Program Space Shuttle

Početkom 1970-ih, kada su se lunarne ekspedicije bližile svome kraju, NASA je tražila nasljednika programu Apollo. Dotadašnji svemirski brodovi bili su jednokratni: lansirali bi se u svemir na raketi koja bi po obavljenom poslu bila uništena, a kapsula s astronautima vratila bi se na Zemlju, nakon čega bi je smjestili u muzej – ponovna upotreba bila je nemoguća.

Želeći napraviti svemirski brod koji bi nastavio uspjehe ranijih programa, a istovremeno bio višekratno upotrebljiv, izrađen je plan za Space Transportation System (STS), pomoću kojeg bi se negdje do sredine 1980-ih izgradile svemirske postaja u Zemljinoj i lunarnoj orbiti. Ovaj bio poletio sa Zemlje, obavio zadaće u orbiti i vratio se nazad poput zrakoplova. Varijanta za let k Mjesecu i Marsu podrazumijevala je opskrbu gorivom na nekoj od navedenih svemirskih postaja.

Ovako ambiciozan plan doživio je brodolom čim je izložen u Kongresu. Dobivenom svemirskom utrkom pala je politička i javna potpora svemirskom programu, pa je ideja STS-a u potpunosti odbačena.

Tražeći jeftiniju alternativu, NASA-ini inženjeri izradili su plan višekratno iskoristivog “svemirskog taksija”, koji bi u svemir bio lansiran poput rakete, a vratio se na Zemlju poput zrakoplova. Napravljen je velik broj studija kojima je ideja detaljno razrađena, a krajnji se rezultat svidio i političkoj eliti: tadašnji predsjednik Richard Nixon objavio je 1972. godine kako će NASA napraviti višekratno iskoristivi Space Shuttle (službeni naziv zadržao se iz predhodnog prijedloga: Space Transportation System).

STS se sastojao od tri komponente: orbitera sa posadom, tanka s gorivom (External fuel tank – ET) i potisnika na kruto gorivo (Solid Rocket Boosters – SRB). Proizvodili su ih različiti proizvođači, koji su ih potom isporučivali u svemirski centar Kennedy. Ondje bi bili spojeni – što je proces koji traje 36 sati – i potom lansirani.

Orbiter, težak 200 tona i dizajniran da ponese pet do sedam astronauta u svemir (u iznimnim okolnostima mogao je udomiti i desetoricu) na razdoblje do četrnaest dana, ključni je dio STS-a.

Za razliku od prvotnih planova, koji su podrazumijevali da slijeće poput zrakoplova, orbiter u konačnici nije slijetao pomoću mlaznih motora (izbačeni su zbog prevelike mase), nego se umjesto toga iz svemira vraćao poput jedrilice. To je isto tako značilo kako ima samo jednu priliku za slijetanje, stoga je završetak svake misije morao biti izveden pod idealnim okolnostima.

Orbiter jest imao motore, i to tri glavna motora (Space Shuttle Main Engines – SSME), koje je koristio pri uzlijetanju, dva manja koje je koristio za manevre u orbiti (Orbital Maneuvering System – OMS), te 44 mala potisnika smještena na nosu i repu letjelice. Svaki je motor dizajniran za 55 letova.

Prije uvođenja u upotrebu, NASA je optimistično najavljivala kako će svaki od izgrađenih orbitera letjeti stotinu puta, a godišnje će se u prosjeku letjeti 60 puta u svemir. U stvarnosti, svi su zajedno letjeli ukupno 135 puta, niti približno obećanoj brojci.

Prilikom izgradnje orbitera, najosjetljivijim dijelom se pokazao toplinski štit letjelice – na njegovu je izgradnju utrošeno čak 335 radnih godina. Ovaj je imao štititi brod i posadu od ekstremnnih temepratura prilikom povratka iz orbite, a za razliku od prethodnih američkih brodova, čiji su toplinski štitovi bili u jednom komadu, ovaj se sastojao od desetina tisuća malenih pločica. Takav je pristup bio nužan zbog činjenice kako će svaki od orbitera više puta letjeti u svemir, stoga je bilo daleko lakše i jeftinije zamijeniti samo jedan djelić oštećenog toplinskog štita, nego ga zamijeniti u potpunosti.

