Kosmosesüstik
| See artikkel vajab toimetamist |
Kosmosesüstik on NASA poolt konstrueeritud, tänapäeval ameeriklaste ainus kasutusel olev mehitatav kosmosesõiduk. Kosmosesüstiku eeliseks on see, et erinevalt kanderakettidest on ta peaaegu täielikult taaskasutatav. Süstik stardib vertikaalselt ja võib orbiidile kanda kuni seitse astronauti ja 22700 kg raskuse lasti. Kui missioon on lõppenud maandub kosmosesüstik nagu tavaline lennuk, vajades ainult pikemat maandumisrada.
Sisukord |
[redigeeri] Ajalugu
Kavanditele kosmosesüstiku ehitamiseks hakati mõtlema varsti peale Apollo missioonide lõppu.Kuna tollaaegne tehnika polnud veel piisavalt võimas ,et taolist sõidukit konstrueerida,hakkasid paljud teadlased kannatamatult looma tuhandeid kavandeid kosmosesüstiku loomiseks. Seejuures tekkis hiljem segadus ,et millise kavandi järgi hakata üldse midagi looma.Palju oli välja pakutud Wernher von Brauni loodud kuuraketi Saturn V esimesel astmel baseeruvat kosmosesõidukit.Too oli aga tolle aja kohta liiga kallis ja ei tasunud ennast ära.Mõni aasta hiljem tuli ühel teadlasel idee kavandada midagi lennukitaolist,mille kõhu all asub kanderakett.Pärast pikki aastaid ja teooriatöid saadigi valmis esimene kosmosesüstik nimega Enterprise.See valmis 1977.aastal. Enterprise oli aga kosmoselennuks kõlbmatu ja teda sai kasutada ainult atmosfäärisisestel lauglennu- ja maandumiskatsetel. Samal ajal loodi juba teist kosmosesüstikut Columbia,mis tegi süstiku-seeria esimese orbitaallennu 1981.aastal.Kaheksakümnendate alguses ehitati Columbiale lisaks veel kolm kosmosesüstikut.Need olid Challenger,Discovery ja Atlantis,mis hakkasid kohe peale valmimist pea-aegu rutiinseid lende tegema.Challengeri üheksas lend lõppes 1986.aastal katastroofiga,mida põhjustas ühe stardikiirendi lekkimine.See pani suure põntsu kogu süstikuprogrammile.Ometi suutis NASA end jalule ajada ja ehitas 1992.aastal asenduslaeva Endeavour.
[redigeeri] Kirjeldus
Kosmosesüstik koosneb kolmest osast: Süstiklaevast,välispaagist ja kahest tahkekütusel töötavast stardikiirendist.Kogu selle kompleksi pikkus on 56,14 m ja suurim laius 23,79 m. Stardivalmis süstik kaalub umbes 2050 tonni ja võib orbiidile kanda 22700 km lasti.Last paikneb süstiklaeva vahesektsioonis,mis on 18,3 m pikk ja 4,6 m lai.Orbiidile jõudnult,aitab lasti välja tõsta spetsiaalne robotkäsi,mis asub kokkupanduna samuti lastiga ühes sektsioonis.
[redigeeri] Koostisosad
[redigeeri] Välispaak
Välispaak on hiiglaslik vesinikku ja hapnikku sisaldav ja kõige suurem komponent tervest kompleksist.Paak on 47 m pikk ja 8,38 meetrit jäme ning kaalub 747 tonni.Välispaak sisaldab 617 tonni hapnikku ja 103 tonni vedelat vesinikku.Paagi määratu suuruse juures sai tema kõigest 27 tonnine tühikaal võimalikuks seetõttu,et neid valmistatakse alumiiniumi ja liitiumi sulamist.Isolatsioonimaterjalina kasutatakse välispaagis vahtplasti.Isolatsioon on vajalik selleks,et ülikülm vedel vesinik (-252) paagi õhukest metallkesta rabedaks ei muudaks.Välispaak on ainuke komponent süstikust,mida ei saa taaskasutada.
[redigeeri] Stardikiirendid
Tahkekütus-stardikiirendid on esimesed tahkekütuseraketid ,mida saab taaskasutada.Iga sellise täismass on 590 tonni ja ta võib arendada 1497 tonnist veojõudu.Kiirendite puuduseks on nende kõrge maksumus ja suhteliselt suur ohtlikus.Kiirendid tarvitavad kütuseks alumiiniumipulbril põhinevat,ammooniumperkloraat-oksüdandiga raketikütust,mis on võimeline põlema igas keskkonnnas, sõltumata õhu olemasolust.
[redigeeri] Süstiklaev
Süstiklaev on 37,24 meetri pikkune ja 117 tonnise massiga kosmosesõiduk,mille tiiva siruulatus on 23,79 m.Sõiduk on üleni kaetud kuumuskindlate kvartsplaatidega,mis on valjalikud kaitsmaks süstiklaeva tagasilennul atmosfääri sisenemisel.Lisalast koos meeskonna hädavajalike tarvetega asub lennuteki all vahetekil.Seal saavad astronaudid orbiidil olles tegeleda igasuguste katsetega ja elada.Astronaudid võivad seal ka magada.Süstikust saavad astronaudid orbiidil olles väljuda spetsiaalse õhuluku kaudu,mis avaneb vahesektsiooni kaudu kosmosesse.Tihti ongi astronautide esimene ülesanne ,kohe peale orbiidile jõudmist,minna kuumuskilpe kontrollima,sest viimasel ajal on lennu käigus neist mõni ära pudenenud.
