Wenn man sich die Fotografien der geflügelten Raumsonden Burana und Shuttle ansieht, könnte man den Eindruck gewinnen, dass sie ziemlich identisch sind. Zumindest sollte es keine grundsätzlichen Unterschiede geben. Trotz der äußerlichen Ähnlichkeit sind diese beiden Raumsysteme dennoch grundlegend verschieden.
Shuttle und Buran
Pendeln
Das Shuttle ist ein wiederverwendbares Transportraumfahrzeug (MTKK). Das Schiff verfügt über drei Flüssigtreibstoff-Raketenmotoren (LPRE), die mit Wasserstoff betrieben werden. Oxidationsmittel - flüssiger Sauerstoff. Um in eine erdnahe Umlaufbahn zu gelangen, wird eine riesige Menge an Brennstoff und Oxidationsmittel benötigt. Daher ist der Kraftstofftank das größte Element des Space-Shuttle-Systems. Das Raumschiff befindet sich auf diesem riesigen Tank und ist mit ihm durch ein System von Pipelines verbunden, durch die Treibstoff und Oxidationsmittel an die Triebwerke des Shuttles geliefert werden.
Und trotzdem reichen die drei starken Triebwerke des geflügelten Schiffes nicht aus, um ins All zu fliegen. Am Zentraltank des Systems sind zwei Feststoff-Booster angebracht – die bisher stärksten Raketen in der Geschichte der Menschheit. Gerade beim Start wird die größte Kraft benötigt, um das Tonnenschiff zu bewegen und auf die ersten viereinhalb Dutzend Kilometer zu heben. Festkörperraketen-Booster übernehmen 83% der Last.
Ein weiterer "Shuttle" hebt ab
In 45 km Höhe werden Festtreibstoff-Booster, die den gesamten Treibstoff verbraucht haben, vom Schiff getrennt und landen per Fallschirm im Meer. Weiter steigt der "Shuttle" mit Hilfe von drei Raketentriebwerken auf eine Höhe von 113 km. Nach dem Trennen des Tanks fliegt das Schiff noch 90 Sekunden durch Trägheit und dann werden für kurze Zeit zwei Orbitalmanövermotoren mit selbstzündenden Treibstoffen eingeschaltet. Und der "Shuttle" geht in eine Arbeitsbahn. Und der Tank gelangt in die Atmosphäre, wo er brennt. Teile davon fallen ins Meer.
Abteilung Festtreibstoff-Booster
Orbitalmanövertriebwerke sind, wie der Name schon sagt, für verschiedene Manöver im Weltraum konzipiert: zum Ändern von Bahnparametern, zum Andocken an die ISS oder an andere Raumfahrzeuge im erdnahen Orbit. So machten die "Shuttles" mehrere Besuche beim Hubble-Teleskop im Orbit zur Wartung.
Und schließlich dienen diese Motoren dazu, bei der Rückkehr zur Erde einen Bremsimpuls zu erzeugen.
Die Orbitalstufe ist nach der aerodynamischen Konfiguration eines schwanzlosen Eindeckers mit einem tiefliegenden Deltaflügel mit doppelter Pfeilung der Vorderkante und mit einem Seitenleitwerk des üblichen Schemas hergestellt. Zur atmosphärischen Kontrolle kommen ein zweiteiliges Seitenruder am Kiel (hier eine Luftbremse), Elevons an der Flügelhinterkante und eine Ausgleichsklappe unter dem hinteren Rumpf zum Einsatz. Einziehbares Fahrgestell, Dreirad, mit Bugrad.
Länge 37, 24 m, Spannweite 23, 79 m, Höhe 17, 27 m "Trockengewicht" des Fahrzeugs ca. 68 t, Startgewicht - von 85 bis 114 t (je nach Aufgabe und Nutzlast), Landung mit a Rücklast an Bord - 84, 26 t.
Das wichtigste Konstruktionsmerkmal der Flugzeugzelle ist ihr Wärmeschutz.
An den am stärksten hitzebelasteten Stellen (Auslegungstemperatur bis 1430 °C) kommt ein mehrschichtiger Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbund zum Einsatz. Es gibt nur wenige solcher Stellen, es sind hauptsächlich die Rumpfnase und die Vorderkante der Tragfläche. Die untere Fläche der gesamten Apparatur (Heizung von 650 bis 1260 ° C) ist mit Kacheln aus einem Material auf Quarzfaserbasis bedeckt. Die Ober- und Seitenflächen sind teilweise durch Niedertemperatur-Dämmplatten geschützt - bei einer Temperatur von 315–650 ° C; an anderen Orten, an denen die Temperatur 370 ° C nicht überschreitet, wird mit Silikonkautschuk beschichtetes Filzmaterial verwendet.
