New call - " the Space the Shuttle "

On creation of space-rocket system " the Shuttle " is considered the Space an official date started of works on January, 5th, 1972 when the president of the USA R.Nikson has approved{confirmed} this program of NASA coordinated{agreeed} with the Ministry of Defence.
In opinion of military experts of the USA, a spacecraft " the Space the Shuttle " should make a quantum leap in the field of use of space in the military purposes. First, as means of expansion in an orbit and regular maintenance service of military space systems of new generation, secondly, for the decision of applied military problems{tasks}: for inspection of satellites in an orbit during which the opportunity of decision-making on their destruction or returning to the Earth is supposed, technical service of military space vehicles in an orbit, current or emergency repair, refuelling, input in operative use of reserve devices, conducting operative investigation and test of experimental samples of the weapon in space.
" The Space the Shuttle " under certain conditions as some experts approve{confirm}, can be applied as the carrier{bearer} of shock means.
Works on search of technical shape and expediency of creation of such system have begun in NASA in September, 1969, in two months after landing the person to the Moon. On behalf of the President of the USA the group of leading experts - " Group of space problems{tasks} " which has studied{investigated} the nearest ways of development of the American program of use of a space has been created.
At the height of impressing flights of the American astronauts on the Moon in the United States already summed up лунно-space duel of two resisting states. The prestige of America has been restored already with "Apollo's" first flight. Rocket system " Saturn " of special advantages in the further steps in a circumterraneous space did not give, except for reached{achieved}. The prospect of flights to other planets promised additional expenses. Real application of this rocket system in other purposes because of bulkiness of small weight in the near future did not look through. For its{her} use as the vehicle solving{deciding} circumterraneous cares, development of space objects by the dimension essentially surpassing space vehicles of applied purpose{assignment; destination} were required.
Prospect of space-rocket technics{technical equipment} solving{deciding} in definition there was a concept of use of space circumterraneous space as base for accommodation of means of conducting operations with a view of "safety" as it was formulated at its{her} development{manufacture}. The idea " to find effective means to transform nuclear weapon in unnecessary and out-of-date kind of arms " was not unique argument republican administrations of the USA and personally the president in favour of expansion of the large-scale program of militarization of space. For a new coil of race of arms vehicles were required, first of all. And in ten years there will be a program of search of the newest technologies of this direction.
For now group " space problems{tasks} " regarding transport systems has made a number{line} of conclusions and recommendations in which it was specified, that "... The United States consider{count} as the primary goal balanced development of two directions of the space program: piloted space flights and starts of automatic space vehicles. For achievement of this purpose of the USA should... To develop absolutely new space systems... Within the limits of the program providing new opportunities of transport space operations... " Already from the beginning 1970 of NASA conducted intensive design and technical and economic researches in the field of space-rocket transport systems. Reusable piloted transport systems, the orbital ships with disposable pendant твердотопливными and liquid accelerators have been considered{examined} completely. Each variant has been subjected to a careful estimation from the point of view of risk of development and expenses.
In January, 1972 President R.Nikson has declared{announced}, that NASA should start development of economic reusable system.
The law on creation of NASA has been accepted in the USA in October, 1958 in reply to start in the USSR the first satellite of the Earth. The civil space programs which are carried out by governmental bodies, universities and private concerns have been under his supervision incorporated all. Under the actual status, volume of financing, number of the personnel and character of activity this department practically is one of the governmental ministries, having own scientific, experimental and industrial base.
NASA it has been made responsible for development of scientific and technical base of astronautics, for development and use of space means for research and development of a space, for development of space means of applied value, and also for creation of a scientific and technical reserve for space systems of military purpose{assignment; destination}.
Organizational structure of NASA: headquarters, three research centers, two centers of the space flights, two space centers, national laboratory of space technics{technical equipment} and range on island Uollons. Each of these centers has own specialization. Besides under contracts of NASA on the basis of the governmental decision the laboratory of jet movement which is division Massachusetskogo of an institute of technology works and is located in the city of Pasadena, state of California. In 1991 made staff{state} of employees of management of NASA about 24 thousand person. In firms-contractors involved in contract works, at universities and other organizations under programs of NASA person works from 100 up to 150 thousand.

The headquarters of NASA in Washington carries out planning and will organize performance of space programs, interaction with governmental bodies at drawing up and the statement of the project of the budget.

The research centers. The center of name Эймса, state of California, carries out researches and experiments in the field of dynamics{changes} of a liquid and gases, thermodynamics, flight of high-speed flying devices; biomedical researches, application of computer facilities in these areas for calculations and modelling. The center of name Лэнгли, state Virzhiniya, carries out researches of aerodynamics and a design of perspective aerospace and aviation flying devices and their control systems, influence of influence of space conditions on space vehicles; supervises over works on remote sounding the Earth and its{her} atmosphere from space, on creation of onboard gauges and equipments of reception and data transmission of space vehicles. The center of a name of Lewis, state of Ohio, heads works on impellent installations of space, aerospace and aviation flying devices, onboard sources энергопитания, to perspective space systems of a radio communication and research in the field of micronavigation.

The centers of space flights. The center of a name of Marshall, state of Alabama, carries out works on engines and other components of rockets-carriers{-bearers} and space vehicles, on the equipment and control facilities flight of space vehicles. The center of name Годдарда, state Merilend, carries out development and operation of space vehicles and their equipments, operation of a network of stations of tracking of NASA.

The space centers. The center of name Кеннеди, state of Florida, carries out development and operation of the equipment of starting complexes, preparation and carrying out of start-up of transport space means. The personnel of the Center totals about 2,5 thousand employees of NASA, under contracts from NASA to works in the Center is involved up to 15 thousand experts of private concerns. The center of a name of Johnson, state of Texas, carries out development and operation of piloted space vehicles, and also useful loadings.

Proving grounds and laboratories. The national laboratory of space technics{technical equipment} of name Стенниса, state of Mississipi, is engaged basically in tests of rocket engines and steps. It is closely connected with the Center of a name of Marshall. The laboratory of jet movement, state of California, works under contracts from NASA in the field of creation and operation of automatic interplanetary stations for research of Solar system. The Proving ground on island Uollons carries out starts of probing rockets for research of an atmosphere.

