تاريخ شاتل

-مقدمه

سامانه سفر فضايي (1)-که نام رسمي برنامه شاتل است و توسط ناسا به اين عنوان نام گذاري شده است ـ به طور رسمي در ژانويه 1972 آغاز به کار کرد.اين سامانه سرنشين دار حمل و نقل فضايي با توانايي استفاده دوباره، توانايي پرتاب و قرار گرفتن در مدار را دارا است و مي تواند مانند يک هواپيما به زمين بازگردد و با تندي اصلاحات،دوباره مورد بهره برداري قرار گيرد. شاتل، جايگزين سامانه هاي پرتاب يک بار مصرفي شد که ناسا براي اهداف علمي در مدار زمين،از آنها استفاده مي کرد.طراحي بي نظير اين فضاپيما، اين امکان را فراهم مي سازد تا به عنوان يک آزمايشگاه علمي يا مرکز خدمات رساني مورد بهره برداري قرار گيرد.
2-اجزاي تشکيل دهنده شاتل

اين سامانه ي پرتاب که توسط موتورهاي مرکزي و موتورهاي پرتاب به مدار مي رسدـ داراي سه بخش اصلي است.بخش اول فضاپيمايي با بال هاي مثلثي (شامل يک کابين بزرگ براي سرنشينان؛فضايي به اندازه 4/6 در 18 متر براي وسايل و سه موتور اصلي)،بخش دوم دو موتور راکت سوخت جامد و بحش سوم يک مخزن خارجي سوخت مايع (براي ذخيره ي هيدروژن و اکسيد کننده ي مايع که در موتورهاي اصلي استفاده مي شوند)است.از اين مجموعه، فضاپيما و دو راکت سوخت جامد،قابل استفاده دوباره هستند و مخزن سوخت مابع يک بار مصرف است.
3-ساخت شاتل هاي فضايي

کار روي نخستين فضاپيما،با نام مدارپيماي 101،در نيمه ي سال 1974 ميلادي و براساس قراردادي با شرکت راکول (2)آغاز شد.کارخانه هاي تيوکل (3)و مارتين ماريتا (4)،ساخت راکت هاي پرتاب سوخت جامد و مخزن خارجي سوخت مايع را برعهده گرفتند.نخستن فضاپيما، اينترپرايز (5) نام گرفت که تنها به عنوان يک فضاپيماي آزمايشي،براي پرتاب و فرود به کار رفت.
ساخت اين نوع فضاپيما،چالش هاي جديدي به دنبال داشت.شايد مهم ترين پرسش از شکل ظاهري فضاپيما،اين بود که آيا موتورهاي راکت بايد داراي سوخت مايع يا سوخت جامد باشند.پرسش مهم ديگر،بررسي روشن بازگشت به جو زمين بود.آيا فضاپيما براي بازگشت به زمين و عبور از جو، بايد با زوايه حمله بالا از يونيسفر عبور کندـ که اين امر باعث بالا رفتن دماي پوشش فضاپيما براي مدت کوتاه مي شودـ يا ازروشي بهره گيرد که کپسول فضايي قبلي مورد استفاده قرار مي دادند.سرانجام ناسا تصميم گرفت از روش اول استفاده کند.به اين منظور پوشش سراميک ويژه اي به کار برد که زير دماغه فضاپيما قرار مي گرفت و حرارت ناشي از بازگشت به جو را تحمل مي کرد.
چهار سفر نخست شاتل از 21 آوريل 1981 اجرا شد.اين پروازهاي آزمايشي نشان دهنده ي چگونگي کار فضاپيما در شرايط واقعي سفرهاي فضايي بود.رسيدن شاتل به مدار، انجام کارهاي مورد نظر و بازگشت بدون خطر به زمين،مواردي بود که تحت آزمايش قرار گرفت.پس از فضاپيماي آزمايشي اينترپرايز،کلمبيا نخستين فضاپيماي کاربردي بود.درچهار پرواز کلمبيا،ناسا شاتل را به عنوان يک وسيله پرتاب،اقامت گاهي براي سرنشينان و انتقال محموله به مدار مورد آزمايش قرار داد.در ژوئن 1983، دکتر سالي رايد دانشمند فضانورد ناسا، نخستين زن آمريکايي بود که با فضاپيماي اس تي اس ـ7 به فضا سفر کرد.
4-شاتل فضايي کلمبيا (6)

کلمبيا قديمي ترين نوع مدارپيما در مجموعه شاتل است.در آگوست 1991 بعد از تکميل مأموريت اس تي اس ـ40، اين فضاپيما به دست کارشناسان بين المللي شاتل در راک ول کاليفرنيا سپرده شد.قديمي ترين مدارپيما در مجموع در معرض 150 اصلاح و تغيير قرار گرفتن که شامل افزايش قدرت ترمزها، بهبود گاز چرخ دماغه،حذف ابزارهاي اضافه، پرواز و افزايش سامانه حفاظتي گرمايي بود.
5-شاتل فضايي چلنجر (7)

