شاتل ها
بخش های اصلی شاتل:
1- مدارگرد که سرنشینان و محموله را در خود جای میدهد
2- محفظه بزرگ خارجی که سوخت موتورهای اصلی را در خود جای میدهد (مخزن نارنجی رنگ)
3- دو موتور پرتابگر سوخت جامد که بیشترین نیروی پیش ران را در دو دقیقه اول فراهم میکنند.
تمامی این اجزاء دوباره مورد استفاده قرار میگیرند بجز مخزن سوخت خارجی که در جو می سوزد.
مدارگرد شاتل
وظيفه اصلي مدارگرد حمل فضانوردان و محموله‌ها به فضا و بازگرداندن آنها به زمين است. اين بخش شاتل شبيه به يك هواپيما با دو بال دلتا و دمي عمودي است. مدارگرد به هنگام بازگشت به زمين درست مانند يك گلایدر عمل مي‌كند و بدون هيچ‌گونه نيروي پيشران بر روي باند فرود مي‌آيد.
مدارگرد از سه قسمت اصلي تشكيل شده است. (1) در قسمت جلويي آن كابين كنترل و محل استقرار فضانوردان قرار قسمت مياني .
(2) مدارگرد با دارا بودن فضايي خالي با طول زياد، بستري براي حمل محموله‌ها (3) در قسمت عقبي شاتل نيز سه موتور پيشران مايع قرار دارند كه در هنگام پرتاب از مخزن سوخت خارجي تغذيه شده و بخشي از نيروي رانش مرحله اول و تمام نيروي مرحله دوم پرتاب را تامين مي‌كنند
تمام مدارگردها داراي ابعاد كاملاً يكساني هستند و تنها از نظر برخي ويژگي‌هاي سامانه‌اي با هم تفاوت دارند. مدل‌هاي جديدتر به لحاظ سازه‌اي سبك‌تر شده‌اند و بنابراين قابليت حمل سامانه و محموله آنها افزايش پيدا كرده است. همين تفاوت‌ها باعث مي‌شود تا به لحاظ قابليت ماموريت نيز تفاوت‌هايي داشته باشند. هر مدارگرد براي حمل 4 الي 7 فضانورد (كه دو نفر آنها حتماً خلبان هستند) طراحي شده است. گرچه ماموريت با 8 فضانورد نيز تجربه شده است. مدارگردها قادر هستند در موارد اضطراري تا 11 نفر را نيز با خود به زمين بازگردانن.
بخش سرنشینان مخصوص استقرار فضانوردان است و دارای فشاری برابر جو زمین و در نتیجه فضانوردان نیازی به لباسهای ویژه ندارند و تنها هنگام پرتاب ، بازگشت و ماموریت فضایی لباسها را بر تن میکنند. کابین سرنشینان دارای سه بخش اتاقک پرواز ، واحد تجهیزات و اتاقک ایزوله میباشد. اتقک پرواز محل استقرار خلبان و کمک خلبان میباشد که تمامی کنترل گرها و نمایشگرها در این اتاقک قرار دارند. بیش از 2020 نمایشگر و کنترل گردر این اتاقک قرار دارند. اتاقک ایزوله امکان پیاده روی فضایی رو فراهم میکند.
موتورهای اصلی
سه موتور اصلی شاتل بطور هماهنگ با موشک پرتابگر آن ، نیروی پیشران لازم برای صعود اولیه را فراهم میکند که تا 8.5 دقیقه پس از پرتاب همچنان به کارشان ادامه میدهند. پس از جدایی بوسترهای سوخت جامد موتورهای اصلی نیروی پیشران لازم را فراهم میکنند. سوخت این موتورها از مخزن نیم میلیون گالنی بزرگی که معمولا به رنگ نارنجی است فراهم میشودموتورهای مدارگرد گیم بال هستند یعنی میتوانند در جای خود بچرخند و بازی کنند تا کنترل حرکت مدارگرد را فراهم کنند.