The national space policy{politics} of the USA. Works on research, development and use of a space in the military and civil purposes to the USA are entered into a rank of national policy{politics}. Formation of policy{politics} in the field of space is carried out within the limits of Advice{Council} of the national safety, one of which working bodies is the so-called group on space which functions include preparation of projects of instructions and memorandums of the President of the USA on space subjects.
The management{manual} of scheduling of the USA on realization of Substantive provisions of national policy{politics} in the field of space has been assigned to National advice{council} on space, created under the decision of the President of the USA in April, 1989 instead of the maximum{supreme} interdepartmental group on space, functionen in structure of governmental bodies with 1982
The chapter{head} of National advice{council} on space is vice-president of the USA, members - the assistant to the President of the USA on national safety, Minister of Defence, director of NASA, the state secretary, ministers of trade and transport, director of administration managerial control-budgetary, director of CIA and the head of the device of employees of the White house.
Perspective directions of works the nearest 10 years are defined{determined} by periodically created special interdepartmental committee.
Between NASA and the Ministry of Defence of the USA coordination advice{council} on aeronautics is engaged in elimination of duplication of works. Special departments of communication{connection} at headquarters of NASA and in kinds of armed forces will organize information interchange and a direct communication between executors while direct interaction is carried out through special representation departments of the Air Forces of the USA at each of the Centers of NASA.
Communications{Connections} HACA with the industry are expressed, first of all, in attraction of private concerns to performance of orders for design development and manufacturing of space vehicles or the equipment for them. Potential executors of orders are got to take part in works above concrete programs at a stage of preliminary works - at definition of the purposes.
The circle of firms with which NASA cooperates, totaled to 1991 over thousand companies, however the main industrial partners of NASA are aerospace corporations - " a greater{big} eight ": "Boeing", " Дженерал Дайнемикс ", "Грумман", "Локхид", " Макдонелл Douglas ", "Martin Marietta", "Рокуэлл" and "ТРВ".
Mutual relations of NASA with the American industry are not limited to commercial contracts on performance of those or other orders. To NASA the law assigns a duty of maintenance of introduction of "collateral" results of the space programs having value for other industries. With this purpose of NASA spends the program of recycling of technologies, will on a regular basis organize symposiums, meetings with representatives of the industry, concludes many agreements on joint development and renders partners free-of-charge services on selection of technical decisions.
As advisers and partners of NASA by development long-term and current plans, concrete programs of researches, definition of priority directions of works the scientific community of the USA - universities, institutes, public organizations of scientists acts. They make the majority of constantly operating{working} Advisory council of NASA.
NASA carries out close cooperation with HOAA (NOAA, National Oceanic and Athmospheric Administration) - Management on research of ocean and an atmosphere which is responsible for development and operation of civil meteorological satellites of the USA. The services, given to this department, are paid.
By way of the international cooperation of NASA has more than thousand agreements more than with hundred countries. Mutual relations with the basic countries-partners USA are under construction more often on взаимокомпенсационной to a basis.
As basis for performance of the civil space program of the USA the principles incorporated in the bill of creation of NASA serve. During 1950 - 1960th years in the basic motive power in these works were successes of the USSR in the field of an outer space exploration. Now the basic stimulus for creation of the advanced space technics{technical equipment} and preservation of leadership of the USA are an increasing economic competition from other countries and environmental problems.
The purposes of the civil space program are formulated as follows:
- To keep ability of the nation to search, researches and opening;
- To provide its{her} technical competitiveness at a world{global} level;
- To raise{increase} quality of a life of all people of the Earth;
- To bring the contribution to national safety and to promote achievement of the purposes of foreign policy of the USA.
Three overall objectives of policy{politics} of the USA in the field of space:
- To develop{unwrap} space station " Fried " up to the end of XX century;
- To create constant lunar base;
- To carry out piloted expedition{dispatch} to Mars.
At ceremony of release at the Texas university on May, 11th, 1990 the President of USA Дж. Bush has told: " Even before celebrating 50-th anniversary of landing of " Apollo " on the Moon the American flag will be lifted on Mars ".
Financing of development under space programs of NASA is carried out on the basis of annually corrected{adjusted} five years' plan of research and use of the space made proceeding from substantive provisions of national space policy{politics}. About 75 % of the budget of NASA goes on civil programs and 25 % - on military.
The budget of NASA for 1991 has made 13,9 billion dollars, including on station " Fried " - 1,9 billion dollars the inquiry of NASA Generated by the government about 1992 made 15,7 billion dollars, that on 13 % it is more, than has been allocated in 1991 financial year. Including it was provided to spend 2,1 billion dollars for the program of station " Fried "
The highest level of assignment of NASA (in real terms 1991) was in 1964-1965 and made nearby 21,5 billion dollars, i.e. 0,8 % of a total national product of the USA, in 1991 financial year - about 0,2 % of a total national product. In percentage to a total sum of the State expenditure of the USA of assignment of NASA make about one, and in 1964-1965 - nearby 4,5.
NASA and space firms, continuing design researches, in March, 1972 have published the basic features of the reusable transport spacecraft named on its{his} function by " the Space shuttle " - " the Space the Shuttle ".
It{He} is executed under the two-level scheme{plan} (more precisely, полутораступенчатой) with a parallel arrangement of steps. At start engines of both steps join. The first step - two твердотопливных the accelerator. After branch in flight at height of the order of 40 km they by means of parachute system fall to ocean, then after return on repair-regenerative base can be repeatedly used up to 20 times. The second step, orbital winged, piloted is an orbital spacecraft. The basic mid-flight engines use fuel - liquid oxygen and the hydrogen, placed in a pendant fuel compartment which is dumped{reset} on end of the flight program. Довыведение rapproachement with other objects and braking for схода a spacecraft from an orbit is carried out by two engines of maneuvering of the ship which provide except for it{this} correction of an orbit. After схода from an orbit the orbital ship makes planning descent{release} with plane landing{planting} to a strip near to a starting complex.
Starting weight " the Space of the Shuttle " more than 2000 т. The maximal payload at a conclusion to a circular orbit in height with an inclination 280 makes of 185 km 29,5 т. From an orbit " the Space the Shuttle " delivers to the Earth a cargo up to 14,5 т. Duration of orbital flight of a spacecraft - about seven day. Number of crew - up to seven person. The orbital ship provides necessary conditions for accommodation of crew and a payload. On the dimensions and weight it{he} is similar to transport plane DS-9. The compartment of a payload has all conditions for accommodation various under the form of pilotless space vehicles and the scientific laboratories completely equipped by the equipment. Weight of the orbital ship with the maximal payload on weight-114,3 т. The surface of the orbital ship is covered by the thermal protection maintaining temperature up to 12600С during hundred flights with insignificant repair.
Three mid-flight engines SSME (SSME) create total draft 5 МН (510) on the Earth and 6,27 МН (640) in emptiness, a specific impulse on the Earth - 3562 km/s, in emptiness - 4464 km/s. Start of mid-flight engines is made on start and within more than two minutes they work together with твердотопливными accelerators. The general{common} operating time of mid-flight engines on a site of deducing{removing} makes 520 with, and in emergency operation - 823 with. The guaranteed resource - 7,5 ч, that corresponds{meets} to 55 flights. The opportunity of regulation of draft of engines in a wide range allows to have high draft at the moment of start and programmed during all flight, supporting{maintaining} an overload not above three units. Качание engines in кардане provides management of flight on channels тангажа, rovings and a roll. The majority of units of the engine is executed in the form of быстросменных blocks which can even be replaced on start without labour-consuming operations that allows to have high efficiency of operations of interflight service.
For absorption of the longitudinal fluctuations arising in the closed contour " a design of a package - the chamber of combustion of the engine ", it is entered POGO-демпфер into highways of submission of an oxidizer.
Other important element of the engine is the controller which is carrying out all of function of management by work of the engine. The computer gives out commands{teams} to system of operating valves, supervises parameters of the engine, operates purges before start and during work of the engine. A computer of the engine, and in our terminology the control system of the engine, provides management in the closed contour with draft of the engine, a parity{ratio} of the charge of components of fuel, carries out demanded reservation and the control of parameters. The controller with the maximal probability guarantees safe work of the engine. This function is adequate to a system designated purpose of emergency protection. Safety is provided by means of the control of achievement of critical values of temperature of characteristic elements of the engine, pressure and number of turns{turnovers}. At excess of critical value of any controllable parameter the controller stops the engine. Data about a condition of the engine are continuously transferred{transmitted} in a control system of the orbital ship.
The structure of the engine includes system of ignition with three spark igniters placed in the central part форсуночной of a head of the chamber of combustion, and on one - on heads газогенераторов.
The engine is executed under the scheme{plan} with reburning. About 20 % of fuel burns down in газогенераторе, forming regenerative gas of rather low temperature which is used for a drive турбонасосного the unit and then acts in the chamber of combustion, where дожигается in the remained part of fuel.
Pendant fuel oтceк is a rod constructive element. During the moment of start the fuel compartment perceives total draft from three mid-flight engines and two твердотопливных accelerators. In structure of a package a fuel compartment a unique large element of disposable use. The compartment consists of a tank of an oxidizer, a tank of fuel and межбакового a compartment in which закомпонованы devices and are entered forward communication centers with твердотопливными engines. The external surface is covered by a heat-shielding layer from пенополиизонианурата thickness of 25 mm which supports{maintains} the set level of temperatures of components of fuel and protects from aerodynamic warming up.
The design of tanks consists of the elements made of aluminium alloys 2024, 2219, 7075. The general{common} length cваpных seams more than 917 m. Weight of a dry design of the order 35,5 т. - the design оживальной forms - contains a tank of liquid oxygen in itself more than 600 т oxygen. Panels and section of the bottoms of tanks on an internal surface of environments mechanically also are chemically milled. Inside of a tank are established{installed} демпфирующие partitions.
The tank of fuel contains 100 т hydrogen. Weight of a dry design 14 т. Environments cylindrical секций have longitudinal стрингерной a set. Stability of an environment секций is provided with thirteen intermediate frames.
Before refuelling fuel tanks are blown by the gaseous helium providing drying of tanks and removal{distance} of the rests of air.
Твердотопливный engine SRM (СРМ) - biggest of applied in space programs. The engine of such sizes for the first time is used in structure of a piloted space-rocket complex. Were spent ground огневые tests of larger твердотопливных engines, however their development has not been finished.
Design studies of NASA have shown, that the risk and cost of development твердотопливных accelerators will be minimal. However the basic reason in favour of твердотопливных engines was necessity of maintenance of the industrial base developed on that time making твердотопливные engines for combat missiles of type "Минитмен".
Lump of two твердотопливных accelerators hardly more than 1180 т. Draft of one engine reaches{achieves} 11,760 MH (1200 m).
The case of the engine is made from 11 separate steel обечаек. Each section is exposed to heat treatment, training and machining. Connection секций штифтовое. Hermetic sealing of joints was provided with the rubber bandage pasted to the case. Internal теплоизоляция it is executed from a rubber material on the basis of нитрилбутадиена, applied in others твердотопливных engines. Atop теплоизоляции the bottoms of back assembly section of the case it is put{rendered} monomeasures этиленпропилендиена with наполнителем from a carbon fibre. In the final stage of technological process on теплоизоляцию напыляется a thick layer of a facing material. Facing forms связующую a layer between fuel and теплоизоляцией. Then - vulcanization of facing, and on end of process assembly section are established{installed} in vertical position in mine{shaft} for заливки fuel. The weight of fuel is distributed{allocated} almost fifty-fifty between four секциями.
Fuel is widely applied to engines in the American rockets. The structure of fuel includes fuel: a sheaf from терполимера полибутадиена акриловой acids and акрилонитрила - 12 % of a lump, an oxidizer on the basis of перхлората ammonium - 70 %, an additive from an aluminium powder - 16 %, эпоксидная pitch for vulcanization of fuel - approximately 2 % and traces окиси iron for regulation of speed of burning. Заливка fuel in assembly section it is made in vacuum. Then endurance{quotation} within four days. The high initial level of draft and the subsequent programmed value of draft of the engine is provided with profiling of the central channel in the form of одиннадцатиконечной stars in forward section and round - in сопловой.
The system of ignition of a charge is carried out by a composition of lighting pyrotechnic blocks. The flame inside of a fuel charge of the engine extends for 0,15 with and full working pressure in the engine is reached{achieved} less than for 0,5 with.
Management of a vector of draft in planes тангажа and a rate is carried out by a deviation{rejection} сопла твердотопливного the engine leaning{basing} the flexible bearing. The basis of the bearing is made with the alternating steel and rubber ring plates which have been stuck together in the uniform block.
The engine has the parachute system of rescue consisting from exhaust, brake and the basic parachutes. Приводнение cases of the engine occurs{happens} to speed about 95 km/h.

Experimental working off of rocket system

Tests of mid-flight engines. Branch " Рокетдайн " of firm " Рокуэлл интернэшнл " has begun development of the mid-flight engine in 1972 under the contract with the Center of Marshall. Tests of mid-flight engines were spent in National laboratory of space technics{technical equipment} НСТЛ at stands, before engines of a space-rocket complex used for working off "Saturn-Apollo". There are two stands for tests of single engines and the stand for tests of a sheaf of three mid-flight engines (impellent installation) and fuel systems of the ship.
The first огневое test of the single engine has been lead in May, 1975, and the first test of mid-flight impellent installation in structure of a bench variant of step МРТА - in April, 1978 the Basic attention was given independent working off of units and systems of the engine. During tests of engines have collided{faced} with a number{line} of technical problems. The cores from them have been connected with an establishment of demanded distribution of loadings on bearings турбонасосного the unit, development of condensation, fatigue characteristics лопаток and turbines, elimination of rubbing elements in oxygen pathes, dynamic characteristics of the engine.
After end of search of decisions on the arisen technical problems the program of certified tests of the mid-flight engine has been lead. Two engines of a regular design with the general{common} operating time to 20 thousand with in a range of change of draft of 65-100 % were tested. In parallel with certified tests of single engines tests of impellent installation in sheaf МРТА with complex working off of fuel systems were spent. The structure of a bench variant of a step, or bench mid-flight impellent installation, included regular back section of a fuselage with three mid-flight engines, fuel systems of the orbital ship, a pendant fuel compartment and other systems connected with functioning of mid-flight engines.
The program of qualifying tests on летную the validity of impellent installation included 12 огневых tests before the first experimental start-up " the Space of the Shuttle ".
The program of creation of engines was under construction proceeding from the concept of carrying out of the toughened tests of critical units and successful developmental development. The special attention has been given to planning of tests and the careful design analysis. Comparison of total duration огневой during certified tests shows working off of mid-flight engine SSME and engine Dzhej-2, that all developmental development of the mid-flight engine has been carried out with smaller number of tests. The first successful test of a sheaf of mid-flight engines for full operation time has been lead already in the ninth test whereas similar test of a sheaf of engines Dzhej-2 has been carried out only during the sixteenth test. Successful test of a sheaf of engines Dzhej-2 is lead when the general{common} program of working off has been executed approximately on 75 % whereas the same stage for engines SSME has been passed{has been taken place} much earlier.
To the first start-up " the Space of the Shuttle " it has been turned out the order 110 thousand with on single engines and 11 thousand - on bench mid-flight impellent installation, in recalculation on the individual engine.

