Nom de la navette américaine. Le programme de la navette spatiale : ce qui a fonctionné et ce qui n'a pas fonctionné

3.1.2. Principales caractéristiques techniques Les principales caractéristiques techniques du dispositif Mirage-GE-iX-Ol sont les suivantes : Courant de charge maximum en sortie +12 V………………….. 100 mA relais de commutation 12 V………………… ……. Consommation de courant en mode veille... Consommation de courant 350 mA

3.2.2. Principales caractéristiques techniques Les principales caractéristiques techniques du contrôleur Mirage-GSM-iT-Ol sont les suivantes : Nombre de réseaux de communication GSM/GPRS………………… 2 Période de test des canaux de communication…. à partir de 10 secondes Délai de livraison de la notification………………. 1 à 2 secondes (TCP/IP)Basique

Navette et Bourane

Lorsque vous regardez des photographies des vaisseaux spatiaux ailés "Bourane" et "Shuttle", vous pouvez avoir l'impression qu'ils sont tout à fait identiques. Au moins, il ne devrait pas y avoir de différences fondamentales. Malgré leur similitude externe, ces deux systèmes spatiaux restent fondamentalement différents.

"Navette"

La Navette est un vaisseau spatial de transport réutilisable (MTSC). Le navire dispose de trois moteurs de fusée à liquide (LPRE) alimentés à l'hydrogène. L'agent oxydant est l'oxygène liquide. Entrer en orbite terrestre basse nécessite une énorme quantité de carburant et de comburant. Le réservoir de carburant constitue donc l’élément le plus important du système de la navette spatiale. Le vaisseau spatial est situé sur cet immense réservoir et y est relié par un système de canalisations à travers lesquelles le carburant et le comburant sont fournis aux moteurs de la navette.

Et pourtant, trois moteurs puissants d'un vaisseau ailé ne suffisent pas pour aller dans l'espace. Attachés au réservoir central du système se trouvent deux propulseurs à propergol solide - les fusées les plus puissantes de l'histoire de l'humanité à ce jour. La plus grande puissance est nécessaire précisément au lancement, afin de déplacer un navire de plusieurs tonnes et de le soulever sur les quatre premiers kilomètres et demi. Les propulseurs de fusée à poudre assument 83 % de la charge.

Une autre navette décolle

À une altitude de 45 km, les propulseurs à combustible solide, ayant épuisé tout le carburant, sont séparés du navire et amerris dans l'océan à l'aide de parachutes. De plus, jusqu'à une altitude de 113 km, la navette s'élève à l'aide de trois moteurs-fusées. Une fois le réservoir séparé, le navire vole pendant encore 90 secondes par inertie, puis, pendant une courte période, deux moteurs de manœuvre orbitaux fonctionnant au carburant à auto-allumage sont mis en marche. Et la navette entre sur l'orbite de travail. Et le réservoir entre dans l’atmosphère, où il brûle. Certaines parties tombent dans l'océan.

Département boosters à propergol solide

Les moteurs de manœuvre orbitale sont conçus, comme leur nom l'indique, pour diverses manœuvres dans l'espace : pour modifier les paramètres orbitaux, pour l'amarrage à l'ISS ou à d'autres engins spatiaux situés en orbite terrestre basse. Donc les navettes sont passées plusieurs fois télescope orbital Hubble pour la maintenance.

Et enfin, ces moteurs servent à créer une impulsion de freinage lors du retour sur Terre.

L'étage orbital est réalisé selon la conception aérodynamique d'un monoplan sans queue avec une aile basse en forme de delta avec un bord d'attaque à double flèche et avec une queue verticale de conception habituelle. Pour le contrôle dans l'atmosphère, on utilise un gouvernail en deux parties sur l'aileron (il y a aussi un frein pneumatique), des élevons sur le bord de fuite de l'aile et un volet d'équilibrage sous le fuselage arrière. Le train d'atterrissage est escamotable, à trois colonnes, avec une roulette avant.

Longueur 37,24 m, envergure 23,79 m, hauteur 17,27 m. Le poids à sec de l'appareil est d'environ 68 tonnes, décollage - de 85 à 114 tonnes (selon la mission et la charge utile), atterrissage avec fret de retour à bord - 84,26 tonnes.

La caractéristique la plus importante de la conception de la cellule est sa protection thermique.

Dans les zones les plus sollicitées par la chaleur (température de conception jusqu'à 1430º C), un composite multicouche carbone-carbone est utilisé. Il n'y a pas beaucoup de tels endroits, il s'agit principalement de la pointe du fuselage et du bord d'attaque de l'aile. La surface inférieure de l'ensemble de l'appareil (chauffage de 650 à 1260º C) est recouverte de dalles constituées d'un matériau à base de fibre de quartz. Les surfaces supérieures et latérales sont partiellement protégées par des tuiles isolantes à basse température - où la température est de 315 à 650 ºC ; dans d'autres endroits où la température ne dépasse pas 370º C, on utilise un feutre recouvert de caoutchouc de silicone.

Le poids total de la protection thermique des quatre types est de 7 164 kg.

L'étage orbital dispose d'une cabine à deux niveaux pour sept astronautes.

Pont supérieur de la cabine de la navette

Dans le cas d'un programme de vol prolongé ou lors d'opérations de sauvetage, jusqu'à dix personnes peuvent se trouver à bord de la navette. Dans la cabine se trouvent des commandes de vol, des postes de travail et de couchage, une cuisine, un garde-manger, un compartiment sanitaire, un sas, des postes de contrôle des opérations et de la charge utile et d'autres équipements. Le volume total scellé de la cabine est de 75 mètres cubes. m, le système de survie maintient une pression de 760 mm Hg. Art. et température comprise entre 18,3 et 26,6 °C.

Ce système est réalisé dans une version ouverte, c'est-à-dire sans recours à la régénération de l'air et de l'eau. Ce choix s'explique par le fait que la durée des vols en navette a été fixée à sept jours, avec la possibilité de l'augmenter à 30 jours grâce à des fonds supplémentaires. Avec une autonomie aussi insignifiante, l'installation d'équipements de régénération entraînerait une augmentation injustifiée du poids, de la consommation électrique et de la complexité des équipements embarqués.

L'apport de gaz comprimés est suffisant pour rétablir l'atmosphère normale dans la cabine en cas de dépressurisation complète ou pour y maintenir une pression de 42,5 mm Hg. Art. pendant 165 minutes avec formation d'un petit trou dans le boîtier peu après le lancement.

Le compartiment à bagages mesure 18,3 x 4,6 m et a un volume de 339,8 mètres cubes. m est équipé d'un manipulateur « à trois pattes » de 15,3 m de long. Lors de l'ouverture des portes des compartiments, elles tournent avec elles. position de travail radiateurs du système de refroidissement. La réflectivité des panneaux de radiateur est telle qu’ils restent frais même lorsque le soleil les éclaire.

Ce que la navette spatiale peut faire et comment elle vole

Si l'on imagine le système assemblé voler horizontalement, on voit le réservoir de carburant externe comme son élément central ; Un orbiteur y est amarré au sommet et des accélérateurs se trouvent sur les côtés. La longueur totale du système est de 56,1 m et la hauteur est de 23,34 m. La largeur totale est déterminée par l'envergure de l'étage orbital, soit 23,79 m. La masse maximale de lancement est d'environ 2 041 000 kg.

Il est impossible de parler sans ambiguïté de la taille de la charge utile, car elle dépend des paramètres de l'orbite cible et du point de lancement du navire. Donnons trois options. Le système Space Shuttle est capable d’afficher :

29 500 kg lors du lancement à l'est de Cap Canaveral (Floride, cote est) sur une orbite d'une altitude de 185 km et d'une inclinaison de 28º ;

11 300 kg au lancement depuis le Space Flight Center. Kennedy sur une orbite d'une altitude de 500 km et d'une inclinaison de 55º ;

14 500 kg lors de son lancement depuis la base aérienne de Vandenberg (Californie, côte ouest) sur une orbite polaire à une altitude de 185 km.

Deux pistes d'atterrissage ont été aménagées pour les navettes. Si la navette atterrissait loin du port spatial, elle rentrait chez elle à bord d'un Boeing 747.

Le Boeing 747 transporte la navette jusqu'au port spatial

Au total, cinq navettes ont été construites (dont deux sont mortes dans des catastrophes) et un prototype.

Au cours du développement, il était prévu que les navettes effectueraient 24 lancements par an et que chacune d'elles effectuerait jusqu'à 100 vols dans l'espace. Dans la pratique, ils ont été beaucoup moins utilisés - à la fin du programme à l'été 2011, 135 lancements avaient été effectués, dont Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10.

L'équipage de la navette est composé de deux astronautes : le commandant et le pilote. Le plus grand équipage de la navette était composé de huit astronautes (Challenger, 1985).

Réaction soviétique à la création de la navette

Le développement de la navette a fait une grande impression sur les dirigeants de l'URSS. On pensait que les Américains développaient un bombardier orbital armé de missiles espace-sol. La taille énorme de la navette et sa capacité à ramener sur Terre des marchandises allant jusqu'à 14,5 tonnes ont été interprétées comme une menace évidente de vol de satellites soviétiques et même de stations spatiales militaires soviétiques comme Almaz, qui a volé dans l'espace sous le nom de Salyut. Ces estimations étaient erronées, puisque les États-Unis ont abandonné l'idée d'un bombardier spatial en 1962 en raison du développement réussi de la flotte de sous-marins nucléaires et des missiles balistiques au sol.

