Ketika Anda melihat foto-foto pesawat ruang angkasa bersayap Burana dan Shuttle, Anda mungkin mendapat kesan bahwa mereka sangat identik. Setidaknya tidak boleh ada perbedaan mendasar. Terlepas dari kesamaan eksternal, kedua sistem ruang angkasa ini pada dasarnya masih berbeda.
Shuttle dan Buran
Antar-jemput
Pesawat ulang-alik adalah pesawat ruang angkasa transportasi yang dapat digunakan kembali (MTKK). Kapal ini memiliki tiga mesin roket propelan cair (LPRE), yang menggunakan hidrogen. Agen pengoksidasi - oksigen cair. Datang ke orbit rendah bumi membutuhkan sejumlah besar bahan bakar dan oksidator. Oleh karena itu, tangki bahan bakar adalah elemen terbesar dari sistem Space Shuttle. Pesawat ruang angkasa terletak di tangki besar ini dan terhubung dengan sistem pipa di mana bahan bakar dan oksidator dipasok ke mesin Shuttle.
Dan bagaimanapun, tiga mesin kuat dari kapal bersayap tidak cukup untuk pergi ke luar angkasa. Terlampir pada tangki pusat sistem adalah dua pendorong propelan padat - roket paling kuat dalam sejarah umat manusia hingga saat ini. Tenaga paling besar dibutuhkan justru di awal-awal untuk menggerakkan kapal berbobot berat itu dan mengangkatnya ke empat setengah puluh kilometer pertama. Penguat roket padat mengambil 83% dari beban.
"Shuttle" lainnya lepas landas
Pada ketinggian 45 km, booster propelan padat, setelah menghabiskan semua bahan bakar, dipisahkan dari kapal dan, dengan parasut, jatuh ke laut. Selanjutnya, ke ketinggian 113 km, "pesawat ulang-alik" naik dengan bantuan tiga mesin roket. Setelah memisahkan tangki, kapal terbang selama 90 detik dengan inersia dan kemudian, untuk waktu yang singkat, dua mesin manuver orbital yang ditenagai oleh bahan bakar yang dapat menyala sendiri dihidupkan. Dan "pesawat ulang-alik" masuk ke orbit yang berfungsi. Dan tangki memasuki atmosfer, di mana ia terbakar. Sebagian jatuh ke laut.
Departemen penguat propelan padat
Mesin manuver orbital dirancang, seperti namanya, untuk berbagai manuver di ruang angkasa: untuk mengubah parameter orbital, untuk berlabuh ke ISS atau ke pesawat ruang angkasa lain di orbit rendah Bumi. Jadi "pesawat ulang-alik" melakukan beberapa kunjungan ke teleskop yang mengorbit Hubble untuk diservis.
Dan terakhir, motor ini berfungsi untuk menciptakan impuls pengereman saat kembali ke Bumi.
Tahap orbital dibuat sesuai dengan konfigurasi aerodinamis dari monoplane berekor dengan sayap delta dataran rendah dengan sapuan ganda dari tepi depan dan dengan ekor vertikal dari skema biasa. Untuk kontrol atmosfer, kemudi dua bagian di lunas (di sini adalah rem udara), elevon di tepi belakang sayap dan penutup penyeimbang di bawah badan pesawat belakang digunakan. Sasis yang dapat ditarik, roda tiga, dengan roda hidung.
Panjang 37, 24 m, lebar sayap 23, 79 m, tinggi 17, 27 m Berat "kering" kendaraan adalah sekitar 68 t, berat lepas landas - dari 85 hingga 114 t (tergantung pada tugas dan muatan), mendarat dengan beban kembali di kapal - 84, 26 t.
Fitur desain yang paling penting dari badan pesawat adalah perlindungan termal.
Di tempat-tempat yang paling tertekan panas (suhu desain hingga 1430 ° C), komposit karbon-karbon multilayer digunakan. Ada beberapa tempat seperti itu, terutama di hidung pesawat dan ujung depan sayap. Permukaan bawah seluruh peralatan (pemanasan dari 650 hingga 1260 ° C) ditutupi dengan ubin yang terbuat dari bahan yang didasarkan pada serat kuarsa. Permukaan atas dan samping sebagian dilindungi oleh ubin insulasi suhu rendah - di mana suhunya 315–650 ° C; di tempat lain, di mana suhu tidak melebihi 370 °, digunakan bahan yang dilapisi dengan karet silikon.