Tests твердотопливных accelerators. Prior to the beginning огневых tests of engine SRM kinds прочностных, dynamic and cyclic tests of the case of the engine have been lead all. With 1977 on the beginning 1980 programs отработочных have been carried successfully out and qualifying tests твердотопливного the engine - four have been lead отработочных огневых tests and three qualifying огневых tests. Thus the full information on internal ballistics, parameters of system of ignition, on durability of designs of the case and сопла, to characteristics of draft, management of a vector of draft and on the general{common} acknowledgement{confirmation} a flight of the validity твердотопливного the engine has been received. Seven огневых tests was enough to state a full estimation of a design of the engine.

Tests of a pendant fuel compartment. First of all it is necessary to tell about features of a design and programs прочностных tests of a pendant fuel compartment into which structure enter an oxygen tank, межбаковый a compartment, a hydrogen tank.
Oxygen tank. The case - a welded thin-walled environment, which durability is defined{determined} basically by hydrostatic loadings at control опрессовке. At calculation of thickness of an environment cryogenic hardening a material of a design is considered.
Межбаковый a compartment - каркасированная an environment which is meeting the requirements of durability at work on the general{common} both local longitudinal stability and panel флаттер.
Hydrogen tank. The case - a welded cylindrical environment with эллипсоидными the bottoms. Four cylindrical sections (обечайки), each of which consists of eight panels with longitudinal supporting elements. Panels are executed from plates by мехобработки. The longitudinal set is supported with frames. Durability of a tank at work is defined{determined} by size of internal pressure, the longitudinal set provides working capacity of a design at ground operations without pressurization. A settlement case at definition of thickness of an environment - pressure inside of a tank at acceptance (pneumatic) tests and normal temperature (200С). Pressure at control опрессовках gets out so that the pressure{voltage} in each welded seam on 5 % exceeded operational (in flight). This condition provides a quadruple resource in view of cryogenic hardening.

The program прочностных tests. The basic purpose of the program of tests of an oxygen tank - acknowledgement{confirmation} of constructive integrity at critical settlement loadings. Assembly was tested: an oxygen tank + межбаковый a compartment + the simulator of a hydrogen tank + a loading ring. Four cores of a mode were provided: опрессовка (test by internal pressure); нагружение the force arising on an initial site of the maximal acceleration at work of the first step for check cylindrical обечайки and the bottom section оживального of the bottom; нагружение the forces operating{working} at отрыве of a rocket from a starting platform for check cylindrical обечайки and the bottom section оживального of the bottom on stability from shift; check on stability of the top section оживального the bottoms at action on it{her} simultaneously efforts of shift and compressing efforts at the moment of the termination{ending} of refuelling. All tests were spent at normal temperature in view of reduction of loadings by effect захолаживания.
At tests межбакового a compartment assembly was tested: the top ring + the simulator of an oxygen tank + межбаковый a compartment + the simulator of a hydrogen tank + the bottom ring. Tests were spent on seven modes нагружения with modelling temperature modes межбакового a compartment on joints with simulators of capacities.
The hydrogen tank was tested in structure of assembly: the top ring + the simulator of an oxygen tank + structurally similar "intertank" + a hydrogen tank + the bottom basic ring. Tests were spent on three modes нагружения under two programs: at temperature 200С and the resulted{brought} loadings, at temperature of liquid hydrogen and settlement loadings.
For complex ground tests three skilled samples of a fuel compartment of regular execution{performance} have been made{produced}.
At прочностных tests the skilled designs representing various combinations from simulators of tanks of liquid oxygen, the hydrogen, two межбаковых compartments and full tanks of oxygen and hydrogen were used. In addition to static tests definition of the dynamic and frequency characteristics used in analytical model " a tank - a liquid " was spent.
Vibrating and frequency tests were spent at the dynamic stand of the Center of Marshall which has allowed to define{determine} own frequencies, forms of fluctuations and characteristics демпфирования.

Tests of completely collected package. The first stage of dynamic tests was spent on a breadboard model executed in scale 1:4 and collected from elements making it{him} of a fuel compartment, accelerators and the ship. The modelling tests which are passed{are taken place} of one and a half year - prior to the beginning 1978 - have proved analytical models.
In the beginning 1978 in the huge construction created earlier for dynamic tests of a rocket "Saturn-5", in the Center of Marshall vertical dynamic tests of completely collected package at the vibrating stand have begun. Tests were spent with the purpose of an estimation of real dynamic characteristics of a design and their influence on a control system of flight " the Space of the Shuttle ". By results of these tests parameters of all assembly and the mathematical models used for forecasting of reactions of a control system by flight on real loadings, arising during start and flight on a site of deducing{removing} have been checked up. At tests various compositions of entering elements of reusable system were used. The first variant consisted of the orbital ship and a mobile fuel compartment. The tank of oxygen was filled up to several levels with water for imitation of the charge of an oxidizer from the moment of branch твердотопливных accelerators before deenergizing mid-flight impellent installation. The second variant represented completely collected package, including with two твердотопливными the accelerators equipped by an inert charge. Flight conditions during the moment отрыва a reusable complex from a starting platform were simulated. The third variant differed from the second incomplete refuelling твердотопливных the engines, corresponding{meeting} the moment of time before the beginning of branch of accelerators from a pendant fuel compartment.
After end of the program of dynamic tests all the designs which are a part of a package, have been directed on manufacturers.
The dynamic stand in the structure had system of suspension brackets and hydrodynamical support. The major element was the system вибровозбудителей SMTAS (СМТАС) which provided creation of the set mode of vibrating both power{force} influence and data acquisition on reactions of a flight design. The system provided management simultaneously on 24 channels with work of 56 vibrators of electrodynamic type with different efforts.

Стартово-landing complex. A construction of starting complex LC-39 (ЛСи-39) and technical base of an industrial complex of Center Кеннеди have been created in the beginning of 60th years for maintenance of the program of piloted flights to the Moon.
The program " Space Шатт " provided use of these constructions and the equipment with necessary updating. Construction of new objects was supposed only in unusual cases. Completely new constructions became a building for maintenance service of the orbital ship and a landing strip.
Assembly and precommissioning work under the program " the Space the Shuttle " in center Кеннеди were the advanced continuation of similar works under the program "Saturn-Apollo" in which basis there was a start of a rocket complex from a mobile starting platform. Assembly and preparation of a package, all-round check are made indoors before its{his} delivery to a launching pad. At such way of preparation of a rocket it is a lot of reasons in its{his} advantage{benefit}.
The building of vertical assembly VAB (ФАБ) is the basic construction of a starting complex. A building the world's largest: height of 160 m, the borrowed{occupied} area of the order of 3,3 hectares. The high-altitude part of a building is divided{undressed} into four flights: two work with твердотопливными accelerators and two vertical assembly of a package on mobile starting platforms. Access to a rocket complex for performance of assembly operations and tests is carried out by means of sliding площадок, modified under a configuration " the Space of the Shuttle ". Upon termination of control checks a gate of a building of vertical assembly open also the caterpillar conveyor begins moving a mobile platform on a launching site. The bottom flight serves as a site for regenerative operations and preliminary assembly секций твердотопливных accelerators.
After the arrival in Center Кеннеди of section твердотопливных accelerators unloadings and checks go to high-altitude flight for расчехления. The general{common} assembly of accelerators is spent on readiness of other parts in flight 4. Back to section твердотопливных accelerators are delivered from an assembly site of high-altitude flight 4 in high-altitude flights 1 and 3 and are established{installed} on basic units of a mobile platform, then are preliminary established{installed} back and forward central assembly section and lobbies of section of engines. After assembly - юстировка the collected engines and complex tests of accelerators.
The pendant fuel compartment after the arrival passes{takes place} all initial operations in flight 4. Passes{takes place} control and functional tests of all systems of a fuel compartment. For moving a compartment to high-altitude flight 1 or 3 for joining with твердотопливными accelerators the load-lifting crane is used.
The orbital ship from horizontal position in vertical turns two cranes.
After the termination{ending} of the general{common} assembly of a package testings are spent and installation of pyrotechnic devices is carried out. If necessary access to a payload is carried out through a cabin of the orbital ship.
Mobile starting platforms were maintained under the program "Saturn-Apollo". For their use under the program " the Space the Shuttle " was required significant updating. The most appreciable change was liquidation of a 121-meter tower of service with the tower crane. Necessity for this tower has disappeared in communication{connection} with construction near to each of launching pads And and In motionless towers of service.
Inside of a platform in two floors compartments in which modules of interface of control systems are placed, test racks, system of fuelling and the electric equipment are located. The system of reburning of emissions of hydrogen and system of cooling of a back compartment of the orbital ship are entered into structure of systems on a platform after deenergizing mid-flight engines. The system provides cooling after preflight огневого tests of impellent installation or after its{her} emergency deenergizing. For access to engines on start there are sliding platforms.
It was used (with replacement only the out-of-date electronic equipment) the caterpillar conveyor worked in the program "Saturn".
Civil work on a launching pad And have been finished in the middle of 1978. The most important updatings: reconstruction of systems of maintenance by components of fuel, liquidation of system of submission of fuel RL-1 (РЛ-1), construction of a motionless tower of service and addition to it{her} of a rotary tower, replacement uniform пламеотражателя for a rocket "Saturn" to three new пламеотражателями. Access to a spacecraft is provided with system of devices of type of arrows of communication{connection}, masts and dividing колодок.
The motionless tower of service provides access to the orbital ship and a rotary tower. In the top part the crane is located. From a tower to a rocket three arrows are stretched, one of which is used for an input{entrance} of crew in a cabin of the orbital ship, and other two provide a drainage from gas pillows of tanks of a fuel compartment. The tower has канатную emergency system покидания crew of the ship. The rotary tower of service provides the protected access to the orbital ship for change and service of a payload on a launching pad.
Газоотводящий the channel crosses an embankment of a launching pad at a level of a terrestrial surface. Depth of the channel of 12,2 m, width of 17,7 m, length of 150 m, пламеотражатель engines of the orbital ship has height of 11,6 m, length 22 and width of 17,6 m. the Top part пламеотражателя твердотопливных accelerators adjoins to пламеотражателю the orbital ship. Reflectors steel also are covered by a heat-shielding material абляционного type.
The water system of suppression of acoustic fluctuations is applied to protection of the orbital ship against acoustic loadings during start.
Cryogenic components - liquid hydrogen and oxygen - are stored{kept} in the spherical capacities representing vessels Дьюара. Submission of components occurs{happens} on highways with вакуумированными shirts.
Interflight maintenance service of the orbital ship is carried out in building OPF (ОПФ), reminding a plane hangar. In underground space of high-altitude flights systems of power supplies, communication{connection}, measurements and managements are laid, and also to a highway of hydraulic systems, working gases and air. In this building pass{take place} service two ships.
Maintenance service of a payload is carried out in various buildings of the Center and base of the Air Forces to cape Canaveral. These buildings were used for service of spacecrafts "Apollo" and numerous pilotless devices. The integral element for all constructions where operations of maintenance service of a payload are carried out, is the auxiliaries of repeated use including the container, the conveyor and a basic platform for transportation of a payload and performance of cargo handling operations.
From the moment of arrival " the Space of the Shuttle " on a launching pad management of all operations is carried out by Cent of management of start-up. After installation of a mobile platform on support of a launching pad the rotary tower of service is brought, mechanical and electric joinings a platform with systems of a launching pad are carried out. Then kinds of tests and checks are spent all, and process by preparation for refuelling comes to an end. For the period of refuelling the launching pad is released{exempted} from the attendants. End of refueling operations and tap{removal} of a tower means translation{transfer} in a condition of readiness of the complex, corresponding{meeting} approximately to the moment (Т - 2) in prestarting readout. In this condition the opportunity of a delay of the further works up to 24 ч is provided. In (Т - 1 ч and 51 minutes) come to the end operations of an input{entrance} in a cabin of crew, are closed hatches and check of tightness which comes to an end for 25 minutes before start begins. In (Т - 20 minutes) In memory of onboard computers the flight program is transferred. In (Т - 9 minutes) - transition to automatic control of operations of prestarting readout. Seven minutes prior to cтарта the arrow of access to the orbital ship is allocated{removed}. The orbital ship passes to an independent feed{meal} during (Т - 4 minutes and 30). Further:
Т - 2 minutes and 55 with - the beginning of prestarting pressurization of a tank of an oxidizer of a fuel compartment;
Т - 2 minutes and 30 with - tap{removal} of an arrow of a drainage паров oxygen;
Т - 1 minutes and 57 with - the beginning of prestarting pressurization of a tank of a combustible fuel compartment;
Т - 27 with - time, up to which at any delay after (Т - 2 minutes) prestarting readout автоматически renews from the moment of (Т - 9 minutes);
Т - 25 with - transition to management of prestarting readout from onboard computers;
From (Т - 3,46) up to (Т - 3,22) - start of mid-flight engines,
Т - 0 - mid-flight engines on 90 % of draft;
Т + 2,64 with - start твердотопливных accelerators and clearing of bolts on basic units твердотопливных accelerators;
Т + 3 with - start " the Space of the Shuttle ".
The complex of working off of data of flight of system carries out processing command, траекторной and the telemetering information, and also signals of a communication system. Computers are calculated on service of critical flight sites - start and landing{planting} of the orbital ship. The system provides reliability 0.9995 within 50 hours of continuous work. The Most part of functionalities of this complex is provided with four applied programs: calculation of trajectories, processing of telemetering data, formation of commands{teams} and maintenance of communication{connection}. The program for calculation of trajectories defines{determines}, predicts and plans flights. Heads of flight can carry out estimations of a trajectory, possible{probable} variants during deducing{removing} and returnings to the Earth.
The program for processing telemetering data carries out an estimation, calibration and special calculations under the telemetering information. The program also provides display of data in real time.
All space industry of the United States of America, including leading firm and the research centers of NASA took part{participated} in creation of reusable transport space system. Existing industrial and bench bases, starting complexes and a network of ground stations of tracking and maintenance of flight were completely used. Use of all these constructions and industrial targets was carried out with carrying out of necessary updating and re-equipment. It has allowed to reduce to optimum expenses for construction of new objects and basic researches.
In 1971-1972 of an expense of NASA on developmental development of "shuttle" have made 5,15 billion dollars at the rate of 1971. In the beginning 1980 total expenses were estimated{appreciated} at the same rate in 6,2 billion dollars, i.e. have exceeded on 20 % the sum declared earlier. The general{common} потребные expenses for creation of system made 13,6 billion dollars in the prices 1980 (in the prices 1971 - 8,93). Actual expenses in the 12-years space program have made 16,16 billion dollars in the prices 1979
Orbital flight of the ship at corresponding{meeting} equipment can proceed till 30 day.
Стартово-landing complexes " the Space of the Shuttle " are located in state of Florida, Center Кеннеди, and in state of California, air base Ванденберг. From east стартово-landing complex " the Shuttle " will start the Space in east direction, and with Western - in northern and southern.
The orbital plane comes back to the Earth not on a ballistic trajectory as other piloted space vehicles, and carries out maneuvers in an atmosphere to the right and to the left concerning an entrance trajectory on distance more than 2 thousand in km.
The ship lands on a landing strip of Center Кеннеди or air bases Ванденберг with a speed about 335 km/h. "Ship" and the "plane" meeting in the text,-terms inadequate if to estimate{appreciate} strictly. To a spacecraft " the Space the Shuttle " to apply the term "plane" more competently. The matter is that in a basis of its{his} scheme{plan} the flying up device in the form of the plane with a greater{big} pendant fuel compartment which much more its{his} most, that not so matches with habitual for us representation about small dumped{reset} in flight on израсходовании fuel capacities - the tanks suspended under a wing of a fighter for increase of range of its{his} flight, and the starting accelerators applied in similar schemes{plans} of cruise missiles and planes. "Ship" is a space vehicle which is deduced{removed} by a booster rocket, not being accessory{belonging} of this device. Landing{planting} of both schemes{plans} of space vehicles to the Earth is carried out in a plane way.