هر مدارگرد داراي سامانه‌اي موسوم به [مانور مداري] است كه براي مانورهاي مداري آن در فضا طراحي شده است. اين سامانه كه در قسمت عقب (كنار دم) مدارگرد تعبيه شده، از دو موتور پيشران مايع هر يك با نيروي رانش 26700 نيوتن تشكيل شده است. در كنار اين سامانه مداري، [سامانه كنترل عكس‌العملي] شامل 24 پيشرانه 3870 نيوتني وچهار موتور ورنيه نيز بكار گرفته شده است. علاوه بر همه اينها، 14 پيشرانه فضايي ودو موتور ورنيه نيز در قسمت دماغه شاتل وجود دارند و در مجموع 51 موتور مختلف کار هدایت مدارگرد را بر عهده دارند. همه اين پيشرانه‌ها از پيشران مايع مونومتيل هيدرازين و تترا اكسيد نيتروژن استفاده مي‌كنند. سازه مدارگرد بيشتر از آلومينيوم ساخته شده است اما سازه‌هاي پشتيبان موتورهاي راكتي آن بيشتر از آلياژ تيتانيوم است.
مخزن سوخت مایع
هنگام پرتاب، این مخزن سوخت موتور اصلی مدارگرد و دو موتور سوخت مایع موشک پرتابگر را تامین میکند و البته روی بالها و چند بخش دیگر مدارگرد هم مخازن سوخت مایع وجود دارد. . سوخت این مخزن هیدروژن مایع و اکسیژن مایع است. این مخزن باعث پایداری شاتل در طول پرواز میگردد و تا ارتفاع حدود 113 ک م بالا میرود و بعد از 8.5 دقیقه مخزن خالی میگردد.
در قسمت بالا مخزن اکسیژن و در پایین مخزن هیدروژن قرار دارد و در بخش میانی تجهیزات پردازشگر و کاربردی قرار دارد.
مخزن سوخت مایع کار تغذیه موتور سوخت مایع موشک پرتابگر را در مدار زمین به عهده دارد و پس از رسیدن به ارتفاع مورد نظر ، از آن جدا میشود و در اثر برخورد با جو زمین بکلی نابود میشود و قسمتهای باقی مانده وارد اقیانوش میگردند.
بوسترهاي پيشران جامد
دو بوستر پيشران جامد شاتل فضايي به رنگ سفيد بوده و در طرفين مخزن خارجي نصب مي‌شوند. اين دو بوستر نقش اصلي را در مرحله اول پرتاب شاتل فضايي بر عهده دارند. بوسترها پس از حدود 2 دقيقه و در ارتفاع حدود 45700 متري (150000 پايي) از سامانه جدا مي‌شوند و وسيله به كمك چتر در اقيانوس سقوط مي‌كنند و سپس به وسيله يدك‌كش‌هاي مخصوصي از آب گرفته شده و جهت بازيافت و استفاده مجدد مورد استفاده قرار مي‌گيرند. بدنه باقی مانده قابل بازسازی و استفاده مجدد است و میتوانند تا 10 ماموریت به کار روند.
بوسترها با استفاده از سامانه نازل متحرك خود، در كنترل كل شاتل در مرحله اول پرتاب نيز نقش ايفا مي‌كنند.
علت اصلي بروز سانحه چلنجر، نقص در يكي از اورينگ‌هاي (واشر عايق حلقه‌اي) عايق بخش انتهايي يكي از بوسترها بود. بعد از اين حادثه، تغييرات زيادي به لحاظ مهندسي در سامانه بوسترها صورت پذيرفت.
شاتل ها هنگام بازگشت به زمین در اثر اصطکاک با جو حرارت بسیار بالایی تولید میکنند که اگر در برابر این حرارت حفاظتی تعبیه نشود در مدت زمان کوتاهی به خاکستر تبدیل میگردد.
يكي از مهم‌ترين و حساس‌ترين بخش‌هاي مدارگرد، كاشي‌هاي عايق حرارتي هستند كه در زير بدنه، بال و دماغه شاتل به‌صورت سرتاسري نصب مي‌شوند تا در هنگام ورود مجدد مدارگرد به زمين جلوي نفوذ حرارت چندين هزار درجه‌اي را به شاتل بگيرند. سانحه دوم شاتل فضايي به خاطر نقص به وجود آمده در يكي از همين عايق‌ها بود.
در فضاپیماهای قدیمی سپر حرارتی مانند خود سفینه قابل استفاده مجدد نبود و از بین میرفت اما در شاتلها به دلیل پروازهای مکرر از سیستم جدیدی به نام "سیستم حفاظت حرارتی" استفاده میشود که از صدها قطعه ساخته میشود و مانند موزاییک روی بدنه شاتل قرار میگیرد. این سرامیکها قابلیت تحمل دماهای بالا را دارند ولی 95% گرما را از راه تابش پس میدهند و بعنوان یک سد محکم در برابر ورود حرارت به داخل سفینه هستند.
بازگشت شاتل
امیدوارم از این مطلب نهایت استفاده رو برده باشید.