Le Soyouz pourrait facilement tenir dans la soute de la navette.

Les experts soviétiques ne comprenaient pas pourquoi il fallait 60 lancements de navettes par an - un lancement par semaine ! D’où devrait venir la multitude ? satellites spatiaux et les gares pour lesquelles la Navette sera nécessaire ? Le peuple soviétique, vivant dans un système économique différent, ne pouvait même pas imaginer que la direction de la NASA, poussant avec acharnement le nouveau programme spatial au sein du gouvernement et du Congrès, était motivée par la peur de se retrouver sans emploi. Le programme lunaire touchait à sa fin et des milliers de spécialistes hautement qualifiés se retrouvaient sans emploi. Et, plus important encore, les dirigeants respectés et très bien payés de la NASA ont été confrontés à la perspective décevante de se séparer de leurs bureaux.

Par conséquent, une justification économique a été préparée sur les grands avantages financiers des engins spatiaux de transport réutilisables en cas d'abandon des fusées jetables. Mais pour peuple soviétique il était absolument incompréhensible que le Président et le Congrès puissent dépenser les fonds nationaux uniquement en tenant compte de l'opinion de leurs électeurs. À cet égard, l'opinion régnait en URSS selon laquelle les Américains créaient un nouveau vaisseau spatial pour certaines tâches futures inconnues, très probablement militaires.

Vaisseau spatial réutilisable "Bourane"

En Union soviétique, il était initialement prévu de créer une copie améliorée de la navette - l'avion orbital OS-120, pesant 120 tonnes (la navette américaine pesait 110 tonnes à pleine charge, contrairement à la navette). le Bourane avec une cabine d'éjection pour deux pilotes et des turboréacteurs pour l'atterrissage sur l'aérodrome.

Les dirigeants des forces armées de l'URSS ont insisté sur une copie presque complète de la navette. À cette époque, les services de renseignement soviétiques avaient réussi à obtenir de nombreuses informations sur le vaisseau spatial américain. Mais il s'est avéré que tout n'est pas si simple. Les moteurs de fusée liquides à hydrogène et oxygène nationaux se sont avérés plus gros et plus lourds que les moteurs américains. De plus, leur pouvoir était inférieur à celui d'outre-mer. Par conséquent, au lieu de trois moteurs-fusées à liquide, il a fallu en installer quatre. Mais sur un avion orbital, il n’y avait tout simplement pas de place pour quatre moteurs de propulsion.

Pour la navette, 83 % de la charge au lancement était transportée par deux propulseurs à combustible solide. L’Union soviétique n’a pas réussi à développer des missiles à combustible solide aussi puissants. Des missiles de ce type étaient utilisés comme porteurs balistiques de charges nucléaires maritimes et terrestres. Mais ils étaient très, très loin de la puissance requise. Par conséquent, les concepteurs soviétiques avaient la seule option : utiliser des fusées liquides comme accélérateurs. Dans le cadre du programme Energia-Bourane, des RD-170 kérosène-oxygène très efficaces ont été créés, qui ont servi d'alternative aux accélérateurs à combustible solide.

L'emplacement même du cosmodrome de Baïkonour a obligé les concepteurs à augmenter la puissance de leurs lanceurs. On sait que plus on se rapproche rampe de lancement vers l'équateur, plus la même fusée peut lancer de marchandises en orbite. Le cosmodrome américain de Cap Canaveral a un avantage de 15% sur Baïkonour ! Autrement dit, si une fusée lancée depuis Baïkonour peut soulever 100 tonnes, alors lorsqu'elle sera lancée depuis Cap Canaveral, elle lancera 115 tonnes en orbite !

Les conditions géographiques, les différences technologiques, les caractéristiques des moteurs créés et les différentes approches de conception ont tous eu un impact sur l'apparence du Bourane. Sur la base de toutes ces réalités, il a été élaboré nouveau concept et le nouveau véhicule orbital OK-92, pesant 92 tonnes. Quatre moteurs oxygène-hydrogène ont été transférés dans le réservoir central de carburant et le deuxième étage du lanceur Energia a été obtenu. Au lieu de deux propulseurs à combustible solide, il a été décidé d'utiliser quatre fusées à combustible liquide kérosène-oxygène équipées de moteurs RD-170 à quatre chambres. Quatre chambres signifie quatre buses. Une buse de grand diamètre est extrêmement difficile à fabriquer. Par conséquent, les concepteurs vont compliquer et alourdir le moteur en le concevant avec plusieurs buses plus petites. Autant de buses qu'il y a de chambres de combustion avec un tas de canalisations d'alimentation en carburant et en comburant et avec tous les « amarres ». Cette connexion s'est faite selon le schéma traditionnel « royal », semblable aux « syndicats » et aux « Est », et est devenue la première étape de « l'Énergie ».

"Bourane" en vol

Le navire ailé Bourane lui-même est devenu le troisième étage du lanceur, comme le même Soyouz. La seule différence est que le Bourane était situé sur le côté du deuxième étage, et le Soyouz tout en haut du lanceur. Ainsi, le schéma classique d'un système spatial jetable à trois étages a été obtenu, la seule différence étant que le vaisseau orbital était réutilisable.

La réutilisabilité était un autre problème du système Energia-Buran. Pour les Américains, les navettes étaient conçues pour 100 vols. Par exemple, les moteurs de manœuvre orbitale pourraient supporter jusqu’à 1 000 activations. Après une maintenance préventive, tous les éléments (à l'exception du réservoir de carburant) étaient aptes au lancement dans l'espace.

L'accélérateur à combustible solide a été sélectionné par un navire spécial

Les propulseurs à combustible solide ont été parachutés dans l'océan, récupérés par des navires spéciaux de la NASA et livrés à l'usine du fabricant, où ils ont été entretenus et remplis de carburant. La navette elle-même a également fait l’objet d’une inspection, d’un entretien et d’une réparation approfondis.

Le ministre de la Défense Ustinov, sous la forme d'un ultimatum, a exigé que le système Energia-Bourane soit aussi adapté que possible aux réutilisation. Les concepteurs ont donc été obligés de résoudre ce problème. Formellement, les boosters latéraux étaient considérés comme réutilisables, adaptés à dix lancements. Mais en fait, les choses n’en sont pas arrivées là pour plusieurs raisons. Prenons, par exemple, le fait que des boosters américains ont éclaboussé l'océan et que des boosters soviétiques sont tombés dans la steppe kazakhe, où les conditions d'atterrissage n'étaient pas aussi favorables que les eaux chaudes de l'océan. Et une fusée liquide est une création plus délicate. que le combustible solide. "Bourane" a également été conçu pour 10 vols.

En général, un système réutilisable n’a pas fonctionné, même si les résultats étaient évidents. Le navire orbital soviétique, débarrassé des gros moteurs de propulsion, a reçu des moteurs plus puissants pour manœuvrer en orbite. Ce qui, dans le cas de son utilisation comme « chasseur-bombardier » spatial, lui conférait de grands avantages. Et plus des turboréacteurs pour le vol et l'atterrissage dans l'atmosphère. De plus, une fusée puissante a été créée avec le premier étage utilisant du kérosène et le second utilisant de l'hydrogène. C’est exactement le genre de fusée dont l’URSS avait besoin pour remporter la course lunaire. «Energia», dans ses caractéristiques, était presque équivalente à la fusée américaine Saturn 5 qui a envoyé Apollo 11 sur la Lune.

"Bourane" a une grande ressemblance extérieure avec la "Shuttle" américaine. Le navire est construit selon la conception d'un avion sans queue avec une aile delta à balayage variable et dispose de commandes aérodynamiques qui fonctionnent lors de l'atterrissage après le retour dans les couches denses de l'atmosphère - le gouvernail et les élevons. Il était capable d'effectuer une descente contrôlée dans l'atmosphère avec une manœuvre latérale pouvant atteindre 2 000 kilomètres.

La longueur du Bourane est de 36,4 mètres, l'envergure est d'environ 24 mètres et la hauteur du navire sur le châssis est supérieure à 16 mètres. Le poids au lancement du navire est supérieur à 100 tonnes, dont 14 tonnes de carburant. Une cabine scellée et entièrement soudée pour l'équipage et la plupart des équipements d'assistance au vol faisant partie du complexe fusée-espace est insérée dans le compartiment avant du vol en orbite, en descente et en atterrissage. Le volume de la cabine est supérieur à 70 mètres cubes.

Lors du retour dans les couches denses de l'atmosphère, les zones les plus intenses en chaleur de la surface du navire chauffent jusqu'à 1 600 degrés, la chaleur atteignant directement la surface selon la conception du navire ne doit pas dépasser 150 degrés. Par conséquent, « Bourane » se distinguait par une puissante protection thermique, garantissant des conditions de température normales pour la conception du navire lors du passage à travers des couches denses de l'atmosphère lors de l'atterrissage.

Le revêtement de protection thermique de plus de 38 000 carreaux est composé de matériaux spéciaux : fibre de quartz, fibres organiques à haute température, partiellement à base de carbone. L'armure en céramique a la capacité d'accumuler de la chaleur sans la laisser passer jusqu'à la coque du navire. Le poids total de cette armure était d'environ 9 tonnes.