The basic stages of works under the program.

1973 In the second quarter design studies on updating a стартово-landing complex to cape Canaveral have begun. In second half of year contracts of NASA with firms " Martins Marietta " and " Тиокол кемикл " on the first stage of works on a pendant fuel compartment and the engine for твердотопливных accelerators accordingly have been concluded.
1974 tests газогенераторов and воспламенительных devices of oxygen-hydrogen engine SSME Were spent. Aerodynamic purges of models of the orbital ship have begun.
In 1975 civil work of a landing strip, a launching pad of buildings of vertical assembly and interflight servicing have begun. In the end of year bench test of the mid-flight engine by duration 60 is lead with.
1976 In September up to 660 from the mid-flight engine with draft the first test by duration is lead to 50 % from nominal. The second development cycle of the mid-flight engine has begun. Demonstration export of orbital ship ОК-101. is lead (In Soviet Union the government makes a decision on the beginning of creation of own reusable space-rocket system.)
1977 Is begun the first stage of tests under program ALT - working off of landing approach and a landing, - including five joint flights of the orbital ship and plane-carrier{-bearer} V-747. In June there is begun the second stage of tests under program ALT, is accomplished three flights with crew onboard and with plane-carrier{-bearer}. In July the first is lead огневое test of the engine твердотопливной installations. Construction of a landing strip in the Center of name Кеннеди, buildings of interflight service of the orbital ship and updating of a building of vertical assembly is completed. The third and fourth stages under program ALT in second half of the year, including five flights with branch of the ship from the plane-carrier{-bearer} and four long joint flights ОК-101 and В-747 are lead. Total огневая the operating time on four отработочных mid-flight engines has made 9800 with - under the plan should be 20000 with.
1978 the second Is lead and the third огневые tests of the engine твердотопливного the accelerator. Total duration огневых tests of mid-flight engines is finished up to 30000 with. It is lead four bench tests of a sheaf of engines of the second step. Are put in operation a complex of repair and disassembly твердотопливных engines, a building of maintenance service of the orbital ship, a landing strip, high-altitude flights of a building of vertical assembly, a mobile starting platform. There are begun ground vibrating tests полномерного a package in the Center of Marshall.
1979 the fourth Is lead отработочное test твердотопливного the engine and (in second half of year) two qualifying tests. 520 tests of mid-flight engines with total огневой an operating time more than 55 thousand with, from which more than 27 thousand - on a nominal mode are lead. 2 tests of impellent installation in a bench variant of a step are lead. It is put in operation Control centre of flights in Johnson's Center. Vibrating tests of the ship and a fuel compartment, qualifying tests of small engines were spent.
1980 In February last, third qualifying test твердотопливного the engine is lead. Total time огневых tests of mid-flight engines has made more than 87,5 thousand with, including 7,5 thousand work of engines in structure of bench impellent installation. 5 tests of a step of a bench variant are lead. Preparation of orbital ship ОК-102 for flight was conducted. Qualifying tests of engines of the ship have come to the end. On December, 29th the reusable transport spacecraft with a pendant fuel compartment and твердотопливными accelerators from a building of vertical assembly has been delivered to a launching pad. In December certified tests of mid-flight engines by the general{common} duration up to 5000 have been completed with.
1981 the twelfth test of a bench R-step. on January, 2nd and 24 Is lead are lead the first refuellings a tank of liquid hydrogen and a tank of oxygen. On January, 29th refuelling of fuel tanks of jet system of the orbital ship and maneuvering is lead. Series of trial demonstrations of prestarting readout on February, 4th have begun. On February, 20th it is lead prestarting огневое test of mid-flight impellent installation by duration 20 with. è«¡ÔÓ«½ý¡«-testings under the program of flight on February, 26th have begun. Since March, 11th - control checks. On April, 12th - the first piloted flight of the orbital ship, названого "Colombia", pilots Дж. Young and R.Kriplen. The second flight of "Colombia" took place in November, pilots - Дж. Энгл and R.Truli.
"Shuttle" has become operational. Flights of test or as the American experts name, experimental flights " the Space of the Shuttle " have come to the end with four starts of the orbital ship "Colombia".
During skilled start-up systems of a стартово-landing complex and services of Control centres by start-up and managements of flight, and also a network of ground stations of communication{connection} and tracking have been checked up. Start-up have shown, that the reusable system " the Space the Shuttle " is practically ready for operation, despite of necessity of carrying out of additional actions and completions for achievement of some design parameters, in particular under mass characteristics of a design of the ship and a fuel compartment, the maximal weight of a payload put into an orbit.
In November, 1982 the operational reusable space transport program has begun with the fifth flight of "Colombia". The schedule of use " the Space of the Shuttle " till September, 1987 In April, 1983 into an orbit new orbital plane " Challenger " (in translation{transfer} from English challenge - a call on competition, on duel has been made has left...).
Soviet Union will answer a call in five years.
In December, 1983 has been put into an orbit in structure of " the Space of the Shuttle " laboratory block " Спейслэб ". The space laboratory was developed by the West-European countries, space agency ESA (ESA) together with NASA. The western Europe delivered матчасть to space laboratory, and the basic share, approximately 90 %, the scientific and experimental equipment mounted in laboratory, was developed and made in the USA. Approximately the same share of researches and experiments is necessary on NASA, the Ministry of Defence and other organizations of the USA. In structure of crew of "Colombia" with laboratory onboard there was a cosmonaut of Germany. Later the fleet of shuttles has replenished with the new ships - "Дискавери" and "Атлантис". "Индевор" will come on replacement "Challenger" who has tragically lost in January, 1986.
Exclusive interest is represented with the eleventh, fourteenth and twentieth flights. During the fourteenth flight have been removed{have been taken off} from an orbit and two communication satellites deduced{removed} into not settlement orbits at tenth flight МТКК are returned to the Earth for regenerative repair and the subsequent start. And in the eleventh and twentieth flights repair in an orbit of the research artificial satellite of the Earth for studying solar activity "СММ" and the satellite of military communication{connection} of Naval Forces of the USA "Лисат-3" is lead.
Impressing event became repair work on a space telescope "Hubble" which were spent to some receptions. In December, 1993, for example, the crew of a space shuttle "Индевор" has lead replacement of two blocks of gyroscopes of system of prompting of the telescope, two panels of the solar battery new, has established{installed} new широкоугольную the chamber and two магнитометра, new blocks of memory of the электронно-computer of the device, has repaired power supplies of a spectrometer.
However the main achievement of this transport scheme{plan} became an opportunity of return from an orbit to the Earth of space vehicles, units and systems for possible{probable} repair, restoration or simply safe return of the power blocks which have fulfilled the resource using nuclear sources, and nuclear charges. "Shuttle" can transport on the board weight up to 14,5 т (later it has been declared up to 20).
For the winter 1994, is more exact for February, 8th, " the Space the Shuttle " has made 60 flights, including "Дискавери"-18.

