série sobre o |
| Programa Espacial dos Estados Unidos |
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O programa Space Shuttle foi o quarto programa de voos espaciais tripulados realizado pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos EUA (NASA), que realizou transporte de rotina para tripulação e carga da Terra para a órbita de 1981 a 2011. Seu nome oficial, Sistema de Transporte Espacial ( STS ), foi retirado de um plano de 1969 para um sistema de espaçonave reutilizável do qual era o único item financiado para desenvolvimento. Ele voou 135 missões e levou 355 astronautas de 16 países, muitos em várias viagens.
O Ônibus Espacial — composto por um orbitador lançado com dois propulsores de foguete sólidos reutilizáveis e um tanque de combustível externo descartável — transportou até oito astronautas e até 50.000 lb (23.000 kg) de carga útil para a órbita baixa da Terra (LEO). Quando sua missão estivesse completa, o orbitador entraria novamente na atmosfera da Terra e pousaria como um planador no Centro Espacial Kennedy ou na Base Aérea de Edwards .
O Shuttle é a única espaçonave tripulada alada a alcançar órbita e pouso, e o primeiro veículo espacial tripulado reutilizável que fez vários voos em órbita. Suas missões envolviam o transporte de grandes cargas para várias órbitas, incluindo a Estação Espacial Internacional (ISS), fornecendo rotação de tripulação para a estação espacial e realizando missões de serviço no Telescópio Espacial Hubble . O orbitador também recuperou satélites e outras cargas úteis (por exemplo, da ISS) da órbita e os devolveu à Terra, embora seu uso nessa capacidade fosse raro. Cada veículo foi projetado com uma vida útil projetada de 100 lançamentos, ou 10 anos de vida operacional. Os pontos de venda originais dos ônibus espaciais eram mais de 150 lançamentos em um período operacional de 15 anos, com um 'lançamento por mês' esperado no pico do programa, mas atrasos extensos no desenvolvimento da Estação Espacial Internacional nunca criaram um pico tão grande de demanda por voos frequentes.
Fundo
Vários conceitos de ônibus espaciais foram explorados desde o final dos anos 1960. O programa começou formalmente em 1972, tornando-se o único foco das operações de voos espaciais tripulados da NASA após os programas Apollo , Skylab e Apollo-Soyuz em 1975. O Shuttle foi originalmente concebido e apresentado ao público em 1972 como um 'Caminhão Espacial' que seria, entre outras coisas, usado para construir uma estação espacial dos Estados Unidos em órbita baixa da Terra durante a década de 1980 e, em seguida, ser substituído por um novo veículo no início da década de 1990. Os planos paralisados para uma estação espacial dos EUA evoluíram para a Estação Espacial Internacional e foram formalmente iniciados em 1983 pelo presidente Ronald Reagan , mas a ISS sofreu longos atrasos, mudanças de projeto e excessos de custos e forçou a vida útil do ônibus espacial para ser prorrogado várias vezes até 2011, quando foi finalmente aposentado - servindo o dobro do tempo para o qual foi originalmente projetado. Em 2004, de acordo com a Visão para a Exploração Espacial do presidente George W. Bush , o uso do Ônibus Espacial deveria se concentrar quase exclusivamente na conclusão da montagem da ISS, que estava muito atrasada naquele ponto.
O primeiro orbitador experimental Enterprise foi um planador de alta altitude, lançado da parte traseira de um Boeing 747 especialmente modificado, apenas para testes iniciais de pouso atmosférico (ALT) . O primeiro voo de teste da Enterprise foi em 18 de fevereiro de 1977, apenas cinco anos após o programa Shuttle ter sido formalmente iniciado; levando ao lançamento do primeiro ônibus espacial Columbia em 12 de abril de 1981 no STS-1 . O programa Space Shuttle terminou com sua última missão, a STS-135 pilotada pela Atlantis , em julho de 2011, aposentando o último Shuttle da frota. O programa Space Shuttle terminou formalmente em 31 de agosto de 2011.
Concepção e desenvolvimento
Antes do pouso da Apollo 11 na Lua em 1969 , a NASA iniciou estudos de projetos de ônibus espaciais já em outubro de 1968. Os primeiros estudos foram denominados "Fase A" e, em junho de 1970, "Fase B", que eram mais detalhados e específicos. O principal uso pretendido do ônibus espacial era apoiar a futura estação espacial , transportando uma tripulação mínima de quatro pessoas e cerca de 20.000 libras (9.100 kg) de carga, e capaz de ser rapidamente desviado para voos futuros.
Dois projetos surgiram como favoritos. Um deles foi projetado por engenheiros do Manned Spaceflight Center e defendido especialmente por George Mueller . Este era um sistema de dois estágios com espaçonaves de asas em delta e geralmente complexo. Uma tentativa de simplificação foi feita na forma do DC-3 , projetado por Maxime Faget , que havia projetado a cápsula Mercury entre outros veículos. Numerosas ofertas de uma variedade de empresas comerciais também foram oferecidas, mas geralmente caíram no esquecimento, pois cada laboratório da NASA pressionava por sua própria versão.
Tudo isso acontecia no meio de outras equipes da NASA propondo uma ampla variedade de missões pós-Apolo, algumas das quais custariam tanto quanto a Apollo ou mais. À medida que cada um desses projetos lutava por financiamento, o orçamento da NASA estava sendo severamente limitado. Três foram finalmente apresentados ao vice-presidente Agnew em 1969. O projeto do ônibus espacial chegou ao topo, em grande parte devido à campanha incansável de seus apoiadores. Em 1970, o ônibus espacial havia sido selecionado como o único projeto importante para o período pós-Apolo de curto prazo.