Tank s gorivom (External fuel tank – ET) opskrbljivao je glavne motore orbitera mješavinom tekućeg kisika i tekućeg vodika. Na njega su se spajali orbiter i potisnici na kruto gorivo, što ga u neku ruku činilo kralježnicom cijelog sustava. Jedini je dio STS-a koji nije višekratno iskoristiv – po odbacivanju bi sagorio u atmosferi.

Potisnici na kruto gorivo (Solid Rocket Boosters – SRB) pružali su tri četvrtine potiska pri polijetanju, a bivali su odbačeni dvije minute po lansiranju, kada bi STS već bio na visini od 46 km. Kao i orbiter, i oni su bili višekratno iskoristivi: spustili bi se padobranom u more, odakle bi bili izvučeni i vraćeni u tvornicu.

Ukupno je izgrađeno pet orbitera, od kojih su dva stradala u nesrećama zajedno s cjelokupnom posadom. Imenovani su prema slavnim brodovima iz prošlosti te su se, kako je proces izgradnje orbitera napredovao i stalno se poboljšavala tehnologija, u nekim stvarima razlikovali jedni od drugih (primjerice, Challenger je imao 31.000 pločica na toplinskom štitu, dok je Atlantis imao 24.000).

Slijedi popis orbitera i datum prvog leta:

1. Columbia (STS-1, 12. travnja 1981.)
2. Challenger (STS-6, 4. travnja 1983.)
3. Discovery (STS-41-D, 30. kolovoza 1984.)
4. Atlantis (STS-51-J, 3. listopada 1985.)
5. Endeavour (STS-49, 7. svibnja 1992.)

Izgrađeno je i nekoliko testnih primjeraka, koji su služili za provjeru izdržljivosti ugrađenih komponenti i uvježbavanje posada. Jedan od njih, Enterprise, korišten je za testiranje u atmosferskom letu. Trebao je biti i prvi shuttle u svemiru, no pokazalo se kako bi prilagodba za let u svemir bila preskupa i prekomplicirana. Umjesto toga poslan je u muzej.

Cijela je flota umirovljena 2011. godine, nakon punih 30 godina službe. NASA trenutno radi na projektu Orion, koji bi trebao ponijeti prvu posadu u svemir početkom 2020-ih. Orion predstavlja svojevrstan korak unazad u odnosu na STS: vraća se starom principu lansiranja na raketi iz ranijih programa, bez ikakvih dijelova koji bi bili višekratno iskoristivi. Silni proračunski rezovi onemogućili su razvoj punokrvnog svemiroplova koji bi polijetao i slijetao kao zrakoplov, nedosanjani san svih inženjera i znanstvenika koji su gradili STS.

Zanimljivosti

– Tank s gorivom (ET) mogao se dostaviti zajedno sa šatlom u orbitu i ondje preurediti u svemirsku stanicu, slično kao što se napravilo s postajom Skylab. Ta ideja, zbog složenosti i traženih sredstava, nikad nije realizirana.

– Orbiter prilikom slijetanja izvrši 30 manevara kako bi uspio od prve sletjeti na predviđeno mjesto.

– Turbo-pumpe u glavnim motorima 8(SSME) tako brzo vuku gorivo iz ET-a, da bi ispraznile olimpijski bazen za 20 sekundi.

– 90% sastava keramičkih pločica na toplinskom štitu čini zrak.

– Da bi se u svemir pomoću STS-a poslalo sedam ljudi, u kontrolnoj sobi ih mora biti 300, kako bi pratili sve sustave STS-a.

– Tijekom misije, najkorišteniji uređaj jest – običan usisavač. Njime se kupi brojni otpad koji se svakodnevno gomila i pluta po letjelici.

– Orbiter se sastoji od preko 6 milijuna dijelova, od kojih svaki biva tri puta pregledan prije novog lansiranja u svemir.

Naslovnica: NASA