Original version of the text

Новый вызов - "Спейс Шаттл"

Официальной датой начала работ по созданию ракетно-космической системы "Спейс Шаттл" считается 5 января 1972 г., когда президент США Р.Никсон утвердил эту программу НАСА, согласованную с Министерством обороны.
По мнению военных специалистов США, космический корабль "Спейс Шаттл" должен был совершить качественный скачок в области использования космоса в военных целях. Во-первых, как средство развертывания на орбите и регулярного технического обслуживания военных космических систем нового поколения, во-вторых, для решения прикладных военных задач: для инспекции спутников на орбите, в ходе которой допускается возможность принятия решения на их уничтожение или возвращение на Землю, технического обслуживание военных космических аппаратов на орбите, текущего или аварийного ремонта, дозаправки топливом, ввода в оперативное использование резервных аппаратов, ведения оперативной разведки и испытания экспериментальных образцов оружия в космосе.
"Спейс Шаттл" при определенных условиях, как утверждают некоторые специалисты, может быть применен в качестве носителя ударных средств.
Работы по поиску технического облика и целесообразности создания такого рода системы начались в НАСА в сентябре 1969 г., через два месяца после высадки человека на Луну. По поручению Президента США была создана группа ведущих специалистов -"Группа космических задач", которая изучила ближайшие пути развития американской программы использования космического пространства.
В разгар впечатляющих полетов американских астронавтов на Луну в Соединенных Штатах уже подводили итоги лунно-космической дуэли двух противостоящих государств. Престиж Америки был восстановлен уже с первым полетом "Аполлона". Ракетная система "Сатурн" особых преимуществ в дальнейших шагах в околоземное космическое пространство не давала, кроме достигнутых. Перспектива полетов к другим планетам сулила дополнительные затраты. Реальное применение этой ракетной системы в других целях из-за громоздкости небольшой массы в ближайшее время не проглядывало. Для ее использования как транспортного средства, решающего околоземные заботы, требовались разработки космических объектов размерностью, существенно превосходящей космические аппараты прикладного назначения.
Решающей в определении перспективы ракетно-космической техники стала концепция использования космического околоземного пространства в качестве базы для размещения средств ведения боевых действий в целях "обеспечения безопасности", как это формулировалось при ее выработке. Идея "найти эффективные средства превратить ядерное оружие в ненужный и устаревший вид вооружений" была не единственным аргументом республиканской администраций США и лично президента в пользу развертывания широкомасштабной программы милитаризации космоса. Для нового витка гонки вооружений требовались, прежде всего, транспортные средства. А через десять лет появится программа поиска новейших технологий этого направления.
А пока группа "космических задач" в части транспортных систем сделала ряд выводов и рекомендаций, в которых указывалось, что "...Соединенные Штаты считают основной задачей сбалансированное развитие двух направлений космической программы: пилотируемых космических полетов и запусков автоматических космических аппаратов. Для достижения этой цели США должны... разрабатывать совершенно новые космические системы... в рамках программы, обеспечивающей новые возможности транспортных космических операций..." Уже с начала 1970 г. НАСА вело интенсивные проектные и технико-экономические исследования в области ракетно-космических транспортных систем. Были рассмотрены полностью многоразовые пилотируемые транспортные системы, орбитальные корабли с одноразовыми подвесными твердотопливными и жидкостными ускорителями. Каждый вариант был подвергнут тщательной оценке с точки зрения риска разработки и затрат.
В январе 1972 г. Президент Р.Никсон объявил, что НАСА должно приступить к разработке экономичной многоразовой системы.
Закон о создании НАСА был принят в США в октябре 1958 г. в ответ на запуск в СССР первого спутника Земли. Под его началом были объединены все гражданские космические программы, выполняемые правительственными органами, университетами и частными фирмами. По своему фактическому статусу, объему финансирования, численности персонала и характеру деятельности это ведомство практически является одним из правительственных министерств, располагающим собственной научной, экспериментальной и производственной базой.
На НАСА была возложена ответственность за развитие научно-технической базы космонавтики, за разработку и использование космических средств для исследования и освоения космического пространства, за разработку космических средств прикладного значения, а также за создание научно-технического задела для космических систем военного назначения.
Организационная структура НАСА: штаб-квартира, три научно-исследовательских центра, два центра космических полетов, два космических центра, национальная лаборатория космической техники и полигон на острове Уоллонс. Каждый из этих центров имеет собственную специализацию. Кроме того, по контрактам НАСА на основе правительственного решения работает лаборатория реактивного движения, которая является подразделением Массачусетского технологического института и расположена в городе Пасадена, штат Калифорния. Штат сотрудников управления НАСА в 1991 г. составлял около 24 тысяч человек. В привлекаемых к контрактным работам фирмах-подрядчиках, в университетах и других организациях по программам НАСА работает от 100 до 150 тысяч человек.

Штаб-квартира НАСА в Вашингтоне осуществляет планирование и организует выполнение космических программ, взаимодействие с правительственными органами при составлении и утверждении проекта бюджета.

Научно-исследовательские центры. Центр имени Эймса, штат Калифорния, осуществляет исследования и эксперименты в области динамики жидкости и газов, термодинамики, полета высокоскоростных летательных аппаратов; биомедицинские исследования, применение вычислительной техники в этих областях для расчетов и моделирования. Центр имени Лэнгли, штат Виржиния, осуществляет исследования аэродинамики и конструкции перспективных воздушно-космических и авиационных летательных аппаратов и их систем управления, влияние воздействия космических условий на космические аппараты; руководит работами по дистанционному зондированию Земли и ее атмосферы из космоса, по созданию бортовых датчиков и аппаратуры получения и передачи данных космических аппаратов. Центр имени Льюиса, штат Огайо, возглавляет работы по двигательным установкам космических, воздушно-космических и авиационных летательных аппаратов, бортовым источникам энергопитания, перспективным космическим системам радиосвязи и исследованием в области микронавигации.

Центры космических полетов. Центр имени Маршалла, штат Алабама, осуществляет работы по двигателям и другим компонентам ракет-носителей и космических аппаратов, по оборудованию и средствам управления полетом космических аппаратов. Центр имени Годдарда, штат Мериленд, осуществляет разработку и эксплуатацию космических аппаратов и их аппаратуры, эксплуатацию сети станций слежения НАСА.

Космические центры. Центр имени Кеннеди, штат Флорида, осуществляет разработку и эксплуатацию оборудования стартовых комплексов, подготовку и проведение пусков транспортных космических средств. Персонал Центра насчитывает около 2,5 тысяч сотрудников НАСА, по контрактам с НАСА к работам в Центре привлекается до 15 тысяч специалистов частных фирм. Центр имени Джонсона, штат Техас, осуществляет разработку и эксплуатацию пилотируемых космических аппаратов, а также полезных нагрузок.

Испытательные полигоны и лаборатории. Национальная лаборатория космической техники имени Стенниса, штат Миссисипи, занимается в основном испытаниями ракетных двигателей и ступеней. Тесно связана с Центром имени Маршалла. Лаборатория реактивного движения, штат Калифорния, работает по контрактам с НАСА в области создания и эксплуатации автоматических межпланетных станций для исследования Солнечной системы. Испытательный полигон на острове Уоллонс осуществляет запуски зондирующих ракет для исследования атмосферы.