[redigeeri] Lend
Kosmosesüstiku lend algab Kennedy kosmosekeskusest, stardiplatvormilt 39A või 39B. Süstik monteeritakse kokku suures koostehallis ja toimetatakse püstises asendis, liikuva stardialusega 4,83 km kaugusele stardipaigale. Sellele järgneb välispaagi täitmine kütusega ja astronautide stardivalmis seadmine. Esimesena käivitatakse süstiku kolm põhimootorit, mis moodustavad stardiveojõust 71 %. Kui peamootorid on oma suurima võimsuse saavutanud, hakkavad tööle stardikiirendid, mille peale süstik tõuseb tohutu suitsupilve saatel lendu. Mootorid drosseldatakse 50 sek peale starti kolmandiku jagu väiksema võimsuse peale, et vähendada maksimaalse aerodünaamilise rõhu ajal tekkivaid ülepingeid. Varsti aga lülitatakse mootorid uuesti täisvõimsusle. Stardikiirendite tööiga on kaks minutit ja need heidetakse eraldusmootorite abil umbes 44 km kõrgusel alla. Inertsist sööstavad kiirendid kuni 64-65 km kõrgusele, enne kui tagasi langevad. Kiirendid langevad umbes viie minuti jooksul kolme langevarju abil Atlandi ookeani, kust nad üles korjetakse. Välispaak jääb aga süstiku külge kaheksaks minutiks. Umbes 90 km kõrgusel heidetakse see peale põhimootorite töö lõppu kõrvale ja ta põleb Maa atmosfääris ära. Peale seda alustavad tööd süstiku kõrvalmootorid, mis viivad süstiku esimese kosmilise kiiruseni.
[redigeeri] Maandumine
Peale missiooni lõppu hakatakse süstikut maandumiseks ette valmistama. Laskumist alustatakse umbes 122 km kõrguselt ja maandumiskohast 8000 km kauguselt. Atmosfääri sisenedes tõuseb sõiduki väliskatte temperatuur hõõrdumise tõttu väga kõrgele. Seetõttu on väga tähtis, et kuumakaitsekilp oleks ideaalselt terve. Kosmosesüstik Columbia, mis oli kõige vanem sellest seeriast, hävineski 2003. aastal kuumakaitsekilbis oleva augu tõttu. Sisuliselt põles see süstik atmosfääris ära. Umbes 50 km kõrgusel langeb kiirus nii väikeseks, et hõõrdpõlemine lõppeb ja astronaudid saavad võtta juhtimise üle. Peale seda toimub ka süstiku suunamanööver ja süstiku nina otseks seadmine. Umbes kilomeetri kaugusel maandumisrajast alustatakse kolm sekundit kestva rakettpidurdusega, millest järgmine etapp on juba teliku väljalaskmine. Süstik maandub nagu purilennuk ilma mootoreid kasutamata. Maandumisrajal aitab süstikut pidurdada spetsiaalne pidurdusvari, mis avaneb pärast teliku ninaratta rajapuudutust. Pärast süstiku täielikku seismajäämist oodatakse paar minutit, et lasta ohtlikel jääkgaasidel, mida eritasid stabiliseerimismootorid, hajuda, ning süstiku kerel jahtuda. Seejärel alles alustatakse meeskonna väljalaskmisega.
[redigeeri] Põhiandmed
[redigeeri] Süstiklaev
- Pikkus: 37,24 m
- Tiiva siruulatus: 23,79 m
- Mass koos lastiga: 117 tonni
- Max lasti mass: 22700 kg
- Meeskonnliikmete arv: 7
- Lastiruumi mõõtmed: 4,6 x 18,3 m
- Kiirus: 7,91 km/s
[redigeeri] Välispaak
- Pikkus: 46,9 m
- Läbimõõt: 8,4 m
- Ruumala: 2030000 liitrit
- Tühimass: 27 tonni
- Täismass: 747 tonni
[redigeeri] Stardikiirendid
- Pikkus: 45,6 m
- Läbimõõt: 3,71 m
- Tühimass: 63,27 tonni
- Täismass: 590 tonni
- Veojõud:(merepinna tasemel) on kuni 1497 tonni
[redigeeri] Tulevikuvisioonid
Seoses süstikute vanuse ja suurte vahejuhtumite arvuga lennu ajal,on NASA-l plaanis aastaks 2010 süstikud pensionile saata.Seejuures on päevakorras küsimus ,et mis hakkab asendama praegust süstikut.Praeguseks on tehtud katseid igasuguste uute prototüüpidega ja jõutud järeldusele, et uue elujõulise sõiduki konstrueerimine polegi nii lihtne kui seni arvatud.Kui süstikutega peaks juhtuma veel enne mingi vahejuhtum, katkestatakse programm otsekohe.Kui aga aastaks 2015 ei suudeta uut sõidukit konstrueerida, tuleb tahes või tahtmata nendega lende jätkata.