La longueur du compartiment à bagages du Bourane est d'environ 18 mètres. Son compartiment cargo spacieux pouvait accueillir une charge utile pesant jusqu'à 30 tonnes. Il était possible d'y placer des engins spatiaux de grande taille - de gros satellites, des blocs de stations orbitales. La masse à l'atterrissage du navire est de 82 tonnes.

"Bourane" était équipé de tous les systèmes et équipements nécessaires au vol automatique et habité. Ceux-ci comprennent des équipements de navigation et de contrôle, des systèmes de radio et de télévision, des dispositifs de contrôle thermique automatique et un système de survie de l'équipage et bien plus encore.

Cabane Bourane

L'installation moteur principale, deux groupes de moteurs pour les manœuvres, est située à l'extrémité du compartiment arrière et dans la partie avant de la coque.

Le 18 novembre 1988, Bourane entreprend son vol dans l'espace. Il a été lancé à l'aide du lanceur Energia.

Après être entré en orbite terrestre basse, Bourane a effectué 2 orbites autour de la Terre (en 205 minutes), puis a commencé sa descente vers Baïkonour. L'atterrissage a eu lieu sur un aérodrome spécial de Yubileiny.

Le vol était automatique et il n’y avait aucun équipage à bord. Le vol orbital et l'atterrissage ont été effectués à l'aide d'un ordinateur de bord et d'un logiciel spécial. Le mode de vol automatique constituait la principale différence avec la navette spatiale, dans laquelle les astronautes effectuaient des atterrissages manuels. Le vol de Bourane a été inclus dans le Livre Guinness des Records comme étant unique (personne n'avait atterri auparavant vaisseau spatial en mode entièrement automatique).

L’atterrissage automatique d’un géant de 100 tonnes est une chose très compliquée. Nous n'avons réalisé aucun matériel, seulement le logiciel pour le mode atterrissage - à partir du moment où nous atteignons (en descendant) une altitude de 4 km jusqu'à l'arrêt sur la piste d'atterrissage. Je vais essayer de vous raconter très brièvement comment cet algorithme a été réalisé.

Premièrement, le théoricien écrit un algorithme dans le langage haut niveau et vérifie son fonctionnement sur des exemples de tests. Cet algorithme, écrit par une seule personne, est « responsable » d’une opération relativement petite. Ensuite, il est réuni en un sous-système et traîné vers un support de modélisation. Dans le stand « autour » de l'algorithme de travail embarqué, il y a des modèles - un modèle de la dynamique de l'appareil, des modèles d'actionneurs, des systèmes de capteurs, etc. Ils sont également écrits dans un langage de haut niveau. Ainsi, le sous-système algorithmique est testé dans un « vol mathématique ».

Ensuite, les sous-systèmes sont assemblés et testés à nouveau. Et puis les algorithmes sont « traduits » d’un langage de haut niveau vers le langage d’un ordinateur de bord. Pour les tester, déjà sous la forme d'un programme embarqué, il existe un autre support de modélisation, qui comprend un ordinateur de bord. Et la même chose est construite autour de cela : des modèles mathématiques. Ils sont bien entendu modifiés par rapport aux modèles d'un point de vue purement mathématique. Le modèle « tourne » dans un grand ordinateur à usage général. N’oubliez pas que c’était dans les années 1980, les ordinateurs personnels n’en étaient qu’à leurs débuts et étaient très sous-alimentés. C'était l'époque des mainframes, nous avions une paire de deux EC-1061. Et pour connecter le véhicule embarqué au modèle mathématique dans un ordinateur central, vous avez besoin d'un équipement spécial ; il est également nécessaire dans le cadre du support pour diverses tâches.

Nous avons appelé ce stand semi-naturel - après tout, en plus de toutes les mathématiques, il y avait un véritable ordinateur de bord. Il mettait en œuvre un mode de fonctionnement des programmes embarqués très proche du temps réel. C'est long à expliquer, mais pour l'ordinateur de bord, il était impossible de le distinguer du temps réel « réel ».

Un jour, je me réunirai et j'écrirai comment fonctionne le mode de modélisation semi-naturel - pour ce cas et d'autres. Pour l'instant, je veux juste expliquer la composition de notre département - l'équipe qui a fait tout cela. Elle disposait d'un département complet qui s'occupait des capteurs et systèmes exécutifs impliqués dans nos programmes. Il y avait un département d'algorithmique - ils écrivaient des algorithmes embarqués et les élaboraient sur un banc mathématique. Notre département était engagé dans a) la traduction de programmes en langage informatique, b) la création d'équipements spéciaux pour un peuplement semi-naturel (c'est là que je travaillais) et c) des programmes pour cet équipement.

Notre département disposait même de ses propres concepteurs pour créer la documentation pour la fabrication de nos blocs. Et il y avait aussi un département impliqué dans le fonctionnement du jumeau EC-1061 susmentionné.

Le produit final du département, et donc de l'ensemble du bureau d'études dans le cadre du thème « orageux », était un programme sur bande magnétique (années 1980 !), qui a été développé ultérieurement.

Vient ensuite le stand du développeur du système de contrôle. Après tout, il est clair que le système de contrôle d’un avion n’est pas seulement un ordinateur de bord. Ce système a été réalisé par une entreprise beaucoup plus grande que la nôtre. Ils étaient les développeurs et les « propriétaires » de l'ordinateur numérique de bord ; ils l'ont rempli de nombreux programmes qui effectuaient toute la gamme des tâches de contrôle du navire, depuis la préparation avant le lancement jusqu'à l'arrêt des systèmes après l'atterrissage. Et pour nous, notre algorithme d'atterrissage, dans cet ordinateur de bord, seule une partie du temps informatique était allouée ; les autres systèmes logiciels fonctionnaient en parallèle (plus précisément, je dirais, quasi-parallèle). Après tout, si nous calculons la trajectoire d'atterrissage, cela ne signifie pas que nous n'avons plus besoin de stabiliser l'appareil, d'allumer et d'éteindre toutes sortes d'équipements, de maintenir les conditions thermiques, de générer de la télémétrie, etc., et ainsi de suite. sur...

Cependant, revenons à l'élaboration du mode d'atterrissage. Après avoir été testé sur un ordinateur de bord redondant standard dans le cadre de l'ensemble des programmes, cet ensemble a été présenté au stand de l'entreprise qui a développé le vaisseau spatial Bourane. Et il y avait un stand appelé grandeur nature, dans lequel un navire entier était impliqué. Lorsque les programmes fonctionnaient, il agitait les élevons, fredonnait les disques, etc. Et les signaux provenaient de véritables accéléromètres et gyroscopes.

Ensuite, j'en ai assez vu sur l'accélérateur Breeze-M, mais pour l'instant mon rôle était très modeste. Je ne suis pas sorti de mon bureau d'études...

Nous avons donc parcouru le stand grandeur nature. Pensez-vous que c'est tout ? Non.

Vient ensuite le laboratoire volant. Il s'agit d'un Tu-154, dont le système de contrôle est configuré de telle manière que l'avion réagit aux commandes générées par l'ordinateur de bord, comme s'il ne s'agissait pas d'un Tu-154, mais d'un Bourane. Bien entendu, il est possible de « revenir » rapidement au mode normal. "Buransky" n'a été allumé que pendant la durée de l'expérience.

Le point culminant des tests a été 24 vols du prototype Bourane, spécialement conçu pour cette étape. Il s'appelait BTS-002, possédait 4 moteurs du même Tu-154 et pouvait décoller depuis la piste elle-même. Il a atterri pendant les tests, bien sûr, avec les moteurs éteints - après tout, « dans l'état » le vaisseau spatial atterrit en mode plané, il n'a pas de moteurs atmosphériques.

La complexité de ce travail, ou plus précisément de notre complexe logiciel-algorithmique, peut être illustrée par ceci. Dans l'un des vols du BTS-002. a volé « selon le programme » jusqu'à ce que le train d'atterrissage principal touche la piste. Le pilote a alors pris les commandes et a sorti le train avant. Ensuite, le programme s'est rallumé et a piloté l'appareil jusqu'à ce qu'il s'arrête complètement.

D’ailleurs, c’est tout à fait compréhensible. Lorsque l'appareil est en l'air, il n'a aucune restriction de rotation autour des trois axes. Et il tourne, comme prévu, autour du centre de masse. Ici, il a touché la bande avec les roues des racks principaux. Ce qui se passe? La rotation des rouleaux est désormais impossible du tout. La rotation du tangage ne se fait plus autour du centre de masse, mais autour d'un axe passant par les points de contact des roues, et elle est toujours libre. Et maintenant la rotation le long du parcours d'une manière complexe est déterminé par le rapport entre le couple de commande du gouvernail et la force de frottement des roues sur la bande.

C'est un mode tellement difficile, si radicalement différent du vol et de la course le long de la piste « en trois points ». Parce que lorsque la roue avant tombe sur la piste, alors - comme dans la blague : personne ne tourne nulle part...