Quando o financiamento do programa foi questionado, houve a preocupação de que o projeto pudesse ser cancelado. Isso levou a um esforço para interessar a Força Aérea dos Estados Unidos em usar o ônibus espacial também para suas missões. A Força Aérea estava levemente interessada, mas exigia um veículo muito maior, muito maior do que os conceitos originais, o que a NASA aceitou, pois também era benéfico para seus próprios planos. Para reduzir os custos de desenvolvimento dos projetos resultantes, foram adicionados boosters, um tanque de combustível descartável foi adotado e muitas outras mudanças foram feitas que reduziram muito a reutilização e aumentaram muito os custos operacionais e do veículo. Com o auxílio da Aeronáutica, o sistema surgiu em sua forma operacional.histórico do programa
Todas as missões do Ônibus Espacial foram lançadas do Centro Espacial Kennedy (KSC) na Flórida. Algumas missões de ônibus espaciais circumpolares civis e militares foram planejadas para Vandenberg AFB na Califórnia. No entanto, o uso do Vandenberg AFB para missões de ônibus espaciais foi cancelado após o desastre do Challenger em 1986. Os critérios climáticos usados para o lançamento incluíram, mas não se limitaram a: precipitação, temperaturas, cobertura de nuvens, previsão de raios, vento e umidade. O Shuttle não foi lançado em condições em que poderia ter sido atingido por um raio .
O primeiro orbitador totalmente funcional foi o Columbia (designado OV-102), construído em Palmdale, Califórnia . Foi entregue ao Centro Espacial Kennedy (KSC) em 25 de março de 1979 e foi lançado pela primeira vez em 12 de abril de 1981 - o 20º aniversário do voo espacial de Yuri Gagarin - com uma tripulação de dois.
O Challenger (OV-099) foi entregue ao KSC em julho de 1982, o Discovery (OV-103) em novembro de 1983, o Atlantis (OV-104) em abril de 1985 e o Endeavor em maio de 1991. O Challenger foi originalmente construído e usado como um artigo de teste estrutural (STA-099), mas foi convertido em um orbitador completo quando se descobriu que era mais barato do que converter o Enterprise de sua configuração de teste de aproximação e pouso em um veículo espacial.
Em 24 de abril de 1990, o Discovery levou o Telescópio Espacial Hubble ao espaço durante a STS-31 .
Ao longo de 135 missões realizadas, dois orbitadores ( Columbia e Challenger ) sofreram acidentes catastróficos, com a perda de todos os tripulantes, totalizando 14 astronautas.
Os acidentes levaram a inquéritos em nível nacional e análises detalhadas de por que os acidentes ocorreram. Houve uma pausa significativa em que as alterações foram feitas antes que os ônibus espaciais voltassem a voar. O desastre do Columbia ocorreu em 2003, mas o STS demorou mais de um ano antes de voltar a voar em junho de 2005 com a missão STS-114. A pausa mencionada anteriormente foi entre janeiro de 1986 (quando ocorreu o desastre do Challenger ) e 32 meses depois, quando o STS-26 foi lançado em 29 de setembro de 1988.
A missão Shuttle mais longa foi a STS-80, com duração de 17 dias e 15 horas. O vôo final do programa Space Shuttle foi o STS-135 em 8 de julho de 2011.
Desde a aposentadoria do Shuttle em 2011, muitas de suas funções originais são executadas por uma variedade de embarcações governamentais e privadas. O veículo de transferência automatizado ATV europeu forneceu a ISS entre 2008 e 2015. Missões militares classificadas estão sendo realizadas pelo avião espacial não tripulado da Força Aérea dos EUA , o X-37B . Em 2012, a carga para a Estação Espacial Internacional já estava sendo entregue comercialmente sob os Serviços de Reabastecimento Comercial da NASA pela espaçonave Dragon parcialmente reutilizável da SpaceX , seguida pela espaçonave Cygnus da Orbital Sciences no final de 2013. O serviço de tripulação para a ISS é atualmente fornecido pela Soyuz russa e , desde 2020, a cápsula de tripulação SpaceX Dragon 2 , lançada no foguete reutilizável Falcon 9 da empresa como parte do programa de Desenvolvimento de Tripulação Comercial da NASA . A Boeing também está desenvolvendo sua cápsula Starliner para o serviço de tripulação da ISS, mas foi adiada desde que seu voo de teste sem tripulação em dezembro de 2019 não teve sucesso. Para missões além da órbita baixa da Terra , a NASA está construindo o Sistema de Lançamento Espacial e a espaçonave Orion , parte do programa Artemis .
"O presidente Ronald Reagan conversa com os astronautas da NASA Henry Hartsfield e Ken Mattingly na pista enquanto a primeira-dama Nancy Reagan inspeciona o nariz do ônibus espacial Columbia após seu pouso no Dia da Independência na Base Aérea de Edwards em 4 de julho de 1982."