Berat total keempat jenis perlindungan termal adalah 7164 kg.
Tahap orbit memiliki kokpit dek ganda untuk tujuh astronot.
Dek atas antar-jemput
Dalam hal program penerbangan diperpanjang atau saat melakukan operasi penyelamatan, hingga sepuluh orang dapat berada di dalam pesawat ulang-alik. Di kokpit terdapat kontrol penerbangan, tempat kerja dan tidur, dapur, ruang penyimpanan, kompartemen sanitasi, airlock, pos kontrol operasi dan muatan, dan peralatan lainnya. Total volume kabin bertekanan adalah 75 meter kubik. m, sistem pendukung kehidupan mempertahankan tekanan 760 mm Hg di dalamnya. Seni. dan suhu di kisaran 18, 3 - 26, 6 °.
Sistem ini dibuat dalam versi terbuka, yaitu tanpa menggunakan regenerasi udara dan air. Pilihan ini karena durasi penerbangan shuttle ditetapkan tujuh hari, dengan kemungkinan diperpanjang hingga 30 hari dengan dana tambahan. Dengan otonomi yang tidak signifikan seperti itu, pemasangan peralatan regenerasi akan berarti peningkatan berat, konsumsi daya, dan kompleksitas peralatan onboard yang tidak dapat dibenarkan.
Pasokan gas terkompresi cukup untuk mengembalikan atmosfer normal di kabin jika terjadi satu kali depresurisasi total atau untuk mempertahankan tekanan 42,5 mm Hg di dalamnya. Seni. dalam waktu 165 menit ketika lubang kecil terbentuk di lambung segera setelah start.
Kompartemen kargo berukuran 18, 3 x 4, 6 m dan volume 339, 8 meter kubik. m dilengkapi dengan manipulator "tiga lutut" sepanjang 15, 3 m Ketika pintu kompartemen dibuka, radiator sistem pendingin berubah menjadi posisi kerja bersama dengan mereka. Reflektifitas panel radiator sedemikian rupa sehingga tetap dingin bahkan ketika matahari menyinarinya.
Apa yang bisa dilakukan pesawat ulang-alik dan bagaimana pesawat itu terbang
Jika kita membayangkan sistem rakitan terbang secara horizontal, kita akan melihat tangki bahan bakar eksternal sebagai elemen pusatnya; sebuah pengorbit merapat ke sana dari atas, dan akselerator berada di samping. Panjang total sistem adalah 56,1 m, dan tingginya 23,34 m. Lebar keseluruhan ditentukan oleh lebar sayap tahap orbit, yaitu 23,79 m. Berat peluncuran maksimum sekitar 2.041.000 kg.
Tidak mungkin untuk berbicara dengan jelas tentang ukuran muatan, karena itu tergantung pada parameter orbit target dan pada titik peluncuran pesawat ruang angkasa. Berikut adalah tiga opsi. Sistem Space Shuttle mampu menampilkan:
- 29.500 kg ketika diluncurkan ke arah timur dari Cape Canaveral (Florida, pantai timur) ke orbit dengan ketinggian 185 km dan kemiringan 28º;
- 11 300 kg saat diluncurkan dari Space Flight Center. Kennedy ke orbit dengan ketinggian 500 km dan kemiringan 55º;
- 14.500 kg saat diluncurkan dari Pangkalan Angkatan Udara Vandenberg (California, pantai barat) ke orbit sirkumpolar dengan ketinggian 185 km.
Untuk angkutan, dua jalur pendaratan dilengkapi. Jika pesawat ulang-alik mendarat jauh dari lokasi peluncuran, pesawat itu akan kembali ke rumah dengan Boeing 747
Boeing 747 mengambil antar-jemput ke kosmodrom
Secara total, lima pesawat ulang-alik dibangun (dua di antaranya meninggal dalam kecelakaan) dan satu prototipe.
Saat berkembang, diharapkan pesawat ulang-alik akan membuat 24 peluncuran setahun, dan masing-masing akan melakukan hingga 100 penerbangan ke luar angkasa. Dalam praktiknya, mereka digunakan jauh lebih sedikit - pada akhir program pada musim panas 2011, 135 peluncuran dilakukan, di antaranya Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Awak pesawat ulang-alik terdiri dari dua astronot - komandan dan pilot. Awak pesawat ulang-alik terbesar adalah delapan astronot (Challenger, 1985).