Das Gesamtgewicht aller vier Wärmeschutzarten beträgt 7164 kg.
Die Orbitalbühne verfügt über ein Doppeldecker-Cockpit für sieben Astronauten.
Shuttle-Oberdeck
Bei einem verlängerten Flugprogramm oder bei Rettungseinsätzen können bis zu zehn Personen an Bord des Shuttles sein. Im Cockpit befinden sich Flugkontrollen, Arbeits- und Schlafplätze, eine Küche, ein Lagerraum, ein Sanitärabteil, eine Luftschleuse, Betriebs- und Nutzlastkontrollposten und weitere Ausrüstung. Das Gesamtdruckvolumen der Kabine beträgt 75 Kubikmeter. m hält das lebenserhaltende System einen Druck von 760 mm Hg aufrecht. Kunst. und Temperatur im Bereich von 18, 3 - 26, 6 ° C.
Dieses System wird in einer offenen Version hergestellt, dh ohne den Einsatz von Luft- und Wasserregeneration. Diese Wahl ist darauf zurückzuführen, dass die Dauer der Shuttleflüge auf sieben Tage festgelegt wurde, mit der Möglichkeit, sie mit zusätzlichen Mitteln auf 30 Tage zu erhöhen. Bei einer so geringen Autonomie würde der Einbau von Regenerationsgeräten eine ungerechtfertigte Erhöhung des Gewichts, des Stromverbrauchs und der Komplexität der Bordausrüstung bedeuten.
Die Zufuhr von komprimierten Gasen reicht aus, um im Falle einer vollständigen Druckentlastung die normale Atmosphäre in der Kabine wiederherzustellen oder einen Druck von 42,5 mm Hg darin aufrechtzuerhalten. Kunst. innerhalb von 165 Minuten, wenn sich kurz nach dem Start ein kleines Loch im Rumpf bildet.
Der Laderaum misst 18, 3 x 4, 6 m und ein Volumen von 339, 8 Kubikmetern. m ist mit einem „Drei-Knie -Manipulator 15, 3 m lang ausgestattet. Beim Öffnen der Fachtüren drehen sich die Kühler des Kühlsystems zusammen mit ihnen in die Arbeitsposition. Das Reflexionsvermögen der Heizkörperpaneele ist so, dass sie kalt bleiben, selbst wenn die Sonne darauf scheint.
Was das Space Shuttle kann und wie es fliegt
Wenn wir uns ein horizontal fliegendes, montiertes System vorstellen, sehen wir als zentrales Element einen externen Kraftstofftank; ein Orbiter ist von oben daran angedockt, an den Seiten befinden sich Beschleuniger. Die Gesamtlänge des Systems beträgt 56,1 m und die Höhe 23,34 m Die Gesamtbreite wird durch die Spannweite der Orbitalstufe bestimmt, dh 23,79 m Das maximale Startgewicht beträgt etwa 2.041.000 kg.
Über die Größe der Nutzlast kann man nicht so eindeutig sprechen, da sie von den Parametern der Zielbahn und vom Startpunkt des Raumfahrzeugs abhängt. Hier sind drei Optionen. Das Space Shuttle-System kann Folgendes anzeigen:
- 29.500 kg beim Start nach Osten von Cape Canaveral (Florida, Ostküste) in eine Umlaufbahn mit einer Höhe von 185 km und einer Neigung von 28°;
- 11.300 kg beim Start vom Space Flight Center. Kennedy in eine Umlaufbahn mit einer Höhe von 500 km und einer Neigung von 55º;
- 14.500 kg beim Start von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien, Westküste) in eine zirkumpolare Umlaufbahn mit einer Höhe von 185 km.
Für Shuttles wurden zwei Landebahnen ausgestattet. Wenn das Shuttle weit vom Startplatz entfernt landete, würde es mit einer Boeing 747 nach Hause zurückkehren
Boeing 747 nimmt Shuttle zum Kosmodrom
Insgesamt wurden fünf Shuttles gebaut (zwei davon starben bei Unfällen) und ein Prototyp.
Bei der Entwicklung war vorgesehen, dass die Shuttles 24 Starts pro Jahr machen und jeder von ihnen bis zu 100 Flüge ins All machen würde. In der Praxis wurden sie viel weniger verwendet - bis zum Ende des Programms im Sommer 2011 wurden 135 Starts durchgeführt, von denen Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Die Besatzung des Shuttles besteht aus zwei Astronauten - dem Kommandanten und dem Piloten. Die größte Besatzung des Shuttles besteht aus acht Astronauten (Challenger, 1985).