Au total, il était prévu de construire 5 navires orbitaux. En plus de « Bourane », « Tempête » et près de la moitié du « Baïkal » étaient presque prêts. Deux autres navires en phase initiale de production n’ont pas reçu de nom. Le système Energia-Bourane n'a pas eu de chance - il est né à un moment malheureux pour lui. L’économie de l’URSS n’était plus en mesure de financer des programmes spatiaux coûteux. Et une sorte de destin hantait les cosmonautes se préparant aux vols sur Bourane. Les pilotes d'essai V. Bukreev et A. Lysenko sont morts dans des accidents d'avion en 1977, avant même de rejoindre le groupe des cosmonautes. En 1980, le pilote d'essai O. Kononenko est décédé. En 1988, A. Levchenko et A. Shchukin ont perdu la vie. Après le vol de Bourane, R. Stankevicius, le deuxième pilote du vol habité du vaisseau spatial ailé, est décédé dans un accident d'avion. I. Volk a été nommé premier pilote.

Bourane n'a pas non plus eu de chance. Après le premier et unique vol réussi, le navire a été stocké dans un hangar du cosmodrome de Baïkonour. Le 12 mai 2012 2002, le plafond de l'atelier dans lequel se trouvaient la maquette Bourane et Energia s'est effondré. Sur cette triste corde, s’est terminée l’existence du vaisseau spatial ailé, qui montrait tant d’espoir.

Ah, la vie d'un astronaute c'est avant tout, dites-vous ? Oui, ne me dites pas... Je pense que les Pinde pourraient le faire aussi, mais apparemment, ils pensaient différemment. Pourquoi est-ce que je pense qu'ils pourraient - parce que je le sais : juste à cette époque, ils étaient déjà élaboré(ils ont en fait travaillé, pas seulement « piloté ») un vol entièrement automatique d'un Boeing 747 (oui, le même auquel la navette est attachée sur la photo) de la Floride, de Fort Lauderdale à l'Alaska jusqu'à Anchorage, c'est-à-dire à travers tout le continent . En 1988 (il s'agit de la question des soi-disant terroristes suicides qui ont détourné les avions du 11 septembre. Bon, vous m'avez compris ?) Mais en principe ce sont des difficultés du même ordre (faire atterrir la navette en automatique et décoller - gagnant l'atterrissage en échelon d'un lourd V-747, ce qui, comme le montre la photo, équivaut à plusieurs navettes).

Le niveau de notre retard technologique se reflète bien dans la photo de l'équipement embarqué des cabines du vaisseau spatial en question. Regardez à nouveau et comparez. J’écris tout cela, je le répète : par souci d’objectivité, et non par « adulation de l’Occident » dont je n’ai jamais souffert.
En guise de point. Maintenant, ceux-là aussi ont été détruits, déjà les industries électroniques sont désespérément à la traîne.

De quoi sont alors équipés les tant vantés « Topol-M », etc. ? Je ne sais pas! Et personne ne le sait ! Mais pas le vôtre - cela peut être dit avec certitude. Et tout cela « qui n'est pas le nôtre » peut très bien être bourré (certainement, évidemment) de « signets » matériels, et au bon moment, tout cela deviendra un tas de métal mort. Tout cela aussi a été réglé en 1991, lorsque la Tempête du Désert et les systèmes de défense aérienne irakiens ont été désactivés à distance. On dirait des français.

Alors quand je regarde une autre vidéo " Secrets militaires" avec Prokopenko, ou quelque chose d'autre sur "se lever de ses genoux", "merde analogique" par rapport aux nouveaux prodiges de la haute technologie du domaine de la haute technologie des fusées, de l'espace et de l'aviation, alors... Non, je' Je ne souris pas, il n'y a pas de quoi sourire. Hélas, l'espace soviétique est désespérément foutu par son successeur et tous ces rapports victorieux parlent de toutes sortes de « percées » pour des vestes matelassées alternativement douées.

Le 21 juillet 2011, à 9 h 57 UTC, la navette spatiale Atlantis a atterri sur la piste 15 du Kennedy Space Center. Il s'agissait du 33e vol d'Atlantis et de la 135e mission spatiale dans le cadre du projet Space Shuttle.

Ce vol était le dernier de l'histoire de l'un des programmes spatiaux les plus ambitieux. Le projet sur lequel s’appuyaient les États-Unis pour l’exploration spatiale n’a pas du tout abouti comme l’avaient envisagé ses développeurs.

L’idée d’engins spatiaux réutilisables est apparue tant en URSS qu’aux États-Unis à l’aube de l’ère spatiale, dans les années 1960. Les États-Unis ont commencé sa mise en œuvre pratique en 1971, lorsque la société nord-américaine Rockwell a reçu une commande de la NASA pour développer et créer une flotte complète de navires réutilisables.

Selon le plan des auteurs du programme, les navires réutilisables devaient devenir un moyen efficace et fiable de transporter des astronautes et des marchandises de la Terre vers une orbite terrestre basse. Les appareils étaient censés parcourir la route « Terre - Espace - Terre », comme des navettes, c'est pourquoi le programme s'appelait « Space Shuttle » - « Space Shuttle ».

Initialement, les navettes n'étaient qu'une partie d'un projet plus vaste qui impliquait la création d'une grande station orbitale pour 50 personnes, d'une base sur la Lune et d'une petite station orbitale en orbite autour de la Terre. Compte tenu de la complexité du projet, la NASA était prête, dans un premier temps, à se limiter à une seule grande station orbitale.

Lorsque ces plans furent soumis à l'approbation de la Maison Blanche, Le président américain Richard Nixon Mes yeux se sont assombris à cause du nombre de zéros dans l’estimation estimée du projet. Les États-Unis ont dépensé énormément d’argent pour devancer l’URSS dans la « course à la Lune » habitée, mais il était impossible de continuer à financer des programmes spatiaux à des niveaux véritablement astronomiques.

Premier lancement le jour de la cosmonautique

Après que Nixon ait rejeté ces projets, la NASA a eu recours à une astuce. Après avoir caché les projets de création d'une grande station orbitale, le président s'est vu présenter un projet visant à créer un vaisseau spatial réutilisable en tant que système capable de générer des bénéfices et de récupérer les investissements en lançant des satellites en orbite sur une base commerciale.

Le nouveau projet a été envoyé pour examen à des économistes, qui sont arrivés à la conclusion que le programme serait rentable si au moins 30 lancements d'engins spatiaux réutilisables étaient effectués par an et que les lancements d'engins spatiaux jetables seraient complètement arrêtés.

La NASA était convaincue que ces paramètres étaient tout à fait réalisables et le projet de navette spatiale a reçu l'approbation du président et du Congrès américain.

En effet, au nom du projet Space Shuttle, les États-Unis ont abandonné les engins spatiaux jetables. De plus, au début des années 1980, il fut décidé de transférer le programme de lancement des véhicules militaires et de renseignement vers les navettes. Les développeurs ont assuré que leurs appareils miracles parfaits s'ouvriraient nouvelle page dans l'exploration spatiale, vous obligera à abandonner des coûts énormes et vous permettra même de réaliser des bénéfices.

Le tout premier vaisseau réutilisable, selon les nombreuses demandes des fans de la série » Star Trek"a reçu le nom "Enterprise", n'est jamais allé dans l'espace - il n'a servi qu'à tester les méthodes d'atterrissage.

La construction du premier vaisseau spatial entièrement réutilisable a commencé en 1975 et s’est achevée en 1979. Il fut baptisé « Columbia » en hommage au voilier sur lequel Capitaine Robert Gray en mai 1792, il explora les eaux intérieures de la Colombie-Britannique.

12 avril 1981 "Columbia" avec un équipage de John Young et Robert Crippen lancé avec succès depuis le site de lancement de Cap Canaveral. Le lancement n'était pas prévu pour coïncider avec le 20e anniversaire du lancement Youri Gagarine, mais le destin en a décidé ainsi. Le lancement, initialement prévu le 17 mars, a été reporté à plusieurs reprises en raison de divers problèmes et a finalement été réalisé le 12 avril.

Début de la Colombie. Photo : wikipedia.org

Catastrophe au décollage

La flottille de navires réutilisables a été reconstituée avec le Challenger et le Discovery en 1982, et en 1985 avec l'Atlantis.

Le projet de navette spatiale est devenu la fierté et la carte de visite des États-Unis. À propos de lui face arrière Seuls les experts le savaient. Les navettes, pour lesquelles le programme habité américain a été interrompu pendant six ans, étaient loin d'être aussi fiables que l'espéraient leurs créateurs. Presque chaque lancement était accompagné d'un dépannage avant le lancement et pendant le vol. De plus, il s'est avéré que les coûts d'exploitation des navettes sont en réalité plusieurs fois supérieurs à ceux envisagés par le projet.

La NASA a rassuré les critiques : oui, il y a des défauts, mais ils sont insignifiants. La ressource de chaque navire est conçue pour 100 vols, d'ici 1990 il y aura 24 lancements par an et les navettes ne dévoreront pas d'argent, mais réaliseront des bénéfices.

Le 28 janvier 1986, le lancement de l'expédition 25 du programme de la navette spatiale était prévu depuis Cap Canaveral. Le vaisseau spatial Challenger se dirigeait vers l'espace, dont il s'agissait de la 10e mission. Outre les astronautes professionnels, l'équipage comprenait enseignante Christa McAuliffe, lauréat du concours « Teacher in Space », qui devait donner plusieurs cours depuis l'orbite à des écoliers américains.

Ce lancement a attiré l’attention de toute l’Amérique ; les parents et amis de Christa étaient présents au cosmodrome.