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Conquistas
As missões do Ônibus Espacial incluíram:
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Missões do laboratório espacial Incluindo:
- Ciência
- Astronomia
- crescimento de cristal
- física espacial
- Construção da Estação Espacial Internacional (ISS)
- Rotação da tripulação e manutenção da Mir e da Estação Espacial Internacional (ISS)
- Missões de manutenção, como reparar o Telescópio Espacial Hubble (HST) e satélites em órbita
- Experimentos humanos em órbita baixa da Terra (LEO)
- Transportado para a órbita baixa da Terra (LEO):
- O Telescópio Espacial Hubble (HST)
- Componentes da Estação Espacial Internacional (ISS)
- Suprimentos em módulos Spacehab ou Módulos Logísticos Multiuso
- A Instalação de Exposição de Longa Duração
- O Satélite de Pesquisa da Atmosfera Superior
- Observatório de raios gama Compton
- O Satélite de Orçamento de Radiação Terrestre
- Nó de ancoragem do Mir Shuttle
- Satélites transportados com um booster, como o Payload Assist Module (PAM-D) ou o Inertial Upper Stage (IUS), até o ponto em que o booster envia o satélite para:
- Uma órbita terrestre mais alta ; estes incluíram:
- Observatório de Raios-X Chandra
- Os primeiros seis satélites TDRS
- Dois satélites de comunicação DSCS-III (Defense Satellite Communications System) em uma missão
- Um satélite do Programa de Apoio à Defesa
- Uma missão interplanetária; estes incluíram:
- Uma órbita terrestre mais alta ; estes incluíram:
US Shuttle Columbia pousando no final da STS-73 , 1995
Arte espacial para a missão Spacelab 2 , mostrando alguns dos vários experimentos no compartimento de carga. O Spacelab foi uma importante contribuição europeia para o programa Space Shuttle
Astronautas europeus se preparam para a missão Spacelab, 1984.
O hardware do SpaceLab incluía um laboratório pressurizado, mas também outros equipamentos que permitiam ao Orbiter servir como um observatório espacial tripulado ( Missão Astro-2 , 1995, mostrada)
Os astronautas Thomas D. Akers e Kathryn C. Thornton instalam óptica corretiva no Telescópio Espacial Hubble durante a STS-61 .
Orçamento
No início do desenvolvimento do ônibus espacial, a NASA estimou que o programa custaria US$ 7,45 bilhões (US$ 43 bilhões em dólares de 2011, ajustando pela inflação) em custos de desenvolvimento/não recorrentes e US$ 9,3 milhões (US$ 54 milhões em dólares de 2011) por voo. As primeiras estimativas para o custo de entrega de carga para a órbita baixa da Terra foram tão baixas quanto $ 118 por libra ($ 260/kg) de carga útil ($ 635/lb ou $ 1.400/kg em dólares de 2011), com base em custos marginais ou incrementais de lançamento, e assumindo uma capacidade de carga útil de 65.000 libras (30.000 kg) e 50 lançamentos por ano. Uma projeção mais realista de 12 voos por ano para a vida útil de 15 anos combinada com os custos iniciais de desenvolvimento teria resultado em uma projeção de custo total para o programa de aproximadamente US$ 54 bilhões (em dólares de 2011).
O custo total da vida útil real de 30 anos do programa Shuttle até 2011, ajustado pela inflação, foi de US$ 196 bilhões. A divisão exata em custos não recorrentes e recorrentes não está disponível, mas, de acordo com a NASA, o custo médio para lançar um ônibus espacial em 2011 foi de cerca de US$ 450 milhões por missão.
O orçamento da NASA para 2005 alocou 30%, ou US$ 5 bilhões, para operações de ônibus espaciais; isso foi reduzido em 2006 para um pedido de $ 4,3 bilhões. Os custos não relacionados ao lançamento representam uma parte significativa do orçamento do programa: por exemplo, durante os anos fiscais de 2004 a 2006, a NASA gastou cerca de US$ 13 bilhões no programa do Ônibus Espacial, embora a frota tenha ficado parada após o desastre do Columbia e haja foram um total de três lançamentos durante este período de tempo. No ano fiscal de 2009, o orçamento da NASA alocou $ 2,98 bilhões para 5 lançamentos do programa, incluindo $ 490 milhões para "integração do programa", $ 1,03 bilhão para "operações terrestres e de voo" e $ 1,46 bilhão para "hardware de voo" (que inclui manutenção de orbitadores , motores e o tanque externo entre os voos.)
Os custos por lançamento podem ser medidos dividindo-se o custo total ao longo da vida do programa (incluindo prédios, instalações, treinamento, salários, etc.) pelo número de lançamentos. Com 135 missões e um custo total de US$ 192 bilhões (em dólares de 2010), isso dá aproximadamente US$ 1,5 bilhão por lançamento ao longo da vida do programa Shuttle. Um estudo de 2017 descobriu que transportar um quilo de carga para a ISS no Shuttle custava US$ 272.000 em dólares de 2017, o dobro do custo do Cygnus e três vezes o do Dragon.
A NASA usou uma filosofia de gerenciamento conhecida como gerenciamento orientado para o sucesso durante o programa Space Shuttle, que foi descrito pelo historiador Alex Roland após o desastre do Columbia como "esperar pelo melhor". Desde então, a gestão voltada para o sucesso vem sendo estudada por diversos analistas da área.
acidentes
Ao longo de 135 missões realizadas, dois orbitadores foram destruídos, com perda de tripulação totalizando 14 astronautas:
- Challenger - perdeu 73 segundos após a decolagem, STS-51-L , 28 de janeiro de 1986
- Columbia - perdeu aproximadamente 16 minutos antes de seu pouso esperado, STS-107 , 1 de fevereiro de 2003
Houve também um aborto em órbita e alguns acidentes fatais no solo durante os preparativos para o lançamento.
