شاتل فضایی را بهتر بشناسیم و با کاربرد آن آشنا شویم
شاتل فضایی سیستم حمل و نقل فضایی نیز نامیده می شود وسیله نقلیه قابل استفاده مجدد با استفاده از موشک که تا حدی قابل استفاده است که برای رفتن به مدار زمین نیز قابل پشتیانی می باشد.برای آشنایی کامل با شاتل فضایی تا انتهای مقاله با مجله علمی تخصصی آندرومدا مگ همراه باشید.
حمل و نقل افراد و محموله ها به فضاپیماهای در حال چرخش و پرواز ، و پرواز به باند فرود در بازگشت به سطح زمین که توسط اداره ملی هوانوردی و فضایی ایالات متحده (ناسا) توسعه یافته است. این سیستم که به طور رسمی سیستم حمل و نقل فضایی (STS) نامیده می شود ، برای اولین بار در 12 آوریل 1981 به فضا پرتاب شد و تا پایان برنامه در سال 2011 ، 135 پرواز انجام داد.
شاتل فضایی ایالات متحده از سه جز اصلی تشکیل شده بود: یک مدارگرد بالدار که هم خدمه و هم بار را حمل می کرد. یک مخزن خارجی حاوی هیدروژن مایع (سوخت) و اکسیژن مایع (اکسید کننده) برای سه موتور اصلی موشک مدارگرد نیز بود. و یک جفت موشک بزرگ تقویت کننده با سوخت جامد و یک نوار تسمه ای که داخلش قرار داشت. در هنگام بلند شدن ، کل سیستم 2 میلیون کیلوگرم (4.4 میلیون پوند) وزن داشت و 56 متر (184 فوت) ارتفاع داشت. در حین پرتاب تقویت کننده ها و موتورهای اصلی مدارگرد با هم شلیک می شوند و در حدود 31000 کیلو وات (7 میلیون پوند) رانش تولید می کنند. تقویت کننده ها حدود دو دقیقه پس از بلند شدن هواپیما به زمین پس زده شدند و برای استفاده مجدد با چتر به زمین برگردانده شدند. مدارگرد پس از دستیابی به 99 درصد سرعت مداری خود ، پیشرانه های موجود در مخزن خارجی را نیز فرسایش داده بود. این مخزن را آزاد کرد که با ورود دوباره به جو نیز متلاشی شد. گرچه این مدارگرد مانند یک راکت انداز قابل مصرف به صورت عمودی از زمین بلند می شود.
شاتل فضایی می تواند ماهواره ها و سایر وسایل دستی را در محل حمل بار مدارگرد برای استقرار در فضا حمل کند. همچنین می تواند با سفینه های مدارگردی قرار ملاقات بگذارد تا به فضانوردان اجازه سرویس ، تأمین مجدد یا سوار شدن به آنها را بدهد یا آنها را برای بازگشت به زمین بازیابی کند. علاوه بر این ، مدارگرد می تواند به عنوان یک سکوی فضایی برای انجام آزمایشات و مشاهدات زمین و اجرام کیهانی تا مدت حدود دو هفته فعالیت داشته باشد. در بعضی از مأموریت ها این مرکز تحت حایت فضایی ساخته شده در اروپا به نام (Space lab) بود که در آن اعضای خدمه شاتل فضایی تحقیقات بیولوژیکی و فیزیکی را در شرایط بدون وزن انجام می دادند.
در ابتدا انتظار می رفت که شاتل فضایی ایالات متحده 100 بار از زمین خارج شود و هزینه بالایی را برای پروازهای فضایی به سطح کمی مداری زمین کاهش دهد. پس از عملیاتی شدن سیستم ، ثابت شد که هزینه های عملیاتی مربوطه و زمان مورد نیاز برای بازسازی بین پروازها به مراتب بیشتر از پیش بینی های اولیه است. بین سالهای 1981 و 1985 ناوگان متشکل از چهار مدارگرد – کلمبیا (اولین پرواز در فضا) ، چلنجر ، دیسکاوری و آتلانتیس نیز به خدمت گرفته شد.
در 28 ژانویه 1986 ، چلنجر ، حامل هفت فضانورد ، اندکی پس از بلند شدن منفجر شد و همه سرنشینان از جمله یک شهروند خصوصی ، معلم مدرسه کریستا مک اولیف نیز کشته شد . کمیسیون ریاست جمهوری منصوب برای بررسی این حادثه تشخیص داد که یک مهر و موم مشترک در یکی از تقویت کننده های موشک جامد در نتیجه مشکلات طراحی مکانیکی از کار افتاده است ، که با هوای غیر معمول سرد در صبح پرتاب تشدید شد. گازهای داغی که از مفصل نشت می کنند در نهایت باعث سوختن در مخزن خارجی شاتل شده و باعث انفجار می شود. پس از حادثه ناوگان شاتل تا سپتامبر 1988 زمین گیر شد تا به ناسا اجازه دهد نقص طراحی را برطرف کند و تغییرات اداری مرتبط را در برنامه شاتل اعمال کند. در سال 1992 ، اندیور ، مدارگرد جایگزین چلنجر نابود شده ، اولین مأموریت خود را انجام داد.
بین سال های 1995 و 1998 ، ناسا یک سری مأموریت های شاتل را به ایستگاه فضایی میر در مدار روسیه انجام داد تا با پیش بینی ساخت ایستگاه فضایی بین المللی مدولار (ISS) ، آژانس را در عملیات ایستگاه تجربه کند. از سال 1998 ، از شاتل برای انتقال اجزای ISS به مدار برای مونتاژ و حمل خدمه و تجهیزات فضانورد به و از ایستگاه استفاده شد.
در اول فوریه 2003 ، کلمبیا هنگام بازگشت از یک مأموریت مداری ، در ارتفاعی حدود 60 کیلومتری (40 مایل) به طرز فاجعه باری از شمال مرکز تگزاس شکست. هر هفت خدمه از جمله ایلان رامون ، اولین فضانورد اسرائیلی که به فضا رفت ، جان خود را از دست دادند. بار دیگر ناوگان شاتل بلافاصله زمین گیر شد. هیئت تحقیق در مورد تصادفات به این نتیجه رسیدند که ، هنگام پرتاب شاتل ، یک قطعه کف عایق از مخزن خارجی پاره شده و به بال چپ مدارگرد برخورد کرده و توانایی محافظت حرارتی آن را ضعیف کرده است. هنگامی که مدارگرد بعداً وارد جو شد ، نتوانست در برابر هوای بیش از حد گرم نفوذ کند ، که به بال نفوذ کرده و آن را از بین برد و منجر به شکست خودرو شد. همانطور که در تجزیه و تحلیل فاجعه چلنجر ، تصادف کلمبیا در نتیجه هر دو دلیل مکانیکی و سازمانی دیده می شد که قبل از شروع پروازهای شاتل باید به آنها توجه شود.
پروازهای شاتل فضایی با راه اندازی دیسکاوری در تاریخ 26 ژوئیه 2005 از سر گرفته شد. آخرین پرواز شاتل فضایی ، 135 امین ، در 8 ژوئیه 2011 آغاز شد. ناسا اعلام کرد که ماموریت های خدمه بعدی از فضاپیمای سایوز روسی و همچنین فضاپیماهای ساخته شده توسط شرکت های آمریکایی استفاده می کنند. سه مدارگرد باقیمانده و همچنین اینترپرایز (که به فضا پرواز نکردند اما فقط در آزمایش های فرود در سال 1977 مورد استفاده قرار گرفتند) در موزه های سراسر ایالات متحده قرار گرفتند.