Reaksi Soviet terhadap penciptaan Shuttle
Perkembangan "pesawat ulang-alik" memberi kesan besar pada para pemimpin Uni Soviet. Dianggap bahwa Amerika sedang mengembangkan pembom orbital yang dipersenjatai dengan rudal ruang-ke-darat. Ukuran besar pesawat ulang-alik dan kemampuannya untuk mengembalikan beban hingga 14,5 ton ke Bumi ditafsirkan sebagai ancaman yang jelas dari penculikan satelit Soviet dan bahkan stasiun ruang angkasa militer Soviet seperti Almaz, yang terbang di luar angkasa dengan nama Salyut. Perkiraan ini salah, karena Amerika Serikat meninggalkan gagasan pembom luar angkasa pada tahun 1962 sehubungan dengan keberhasilan pengembangan kapal selam nuklir dan rudal balistik berbasis darat.
Soyuz dapat dengan mudah masuk ke ruang kargo pesawat ulang-alik
Pakar Soviet tidak dapat memahami mengapa 60 peluncuran pesawat ulang-alik diperlukan setahun - satu peluncuran seminggu! Dari mana datangnya banyak satelit dan stasiun luar angkasa yang dibutuhkan pesawat ulang-alik? Orang-orang Soviet yang hidup dalam sistem ekonomi yang berbeda bahkan tidak dapat membayangkan bahwa kepemimpinan NASA, yang dengan keras mendorong program luar angkasa baru di pemerintahan dan Kongres, dipandu oleh ketakutan akan pengangguran. Program bulan hampir selesai dan ribuan spesialis berkualifikasi tinggi kehilangan pekerjaan. Dan, yang paling penting, para eksekutif NASA yang dihormati dan dibayar sangat tinggi menghadapi prospek yang mengecewakan untuk berpisah dengan kantor mereka yang berpenghuni.
Oleh karena itu, studi kelayakan ekonomi disiapkan tentang manfaat finansial yang besar dari pesawat ruang angkasa transportasi yang dapat digunakan kembali jika roket sekali pakai ditinggalkan. Tetapi bagi rakyat Soviet, sama sekali tidak dapat dipahami bahwa presiden dan kongres dapat menghabiskan dana nasional hanya dengan memperhatikan pendapat para pemilih mereka. Dalam hubungan ini, pendapat berkuasa di Uni Soviet bahwa Amerika sedang menciptakan QC baru untuk beberapa tugas yang tidak dapat dipahami di masa depan, kemungkinan besar tugas militer.
Pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali "Buran"
Di Uni Soviet, pada awalnya direncanakan untuk membuat salinan yang lebih baik dari Shuttle - sebuah pesawat orbital OS-120, dengan berat 120 ton. (Layanan ulang-alik Amerika memiliki berat 110 ton pada beban penuh). Berbeda dengan Shuttle, direncanakan untuk melengkapi Buran dengan kokpit ejeksi untuk dua pilot dan mesin turbojet untuk mendarat di bandara.
Kepemimpinan angkatan bersenjata Uni Soviet bersikeras menyalin "pesawat ulang-alik" yang hampir lengkap. Pada saat ini, intelijen Soviet dapat memperoleh banyak informasi tentang pesawat ruang angkasa Amerika. Tapi ternyata tidak sesederhana itu. Mesin roket hidrogen-oksigen domestik ternyata berukuran lebih besar dan lebih berat daripada mesin Amerika. Apalagi dalam hal kekuatan, mereka kalah dengan di luar negeri. Karena itu, alih-alih tiga mesin roket, perlu memasang empat. Tetapi di bidang orbit tidak ada ruang untuk empat mesin penggerak.
Di pesawat ulang-alik, 83% dari beban di awal dibawa oleh dua pendorong propelan padat. Di Uni Soviet, tidak mungkin mengembangkan rudal propelan padat yang begitu kuat. Rudal jenis ini digunakan sebagai pembawa balistik muatan nuklir berbasis laut dan darat. Tetapi mereka tidak mencapai kekuatan yang dibutuhkan sangat, sangat banyak. Oleh karena itu, para perancang Soviet memiliki satu-satunya kesempatan - untuk menggunakan roket propelan cair sebagai akselerator. Di bawah program Energia-Buran, RD-170 minyak tanah-oksigen yang sangat sukses diciptakan, yang berfungsi sebagai alternatif untuk booster bahan bakar padat.