Mais à la 73e seconde de vol, devant les personnes présentes au cosmodrome et des millions de téléspectateurs, le Challenger explose. Sept astronautes à bord sont morts.

La mort du Challenger. Photo : Commons.wikimedia.org

"Peut-être" en américain

Jamais auparavant dans l’histoire de l’astronautique, une catastrophe n’avait fait autant de morts à la fois. Le programme américain de vols habités a été interrompu pendant 32 mois.

L'enquête a montré que la cause de la catastrophe était l'endommagement du joint torique du propulseur à combustible solide droit lors du décollage. Les dommages causés à l'anneau ont provoqué la combustion d'un trou sur le côté de l'accélérateur, à partir duquel un jet s'est écoulé vers le réservoir de carburant externe.

Au cours de la clarification de toutes les circonstances, des détails très disgracieux sur la « cuisine » interne de la NASA ont été révélés. En particulier, les responsables de la NASA sont au courant des défauts des joints toriques depuis 1977, c'est-à-dire depuis la construction de Columbia. Cependant, ils ont renoncé à la menace potentielle, s’appuyant sur le « peut-être » américain. En fin de compte, tout s’est terminé par une monstrueuse tragédie.

Après la mort du Challenger, des mesures ont été prises et des conclusions ont été tirées. Le perfectionnement des navettes ne s'est pas arrêté au cours des années suivantes et, à la fin du projet, il s'agissait en fait de navires complètement différents.

Le Challenger perdu a été remplacé par l'Endeavour, entré en service en 1991.

Navette Endeavour. Photo : Domaine public

De Hubble à l'ISS

On ne peut pas parler uniquement des défauts des navettes. Grâce à eux, pour la première fois, des travaux qui n'avaient jamais été réalisés auparavant ont été réalisés dans l'espace - par exemple, la réparation d'engins spatiaux en panne et même leur retour d'orbite.

C’est la navette Discovery qui a mis en orbite le désormais célèbre télescope Hubble. Grâce aux navettes, le télescope a été réparé quatre fois en orbite, ce qui a permis d'étendre son fonctionnement.

Les navettes transportaient en orbite des équipages comptant jusqu'à 8 personnes, tandis que le Soyouz soviétique jetable ne pouvait pas transporter plus de 3 personnes dans l'espace et revenir sur Terre.

Dans les années 1990, après la clôture du projet Navire soviétique Bourane réutilisable, des navettes américaines ont commencé à voler vers la station orbitale Mir. Ces navires ont également joué un rôle majeur dans la construction de la Station spatiale internationale, en mettant en orbite des modules qui ne disposaient pas de leur propre système de propulsion. Les navettes ont également livré des équipages, de la nourriture et du matériel scientifique à l'ISS.

Cher et mortel

Mais malgré tous les avantages, il est devenu évident au fil des années que les navettes ne se débarrasseront jamais de leurs défauts. Littéralement à chaque vol, les astronautes ont dû effectuer des réparations, éliminant ainsi des problèmes plus ou moins graves.

Au milieu des années 1990, on ne parlait pas de 25 à 30 vols par an. 1985 reste une année record pour le programme avec neuf vols. En 1992 et 1997, il a été possible d'effectuer 8 vols. La NASA a longtemps préféré garder le silence sur le retour sur investissement et la rentabilité du projet.

Le 1er février 2003, la navette spatiale Columbia accomplissait la 28e mission de son histoire. Cette mission a été réalisée sans amarrage à l'ISS. Le vol de 16 jours impliquait un équipage de sept personnes, dont le premier Israélien l'astronaute Ilan Ramon. Lors du retour d'orbite de Columbia, la communication avec lui a été perdue. Bientôt, des caméras vidéo ont enregistré l'épave du navire se précipitant rapidement vers la Terre dans le ciel. Les sept astronautes à bord sont morts.

Au cours de l’enquête, il a été établi que lors du lancement de Columbia, un morceau d’isolation thermique du réservoir d’oxygène avait heurté le plan gauche de l’aile de la navette. Lors de la descente depuis l'orbite, cela a entraîné la pénétration de gaz présentant des températures de plusieurs milliers de degrés dans les structures de l'engin spatial. Cela a conduit à la destruction des structures des ailes et à la perte supplémentaire du navire.

Ainsi, deux catastrophes de navettes ont coûté la vie à 14 astronautes. La confiance dans le projet était complètement ébranlée.

Le dernier équipage de la navette spatiale Columbia. Photo : Domaine public

Expositions pour le musée

Les vols des navettes ont été interrompus pendant deux ans et demi et après leur reprise, une décision fondamentale a été prise selon laquelle le programme serait enfin achevé dans les années à venir.

Il ne s’agissait pas seulement de pertes humaines. Le projet de navette spatiale n’a jamais atteint les paramètres initialement prévus.

En 2005, le coût d'un vol de navette s'élevait à 450 millions de dollars, mais avec les coûts supplémentaires, ce montant atteignait 1,3 milliard de dollars.

En 2006, le coût total du projet de la navette spatiale s'élevait à 160 milliards de dollars.

Il est peu probable que quiconque aux États-Unis l’aurait cru en 1981, mais le vaisseau spatial soviétique Soyouz, modeste cheval de bataille du programme spatial habité national, a battu les navettes en termes de prix et de fiabilité.

Le 21 juillet 2011, l'odyssée spatiale des navettes s'est enfin terminée. En 30 ans, ils ont effectué 135 vols, effectuant un total de 21 152 orbites autour de la Terre et parcourant 872,7 millions de kilomètres, mettant en orbite 355 cosmonautes et astronautes et 1,6 mille tonnes de charge utile.

Toutes les « navettes » ont pris place dans les musées. L'Enterprise est exposé au Maritime and Aerospace Museum de New York, le Discovery Museum est situé au Smithsonian Institution Museum de Washington et l'Endeavour a trouvé refuge en Californie. centre scientifiqueà Los Angeles, et Atlantis était garée en permanence au Kennedy Space Center en Floride.

Le navire "Atlantis" au centre. Kennedy. Photo : Commons.wikimedia.org

Après l'arrêt des vols de navette, les États-Unis ne sont plus en mesure de mettre en orbite des astronautes autrement qu'avec l'aide du vaisseau spatial Soyouz.

Les hommes politiques américains, considérant cette situation inacceptable pour les États-Unis, appellent à accélérer les travaux de création d'un nouveau navire.

On espère que, malgré la précipitation, les leçons tirées du programme de la navette spatiale seront retenues et qu'une répétition des tragédies du Challenger et de Columbia sera évitée.

Dans toute discussion en ligne sur SpaceX, il y a toujours une personne qui déclare que, en prenant l'exemple de la navette, tout est déjà clair avec votre réutilisabilité. Ainsi, après une récente vague de discussions sur l'atterrissage réussi du premier étage du Falcon sur une barge, j'ai décidé d'écrire un article décrivant brièvement les espoirs et les aspirations du programme spatial habité américain des années 60, comment ces rêves se sont ensuite heurtés à la dure réalité et c'est pourquoi, à cause de tout cela, la navette n'avait aucune chance de devenir rentable. Photo pour attirer l'attention : le dernier vol de la navette Endeavour :

Beaucoup de projets

Dans la première moitié des années soixante, après que Kennedy eut promis d'alunir avant la fin de la décennie, les fonds budgétaires commencèrent à pleuvoir sur la NASA. Ceci, bien sûr, a provoqué un certain vertige face au succès. Sans compter les travaux en cours sur Apollo et " application pratique Programme d'applications Apollo, des travaux ont été menés sur les projets prometteurs suivants :

-Stations spatiales. Selon les plans, ils devaient être trois : un en orbite de référence basse proche de la Terre (LEO), un en géostationnaire et un en orbite lunaire. L'équipage de chacun serait composé de douze personnes (à l'avenir, il était prévu de construire des stations encore plus grandes, avec un équipage de cinquante à cent personnes), le diamètre du module principal était de neuf mètres. Chaque membre de l'équipage s'est vu attribuer chambre séparée avec un lit, une table, une chaise, une télévision et de nombreux placards pour les effets personnels. Il y avait deux salles de bains (et le commandant avait des toilettes personnelles dans la cabine), une cuisine avec un four, un lave-vaisselle et des tables à manger avec des chaises, un coin salon séparé avec jeux de société, poste de secours avec table d'opération. On supposait que le module central de cette station serait lancé par le transporteur super-lourd Saturn-5 et que pour l'approvisionner, il faudrait effectuer dix vols de l'hypothétique transporteur lourd par an. Il ne serait pas exagéré de dire que comparée à ces stations, l’ISS actuelle ressemble à un chenil.

Base lunaire. Voici un exemple d'un projet de la NASA datant de la fin des années soixante. D'après ce que je comprends, il était destiné à être unifié avec les modules de la station spatiale.

Navette nucléaire. Navire conçu pour déplacer des marchandises de LEO vers une station géostationnaire ou vers l'orbite lunaire, avec un moteur de fusée nucléaire (NRE). L'hydrogène serait utilisé comme fluide de travail. La navette pourrait également servir bloc accélérateur Navire martien. Soit dit en passant, le projet était très intéressant et serait utile dans les conditions actuelles, ce qui nous a permis de progresser assez loin dans le domaine du moteur nucléaire. C'est dommage que ça n'ait pas marché. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet.