Национальная космическая политика США. Работы по исследованию, освоению и использованию космического пространства в военных и гражданских целях в США введены в ранг национальной политики. Формирование политики в области космоса осуществляется в рамках Совета национальной безопасности, одним из рабочих органов которого является так называемая группа по космосу, в функции которой входит подготовка проектов директив и меморандумов Президента США по космической тематике.
Руководство планированием работ США по реализации Основных положений национальной политики в области космоса было возложено на Национальный совет по космосу, созданный по постановлению Президента США в апреле 1989 г. вместо высшей межведомственной группы по космосу, функционировавшей в составе правительственных органов с 1982 г.
Главой Национального совета по космосу является вице-президент США, членами - помощник Президента США по национальной безопасности, министр обороны, директор НАСА, госсекретарь, министры торговли и транспорта, директор административно-бюджетного управления, директор ЦРУ и руководитель аппарата сотрудников Белого дома.
Перспективные направления работ на ближайшие 10 лет определяет периодически создаваемый специальный межведомственный комитет.
Устранением дублирования работ между НАСА и Министерством обороны США занимается координационный совет по аэронавтике. Специальные отделы связи при штаб-квартире НАСА и в видах вооруженных сил организуют обмен информацией и прямую связь между исполнителями, в то время как непосредственное взаимодействие осуществляется через специальные представительские отделы ВВС США при каждом из Центров НАСА.
Связи HACA с промышленностью выражаются, в первую очередь, в привлечении частных фирм к выполнению заказов на конструкторские разработки и изготовление космических аппаратов или оборудования для них. Потенциальные исполнители заказов привлекаются к участию в работах над конкретными программами еще на этапе предварительных работ - при определении целей.
Круг фирм, с которыми сотрудничает НАСА, насчитывал к 1991 г. свыше тысячи компаний, однако главными промышленными партнерами НАСА являются авиакосмические корпорации - "большая восьмерка": "Боинг", "Дженерал Дайнемикс", "Грумман", "Локхид", "Макдонелл Дуглас", "Мартин Мариетта", "Рокуэлл" и "ТРВ".
Взаимоотношения НАСА с американской промышленностью не ограничиваются коммерческими контрактами на выполнение тех или иных заказов. На НАСА законом возложена обязанность обеспечения внедрения "побочных" результатов космических программ, имеющих ценность для других отраслей промышленности. С этой целью НАСА проводит программу утилизации технологий, регулярно организует симпозиумы, встречи с представителями промышленности, заключает много соглашений о совместных разработках и предоставляет партнерам бесплатные услуги по подбору технических решений.
В качестве консультантов и партнеров НАСА при разработке долгосрочных и текущих планов, конкретных программ исследований, определения приоритетных направлений работ выступает научное сообщество США - университеты, институты, общественные организации ученых. Они составляют большинство постоянно действующего Консультативного совета НАСА.
НАСА осуществляет тесное сотрудничество с HOAA (NOAA, National Oceanic and Athmospheric Administration) - Управление по исследованию океана и атмосферы, которое отвечает за разработку и эксплуатацию гражданских метеорологических спутников США. Услуги, предоставляемые этому ведомству, являются платными.
В плане международного сотрудничества НАСА имеет более тысячи соглашений более чем со ста странами. Взаимоотношения с основными странами-партнерами США строятся чаще всего на взаимокомпенсационной основе.
Основой для выполнения гражданской космической программы США служат принципы, заложенные в законопроект о создании НАСА. В период 1950 - 1960-х годов основной движущей силой в этих работах были успехи СССР в области освоения космоса. В настоящее время основными стимулами для создания передовой космической техники и сохранения лидерства США являются возрастающая экономическая конкуренция со стороны других стран и экологические проблемы.
Цели гражданской космической программы сформулированы следующим образом:
- сохранить способность нации к поиску, исследованиям и открытиям;
- обеспечить ее техническую конкурентоспособность на мировом уровне;
- повысить качество жизни всех народов Земли;
- внести вклад в национальную безопасность и способствовать достижению целей внешней политики США.
Три главные цели политики США в области космоса:
- развернуть космическую станцию "Фридом" до конца XX столетия;
- создать постоянную лунную базу;
- осуществить пилотируемую экспедицию на Марс.
На церемонии выпуска в Техасском университете 11 мая 1990 г. Президент США Дж.Буш сказал: "Еще до празднования 50-й годовщины высадки "Аполлона" на Луне американский флаг будет поднят на Марсе".
Финансирование разработок по космическим программам НАСА осуществляется на основе ежегодно корректируемого пятилетнего плана исследования и использования космического пространства, составляемого исходя из основных положений национальной космической политики. Около 75% бюджета НАСА направляется на гражданские программы и 25% - на военные.
Бюджет НАСА на 1991 финансовый год составил 13,9 млрд долл., в том числе на станцию "Фридом" - 1,9 млрд долл. Сформированный правительством запрос НАСА на 1992 финансовый год составлял 15,7 млрд долл., что на 13% больше, чем было выделено в 1991 финансовом году. В том числе на программу станции "Фридом" предусматривалось затратить 2,1 млрд долл.
Наивысший уровень ассигнования НАСА (в постоянных ценах 1991 финансового года) был в 1964-1965 финансовых годах и составлял около 21,5 млрд долл., т.е. 0,8% валового национального продукта США, в 1991 финансовом году - около 0,2% валового национального продукта. В процентах к общей сумме государственных расходов США ассигнования НАСА составляют около одного, а в 1964-1965 финансовых годах - около 4,5.
НАСА и аэрокосмические фирмы, продолжая проектные исследования, в марте 1972 г. опубликовали основные черты многоразового транспортного космического корабля, названного по существу его функции "Космическим челноком" - "Спейс Шаттлом".
Он выполнен по двухступенчатой схеме (точнее, полутораступенчатой) с параллельным расположением ступеней. При старте включаются двигатели обеих ступеней. Первая ступень - два твердотопливных ускорителя. После отделения в полете на высоте порядка 40 км они с помощью парашютной системы опускаются в океан, затем после возврата на ремонтно-восстановительную базу могут быть повторно использованы до 20 раз. Вторая ступень, орбитальная крылатая, пилотируемая - это орбитальный космический корабль. Основные маршевые двигатели используют топливо - жидкий кислород и водород, размещаемое в подвесном топливном отсеке, который сбрасывается по завершению полетной программы. Довыведение осуществляется двумя двигателями маневрирования корабля, которые обеспечивают кроме этого коррекцию орбиты, сближение с другими объектами и торможение для схода космического корабля с орбиты. После схода с орбиты орбитальный корабль совершает планирующий спуск с самолетной посадкой на полосу вблизи стартового комплекса.
Стартовая масса "Спейс Шаттла" более 2000 т. Максимальный полезный груз при выводе на круговую орбиту высотой 185 км с наклонением 280 составляет 29,5 т. С орбиты "Спейс Шаттл" доставляет на Землю груз до 14,5 т. Длительность орбитального полета космического корабля - до семи суток. Численность экипажа - до семи человек. Орбитальный корабль обеспечивает необходимые условия для размещения экипажа и полезного груза. По своим габаритам и массе он похож на транспортный самолет ДС-9. Отсек полезного груза имеет все условия для размещения различных по форме беспилотных космических аппаратов и полностью снаряженных оборудованием научных лабораторий. Масса орбитального корабля с максимальным по массе полезным грузом -114,3 т. Поверхность орбитального корабля покрыта тепловой защитой, выдерживающей температуру до 12600С в течение ста полетов с незначительным ремонтом.
Три маршевых двигателя ССМЕ (SSME) создают суммарную тягу 5 МН (510 т) на Земле и 6,27 МН (640 т) в пустоте, удельный импульс на Земле - 3562 м/с, в пустоте - 4464 м/с. Запуск маршевых двигателей производится на старте и в течение более двух минут они работают совместно с твердотопливными ускорителями. Общее время работы маршевых двигателей на участке выведения составляет 520 с, а в аварийном режиме - 823 с. Гарантированный ресурс - 7,5 ч, что соответствует 55 полетам. Возможность регулирования тяги двигателей в широком диапазоне позволяет иметь высокую тягу на момент старта и запрограммированную в течение всего полета, поддерживая перегрузку не выше трех единиц. Качание двигателей в кардане обеспечивает управление полетом по каналам тангажа, рыскания и крена. Большинство узлов двигателя выполнено в виде быстросменных блоков, которые могут даже на старте быть заменены без трудоемких операций, что позволяет иметь высокую эффективность операций межполетного обслуживания.
Для поглощения продольных колебаний, возникающих в замкнутом контуре "конструкция пакета - камера сгорания двигателя", введен POGO-демпфер в магистрали подачи окислителя.
Другим важным элементом двигателя является контроллер, выполняющий все функции управления работой двигателя. Компьютер выдает команды системе управляющих клапанов, контролирует параметры двигателя, управляет продувками до запуска и во время работы двигателя. Компьютер двигателя, а в нашей терминологии система управления двигателем, обеспечивает управление в замкнутом контуре тягой двигателя, соотношением расхода компонентов топлива, осуществляет требуемое резервирование и контроль параметров. Контроллер с максимальной вероятностью гарантирует безопасную работу двигателя. Эта функция адекватна назначению системы аварийной защиты. Безопасность обеспечивается с помощью контроля достижения критических значений температуры характерных элементов двигателя, давления и числа оборотов. При превышении критического значения любого контролируемого параметра контроллер останавливает двигатель. Данные о состоянии двигателя непрерывно передаются в систему управления орбитального корабля.
В состав двигателя входит система воспламенения с тремя искровыми воспламенителями, размещенными в центральной части форсуночной головки камеры сгорания, и по одному - на головках газогенераторов.
Двигатель выполнен по схеме с дожиганием. Около 20% топлива сгорает в газогенераторе, образуя восстановительный газ сравнительно низкой температуры, который используется для привода турбонасосного агрегата и затем поступает в камеру сгорания, где дожигается в оставшейся части топлива.
Подвесной топливный oтceк является стержневым конструктивным элементом. В момент старта топливный отсек воспринимает суммарную тягу от трех маршевых двигателей и двух твердотопливных ускорителей. В составе пакета топливный отсек единственный крупный элемент одноразового использования. Отсек состоит из бака окислителя, бака горючего и межбакового отсека, в котором закомпонованы приборы и вписаны передние узлы связи с твердотопливными двигателями. Наружная поверхность покрыта теплозащитным слоем из пенополиизонианурата толщиной 25 мм, который поддерживает заданный уровень температур компонентов топлива и предохраняет от аэродинамического прогрева.
Конструкция баков состоит из элементов, изготовленных из алюминиевых сплавов 2024, 2219, 7075. Общая длина cваpных швов более 917 м. Масса сухой конструкции порядка 35,5 т. Бак жидкого кислорода - конструкция оживальной формы - вмещает в себя более 600 т кислорода. Панели и секции днищ баков по внутренней поверхности оболочек механически и химически фрезерованы. Внутри бака устанавливаются демпфирующие перегородки.
Бак горючего вмещает 100 т водорода. Масса сухой конструкции 14 т. Оболочки цилиндрических секций имеют продольный стрингерной набор. Устойчивость оболочки секций обеспечивается тринадцатью промежуточными шпангоутами.
Перед заправкой топливные баки продуваются газообразным гелием, обеспечивающим сушку баков и удаление остатков воздуха.
Твердотопливный двигатель SRM (СРМ) - самый большой из применяемых в космических программах. Двигатель таких размеров впервые используется в составе пилотируемого ракетно-космического комплекса. Проводились наземные огневые испытания более крупных твердотопливных двигателей, однако их разработка не была доведена до конца.
Проектные проработки НАСА показали, что риск и стоимость разработки твердотопливных ускорителей будут минимальными. Однако основным доводом в пользу твердотопливных двигателей была необходимость поддержания развитой на то время промышленной базы, производящей твердотопливные двигатели для боевых ракет типа "Минитмен".
Общая масса двух твердотопливных ускорителей чуть более 1180 т. Тяга одного двигателя достигает 11,760 MH (1200 m).
Корпус двигателя изготавливается из 11 отдельных стальных обечаек. Каждая секция подвергается термообработке, закалке и механической обработке. Соединение секций штифтовое. Герметизация стыков обеспечивалась каучуковым бандажом, приклеиваемым к корпусу. Внутренняя теплоизоляция выполнена из каучукового материала на основе нитрилбутадиена, применявшегося в других твердотопливных двигателях. Поверх теплоизоляции днища задней сборочной секции корпуса наносится мономер этиленпропилендиена с наполнителем из углеродного волокна. В заключительном этапе технологического процесса на теплоизоляцию напыляется толстый слой облицовочного материала. Облицовка образует связующую прослойку между топливом и теплоизоляцией. Затем - вулканизация облицовки, и по завершению процесса сборочные секции устанавливаются в вертикальном положении в шахте для заливки топлива. Масса топлива распределена почти поровну между четырьмя секциями.
Топливо для двигателей широко применяется в американских ракетах. В состав топлива входит горючее: связка из терполимера полибутадиена акриловой кислоты и акрилонитрила - 12 % общей массы, окислитель на основе перхлората аммония - 70%, присадка из алюминиевого порошка - 16 %, эпоксидная смола для вулканизации топлива - примерно 2% и следы окиси железа для регулирования скорости горения. Заливка топлива в сборочные секции производится в вакууме. Затем выдержка в течение четырех дней. Высокий начальный уровень тяги и последующее программированное значение тяги двигателя обеспечивается профилированием центрального канала в виде одиннадцатиконечной звезды в передней секции и круглым - в сопловой.
Система воспламенения заряда осуществляется композицией зажигающих пиротехнических блоков. Пламя внутри топливного заряда двигателя распространяется за 0,15 с и полное рабочее давление в двигателе достигается менее чем за 0,5 с.
Управление вектором тяги в плоскостях тангажа и курса осуществляется отклонением сопла твердотопливного двигателя, опирающегося на гибкий подшипник. Основу подшипника составляют чередующиеся стальные и каучуковые кольцевые пластины, склеенные в единый блок.
Двигатель имеет парашютную систему спасения, состоящую из вытяжного, тормозного и основных парашютов. Приводнение корпуса двигателя происходит со скоростью около 95 км/ч.