STS-51-L ( Challenger , 1986)
Imagens de vídeo em close do Challenger durante seu lançamento final em 28 de janeiro de 1986 mostram claramente que os problemas começaram devido a uma falha no anel de vedação do propulsor de foguete sólido (SRB) direito. A nuvem quente de gás vazando da junta com falha causou o colapso do tanque externo, o que resultou na desintegração do orbitador devido ao alto estresse aerodinâmico. O acidente resultou na perda de todos os sete astronautas a bordo. O Endeavour (OV-105) foi construído para substituir o Challenger (usando peças sobressalentes estruturais originalmente destinadas aos outros orbitadores) e entregue em maio de 1991; foi lançado pela primeira vez um ano depois.
Após a perda do Challenger , a NASA suspendeu o programa do Ônibus Espacial por mais de dois anos, fazendo inúmeras mudanças de segurança recomendadas pelo Relatório da Comissão Rogers , que incluiu um redesenho da junta SRB que falhou no acidente do Challenger . Outras mudanças de segurança incluíram um novo sistema de escape para uso quando o orbitador estava em vôo controlado, pneus e freios aprimorados do trem de pouso e a reintrodução de trajes de pressão para os astronautas do Ônibus Espacial (estes foram descontinuados após o STS-4; os astronautas usavam apenas macacões e oxigênio capacetes a partir desse ponto até o acidente do Challenger ). O programa Shuttle continuou em setembro de 1988 com o lançamento do Discovery no STS-26 .
Os acidentes não afetaram apenas o projeto técnico do orbitador, mas também a NASA. Citando algumas recomendações feitas pela comissão pós- Challenger Rogers:
Recomendação I – A junta e vedação do Motor Foguete Sólido com defeito devem ser trocadas. Isso pode ser um novo projeto eliminando a junta ou um redesenho da junta e vedação atuais. ... o Administrador da NASA deve solicitar ao Conselho Nacional de Pesquisa para formar um comitê independente de supervisão de projeto de Motor de Foguete Sólido para implementar as recomendações de projeto da Comissão e supervisionar o esforço de projeto.
Recomendação II – A Estrutura do Programa de Ônibus deve ser revista. ... A NASA deve encorajar a transição de astronautas qualificados para posições de gerenciamento de agências.
Recomendação III – A NASA e os contratantes primários do ônibus devem revisar todos os itens de Criticidade 1, 1R, 2 e 2R e análises de perigo.
Recomendação IV – A NASA deve estabelecer um Escritório de Segurança, Confiabilidade e Garantia de Qualidade a ser chefiado por um Administrador Associado, reportando-se diretamente ao Administrador da NASA.
Recomendação VI – A NASA deve tomar medidas para melhorar a segurança do pouso. O sistema de pneu, freio e roda dianteira deve ser melhorado.
Recomendação VII – Envidar todos os esforços para fornecer um sistema de escape da tripulação para uso durante o vôo planado controlado.
Recomendação VIII – A confiança da nação no ônibus espacial como sua principal capacidade de lançamento espacial criou uma pressão implacável sobre a NASA para aumentar a taxa de vôo... A NASA deve estabelecer uma taxa de vôo consistente com seus recursos.
STS-107 ( Columbia , 2003)
O programa Shuttle operou sem acidentes por dezessete anos e 88 missões após o desastre do Challenger , até que o Columbia se separou na reentrada , matando todos os sete tripulantes, em 1º de fevereiro de 2003. A causa final do acidente foi um pedaço de espuma se separando do o tanque externo momentos após a decolagem e atingindo a borda dianteira da asa esquerda do orbitador, perfurando um dos painéis reforçados de carbono-carbono (RCC) que cobriam a borda da asa e a protegiam durante a reentrada. Quando o Columbia reentrou na atmosfera no final de uma missão normal, o gás quente penetrou na asa e a destruiu de dentro para fora, fazendo com que o orbitador perdesse o controle e se desintegrasse.
Após o desastre do Columbia , a Estação Espacial Internacional operou com uma tripulação mínima de dois por mais de dois anos e foi atendida principalmente por espaçonaves russas. Enquanto a missão "Return to Flight" STS-114 em 2005 foi bem-sucedida, um pedaço semelhante de espuma de uma parte diferente do tanque foi derramado. Embora os destroços não tenham atingido o Discovery , o programa foi suspenso mais uma vez por esse motivo.
A segunda missão "Return to Flight", STS-121, foi lançada em 4 de julho de 2006, às 14h37 (EDT). Dois lançamentos anteriores foram cancelados por causa de tempestades persistentes e ventos fortes ao redor da plataforma de lançamento, e o lançamento ocorreu apesar das objeções de seu engenheiro-chefe e chefe de segurança. Uma rachadura de cinco polegadas (13 cm) no isolamento de espuma do tanque externo causou preocupação; no entanto, a equipe de gerenciamento da missão deu início ao lançamento. Esta missão aumentou a tripulação da ISS para três. O Discovery pousou com sucesso em 17 de julho de 2006 às 09:14 (EDT) na pista 15 do Kennedy Space Center .