چلنجر در ژوئيه سال 1982 به جرگه ي سفينه هاي فضايي بالدار قابل استفاده ي دوباره ناسا پيوست.فضاپيما 9 مأموريت فضايي را با موفقيت پشت سرگذاشت تا اينکه در 28 ژانويه 1986 ناسا تلخ ترين حادثه انهدام را تجربه کرد.در اين روز فضاپيماي اس تي اس ـ51 ـ ال چلنجر منفجر شد و تمامي سرنشينانش از جمله يک معلم مدرسه که طبق برنامه تصميم داشت کلاسش را از فضا اداره کندـ کشته شد.خاطره ي اين تراژدي تا مدت ها در ذهن مردم آمريکا باقي ماند و عملاً دستاوردها را تحت الشعاع قرار داد.تلفات به ويژه مرگ انسان هايي که فضانورد نبودند،دردناک بود.يک گروه کارشناسي، کاوش بلندمدتي را در مورد حادثه بر عهده گرفت.پس از بررسي کامل برنامه شاتل ـ که شامل طراحي دوباره موتورهاي شتاب سوخت جامد بود که عامل فاجعه بودـ پروازهاي شاتل با فضاپيماي اس تي اس ـ26 در سپتامبر 1988 از سر گرفته شد.اين پرواز، امنيت موتورهاي پرتاب سوخت جامد را اثبات کرد.
شاتل خيلي زود،موقعيت قبلي خود رابه عنوان وسيله اي سودمند براي کاوش در فضا به دست آورد،هر چند که براي پرتاب ماهواره هاي نظامي و تبليغاتي، استفاده نشد.از سال 1985 ميلادي،فضاپيماي ماژلان را به ونوس، فضاپيماي گاليله را به مشتري و فضاپيماي يوليسس (8)را براي کاوش هاي خورشيدي پرتاب کرد.شاتل ماهواره هاي تحقيقاتي بالاتر از جو و رصدخانه ي اشعه ي گاما را که متعلق به تلسکوپ فضايي هابل بود،وارد مدار کرد.سرنشينان شاتل هم فعاليت هاي بسيار انجام دادند که از آن جمله مي توان به راهپيمايي فضايي در چهار مأموريت حساس براي مرمت و افزايش توانايي هاي تلسکوپ فضايي هابل،اشاره کرد.به خاطر پيروزي 98درصدي در مأموريت ها،شاتل قابل اعتمادترين سامانه پرتابگر در خدمات رساني به همه جاي دنيا است.با وجود اين،رو به رو شدن با واقعيت ها در مورد توانايي ها و کاستي هاي شاتل،بسيار ضروري است.پروازهاي شاتل بسيار پرهزينه است.هزينه ي هر پرواز بين 400 ميليون دلار تا يک ميليارد دلار است.بسياري بر اين عقيده اند که يک سامانه ي پرتابگر مقرون به صرفه تر بايد جايگزين سامانه ي شاتل شود.
6-شاتل فضايي ديسکاوري (9)

ديسکاوري سومين فضاپيمايي است که در مرکز فضايي کندي آماده ي بهره برداري شد.اين فضاپيما به خاطر تجربياتي که در ساخت و آزمايش فضا پيما هاي اينترپرايز ،کلمبيا و چلنجر به دست آورد،موقعيت بهتري داشت.وزن آن 3091 کيلوگرم کمتراز فضاپيماي کلمبيا بود.اين اصلاحات شامل وزنه ي سربي اضافي براي تخليه ي بار،نيروي محرکه برودتي و کنترل هاي عقب فضاپيما بود.
7-شاتل فضايي آتلانتيس (10)

آتلانتيس،چهارمين فضاپيمايي بود که در مرکز فضايي کندي آماده بهره برداري شد.سفينه فضايي آتلانتيس، چند سفر انجام داد که شامل مأموريت کاوش گر سياره اي گاليله در سال 1989 و استقرار آزمايشگاه رصد اشعه گاما در سال 1991 بود.وزن تهي و خالص آن 68 تن و هنگام نصب موتورهاي اصلي حدود 72/5 است.
فضاپيماي آتلانتيس از تجربياتي که در ساخت و آزمايش فضاپيماي ديسکاوري به دست آورد،بهره مي برد.تجربياتي که در فرآيند مدارپيماها به دست آمد، باعث صرفه جويي 49/5 درصدي در وقت انسان شد (در مقايسه با کلمبيا).بيش تراين کاهش به خاطر استفاده ي بيشتر از پوشش حفاظتي گرمايي در قسمت بالايي بدنه فضاپيما تا دم آن است.در حين ساخت ديسکاوري و آتلانتيس،ناسا تصميم گرفت کارشناسان متعددي داشته باشد تا يک سري قطعات يدکي بسازد و فضاپيما را به تجهيزات متفاوت مجهز کند و هنگام صدمات برخوردي به فضاپيما،آنها را به کار برد.اين قرار داد، 389 ميليون دلار ارزش داشت و شامل قطعات يدکي عقب بدنه ي فضاپيما،وسط بدنه ي فضاپيما، دو نيمه ي جلويي فضاپيما دم و سکان عمودي؛ باله ها و قطب هاي فضايي بود.اين قطعات بعداً به فضاپيماي اندور وصل شدند.در کل، 165 تغيير در مدت 20 ماه روي آتلانتيس در کاليفرنيا انجام گرفت.
پى نوشت:

1-Space Transportation System (STS
2- Rock Well
3-Thiokol corporation
4-Martin Marietta
5-Enterprise
6-Columbia
7-Challenger
8-Ulysses
9-Discovery
10-Atlantis