Экспериментальная отработка ракетной системы

Испытания маршевых двигателей. Отделение "Рокетдайн" фирмы "Рокуэлл интернэшнл" начало разработку маршевого двигателя в 1972 г. по контракту с Центром Маршалла. Испытания маршевых двигателей проводились в Национальной лаборатории космической техники НСТЛ на стендах, ранее использовавшихся для отработки двигателей ракетно-космического комплекса "Сатурн-Аполлон". Имеются два стенда для испытаний одиночных двигателей и стенд для испытаний связки трех маршевых двигателей (двигательной установки) и топливных систем корабля.
Первое огневое испытание одиночного двигателя было проведено в мае 1975 г., а первое испытание маршевой двигательной установки в составе стендового варианта ступени МРТА - в апреле 1978 г. Основное внимание уделялось автономной отработке агрегатов и систем двигателя. В ходе испытаний двигателей столкнулись с рядом технических проблем. Основные из них были связаны с установлением требуемого распределения нагрузок на подшипники турбонасосного агрегата, разработкой уплотнений, усталостными характеристиками лопаток и турбин, устранением трущихся элементов в кислородных трактах, динамическими характеристиками двигателя.
После завершения поиска решений по возникшим техническим проблемам была проведена программа сертификационных испытаний маршевого двигателя. Испытывались два двигателя штатной конструкции с общей наработкой до 20 тыс. с в диапазоне изменения тяги 65-100%. Параллельно с сертификационными испытаниями одиночных двигателей проводились испытания двигательной установки в связке МРТА с комплексной отработкой топливных систем. В состав стендового варианта ступени, или стендовой маршевой двигательной установки, входили штатная задняя секция фюзеляжа с тремя маршевыми двигателями, топливные системы орбитального корабля, подвесной топливный отсек и другие системы, связанные с функционированием маршевых двигателей.
Программа квалификационных испытаний на летную годность двигательной установки включала в себя 12 огневых испытаний до первого экспериментального пуска "Спейс Шаттла".
Программа создания двигателей строилась исходя из концепции проведения ужесточенных испытаний критических узлов и успешной опытно-конструкторской разработки. Особое внимание было уделено планированию испытаний и тщательному проектному анализу. Сравнение суммарной продолжительности огневой отработки маршевого двигателя ССМЕ и двигателя Джей-2 в ходе сертификационных испытаний показывает, что вся опытно-конструкторская разработка маршевого двигателя была осуществлена с меньшим числом испытаний. Первое успешное испытание связки маршевых двигателей на полную продолжительность работы было проведено уже в девятом испытании, тогда как аналогичное испытание связки двигателей Джей-2 было осуществлено лишь во время шестнадцатого испытания. Успешное испытание связки двигателей Джей-2 проведено в то время, когда общая программа отработки была выполнена примерно на 75%, тогда как этот же этап для двигателей ССМЕ был пройден значительно раньше.
К первому пуску "Спейс Шаттла" было наработано порядка 110 тыс. с на одиночных двигателях и 11 тыс. - на стендовой маршевой двигательной установке, в пересчете на единичный двигатель.

Испытания твердотопливных ускорителей. До начала огневых испытаний двигателя СРМ были проведены все виды прочностных, динамических и циклических испытаний корпуса двигателя. С 1977 по начало 1980 г. были успешно осуществлены программы отработочных и квалификационных испытаний твердотопливного двигателя - были проведены четыре отработочных огневых испытания и три квалификационных огневых испытания. При этом была получена полная информация по внутренней баллистике, параметрам системы воспламенения, по прочности конструкций корпуса и сопла, характеристикам тяги, управления вектором тяги и по общему подтверждению летной годности твердотопливного двигателя. Семи огневых испытаний было достаточно, чтобы дать полную оценку конструкции двигателя.

Испытания подвесного топливного отсека. Прежде всего необходимо сказать об особенностях конструкции и программ прочностных испытаний подвесного топливного отсека, в состав которого входят кислородный бак, межбаковый отсек, водородный бак.
Кислородный бак. Корпус - сварная тонкостенная оболочка, прочность которой определяется в основном гидростатическими нагрузками при контрольной опрессовке. При расчете толщины оболочки учтено криогенное упрочнение материала конструкции.
Межбаковый отсек - каркасированная оболочка, удовлетворяющая требованиям прочности при работе на общую и местную продольную устойчивость и панельный флаттер.
Водородный бак. Корпус - сварная цилиндрическая оболочка с эллипсоидными днищами. Четыре цилиндрические секции (обечайки), каждая из которых состоит из восьми панелей с продольными подкрепляющими элементами. Панели выполнены из плит путем мехобработки. Продольный набор подкрепляется шпангоутами. Прочность бака при работе определяется величиной внутреннего давления, продольный набор обеспечивает работоспособность конструкции при наземных операциях без наддува. Расчетный случай при определении толщины оболочки - давление внутри бака при приемочных (пневматических) испытаниях и нормальной температуре (200С). Давление при контрольных опрессовках выбирается так, чтобы напряжение в каждом сварном шве на 5% превышало эксплуатационное (в полете). Это условие обеспечивает четырехкратный ресурс с учетом криогенного упрочнения.

Программа прочностных испытаний. Основная цель программы испытаний кислородного бака - подтверждение конструктивной целостности при критических расчетных нагрузках. Испытывалась сборка: кислородный бак + межбаковый отсек + имитатор водородного бака + нагрузочное кольцо. Предусматривались четыре основные режима: опрессовка (испытание внутренним давлением); нагружение силой, возникающей на начальном участке максимального ускорения при работе первой ступени для проверки цилиндрической обечайки и нижней секции оживального днища; нагружение силами, действующими при отрыве ракеты от стартовой платформы для проверки цилиндрической обечайки и нижней секции оживального днища на устойчивость от сдвига; проверка на устойчивость верхней секции оживального днища при действии на нее одновременно усилий сдвига и сжимающих усилий на момент окончания заправки. Все испытания проводились при нормальной температуре с учетом уменьшения нагрузок на эффект захолаживания.
При испытаниях межбакового отсека испытывалась сборка: верхнее кольцо + имитатор кислородного бака + межбаковый отсек + имитатор водородного бака + нижнее кольцо. Испытания проводились на семи режимах нагружения с моделированием температурных режимов межбакового отсека на стыках с имитаторами емкостей.
Водородный бак испытывался в составе сборки: верхнее кольцо + имитатор кислородного бака + конструктивно подобный "межбак" + водородный бак + нижнее опорное кольцо. Испытания проводились на трех режимах нагружения по двум программам: при температуре 200С и приведенных нагрузках, при температуре жидкого водорода и расчетных нагрузках.
Для комплексных наземных испытаний были изготовлены три опытных образца топливного отсека штатного исполнения.
При прочностных испытаниях использовались опытные конструкции, представляющие собой различные комбинации из имитаторов баков жидкого кислорода, водорода, двух межбаковых отсеков и полных баков кислорода и водорода. В дополнение к статическим испытаниям проводилось определение динамических и частотных характеристик, используемых в аналитической модели "бак - жидкость".
Вибрационные и частотные испытания проводились на динамическом стенде Центра Маршалла, который позволил определить собственные частоты, формы колебаний и характеристики демпфирования.

Испытания полностью собранного пакета. Первый этап динамических испытаний проводился на макете, выполненном в масштабе 1:4 и собранном из составляющих его элементов топливного отсека, ускорителей и корабля. Модельные испытания, проходившие полтора года - до начала 1978 г. - подтвердили правильность аналитических моделей.
В начале 1978 г. в огромном сооружении, созданном ранее для динамических испытаний ракеты "Сатурн-5", в Центре Маршалла начались вертикальные динамические испытания полностью собранного пакета на вибрационном стенде. Испытания проводились с целью оценки реальных динамических характеристик конструкции и их влияния на систему управления полетом "Спейс Шаттла". По результатам этих испытаний были проверены параметры всей сборки и математические модели, использованные для прогнозирования реакций системы управления полетом на реальные нагрузки, возникающие во время старта и полета на участке выведения. При испытаниях использовались различные композиции входящих элементов многоразовой системы. Первый вариант состоял из орбитального корабля и подвижного топливного отсека. Бак кислорода заполнялся до нескольких уровней водой для имитации расхода окислителя с момента отделения твердотопливных ускорителей до выключения маршевой двигательной установки. Второй вариант представлял собой полностью собранный пакет, в том числе и с двумя твердотопливными ускорителями, снаряженными инертным зарядом. Имитировались полетные условия в момент отрыва многоразового комплекса от стартовой платформы. Третий вариант отличался от второго неполной заправкой твердотопливных двигателей, соответствующей моменту времени перед началом отделения ускорителей от подвесного топливного отсека.
После завершения программы динамических испытаний все конструкции, входящие в состав пакета, были направлены на заводы-изготовители.
Динамический стенд в своем составе имел систему подвесок и гидродинамических опор. Важнейшим элементом явилась система вибровозбудителей SMTAS (СМТАС), которая обеспечивала создание заданного режима вибрационного и силового воздействия и получение данных по реакциям полетной конструкции. Система обеспечивала управление одновременно по 24 каналам работой 56 вибраторов электродинамического типа с разными усилиями.