Sowjetische Reaktion auf die Schaffung des Shuttles
Die Entwicklung des "Shuttles" machte einen großen Eindruck auf die Führer der UdSSR. Es wurde angenommen, dass die Amerikaner einen mit Weltraum-Boden-Raketen bewaffneten Orbitalbomber entwickelten. Die enorme Größe des Shuttles und seine Fähigkeit, eine Last von bis zu 14,5 Tonnen zur Erde zurückzubringen, wurden als klare Bedrohung der Entführung sowjetischer Satelliten und sogar sowjetischer militärischer Raumstationen wie Almaz interpretiert, die unter dem Namen Saljut. ins All flogen. Diese Schätzungen waren falsch, da die Vereinigten Staaten 1962 die Idee eines Weltraumbombers im Zusammenhang mit der erfolgreichen Entwicklung eines Atom-U-Boots und bodengestützter ballistischer Raketen aufgegeben haben.
Sojus könnte problemlos in den Frachtraum des Shuttles passen
Sowjetische Experten konnten nicht verstehen, warum 60 Shuttle-Starts pro Jahr erforderlich waren - ein Start pro Woche! Woher kam die Vielzahl von Weltraumsatelliten und -stationen, für die das Shuttle benötigt würde? Sowjetmenschen, die in einem anderen Wirtschaftssystem leben, konnten sich nicht einmal vorstellen, dass die Führung der NASA, die in Regierung und Kongress energisch ein neues Raumfahrtprogramm vorangetrieben hat, von der Angst vor Arbeitslosigkeit geleitet wurde. Das Mondprogramm stand kurz vor dem Abschluss und Tausende hochqualifizierter Spezialisten waren arbeitslos. Und vor allem standen die angesehenen und sehr gut bezahlten NASA-Führungskräfte vor der enttäuschenden Aussicht, sich von ihren bewohnten Büros zu trennen.
Daher wurde eine Wirtschaftlichkeitsstudie über den großen finanziellen Nutzen von Mehrweg-Transportraumfahrzeugen im Falle eines Verzichts auf Einwegraketen erstellt. Aber für das Sowjetvolk war es absolut unverständlich, dass der Präsident und der Kongress landesweite Mittel nur unter Rücksicht auf die Meinung ihrer Wähler ausgeben konnten. In diesem Zusammenhang herrschte in der UdSSR die Meinung vor, dass die Amerikaner eine neue QC für einige zukünftige unverständliche Aufgaben, wahrscheinlich militärische, schaffen würden.
Wiederverwendbares Raumschiff "Buran"
In der Sowjetunion war ursprünglich geplant, eine verbesserte Kopie des Shuttles zu schaffen - ein Orbitalflugzeug OS-120 mit einem Gewicht von 120 Tonnen (das amerikanische Shuttle wog bei Volllast 110 Tonnen). die Buran mit Auswurfcockpit für zwei Piloten und Turbojet-Triebwerken für die Landung auf dem Flughafen.
Die Führung der Streitkräfte der UdSSR bestand darauf, den "Shuttle" fast vollständig zu kopieren. Zu diesem Zeitpunkt war der sowjetische Geheimdienst in der Lage, viele Informationen über das amerikanische Raumschiff zu erhalten. Aber es stellte sich heraus, dass es nicht so einfach war. Inländische Wasserstoff-Sauerstoff-Raketenmotoren erwiesen sich als größer und schwerer als amerikanische. Darüber hinaus waren sie in Bezug auf die Macht dem Ausland unterlegen. Daher mussten anstelle von drei Raketentriebwerken vier installiert werden. Aber im Orbitalflugzeug war einfach kein Platz für vier Antriebsmotoren.
Beim Shuttle wurden 83 % der Last beim Start von zwei Festtreibstoff-Boostern getragen. In der Sowjetunion war es nicht möglich, derart leistungsstarke Feststoffraketen zu entwickeln. Raketen dieses Typs wurden als ballistische Träger von See- und Landnuklearladungen verwendet. Aber sie erreichten nicht sehr, sehr viel die erforderliche Leistung. Daher hatten die sowjetischen Konstrukteure die einzige Möglichkeit - Flüssigtreibstoffraketen als Beschleuniger zu verwenden. Im Rahmen des Energia-Buran-Programms wurden sehr erfolgreiche Kerosin-Sauerstoff-RD-170 entwickelt, die als Alternative zu Festbrennstoff-Boostern dienten.