Remorqueur spatial. Conçu pour déplacer des marchandises d'une navette spatiale vers une navette nucléaire, ou d'une navette nucléaire vers l'orbite requise ou vers surface lunaire. Un plus grand degré d'unification a été proposé lors de l'exécution de diverses tâches.

Navette spatiale. Un vaisseau spatial réutilisable conçu pour soulever des marchandises de la surface de la Terre vers LEO. L'illustration montre un remorqueur spatial transportant une cargaison vers une navette nucléaire. En fait, c’est ce qui a muté au fil du temps pour devenir la navette spatiale.

Vaisseau spatial martien. Montré ici avec deux navettes nucléaires servant d'étages supérieurs. Destiné à un vol vers Mars au début des années 80, avec un séjour de deux mois de l'expédition à la surface.

Si quelqu'un est intéressé, tout cela est écrit plus en détail, avec des illustrations (anglais)

Navette spatiale

Comme nous le voyons ci-dessus, la navette spatiale n’était qu’une partie de l’infrastructure spatiale cyclopéenne prévue. En combinaison avec une navette nucléaire et un remorqueur basés dans l'espace, il était censé assurer la livraison de marchandises depuis la surface de la Terre vers n'importe quel point de l'espace, jusqu'à l'orbite lunaire.

Avant cela, toutes les fusées spatiales (RSR) étaient jetables. Les engins spatiaux étaient également jetables, à l'exception la plus rare dans le domaine des engins spatiaux habités - le Mercury portant les numéros de série 2, 8, 14 et le deuxième Gemini ont également volé deux fois. En raison des volumes gigantesques prévus de lancements de charges utiles en orbite, la direction de la NASA a formulé la tâche suivante : créer un système réutilisable, lorsque le lanceur et le vaisseau spatial reviennent après le vol et sont utilisés à plusieurs reprises. Un tel système coûterait beaucoup plus cher à développer que les lance-roquettes conventionnels, mais, grâce à des coûts d'exploitation inférieurs, il serait rapidement rentabilisé au niveau du trafic de fret prévu.

L'idée de créer un avion-fusée réutilisable s'est emparée de l'esprit de la majorité - au milieu des années soixante, il y avait de nombreuses raisons de penser que la création d'un tel système n'était pas trop tâche difficile. Même si le projet de fusée spatiale Dyna-Soar a été annulé par McNamara en 1963, cela ne s'est pas produit parce que le programme était techniquement impossible, mais simplement parce qu'il n'y avait aucune tâche pour le vaisseau spatial - le Mercury et le Gemini étant alors créés. livraison d'astronautes en orbite terrestre basse, mais le X-20 n'a pas pu lancer une charge utile importante ni rester en orbite pendant une longue période. Mais l'avion-fusée expérimental X-15 a montré d'excellentes performances en fonctionnement. Au cours de 199 vols, il a été utilisé pour tester le dépassement de la ligne Karman (c'est-à-dire au-delà frontière conditionnelle l'espace), rentrée hypersonique dans l'atmosphère et contrôle dans le vide et en apesanteur.

Naturellement, la navette spatiale proposée nécessiterait un moteur réutilisable beaucoup plus puissant et une protection thermique plus avancée, mais ces problèmes ne semblaient pas insurmontables. Le moteur-fusée liquide RL-10 (LPRE) avait alors montré une excellente réutilisation sur le stand : lors d'un des tests, ce moteur-fusée a été lancé avec succès plus de cinquante fois de suite et a fonctionné pendant un total de deux et un demi-heures. Le moteur de fusée proposé pour la navette, le moteur principal de la navette spatiale (SSME), ainsi que le RL-10, étaient censés être créés en utilisant une paire de carburant oxygène-hydrogène, mais pour augmenter son efficacité en augmentant la pression dans la chambre de combustion et en introduisant un schéma en cycle fermé avec postcombustion du gaz du générateur de carburant.

Aucun problème particulier n'était non plus attendu en matière de protection thermique. Premièrement, des travaux étaient déjà en cours sur un nouveau type de protection thermique à base de fibres de dioxyde de silicium (c'est de cela que sont constituées les dalles de la Navette et de Bourane qui seront créées plus tard). En guise d'option de secours, il restait des panneaux ablatifs, qui pouvaient être changés après chaque vol pour relativement peu d'argent. Et d'autre part, pour réduire la charge thermique, il était prévu de faire entrer le véhicule dans l'atmosphère selon le principe du « corps arrondi », c'est-à-dire utiliser la forme de l'avion pour créer un front onde de choc, qui couvrirait une grande surface de gaz chauffé. Ainsi, l'énergie cinétique du navire chauffe intensément l'air ambiant, réduisant ainsi l'échauffement de l'avion.

Dans la seconde moitié des années soixante, plusieurs sociétés aérospatiales ont présenté leur vision du futur avion-fusée.

Le Star Clipper de Lockheed était un avion spatial avec un corps monocoque - heureusement à cette époque avions(avions) dotés d'un corps porteur ont déjà été bien développés : ASSET, HL-10, PRIME, M2-F1/M2-F2, X-24A/X-24B (d'ailleurs, le Dreamchaser en cours de création est également un avion spatial avec un corps porteur). Certes, le Star Clipper n'était pas entièrement réutilisable : des réservoirs de carburant d'un diamètre de quatre mètres sur les bords de l'avion ont été largués lors du décollage.

Le projet McDonnell Douglas disposait également de réservoirs largables et d'une coque porteuse. Le point culminant du projet était les ailes s'étendant à partir du corps, censées améliorer les caractéristiques de décollage et d'atterrissage de l'avion spatial :

General Dynamics a avancé le concept de « jumeau triamien ». L'appareil du milieu était un avion spatial, les deux appareils sur les côtés servaient de premier étage. Il était prévu que l'unification du premier étage et du navire permettrait d'économiser de l'argent pendant le développement.

L’avion-fusée lui-même était censé être réutilisable, mais pendant assez longtemps, il n’y avait aucune certitude concernant le booster. Dans ce cadre, de nombreux concepts ont été envisagés, dont certains frôlaient la noble folie. Par exemple, que diriez-vous de ce concept de premier étage réutilisable, avec une masse au lancement de 24 mille tonnes (Atlas ICBM à gauche, pour l'échelle). Après le lancement, la scène était censée plonger dans l'océan et être remorquée jusqu'au port.

Cependant, trois options possibles ont été sérieusement envisagées : un étage de fusée jetable bon marché (par exemple Saturn-1), un premier étage réutilisable avec un moteur-fusée à propergol liquide, un premier étage réutilisable avec un statoréacteur hypersonique. Illustration de 1966 :

À peu près à la même époque, des recherches ont commencé à la direction technique du Manned Spacecraft Center sous la direction de Max Faget. À mon avis, il a créé le design le plus élégant dans le cadre du développement de la navette spatiale. Le transporteur et la navette spatiale ont été conçus pour être dotés d'ailes et habités. Il convient de noter que Faget a abandonné le corps porteur, estimant que cela compliquerait considérablement le processus de développement - des changements dans la disposition de la navette pourraient grandement affecter son aérodynamisme. L'avion porteur a décollé verticalement, a fonctionné comme premier étage du système et, après la séparation du navire, a atterri sur l'aérodrome. En quittant l'orbite, l'avion spatial a dû ralentir de la même manière que le X-15, entrant dans l'atmosphère avec un angle d'attaque important, créant ainsi un vaste front d'onde de choc. Après être entrée dans l'atmosphère, la navette de Fage pouvait planer sur environ 300 à 400 km (ce qu'on appelle la manœuvre horizontale, « cross-range ») et atterrir à une vitesse d'atterrissage très confortable de 150 nœuds.

Les nuages ​​s'amoncellent au-dessus de la NASA

Il est nécessaire ici de faire une brève digression sur l'Amérique de la seconde moitié des années soixante, afin que le lecteur puisse mieux comprendre la poursuite du développementévénements. Il y a eu une guerre extrêmement impopulaire et coûteuse au Vietnam. En 1968, près de dix-sept mille Américains y sont morts - plus que ce que l'URSS a perdu en Afghanistan pendant tout le conflit. Le mouvement des Noirs pour les droits civiques aux États-Unis en 1968 a culminé avec l’assassinat de Martin Luther King et la vague d’émeutes qui a suivi dans les grandes villes américaines. Les programmes sociaux gouvernementaux à grande échelle sont devenus extrêmement populaires (Medicare a été promulgué en 1965), le président Johnson a déclaré une « guerre contre la pauvreté » et des dépenses d'infrastructure - ce qui a tous nécessité d'importantes dépenses. les dépenses du gouvernement. La récession a commencé à la fin des années soixante.

Dans le même temps, la peur de l’URSS a considérablement diminué ; une guerre mondiale des missiles nucléaires ne semblait plus aussi inévitable que dans les années cinquante et à l’époque de la crise des missiles de Cuba. Le programme Apollo a atteint son objectif en remportant la course à l’espace avec l’URSS dans la conscience publique américaine. De plus, la plupart des Américains associaient inévitablement ce gain à la mer d’argent qui était littéralement versée à la NASA pour accomplir cette tâche. Dans un sondage Harris de 1969, 56 % des Américains pensaient que le coût du programme Apollo était trop élevé, et 64 % estimaient que 4 milliards de dollars par an pour le développement de la NASA, c'était trop.