Após o sucesso do STS-121 , todas as missões subsequentes foram concluídas sem grandes problemas de espuma, e a construção da ISS foi concluída (durante a missão STS-118 em agosto de 2007, o orbitador foi novamente atingido por um fragmento de espuma na decolagem, mas este dano foi mínimo em comparação com o dano sofrido por Columbia ).
O Columbia Accident Investigation Board, em seu relatório, observou a redução do risco para a tripulação quando um ônibus espacial voou para a Estação Espacial Internacional (ISS), pois a estação poderia ser usada como um refúgio seguro para a tripulação que aguardava resgate no caso de danos para o orbitador em ascensão tornou inseguro para reentrada. A diretoria recomendou que, para os voos restantes, o Shuttle sempre orbitasse com a estação. Antes do STS-114, o administrador da NASA, Sean O'Keefe, declarou que todos os voos futuros do Ônibus Espacial iriam para a ISS, impossibilitando a execução da missão final de manutenção do Telescópio Espacial Hubble que havia sido programada antes do acidente do Columbia , apesar do fato de que milhões de dólares em equipamentos de atualização para o Hubble estavam prontos e esperando nos armazéns da NASA. Muitos dissidentes, incluindo astronautas, pediram à administração da NASA que reconsiderasse permitir a missão, mas inicialmente o diretor se manteve firme. Em 31 de outubro de 2006, a NASA anunciou a aprovação do lançamento do Atlantis para a quinta e última missão de manutenção do ônibus espacial Hubble, agendada para 28 de agosto de 2008. No entanto, o SM4/ STS-125 foi finalmente lançado em maio de 2009.
Um impacto do Columbia foi que os futuros veículos de lançamento tripulados, ou seja, o Ares I , tinham uma ênfase especial na segurança da tripulação em comparação com outras considerações.
A NASA mantém extensos catálogos armazenados de peças recuperadas dos dois orbitadores destruídos.
Aposentadoria
A aposentadoria do Ônibus Espacial foi anunciada em janeiro de 2004. O presidente George W. Bush anunciou sua Visão para a Exploração Espacial , que pedia a aposentadoria do Ônibus Espacial assim que terminasse a construção da ISS. Para garantir que a ISS fosse devidamente montada, os parceiros contribuintes determinaram a necessidade de 16 missões de montagem restantes em março de 2006. Uma missão adicional de manutenção do Telescópio Espacial Hubble foi aprovada em outubro de 2006. Originalmente, STS-134 seria a missão final do Ônibus Espacial . No entanto, o desastre do Columbia resultou em orbitadores adicionais sendo preparados para lançamento em caso de necessidade no caso de uma missão de resgate. Como o Atlantis estava preparado para a missão final de lançamento sob demanda, foi tomada a decisão em setembro de 2010 de que ele voaria como STS-135 com uma tripulação de quatro pessoas que poderia permanecer na ISS em caso de emergência. O STS-135 foi lançado em 8 de julho de 2011 e pousou no KSC em 21 de julho de 2011, às 5h57 EDT (09h57 UTC). Desde então até o lançamento do Crew Dragon Demo-2 em 30 de maio de 2020, os EUA lançaram seus astronautas a bordo da espaçonave russa Soyuz.
Após o voo final de cada orbitador, ele foi processado para torná-lo seguro para exibição. Os sistemas OMS e RCS usados apresentavam os perigos primários devido ao seu propelente hipergólico tóxico , e a maioria de seus componentes foram permanentemente removidos para evitar qualquer desgaseificação perigosa. Atlantis está em exibição no Kennedy Space Center Visitor Complex , Discovery está no Udvar-Hazy Center , Endeavour está em exibição no California Science Center e Enterprise está no Intrepid Sea-Air-Space Museum . Os componentes dos orbitadores foram transferidos para a Força Aérea dos EUA, programa ISS e governos russo e canadense. Os motores foram removidos para serem usados no Sistema de Lançamento Espacial , e bicos RS-25 sobressalentes foram anexados para fins de exibição.Preservação
Dos cinco orbitadores totalmente funcionais construídos, três permanecem. O Enterprise , que foi usado para voos de teste atmosféricos, mas não para voos orbitais, teve muitas peças retiradas para uso em outros orbitadores. Posteriormente, foi restaurado visualmente e esteve em exibição no Steven F. Udvar-Hazy Center do National Air and Space Museum até 19 de abril de 2012. A Enterprise foi transferida para a cidade de Nova York em abril de 2012 para ser exibida no Intrepid Sea, Air & Space Museum , cujo Space Shuttle Pavilion foi inaugurado em 19 de julho de 2012. O Discovery substituiu o Enterprise no Centro Steven F. Udvar-Hazy do National Air and Space Museum . O Atlantis fazia parte da Exposição do Ônibus Espacial no complexo de visitantes do Kennedy Space Center e está em exibição desde 29 de junho de 2013 após sua reforma.