Die Lage des Kosmodroms Baikonur zwang die Konstrukteure, die Leistung ihrer Trägerraketen zu erhöhen. Es ist bekannt, dass je näher die Startrampe am Äquator ist, desto größer ist die Last, die ein und dieselbe Rakete in die Umlaufbahn bringen kann. Das amerikanische Kosmodrom in Cape Canaveral hat einen Vorteil von 15% gegenüber Baikonur! Das heißt, wenn eine von Baikonur gestartete Rakete 100 Tonnen heben kann, dann wird sie 115 Tonnen in die Umlaufbahn bringen, wenn sie von Cape Canaveral gestartet wird!
Geografische Bedingungen, Unterschiede in der Technik, Eigenschaften der entwickelten Motoren und ein anderer Designansatz - all das beeinflusste das Erscheinungsbild von "Buran". Basierend auf all diesen Realitäten wurden ein neues Konzept und ein neues Orbitalfahrzeug OK-92 mit einem Gewicht von 92 Tonnen entwickelt. Vier Sauerstoff-Wasserstoff-Motoren wurden in den zentralen Kraftstofftank überführt und die zweite Stufe der Energia-Trägerrakete erhalten. Anstelle von zwei Festtreibstoff-Boostern wurde beschlossen, vier Raketen auf Flüssigtreibstoff Kerosin-Sauerstoff mit Vierkammer-RD-170-Triebwerken einzusetzen. Vierkammer bedeutet vier Düsen, eine Düse mit großem Durchmesser ist äußerst schwierig herzustellen. Daher gehen die Konstrukteure zur Komplikation und Gewichtung des Motors, indem sie ihn mit mehreren kleineren Düsen auslegen. Es gibt so viele Düsen wie Brennkammern mit einer Reihe von Brennstoff- und Oxidationsmittelversorgungsleitungen und all den "Liegeplätzen". Diese Verbindung wurde nach dem traditionellen, "königlichen" Schema hergestellt, ähnlich wie bei den "Allianzen" und "Osten" wurde die erste Stufe von "Energie".
"Buran" im Flug
Das Kreuzfahrtschiff Buran selbst wurde, ähnlich wie die Sojus, zur dritten Stufe der Trägerrakete. Der einzige Unterschied besteht darin, dass sich die Buran an der Seite der zweiten Stufe befand, während sich die Sojus ganz oben auf der Trägerrakete befand. So wurde das klassische Schema eines dreistufigen Wegwerf-Raumsystems erhalten, mit dem einzigen Unterschied, dass das Orbitalschiff wiederverwendbar war.
Wiederverwendbarkeit war ein weiteres Problem des Energia-Buran-Systems. Für die Amerikaner waren die Shuttles für 100 Flüge ausgelegt. Beispielsweise könnten Orbitalmanövermotoren bis zu 1000 Umdrehungen standhalten. Nach vorbeugender Wartung waren alle Elemente (außer dem Kraftstofftank) für den Start ins All geeignet.
Festtreibstoff-Booster von einem Spezialschiff abgeholt
Festtreibstoff-Booster wurden mit Fallschirmen ins Meer gesprungen, von speziellen NASA-Schiffen aufgenommen und zum Herstellerwerk geliefert, wo sie vorbeugend gewartet und mit Treibstoff befüllt wurden. Auch das Shuttle selbst wurde gründlich überprüft, verhindert und repariert.
Verteidigungsminister Ustinov forderte in einem Ultimatum, dass das Energia-Buran-System maximal recycelbar sei. Daher waren die Designer gezwungen, dieses Problem anzugehen. Formal galten die seitlichen Booster als wiederverwendbar, geeignet für zehn Starts. Tatsächlich kam es aber aus vielen Gründen nicht dazu. Nehmen wir zumindest die Tatsache, dass amerikanische Beschleuniger ins Meer floppten und sowjetische in der kasachischen Steppe, wo die Landebedingungen nicht so günstig waren wie das warme Meerwasser. Und eine Flüssigtreibstoffrakete ist eine empfindlichere Schöpfung. als Festtreibstoff.„Buran“wurde ebenfalls für 10 Flüge ausgelegt.
Im Allgemeinen funktionierte das wiederverwendbare System nicht, obwohl die Erfolge offensichtlich waren. Das von großen Antriebsmotoren befreite sowjetische Orbitalschiff erhielt stärkere Motoren zum Manövrieren im Orbit. Was ihm im Falle seines Einsatzes als Weltraum-"Jagdbomber" große Vorteile verschaffte. Plus Turbojets für atmosphärisches Fliegen und Landen. Darüber hinaus wurde eine leistungsstarke Rakete mit der ersten Stufe mit Kerosintreibstoff und der zweiten mit Wasserstoff entwickelt. Es war eine solche Rakete, die der UdSSR fehlte, um das Mondrennen zu gewinnen. In ihren Eigenschaften entsprach Energia praktisch der amerikanischen Saturn-5-Rakete, die Apollo-11 zum Mond schickte.