Et à la NASA, il semble que beaucoup n’aient tout simplement pas compris cela. Certainement pas compris par quelqu'un qui n'avait pas beaucoup d'expérience en la matière. affaires politiques le nouveau directeur de la NASA, Thomas Payne (ou peut-être qu’il ne voulait tout simplement pas comprendre). En 1969, il présente le plan d'action de la NASA pour les 15 prochaines années. Une station orbitale lunaire (1978) et une base lunaire (1980), une expédition habitée vers Mars (1983) et une station orbitale pour cent personnes (1985) étaient envisagées. Le scénario moyen (c'est-à-dire de base) supposait que le financement de la NASA devrait passer des 3,7 milliards actuels en 1970 à 7,65 milliards au début des années 80 :

Tout cela a provoqué une réaction allergique aiguë au Congrès et, par conséquent, à la Maison Blanche. Comme l'a écrit l'un des membres du Congrès, à cette époque, rien ne se faisait aussi facilement et naturellement que l'astronautique ; si vous disiez lors d'une réunion « ce programme spatial doit être arrêté », votre popularité était garantie. Au cours d’une période relativement courte, un par un, presque tous les projets à grande échelle de la NASA ont été formellement abolis. Bien sûr, l'expédition habitée vers Mars et la base sur la Lune ont été annulées, même les vols d'Apollo 18 et 19 ont été annulés. Toutes les stations spatiales géantes ont été annulées, ne laissant que le moignon des applications Apollo. la forme de Skylab - cependant, le deuxième Skylab y a également été annulé. La navette nucléaire et le remorqueur spatial ont été gelés puis annulés. Même l'innocent Voyager (le prédécesseur du Viking) est tombé sous la main brûlante. La navette spatiale a failli passer sous le couteau et a miraculeusement survécu à la Chambre des représentants par un seul vote. Voici à quoi ressemblait en réalité le budget de la NASA (en dollars constants de 2007) :

Si l'on regarde les fonds qui leur sont alloués en % du budget fédéral, alors tout est encore plus triste :

Presque tous les plans de la NASA pour le développement de l'astronautique habitée ont fini à la poubelle, et la navette à peine survivante est passée d'un petit élément d'un programme autrefois grandiose au vaisseau amiral de l'astronautique habitée américaine. La NASA avait encore peur d'annuler le programme et, pour le justifier, elle a commencé à convaincre tout le monde que la navette serait moins chère que les transporteurs lourds alors existants, et sans le flux de fret effréné qui était censé être généré par la défunte infrastructure spatiale. La NASA ne pouvait pas se permettre de perdre la navette - l'organisation avait en fait été créée par l'astronautique habitée et souhaitait continuer à envoyer des gens dans l'espace.

Alliance avec l'Armée de l'Air

L’hostilité du Congrès a grandement impressionné les responsables de la NASA et les a forcés à chercher des alliés. J'ai dû m'incliner devant le Pentagone, ou plutôt devant l'US Air Force. Heureusement, la NASA et l’Air Force collaborent plutôt bien depuis le début des années soixante, notamment sur le XB-70 et le X-15 susmentionné. La NASA a même décidé d'annuler son Saturne I-B(en bas à droite) afin de ne pas créer une concurrence inutile avec le lourd ILV Titan-III (en bas à gauche) :

Les généraux de l'Air Force étaient très intéressés par l'idée d'un transporteur bon marché, et ils voulaient également pouvoir envoyer des gens dans l'espace - à peu près au même moment où l'armée station spatiale Manned Orbiting Laboratory, un analogue approximatif de l'Almaz soviétique. Ils ont également apprécié la possibilité déclarée de ramener des marchandises sur la navette ; ils ont même envisagé des options pour voler des vaisseaux spatiaux soviétiques.

Cependant, en général, l'Air Force était beaucoup moins intéressée par cette alliance que la NASA, puisqu'elle possédait déjà son propre transporteur d'occasion. Grâce à cela, ils ont pu facilement plier la conception de la navette pour l'adapter à leurs besoins, ce dont ils ont immédiatement profité. La taille de la soute pour la charge utile a été, sur l'insistance de l'armée, augmentée de 12 x 3,5 mètres à 18,2 x 4,5 mètres (longueur x diamètre), afin que des satellites espions de reconnaissance optique-électronique prometteurs puissent y être placés (en particulier le KH-9 Hexagon et, éventuellement, le KH-11 Kennan). La charge utile de la navette a dû être augmentée à 30 tonnes lorsqu'elle volait en orbite terrestre basse, et jusqu'à 18 tonnes lorsqu'elle volait en orbite polaire.

L'Armée de l'Air exigeait également une manœuvre de navette horizontale d'au moins 1 800 kilomètres. Voici le problème : pendant la guerre des Six Jours, les renseignements américains ont reçu des photographies satellites après la fin des combats, car les satellites de reconnaissance Gambit et Corona utilisés à l'époque n'avaient pas eu le temps de restituer le film capturé sur Terre. On supposait que la navette pourrait décoller de Vandenberg à Côte ouest Les États-Unis se mettent en orbite polaire, photographient ce qui est nécessaire et atterrissent immédiatement après une orbite, garantissant ainsi une grande efficacité dans l'obtention de données de renseignement. La distance requise pour la manœuvre latérale était déterminée par le déplacement de la Terre pendant l’orbite et correspondait exactement aux 1 800 kilomètres mentionnés ci-dessus. Pour répondre à cette exigence, il a fallu, d'une part, installer sur la Navette une aile delta plus adaptée au vol plané, et d'autre part, renforcer fortement la protection thermique. Le graphique ci-dessous montre la vitesse de chauffage estimée de la navette spatiale avec une aile droite (concept de Faget) et avec une aile delta (c'est-à-dire ce qui s'est retrouvé sur la Navette) :

L'ironie est que les satellites espions ont rapidement commencé à être équipés de matrices CCD capables de transmettre des images directement depuis l'orbite, sans qu'il soit nécessaire de renvoyer le film. La nécessité d'atterrir après une révolution orbitale n'était plus nécessaire, bien que cette possibilité ait été justifiée plus tard par la possibilité d'un atterrissage rapide. atterrissage d'urgence. Mais l'aile delta et les problèmes de protection thermique qui y sont associés sont restés avec la navette.

Mais l'action a été accomplie et le soutien de l'Armée de l'Air au Congrès a permis d'assurer en partie l'avenir de la Navette. La NASA a finalement approuvé comme projet une navette à deux étages entièrement réutilisable avec 12 (!) SSME sur le premier étage et a envoyé des contrats pour le développement de son aménagement.

Projet Rockwell nord-américain :

Projet McDonnell Douglas :

Projet Grumman. Détail intéressant : malgré l'exigence de réutilisabilité totale de la NASA, la navette était néanmoins censée disposer de réservoirs d'hydrogène jetables sur les côtés :

Justification économique

J'ai mentionné plus haut qu'après que le Congrès ait vidé le programme spatial de la NASA, ils ont dû commencer à présenter des arguments économiques en faveur de la navette. C'est ainsi qu'au début des années 70, des responsables de l'Office de Gestion et du Budget (OMB) leur ont demandé de prouver l'efficacité économique déclarée de la navette. De plus, il n'était pas nécessaire de démontrer que le lancement d'une navette coûterait moins cher que le lancement d'un transporteur jetable (cela était tenu pour acquis) ; non, il a fallu comparer l'allocation des fonds nécessaires à la création de la Navette avec la poursuite de l'utilisation des supports jetables existants et l'investissement de l'argent libéré à hauteur de 10 % par an - c'est-à-dire en fait, l'OMB a attribué à la navette la note « indésirable ». Cela rendait irréaliste toute analyse de rentabilisation de la navette en tant que lanceur commercial, surtout après qu'elle ait été gonflée par les exigences de l'armée de l'air. Et pourtant, la NASA a tenté de le faire, car là encore, l’existence du programme habité américain était en jeu.

Une étude de faisabilité a été commandée à Mathematica. Le chiffre souvent mentionné pour le coût de lancement de la navette, de l’ordre de 1 à 2,5 millions de dollars, n’est que la promesse de Muller lors d’une conférence en 1969, alors que sa configuration finale n’était pas encore claire et avant les changements provoqués par les besoins de l’armée de l’air. Pour les projets ci-dessus, le coût du vol était le suivant : 4,6 millions de dollars modèle 1970. pour les navettes nord-américaines Rockwell et McDonnell Douglas, et 4,2 millions de dollars pour la navette Grumman. Les auteurs du rapport ont au moins pu mettre un hibou sur le globe, montrant qu'au milieu des années 80, la navette semblait plus attractive d'un point de vue financier que les transporteurs existants, même en prenant en compte 10 % des exigences de l'OMB :

Cependant, le diable se cache dans les détails. Comme je l'ai mentionné plus haut, il n'y avait aucun moyen de démontrer que la navette, avec son coût de développement et de production estimé à douze milliards de dollars, serait moins chère que les consommables en tenant compte de la remise de 10 % accordée par l'OMB. L’analyse a donc dû partir de l’hypothèse que des coûts de lancement inférieurs permettraient aux fabricants de satellites de consacrer beaucoup moins de temps et d’argent à la recherche et au développement (R&D) et à la production de satellites. Il a été déclaré qu'ils préféreraient profiter de l'opportunité de lancer des satellites en orbite à moindre coût et de les réparer. En outre, un très grand nombre de lancements par an a été supposé : le scénario de base présenté dans le graphique ci-dessus postulait 56 lancements de navettes chaque année de 1978 à 1990 (736 au total). De plus, même l'option avec 900 vols pendant la période spécifiée a été considérée comme un scénario extrême, c'est-à-dire recommencez tous les cinq jours pendant treize ans !