Lokasi kosmodrom Baikonur memaksa para perancang untuk meningkatkan kekuatan kendaraan peluncuran mereka. Diketahui bahwa semakin dekat landasan peluncuran ke khatulistiwa, semakin besar beban yang dapat dibawa oleh roket yang sama ke orbit. Kosmodrom Amerika di Cape Canaveral memiliki keunggulan 15% atas Baikonur! Artinya, jika roket yang diluncurkan dari Baikonur dapat mengangkat 100 ton, maka ia akan meluncurkan 115 ton ke orbit ketika diluncurkan dari Cape Canaveral!
Kondisi geografis, perbedaan teknologi, karakteristik mesin yang dibuat, dan pendekatan desain yang berbeda - semuanya memengaruhi penampilan "Buran". Berdasarkan semua kenyataan ini, sebuah konsep baru dan kendaraan orbital baru OK-92, dengan berat 92 ton, dikembangkan. Empat mesin oksigen-hidrogen dipindahkan ke tangki bahan bakar pusat dan tahap kedua kendaraan peluncuran Energia diperoleh. Alih-alih dua pendorong propelan padat, diputuskan untuk menggunakan empat roket pada bahan bakar cair minyak tanah-oksigen dengan mesin RD-170 empat ruang. Empat ruang berarti empat nozel; nosel dengan diameter besar sangat sulit dibuat. Oleh karena itu, para perancang beralih ke kerumitan dan pembobotan mesin dengan mendesainnya dengan beberapa nozel yang lebih kecil. Ada banyak nozel karena ada ruang bakar dengan sekelompok pipa pasokan bahan bakar dan oksidator dan semua "tambatan". Tautan ini dibuat sesuai dengan skema "kerajaan" tradisional, mirip dengan "aliansi" dan "timur", menjadi tahap pertama "Energi".
"Buran" dalam penerbangan
Kapal pesiar Buran sendiri menjadi wahana peluncuran tahap ketiga, mirip dengan Soyuz. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa Buran terletak di sisi etape kedua, sedangkan Soyuz berada di bagian paling atas kendaraan peluncuran. Dengan demikian, skema klasik sistem ruang sekali pakai tiga tahap diperoleh, dengan satu-satunya perbedaan bahwa kapal orbit dapat digunakan kembali.
Dapat digunakan kembali adalah masalah lain dari sistem Energia-Buran. Untuk orang Amerika, pesawat ulang-alik dirancang untuk 100 penerbangan. Misalnya, mesin manuver orbital dapat bertahan hingga 1000 putaran. Setelah perawatan preventif, semua elemen (kecuali tangki bahan bakar) cocok untuk diluncurkan ke luar angkasa.
Booster propelan padat diambil oleh kapal khusus
Booster propelan padat diterjunkan ke laut, diambil oleh kapal khusus NASA dan dikirim ke pabrik pembuatnya, di mana mereka menjalani pemeliharaan preventif dan diisi dengan bahan bakar. Pesawat ulang-alik itu sendiri juga diperiksa, dicegah, dan diperbaiki secara menyeluruh.
Menteri Pertahanan Ustinov dalam ultimatum menuntut agar sistem Energia-Buran dapat didaur ulang secara maksimal. Oleh karena itu, para desainer terpaksa mengatasi masalah ini. Secara formal, booster samping dianggap dapat digunakan kembali, cocok untuk sepuluh peluncuran. Namun nyatanya, hal itu tidak terjadi karena berbagai alasan. Ambil setidaknya fakta bahwa akselerator Amerika jatuh ke laut, dan akselerator Soviet jatuh di padang rumput Kazakh, di mana kondisi pendaratan tidak seramah air laut yang hangat. Dan roket propelan cair adalah ciptaan yang lebih halus. selain propelan padat, "Buran" juga dirancang untuk 10 penerbangan.