"Buran" hat mit dem amerikanischen "Shuttle" eine hervorragende externe Erreichbarkeit. Korabl poctroen Po cheme camoleta tipa "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie bei pocadke pocle vozvrascheniya in plotnye cloi atmocfery und Rad napravonyleniya. Mit einem Seitenmanöver von bis zu 2000 Kilometern gelang ihm ein kontrollierter Abstieg in die Atmosphäre.
Die Länge der "Buren" beträgt 36,4 Meter, die Spannweite beträgt etwa 24 Meter, die Höhe des Schiffes auf dem Fahrgestell beträgt mehr als 16 Meter. Die alte Masse des Schiffes beträgt mehr als 100 Tonnen, davon werden 14 Tonnen als Treibstoff verwendet. In nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina für ekipazha und bolshey chacti apparatury für obecpecheniya poleta in raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA Orbite, cpucka und. Das Volumen der Kabine beträgt über 70 Kubikmeter.
Wenn vozvraschenii in plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablya rackalyayutcya graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii korablya. Daher zeichnete sich "BURAN" durch seinen leistungsstarken Wärmeschutz aus, der normale Temperaturbedingungen für die Konstruktion eines Schiffes während des Fluges in Flugzeugen bietet
Hitzebeständige Abdeckung aus mehr als 38 Tausend Fliesen, aus Spezialmaterialien: Quarzfaser, Hochleistungskern, kein Kern Keramisches Holz hat die Fähigkeit, Wärme zu speichern, ohne sie an den Schiffsrumpf weiterzugeben. Die Gesamtmasse dieser Rüstung betrug etwa 9 Tonnen.
Die Länge des Laderaums von BURANA beträgt etwa 18 Meter. In seinem umfangreichen Laderaum kann eine Nutzlast mit einer Masse von bis zu 30 Tonnen untergebracht werden. Dort war es möglich, große Raumfahrzeuge zu platzieren - große Satelliten, Blöcke von Orbitalstationen. Die Landemasse des Schiffes beträgt 82 Tonnen.
"BURAN" wurde mit allen notwendigen Systemen und Geräten sowohl für den automatischen als auch für den pilotierten Flug verwendet. Dies und die Mittel zur Navigation und Steuerung sowie Funk- und Fernsehsysteme sowie automatische Steuerungen für Wärme und Leistung
Burans Hütte
Die Hauptmotorinstallation, zwei Gruppen von Motoren zum Manövrieren, befinden sich am Ende des Heckteils und im vorderen Teil des Rahmens.
Insgesamt war geplant, 5 Orbitalschiffe zu bauen. Außer Buran war Tempest fast fertig und fast die Hälfte von Baikal. Zwei weitere Schiffe, die sich in der Anfangsphase der Produktion befanden, erhielten keine Namen. Das Energia-Buran-System hatte kein Glück - es wurde zu einem dafür unglücklichen Zeitpunkt geboren. Die sowjetische Wirtschaft war nicht mehr in der Lage, teure Raumfahrtprogramme zu finanzieren. Und eine Art Schicksal verfolgte die Kosmonauten, die sich auf Flüge mit der "Buran" vorbereiteten. Die Testpiloten V. Bukreev und A. Lysenko starben 1977 bei Flugzeugabstürzen, noch bevor sie sich der Kosmonautengruppe anschlossen. 1980 starb Testpilot O. Kononenko. 1988 starben A. Levchenko und A. Shchukin. Nach dem Flug von "Buran" starb R. Stankevichus, der Co-Pilot für den bemannten Flug des geflügelten Raumschiffs, bei einem Flugzeugabsturz. I. Volk wurde zum ersten Piloten ernannt.
Auch der "Buran" hatte kein Glück. Nach dem ersten und einzigen erfolgreichen Flug wurde das Schiff in einem Hangar des Weltraumbahnhofs Baikonur gehalten. Am 12. Mai 2002 brach die Überschneidung der Werkstatt, in der sich das Buran- und das Energia-Modell befanden, zusammen. Mit diesem traurigen Akkord endete die Existenz des geflügelten Raumschiffs, das so große Hoffnungen gezeigt hatte.
Nach dem Einsturz des Bodens