Em 14 de outubro de 2012, o Endeavour completou uma viagem sem precedentes de 19 km pelas ruas da cidade, do Aeroporto Internacional de Los Angeles ao California Science Center , onde está em exibição em um hangar temporário desde o final de 2012. O transporte do aeroporto levou dois dias e exigiu o fechamento de grandes ruas, a remoção de mais de 400 árvores da cidade e um extenso trabalho para levantar linhas de energia, nivelar a rua e remover temporariamente placas de rua, postes de iluminação e outros obstáculos. Centenas de voluntários, bombeiros e policiais ajudaram no transporte. Grandes multidões de espectadores esperavam nas ruas para ver o ônibus espacial passar pela cidade. O Endeavour , junto com o último tanque externo qualificado para voo (ET-94), está atualmente em exibição no Pavilhão Samuel Oschin do Centro de Ciências da Califórnia (na orientação horizontal) até a conclusão do Centro Aéreo e Espacial Samuel Oschin (uma adição planejada para o California Science Center). Uma vez movido, ele será exibido permanentemente na configuração de lançamento, completo com propulsores de foguete sólidos genuínos e tanque externo.
Módulos de tripulação
| imagem externa | |
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 Módulo de passageiro Rockwell 74 © Rockwell — host |
Uma área de aplicações do Ônibus Espacial é uma tripulação expandida. Tripulações de até oito pessoas voaram no Orbiter, mas poderia ter mantido pelo menos uma tripulação de dez. Várias propostas para encher o compartimento de carga com passageiros adicionais também foram feitas já em 1979. Uma proposta da Rockwell fornecia assentos para 74 passageiros no compartimento de carga do Orbiter, com suporte para três dias em órbita terrestre. Com um orbitador menor de 64 assentos, os custos para o final dos anos 1980 seriam de cerca de US$ 1,5 milhão por assento por lançamento. O módulo de passageiros Rockwell tinha dois decks, quatro assentos na parte superior e dois na parte inferior, incluindo um corredor de 25 polegadas (63,5 cm) de largura e espaço de armazenamento extra.
Outro projeto foi a proposta da Space Habitation Design Associates de 1983 para 72 passageiros no compartimento de carga do Ônibus Espacial. Os passageiros foram alocados em 6 seções, cada uma com janelas e sua própria rampa de embarque na decolagem, e com assentos em diferentes configurações para decolagem e pouso. Outra proposta foi baseada nos módulos de habitação do Spacelab, que forneciam 32 assentos no compartimento de carga além dos da área do cockpit.
Houve alguns esforços para analisar a operação comercial do STS. Usando o valor da NASA para o custo médio de lançamento de um ônibus espacial em 2011 em cerca de US$ 450 milhões por missão, o custo por assento para um módulo de 74 assentos imaginado por Rockwell chegou a menos de US$ 6 milhões, sem incluir a tripulação regular. Alguns módulos de passageiros usavam hardware semelhante ao equipamento existente, como o túnel, que também era necessário para o Spacehab e o Spacelab
Sucessores
Durante as três décadas de operação, vários seguimentos e substituições para o Ônibus Espacial STS foram parcialmente desenvolvidos, mas não concluídos.
Exemplos de possíveis futuros veículos espaciais para complementar ou suplantar o STS:
- Veículo Terra-Órbita Tripulado Avançado
- Shuttle II , conceito do Johnson Space Center para uma continuação, com 2 boosters e 2 tanques montados em suas asas.
- Avião Aeroespacial Nacional (NASP)
- Rockwell X-30 (não financiado)
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VentureStar , conceito de via espacial SSTO usando um motor aerospike.
- Lockheed Martin X-33 (cancelado em 2001)
- Ares I (terminou com o cancelamento do Constellation)
- Programa de Plano Espacial Orbital
Um esforço na direção do transporte espacial foi o programa Reusable Launch Vehicle (RLV), iniciado em 1994 pela NASA. Isso levou a trabalhar nos veículos X-33 e X-34. A NASA gastou cerca de US$ 1 bilhão no desenvolvimento do X-33, esperando que ele estivesse em operação em 2005. Outro programa na virada do milênio foi a Iniciativa de Lançamento Espacial , que foi uma iniciativa de lançamento de próxima geração.
O programa Space Launch Initiative foi iniciado em 2001 e, no final de 2002, evoluiu para dois programas, o Orbital Space Plane Program e o programa Next Generation Launch Technology. A OSP estava orientada para o acesso provido à Estação Espacial Internacional.
Outros veículos que teriam assumido algumas das responsabilidades dos ônibus espaciais eram o HL-20 Personnel Launch System ou o NASA X-38 do programa Crew Return Vehicle , que eram principalmente para tirar as pessoas da ISS. O X-38 foi cancelado em 2002 e o HL-20 foi cancelado em 1993. Vários outros programas existiam, como o Station Crew Return Alternative Module (SCRAM) e o Assured Crew Return Vehicle (ACRV).
De acordo com a Vision for Space Exploration de 2004, o próximo programa humano da NASA seria o programa Constellation com seus veículos de lançamento Ares I e Ares V e a espaçonave Orion ; no entanto, o programa Constellation nunca foi totalmente financiado e, no início de 2010, o governo Obama pediu ao Congresso que endossasse um plano com forte dependência do setor privado para entregar carga e tripulação ao LEO.
O programa de Serviços de Transporte Orbital Comercial (COTS) começou em 2006 com o objetivo de criar veículos de carga não tripulados operados comercialmente para atender a ISS. O primeiro desses veículos, o SpaceX Dragon , tornou-se operacional em 2012, e o segundo, Cygnus , da Orbital Sciences , em 2014.