Secara umum, sistem yang dapat digunakan kembali tidak berfungsi, meskipun pencapaiannya jelas. Kapal orbit Soviet, dibebaskan dari mesin propulsi besar, menerima mesin yang lebih kuat untuk bermanuver di orbit. Yang, dalam hal penggunaannya sebagai "pesawat tempur-pembom", memberikan keuntungan besar. Ditambah turbojet untuk penerbangan dan pendaratan di atmosfer. Selain itu, roket yang kuat dibuat dengan tahap pertama pada bahan bakar minyak tanah, dan yang kedua pada hidrogen. Itu adalah roket yang tidak dimiliki Uni Soviet untuk memenangkan perlombaan bulan. Dalam hal karakteristiknya, Energia praktis setara dengan roket Saturn-5 Amerika yang mengirim Apollo-11 ke bulan.
"Buran" memiliki aksesibilitas eksternal yang bagus dengan "Shuttle" Amerika. Korabl poctroen Po cheme camoleta tipa "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie dan pocadke pocle vozvrascheniya di plotnye cloi atmocfery - wheel elevonyleniya dan elevonyleniya atmocfery. Dia mampu melakukan penurunan terkontrol di atmosfer dengan manuver samping hingga 2000 kilometer.
Panjang "Buren" adalah 36,4 meter, lebar sayap sekitar 24 meter, ketinggian kapal pada sasis lebih dari 16 meter. Massa lama kapal lebih dari 100 ton, di mana 14 ton digunakan untuk bahan bakar. Di nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina untuk ekipazha dan bolshey chacti apparatury untuk obecpecheniya poleta di coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA orbite, cpucka dan pocadki. Volume kabin lebih dari 70 meter kubik.
Ketika vozvraschenii di plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablya rackalyayutcya lakukan graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno lakukan metallicheckoy konctruktsii zhkorablya, ne dol Oleh karena itu, "BURAN" membedakan perlindungan termal yang kuat, memberikan kondisi suhu normal untuk desain kapal selama penerbangan di pesawat
Penutup tahan panas yang terbuat dari lebih dari 38 ribu ubin, terbuat dari bahan khusus: serat kuarsa, inti berkinerja tinggi, tanpa inti Kayu keramik memiliki kemampuan untuk mengakumulasi panas, tanpa melewatkannya ke lambung kapal. Massa total dari baju besi ini adalah sekitar 9 ton.
Panjang kompartemen kargo BUANA sekitar 18 meter. Di kompartemen kargonya yang luas, dimungkinkan untuk menampung muatan dengan massa hingga 30 ton. Di sana dimungkinkan untuk menempatkan kendaraan luar angkasa besar - satelit besar, blok stasiun orbital. Massa pendaratan kapal adalah 82 ton.
"BURAN" digunakan dengan semua sistem dan peralatan yang diperlukan untuk penerbangan otomatis dan pilot. Ini dan sarana navigasi dan kontrol, dan sistem radioteknik dan televisi, dan kontrol otomatis untuk kehangatan dan kekuatan
Kabin Buran
Instalasi mesin utama, dua kelompok mesin untuk manuver terletak di ujung bagian ekor dan di bagian depan rangka.
Secara total, direncanakan untuk membangun 5 kapal orbital. Selain Buran, Tempest hampir siap dan hampir setengah dari Baikal. Dua kapal lagi yang dalam tahap awal produksi tidak diberi nama. Sistem Energia-Buran tidak beruntung - ia lahir pada waktu yang tidak menguntungkan. Ekonomi Soviet tidak lagi mampu membiayai program luar angkasa yang mahal. Dan semacam nasib mengejar para kosmonot yang sedang mempersiapkan penerbangan di "Buran". Pilot uji V. Bukreev dan A. Lysenko meninggal dalam kecelakaan pesawat pada tahun 1977, bahkan sebelum bergabung dengan kelompok kosmonot. Pada tahun 1980, pilot uji O. Kononenko meninggal. 1988 merenggut nyawa A. Levchenko dan A. Shchukin. Setelah penerbangan "Buran" R. Stankevichus, co-pilot untuk penerbangan berawak dari pesawat ruang angkasa bersayap, meninggal dalam kecelakaan pesawat. I. Volk ditunjuk sebagai pilot pertama.
"Buran" juga tidak beruntung. Setelah penerbangan pertama dan satu-satunya yang berhasil, kapal itu disimpan di hanggar di kosmodrom Baikonur. Pada 12 Mei 2002, tumpang tindih bengkel tempat model Buran dan Energia berada runtuh. Pada nada sedih ini, keberadaan pesawat ruang angkasa bersayap, yang telah menunjukkan harapan besar, berakhir.
Setelah runtuhnya lantai