Coût de trois programmes différents en scénario de base-- deux fusées consommables et la navette, 56 lancements par an (en millions de dollars) :

Je m'excuse d'écrire autant sur des détails financiers qui pourraient ne pas intéresser tout le monde. Mais tout cela est extrêmement important dans le contexte des discussions sur la réutilisation de la navette - d'autant plus que les chiffres mentionnés ci-dessus et, franchement, inventés à partir de rien, peuvent encore être vus dans les discussions sur la réutilisation des systèmes spatiaux. En fait, sans tenir compte de « l’effet PN », même selon les chiffres acceptés par Mathematica et sans aucune remise de 10 %, la navette est devenue plus rentable que le Titan seulement à partir de ~1 100 vols (les navettes réelles ont volé 135 fois). Mais n'oubliez pas : nous parlons d'une navette « gonflée » par les exigences de l'Air Force, avec une aile delta et une protection thermique complexe.

La navette devient semi-réutilisable

Nixon ne voulait pas être le président qui a complètement mis fin au programme américain habité. Mais il ne voulait pas non plus demander au Congrès d'allouer une tonne d'argent pour la création de la navette, d'autant plus qu'après la conclusion des responsables de l'OMB, les membres du Congrès n'accepteraient toujours pas cela. Il a été décidé d'allouer environ cinq milliards et demi de dollars au développement et à la production de la navette (soit plus de la moitié de ce qui était nécessaire pour une navette entièrement réutilisable), avec l'obligation de ne pas dépenser plus d'un milliard par an. .

Afin de pouvoir créer la Navette dans le cadre des fonds alloués, il était nécessaire de rendre le système partiellement réutilisable. Tout d'abord, le concept Grumman a été repensé de manière créative : la taille de la navette a été réduite en plaçant les deux paires de carburant dans un réservoir externe, et en même temps la taille requise du premier étage a été réduite. Le diagramme ci-dessous montre la taille d'un avion spatial entièrement réutilisable, d'un avion spatial avec un réservoir externe d'hydrogène (LH2) et d'un avion spatial avec un réservoir externe d'oxygène et d'hydrogène (LO2/LH2).

Mais le coût du développement dépassait encore largement le montant des fonds alloués sur le budget. En conséquence, la NASA a également dû abandonner le premier étage réutilisable. Il a été décidé de fixer un simple booster sur le réservoir ci-dessus, soit en parallèle, soit en fond de réservoir :

Après quelques discussions, le placement de boosters en parallèle avec le réservoir externe a été approuvé. Deux options principales ont été envisagées en tant que propulseurs : les propulseurs de fusée à propergol solide (SFU) et à propergol liquide, ces derniers étant soit dotés d'un turbocompresseur, soit d'une alimentation par déplacement de composants. Il a été décidé de se concentrer sur TTU, là encore en raison du moindre coût de développement. Parfois, on peut entendre qu'il y avait soi-disant quelque chose exigence obligatoire en utilisant des TTU, ce qui aurait tout gâché - mais, comme nous le voyons, le remplacement des TTU par des propulseurs équipés de moteurs-fusées à propergol liquide n'a rien pu réparer. De plus, les propulseurs de fusée à propergol liquide projetant dans l'océan, même avec un apport de composants par déplacement, auraient en réalité encore plus de problèmes que les propulseurs à combustible solide.

Le résultat fut la navette spatiale que nous connaissons aujourd’hui :

Eh bien, un bref historique de son évolution (cliquable) :

Épilogue

La navette n’a pas été un système aussi infructueux qu’on le présente habituellement aujourd’hui. Dans les années 80, la navette a lancé sur une orbite terrestre basse 40 % de la masse totale des lanceurs livrés au cours de cette décennie, malgré le fait que ses lancements ne représentaient que 4 % du nombre total de lancements d'ILV. Il a également transporté dans l'espace la part du lion des personnes qui ont été là jusqu'à présent (une autre chose est que le besoin même de personnes en orbite n'est pas encore clair) :

Aux prix de 2010, le coût du programme s'élevait à 209 milliards, si l'on divise ce montant par le nombre de lancements, cela reviendrait à environ 1,5 milliard par lancement. Certes, l'essentiel des coûts (conception, modernisation, etc.) ne dépend pas du nombre de lancements. Ainsi, selon les estimations de la NASA, à la fin des années 2000, le coût de chaque vol était d'environ 450 millions de dollars. Cependant, ce prix est déjà présent à la fin du programme, et même après les catastrophes du Challenger et du Columbia, qui ont entraîné des mesures de sécurité supplémentaires et une augmentation des coûts de lancement. En théorie, au milieu des années 80, avant la catastrophe du Challenger, le coût de lancement était bien inférieur, mais je n'ai pas de chiffres précis. Je soulignerai simplement que le coût de lancement du Titan IV Centaur dans la première moitié des années 90 était de 325 millions de dollars, ce qui est même légèrement supérieur au coût de lancement de la navette mentionné ci-dessus aux prix de 2010. Mais ce sont les lanceurs lourds de la famille Titan qui ont concurrencé la Navette lors de sa création.

Bien entendu, la navette n’était pas rentable d’un point de vue commercial. À propos, son inopportunité économique a grandement inquiété les dirigeants de l’URSS à un moment donné. Ils n'ont pas compris les raisons politiques qui ont conduit à la création de la navette et lui ont proposé divers objectifs afin de relier d'une manière ou d'une autre son existence dans leur tête à leur vision de la réalité - la très célèbre « plongée à Moscou », ou baser des armes dans l’espace. Comme le rappelait en 1994 Yu.A Mozzhorin, directeur de l'Institut central de recherche en génie mécanique, responsable de l'industrie des fusées et de l'espace : « La navette a lancé 29,5 tonnes en orbite terrestre basse et pourrait libérer jusqu'à 14,5 tonnes de marchandises de l'orbite. C'est très grave, et nous avons commencé à étudier dans quel but elle est créée ? Après tout, tout était très inhabituel : le poids mis en orbite à l'aide de porteurs jetables en Amérique n'atteignait même pas 150 tonnes/an, mais ici il était prévu qu'il soit 12 fois plus ; rien n'était descendu de l'orbite, et ici il était censé restituer 820 tonnes/an... Il ne s'agissait pas simplement d'un programme visant à créer une sorte de système spatial sous le slogan de réduire les coûts de transport (nos études dans notre institut ont montré qu'aucune réduction serait effectivement observé), il avait un objectif militaire clair. En effet, c'est à cette époque qu'on commence à parler de la création de lasers puissants, d'armes à faisceaux, d'armes basées sur de nouveaux principes physiques, qui - en théorie - permettent de détruire les missiles ennemis à une distance de plusieurs milliers de kilomètres. C'est précisément la création d'un tel système qui était censé être utilisé pour tester cette nouvelle arme dans des conditions spatiales.". Un rôle dans cette erreur a été joué par le fait que la navette a été conçue en tenant compte des exigences de l'armée de l'air, mais l'URSS n'a pas compris les raisons pour lesquelles l'armée de l'air était impliquée dans le projet. Ils pensaient que le projet a été initialement initié par l'armée et était réalisé à des fins militaires. En fait, la NASA avait désespérément besoin de la navette pour rester à flot, et si le soutien de l'armée de l'air au Congrès dépendait de l'armée de l'air exigeant que la navette soit repeinte. couleur verte et décorez-le avec des guirlandes - ils le feraient. Dans les années 80, ils avaient déjà tenté d'attirer la navette vers le programme SDI, mais lors de sa conception dans les années 70, il n'était pas question de quelque chose de tel.

J'espère que le lecteur comprend désormais que juger de la réutilisabilité des systèmes spatiaux à l'aide de l'exemple de la navette est une idée extrêmement infructueuse. Les flux de marchandises pour lesquels la navette a été conçue ne se sont jamais concrétisés en raison des réductions des dépenses de la NASA. La conception de la navette a dû être modifiée de manière significative à deux reprises, d'abord en raison des demandes de l'armée de l'air pour lesquelles la NASA avait besoin d'un soutien politique, puis en raison des critiques de l'OMB et des crédits insuffisants pour le programme. Toutes les justifications économiques, auxquelles on fait parfois référence dans les discussions sur la réutilisation, sont apparues à un moment où la NASA devait sauver à tout prix la navette, déjà fortement mutée en raison des exigences de l'armée de l'air, et sont tout simplement farfelues. récupéré. De plus, tous les participants au programme l'ont compris : le Congrès, la Maison Blanche, l'Air Force et la NASA. Par exemple, l'usine d'assemblage Michoud pourrait produire au maximum une vingtaine de réservoirs de carburant externes par an, c'est-à-dire qu'il n'était pas question de cinquante-six voire d'une trentaine de vols par an, comme dans le rapport Mathematica.

J'ai tiré presque toutes les informations d'un livre merveilleux, que je recommande de lire à toute personne intéressée par la question. De plus, certains passages de texte ont été empruntés aux publications d’uv. Tico dans ce sujet.