O programa Commercial Crew Development (CCDev) foi iniciado em 2010 com o objetivo de criar espaçonaves tripuladas operadas comercialmente capazes de transportar pelo menos quatro tripulantes à ISS, permanecendo ancorada por 180 dias e depois devolvê-los à Terra. Esperava -se que essas espaçonaves, como a Dragon 2 da SpaceX e a Boeing CST-100 Starliner , estivessem operacionais por volta de 2020. Na missão Crew Dragon Demo-2 , a Dragon 2 da SpaceX enviou astronautas à ISS, restaurando a capacidade de lançamento humano da América. A primeira missão operacional da SpaceX foi lançada em 15 de novembro de 2020 às 19:27:17 ET, transportando quatro astronautas para a ISS.
Embora o programa Constellation tenha sido cancelado, ele foi substituído por um programa Artemis muito semelhante . A espaçonave Orion permaneceu praticamente inalterada em relação ao seu design anterior. O planejado foguete Ares V foi substituído pelo menor Sistema de Lançamento Espacial (SLS), que está planejado para lançar o Orion e outros hardwares necessários. Exploration Flight Test-1 (EFT-1), um voo de teste não tripulado da espaçonave Orion, lançado em 5 de dezembro de 2014 em um foguete Delta IV Heavy .
O Artemis 1 é o primeiro voo do SLS e foi lançado como um teste do sistema completo Orion e SLS. Durante a missão, uma cápsula Orion sem tripulação passará 10 dias em uma órbita retrógrada distante de 57.000 quilômetros (31.000 milhas náuticas) ao redor da Lua antes de retornar à Terra. Artemis 2 , a primeira missão tripulada do programa, lançará quatro astronautas em 2024 em um sobrevôo de retorno livre da Lua a uma distância de 8.520 quilômetros (4.600 milhas náuticas). Depois do Artemis 2, o elemento de energia e propulsão do Portal Lunar e três componentes de um módulo lunar descartável estão planejados para serem entregues em vários lançamentos de provedores de serviços de lançamento comercial . O Artemis 3 está planejado para ser lançado em 2025 a bordo de um foguete SLS Block 1 e usará o Gateway minimalista e o módulo de pouso descartável para alcançar o primeiro pouso lunar tripulado do programa. O voo está planejado para pousar na região do polo sul lunar , com dois astronautas permanecendo lá por cerca de uma semana.
Galeria
Motor aerospike linear para o X-33 cancelado
A espaçonave Dragon, uma das várias sucessoras do ônibus espacial, é vista aqui a caminho para entregar carga à ISS
Nave espacial Orion da NASA para a missão Artemis 1 vista em Plum Brook em 1º de dezembro de 2019
o Core Stage para o foguete do Sistema de Lançamento Espacial para Artemis I
O estágio principal do sistema de lançamento espacial saindo da instalação de Michoud para envio a Stennis
A espaçonave Boeing CST-100 Starliner em processo de acoplagem à Estação Espacial Internacional
O SpaceX Crew Dragon em processo de acoplagem à Estação Espacial Internacional
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Ativos e plano de transição
O programa Space Shuttle ocupou mais de 654 instalações, usou mais de 1,2 milhão de itens de linha de equipamentos e empregou mais de 5.000 pessoas. O valor total do equipamento era superior a US$ 12 bilhões. As instalações relacionadas ao ônibus espacial representavam mais de um quarto do inventário da NASA. Havia mais de 1.200 fornecedores ativos no programa nos Estados Unidos. O plano de transição da NASA tinha o programa operando até 2010 com uma fase de transição e aposentadoria durando até 2015. Durante esse tempo, o Ares I e o Orion , bem como o Altair Lunar Lander, deveriam estar em desenvolvimento, embora esses programas tenham sido cancelados.
Na década de 2010, dois programas importantes para voos espaciais tripulados são o Programa de Tripulação Comercial e o programa Artemis . O Kennedy Space Center Launch Complex 39A é, por exemplo, usado para lançar o Falcon Heavy e o Falcon 9 .
Crítica
A reutilização parcial do Ônibus Espacial foi um dos principais requisitos de projeto durante seu desenvolvimento inicial. As decisões técnicas que ditaram o retorno e reutilização do orbitador reduziram as capacidades de carga por lançamento. A intenção original era compensar essa carga útil menor, diminuindo os custos por lançamento e uma alta frequência de lançamento. No entanto, os custos reais de um lançamento do Ônibus Espacial foram maiores do que inicialmente previsto, e o Ônibus Espacial não realizou as 24 missões por ano previstas inicialmente pela NASA.
O ônibus espacial foi originalmente planejado como um veículo de lançamento para implantar satélites, para o qual foi usado principalmente nas missões anteriores ao desastre do Challenger . O preço da NASA, que estava abaixo do custo, era menor do que os veículos de lançamento descartáveis; a intenção era que o alto volume de missões do Ônibus Espacial compensasse as perdas financeiras iniciais. A melhoria dos veículos de lançamento descartáveis e a transição de cargas úteis comerciais no Ônibus Espacial resultou em veículos de lançamento descartáveis se tornando a principal opção de implantação para satélites. Um cliente chave para o Ônibus Espacial era o Escritório Nacional de Reconhecimento (NRO), responsável pelos satélites espiões. A existência da conexão do NRO foi classificada até 1993, e considerações secretas dos requisitos de carga útil do NRO levaram à falta de transparência no programa. O programa Shuttle-Centaur proposto , cancelado após o desastre do Challenger , teria empurrado a espaçonave além de sua capacidade operacional.
