Полет на шаттле

С сотрясающим землю грохотом зажигаются два ракетных ускорителя, их рев сливается с воем двигателей, и космический шаттл взлетает со стартовой площадки Космического центра имени Кеннеди (КЦК), Флорида. Пристегнутые ремнями пилот и командир экипажа в своей кабине испытывают сильнейшие перегрузки. К этому моменту они годами готовились на тренировках. И все же, в эти минуты они могут только наблюдать за датчиками на приборной панели.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ

Пять бортовых компьютеров обрабатывают полетные данные, управляют и контролируют работу всех систем. Они перепроверяют расчеты друг друга и отбрасывают те результаты, которые не соответствуют общим данным. Экипаж постоянно следит за полетными данными, проверяя крен (угол), положение в пространстве (направление), высоту полета и работу двигателей, чтобы в любой момент взять управление на себя.

Во время запуска 2000-тонный шаттл состоит из орбитального аппарата и внешнего топливного бака длиной 48 м, к которому прикреплены два твердотопливных ракетных ускорителя. Ускорители дают большую часть тяги во время взлета (71 %), остальную обеспечивают три основных двигателя орбитального аппарата.

С запуска боковых ускорителей начинается взлет. После отхода от стартового комплекса происходит разворот системы для выхода на азимут целевого наклонения орбиты. В случае серьезного сбоя систем диспетчеры должны решить, каким образом прекратить миссию. На втором этапе отстреливаются ракетные ускорители. Если этого не происходит, экипаж корабля запускает процесс вручную.

Теперь орбитальный аппарат приводится в движение только основными двигателями, питающимися из внешнего топливного бака. Затем этот бак отделяется. Если этого не происходит, экипаж опять готов сделать это вручную. Затем отключается главный двигатель. Корабль выходит на орбиту.

ОРБИТАЛЬНЫЕ МАНЕВРЫ

Благодаря двум меньшим двигателям орбитальной системы маневрирования (ОСМ), расположенным в блоках по обеим сторонам хвостовой части, корабль выходит с эллиптической на круговую орбиту. Кроме ОСМ, маневрирование орбитального аппарата в космосе вместе с передней реактивной системой управления (РСУ) обеспечивают струйные рули. На задней палубе за пилотом находится специалист, контролирующий струйные рули РСУ и кран-манипулятор орбитального аппарата, используемый для возвращения спутника.

Миссии орбитальных аппаратов длились до 16 дней в зависимости от целей. После окончания миссии КЦК давал экипажу команду перенастроить бортовые компьютеры для возврата в атмосферу.

Первоначально управление принадлежит командиру корабля. В космосе орбитальный аппарат летит вверх дном и носовой частью вперед. Для возвращения в атмосферу командир разворачивает корабль хвостовой частью вперед. Двигатели ОСМ дают два трехминутных тормозных импульса, замедляющих корабль до 300 км/ч для входа в атмосферу Земли.

ВОЗВРАЩЕНИЕ НА ЗЕМЛЮ

Орбитальный аппарат снова поворачивается носовой частью вперед, чтобы ее термостойкое покрытие защитило от возгорания из-за трения, вызываемого прохождением сквозь атмосферу на сверхзвуковой скорости. Аппарат попадает в сверкающий поток крайне горячего ионизированного воздуха, который на короткое время блокирует радиосигналы из Центра управления полетами.

Бортовые компьютеры перенимают управление, но командир внимательно следит за показаниями приборов. Во время спуска хвостовые струйные рули РСУ удерживают орбитальный аппарат под углом 40°. Затем РСУ отключается и корабль превращается в гигантский планер. Для гашения сверхзвуковой скорости он выполняет серию S-образных маневров с креном.

Решение о месте приземления принимается за 90 минут до касания земли. Первый вариант – это КЦК, второй – база ВВС имени Эдвардса в Калифорнии. В случае чрезвычайной ситуации или плохих метеоусловий в КЦК предпочтение отдается ей. Однако от базы Эдвардса орбитальному аппарату необходимо вернуться в КЦК на авиаперевозчике шаттлов – модифицированном «Боинге-747», а это дополнительные расходы в 2 млн долларов.

ЗАХОД НА ПОСАДКУ

В КЦК одна взлетно-посадочная полоса, но к ней можно подлететь с северо-запада (тогда ее называют взлетно-посадочной полосой 15) или с юго-востока (в этом случае ее назовут взлетно-посадочной полосой 33).

О приближении орбитального аппарата сообщает двойной звуковой хлопок, вызываемый ударными волнами, которые создаются сжатым воздухом перед носовой частью корабля. В 40 км от КЦК бортовые компьютеры передают управление командиру, который заводит корабль на круговые виражи для уменьшения высоты и выравнивания для финального захода. Это решающий момент, поскольку без мощности двигателей второго шанса нет: если командир ошибся и орбитальный аппарат пролетит слишком низко, возможности опять набрать высоту не будет.

ПРИЗЕМЛЕНИЕ

Опускаются щитки воздушного тормоза для дальнейшего уменьшения скорости, и угол снижения становится более крутым. На высоте 600 м над землей командир выравнивает носовую часть. Запускаются шасси. После касания земли выбрасывается тормозной парашют. Корабль останавливается, электропитание выключается, но члены команды еще час остаются внутри, пока он не остынет и не рассеются образовавшиеся по возвращении в атмосферу токсичные газы. В конце концов экипаж проверяет корабль и передает его наземным техникам КЦК для подготовки к следующему полету.