Os desastres fatais do Challenger e do Columbia demonstraram os riscos de segurança do ônibus espacial que podem resultar na perda da tripulação. O design do espaçonave do orbitador limitava as opções de abortar, já que os cenários de abortamento exigiam o vôo controlado do orbitador para uma pista ou para permitir que a tripulação saísse individualmente, em vez das opções de fuga abortadas nas cápsulas espaciais Apollo e Soyuz . As primeiras análises de segurança anunciadas pelos engenheiros e gerentes da NASA previram a chance de uma falha catastrófica, resultando na morte da tripulação, variando de 1 em 100 lançamentos a tão rara quanto 1 em 100.000. Após a perda de duas missões do Ônibus Espacial, os riscos para as missões iniciais foram reavaliados, e a chance de uma perda catastrófica do veículo e da tripulação foi de 1 em 9. A administração da NASA foi criticada posteriormente por aceitar o aumento do risco para a tripulação em troca de taxas de missão mais altas. Os relatórios do Challenger e do Columbia explicaram que a cultura da NASA falhou em manter a tripulação segura por não avaliar objetivamente os riscos potenciais das missões.veículos de apoio
Muitos outros veículos foram usados em apoio ao programa do Ônibus Espacial, principalmente veículos de transporte terrestre.
- O rastreador-transportador carregou a plataforma de lançamento móvel e o Ônibus Espacial do Edifício de Montagem de Veículos (VAB) para o Complexo de Lançamento 39 , originalmente construído para o Projeto Apollo.
- O Shuttle Carrier Aircraft (SCA) eram dois Boeing 747 modificados . Qualquer um poderia voar um orbitador de locais alternativos de pouso de volta ao Centro Espacial Kennedy . Essas aeronaves foram retiradas para o Joe Davies Heritage Airpark no Armstrong Flight Research Center e no Space Center Houston .
- Um trailer de transporte de 36 rodas, o Orbiter Transfer System, originalmente construído para a instalação de lançamento da Força Aérea dos EUA na Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia (desde então convertido para foguetes Delta IV ) transportaria o orbitador da instalação de pouso para o lançamento pad, que permitia "empilhar" e lançar sem utilizar um edifício separado no estilo VAB e uma estrada de transporte de esteiras. Antes do fechamento da instalação de Vandenberg, os orbitadores eram transportados do OPF para o VAB em seus materiais rodantes, apenas para serem levantados quando o orbitador estava sendo levantado para fixação na pilha SRB/ET. O trailer permitiu o transporte do orbitador do OPF para o estande SCA "Mate-Demate" ou o VAB sem colocar qualquer estresse adicional no material rodante.
- O Crew Transport Vehicle (CTV), uma ponte de jato modificada do aeroporto , foi usado para ajudar os astronautas a sair do orbitador após o pouso. Ao entrar no CTV, os astronautas podem tirar seus trajes de lançamento e reentrada e, em seguida, ir para cadeiras e camas para exames médicos antes de serem transportados de volta para os alojamentos da tripulação no Edifício de Operações e Check-out . Originalmente construído para o Projeto Apollo.
- O Astrovan foi usado para transportar astronautas dos alojamentos da tripulação no Edifício de Operações e Check-out para a plataforma de lançamento no dia do lançamento. Também foi usado para transportar os astronautas de volta do Veículo de Transporte da Tripulação no Shuttle Landing Facility .
- As três locomotivas que serviam à Ferrovia da NASA , usadas para transportar segmentos do Ônibus Espacial Solid Rocket Boosters , foram determinadas como não sendo mais necessárias para a operação diária no Centro Espacial Kennedy. Em abril de 2015, a locomotiva nº 1 foi enviada para Natchitoches Parish Port e a nº 3 enviada para a Madison Railroad . A locomotiva nº 2 foi enviada ao Gold Coast Railroad Museum em 2014.
O Atlantis está sendo preparado para ser acoplado ao Shuttle Carrier Aircraft usando o Dispositivo Mate-Demate seguindo o STS-44 .
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Veja também
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Referências
notas de rodapé
Citações
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Este artigo incorpora material de domínio público de sites ou documentos da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço .
Leitura adicional
- Manual de referência do transporte
- Veículos orbitais arquivados em 9 de fevereiro de 2021, na Wayback Machine
- Financiamento do Programa Shuttle 1992 – 2002
- NASA Space Shuttle News Reference – 1981 (documento PDF)
- RA Pielke, "Space Shuttle Value open to Interpretation" , Aviation Week , edição de 26 de julho de 1993, p. 57 (.pdf)
links externos
- Local oficial da missão da NASA
- Local do Ônibus Espacial Johnson Space Center da NASA
- Arquivos oficiais da missão do ônibus espacial
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Galeria e arquivos multimídia do ônibus espacial da NASA
- Shuttle áudio, vídeo e imagens - arquivos pesquisáveis de STS-67 (1995) para apresentar
- Kennedy Space Center Media Gallery – galeria de vídeo/áudio/foto pesquisável
- Relatórios do Serviço de Pesquisa do Congresso (CRS) sobre o Ônibus Espacial
- História dos vôos espaciais dos EUA: programa de ônibus espaciais
- Critérios meteorológicos para o lançamento do Shuttle
- Manifesto de Lançamento Consolidado: Voos do Ônibus Espacial e Sequência de Montagem da ISS
- Postagem da USENET – FAQ não oficial do espaço por Jon Leech