Стартово-посадочный комплекс. Сооружение стартового комплекса LC-39 (ЛСи-39) и техническая база промышленного комплекса Центра Кеннеди были созданы в начале 60-х годов для обеспечения программы пилотируемых полетов к Луне.
Программа "Спейс Шатт" предусматривала использование этих сооружений и оборудования с необходимой модификацией. Строительство новых объектов допускалось лишь в исключительных случаях. Полностью новыми сооружениями стали здание для технического обслуживания орбитального корабля и посадочная полоса.
Сборочные и предпусковые работы по программе "Спейс Шаттл" в центре Кеннеди явились усовершенствованным продолжением аналогичных работ по программе "Сатурн-Аполлон", в основе которых был старт ракетного комплекса с подвижной пусковой платформы. Сборка и подготовка пакета, всесторонняя проверка производятся в закрытом помещении перед доставкой его на стартовую площадку. У такого способа подготовки ракеты достаточно много доводов в его пользу.
Здание вертикальной сборки VAB (ФАБ) является основным сооружением стартового комплекса. Здание крупнейшее в мире: высота 160 м, занимаемая площадь порядка 3,3 га. Высотная часть здания разделена на четыре пролета: два для работы с твердотопливными ускорителями и два для вертикальной сборки пакета на подвижных пусковых платформах. Доступ к ракетному комплексу для выполнения сборочных операций и испытаний осуществляется при помощи выдвижных площадок, модифицированных под конфигурацию "Спейс Шаттла". По окончании контрольных проверок ворота здания вертикальной сборки открываются и гусеничный транспортер начинает перемещение подвижной платформы на стартовую позицию. Нижний пролет служит участком для восстановительных операций и предварительной сборки секций твердотопливных ускорителей.
По прибытии в Центр Кеннеди секции твердотопливных ускорителей направляются в высотный пролет для расчехления, разгрузки и проверки. Общая сборка ускорителей проводится по готовности других частей в пролете 4. Задние секции твердотопливных ускорителей доставляются со сборочного участка высотного пролета 4 в высотные пролеты 1 и 3 и устанавливаются на опорные узлы передвижной платформы, затем предварительно устанавливаются задние и передние центральные сборочные секции и передние секции двигателей. После сборки - юстировка собранных двигателей и комплексные испытания ускорителей.
Подвесной топливный отсек по прибытии проходит все начальные операции в пролете 4. Проходит контрольные и функциональные испытания всех систем топливного отсека. Для перемещения отсека в высотный пролет 1 или 3 для стыковки с твердотопливными ускорителями используется грузоподъемный кран.
Орбитальный корабль из горизонтального положения в вертикальное поворачивается двумя кранами.
После окончания общей сборки пакета проводятся проверочные испытания и осуществляется монтаж пиротехнических устройств. При необходимости доступ к полезному грузу осуществляется через кабину орбитального корабля.
Подвижные пусковые платформы эксплуатировались по программе "Сатурн-Аполлон". Для использования их по программе "Спейс Шаттл" потребовалась значительная модификация. Наиболее заметным изменением явилась ликвидация 121-метровой башни обслуживания с башенным краном. Необходимость в этой башне отпала в связи со строительством вблизи каждой из стартовых площадок А и В неподвижных башен обслуживания.
Внутри платформы в два этажа расположены отсеки, в которых размещаются модули сопряжения систем управления, испытательные стойки, система заправки топливом и электрическое оборудование. В состав систем на платформе введены система дожигания выбросов водорода и система охлаждения заднего отсека орбитального корабля после выключения маршевых двигателей. Система обеспечивает охлаждение после предполетного огневого испытания двигательной установки или после ее аварийного выключения. Для доступа к двигателям на старте имеются выдвижные площадки.
Использовался (с заменой только устаревшего электронного оборудования) гусеничный транспортер, работавший в программе "Сатурн".
Строительные работы на стартовой площадке А были закончены в середине 1978 года. Наиболее важные модификации: реконструкция систем обеспечения компонентами топлива, ликвидация системы подачи горючего RL-1 (РЛ-1), строительство неподвижной башни обслуживания и добавления к ней поворотной башни, замена единого пламеотражателя для ракеты "Сатурн" тремя новыми пламеотражателями. Доступ в космический корабль обеспечивается системой устройств типа стрел связи, мачт и разделительных колодок.
Неподвижная башня обслуживания обеспечивает доступ к орбитальному кораблю и поворотной башне. В верхней части расположен кран. От башни к ракете протянуты три стрелы, одна из которых используется для входа экипажа в кабину орбитального корабля, а остальные две обеспечивают дренаж из газовых подушек баков топливного отсека. Башня имеет канатную аварийную систему покидания экипажем корабля. Поворотная башня обслуживания обеспечивает защищенный доступ к орбитальному кораблю для смены и обслуживания полезного груза на стартовой площадке.
Газоотводящий канал пересекает насыпь стартовой площадки на уровне земной поверхности. Глубина канала 12,2 м, ширина 17,7 м, длина 150 м, пламеотражатель двигателей орбитального корабля имеет высоту 11,6 м, длину 22 и ширину 17,6 м. Верхняя часть пламеотражателя твердотопливных ускорителей примыкает к пламеотражателю орбитального корабля. Отражатели стальные и покрыты теплозащитным материалом абляционного типа.
Для защиты орбитального корабля от акустических нагрузок во время старта применяется водяная система подавления акустических колебаний.
Криогенные компоненты - жидкие водород и кислород - хранятся в сферических емкостях, представляющих собой сосуды Дьюара. Подача компонентов происходит по магистралям с вакуумированными рубашками.
Межполетное техническое обслуживание орбитального корабля выполняется в здании OPF (ОПФ), напоминающем самолетный ангар. В подпольном пространстве высотных пролетов проложены системы электропитания, связи, измерений и управления, а также магистрали гидравлических систем, рабочих газов и воздуха. В этом здании проходят обслуживание два корабля.
Техническое обслуживание полезного груза осуществляется в различных зданиях Центра и базы ВВС на мысе Канаверал. Эти здания использовались для обслуживания космических кораблей "Аполлон" и многочисленных беспилотных аппаратов. Неотъемлемым элементом для всех сооружений, где выполняются операции технического обслуживания полезного груза, является вспомогательное оборудование многократного использования, включающее контейнер, транспортер и опорную платформу для перевозки полезного груза и выполнения погрузочно-разгрузочных операций.
С момента прибытия "Спейс Шаттла" на стартовую площадку управление всеми операциями осуществляется Центом управления пуском. После установки подвижной платформы на опоры стартовой площадки подводится поворотная башня обслуживания, выполняются механические и электрические стыковки платформы с системами стартовой площадки. Затем проводятся все виды испытаний и проверок, и заканчивается процесс подготовкой к заправке. На время заправки стартовая площадка освобождается от обслуживающего персонала. Завершение заправочных операций и отвод башни означает перевод в состояние готовности комплекса, соответствующее примерно моменту (Т - 2 ч) в предстартовом отсчете. В этом состоянии обеспечивается возможность задержки дальнейших работ до 24 ч. В (Т - 1 ч и 51 мин.) завершаются операции входа в кабину экипажа, закрываются люки и начинается проверка герметичности, которая заканчивается за 25 мин. до старта. В (Т - 20 мин.) в память бортовых компьютеров засылается полетная программа. В (Т - 9 мин.) - переход на автоматическое управление операциями предстартового отсчета. За семь минут до cтарта отводится стрела доступа к орбитальному кораблю. Орбитальный корабль переходит на автономное питание во время (Т - 4 мин. и 30 с). Далее:
Т - 2 мин. и 55 с - начало предпускового наддува бака окислителя топливного отсека;
Т - 2 мин. и 30 с - отвод стрелы дренажа паров кислорода;
Т - 1 мин. и 57 с - начало предпускового наддува бака горючего топливного отсека;
Т - 27 с - время, до которого при любой задержке после (Т - 2 мин.) предстартовый отсчет автоматически возобновляется с момента (Т - 9 мин.);
Т - 25 с - переход на управление предстартового отсчета от бортовых компьютеров;
от (Т - 3,46 с) до (Т - 3,22 с) - запуск маршевых двигателей,
Т - 0 - маршевые двигатели на 90 % тяги;
Т + 2,64 с - запуск твердотопливных ускорителей и освобождение болтов на опорных узлах твердотопливных ускорителей;
Т + 3 с - старт "Спейс Шаттла".
Комплекс отработки данных полета системы выполняет обработку командной, траекторной и телеметрической информации, а также сигналов системы связи. Компьютеры рассчитаны на обслуживание критических полетных участков - старта и посадки орбитального корабля. Система обеспечивает надежность 0.9995 в течение 50 часов непрерывной работы. Большая часть функциональных возможностей этого комплекса обеспечивается четырьмя прикладными программами: расчета траекторий, обработки телеметрических данных, формирования команд и обеспечения связи. Программа для расчета траекторий определяет, прогнозирует и планирует полеты. Руководители полета могут выполнять оценки траектории, возможные варианты во время выведения и возвращения на Землю.
Программа для обработки телеметрических данных выполняет оценку, калибровку и специальные вычисления по телеметрической информации. Программа также обеспечивает показ данных в реальном масштабе времени.
В создании многоразовой транспортной космической системы принимала участие вся аэрокосмическая индустрия Соединенных Штатов Америки, в том числе ведущие фирмы и научно-исследовательские центры НАСА. Полностью использовались существующие производственная и стендовая базы, стартовые комплексы и сеть наземных станций слежения и обеспечения полета. Использование всех этих сооружений и промышленных объектов осуществлялось с проведением необходимой модификации и переоборудования. Это позволило свести к оптимальным затраты на строительство новых объектов и фундаментальные исследования.
В 1971-1972 гг. затраты НАСА на опытно-конструкторскую разработку "челнока" составили 5,15 млрд долл. по курсу 1971 финансового года. В начале 1980 г. суммарные затраты оценивались по тому же курсу в 6,2 млрд долл., т.е. превысили на 20 % заявленную ранее сумму. Общие потребные затраты на создание системы составляли 13,6 млрд долл. в ценах 1980 г. (в ценах 1971 г. - 8,93). Фактические затраты в 12-летней космической программе составили 16,16 млрд долл. в ценах 1979 г.
Орбитальный полет корабля при соответствующем оснащении может продолжаться до 30 суток.
Стартово-посадочные комплексы "Спейс Шаттла" расположены в штате Флорида, Центр Кеннеди, и в штате Калифорния, авиабаза Ванденберг. С Восточного стартово-посадочного комплекса "Спейс Шаттл" стартует в восточном направлении, а с Западного - в северном и южном.
Орбитальный самолет возвращается на Землю не по баллистической траектории, как другие пилотируемые космические аппараты, а выполняет маневры в атмосфере вправо и влево относительно входной траектории на расстояние более чем 2 тыс. км.
Корабль приземляется на посадочную полосу Центра Кеннеди или авиабазы Ванденберг со скоростью около 335 км/ч. "Корабль" и "самолет", встречающиеся в тексте, -термины неравнозначные, если оценивать строго. К космическому кораблю "Спейс Шаттл" более грамотно применять термин "самолет". Дело в том, что в основе его схемы сам взлетающий аппарат в виде самолета с большим подвесным топливным отсеком, который значительно больше его самого, что не очень вяжется с привычным для нас представлением о небольших сбрасываемых в полете по израсходовании топлива емкостях - баках, подвешиваемых под крылом истребителя для увеличения дальности его полета, и стартовыми ускорителями, применяемыми в аналогичных схемах крылатых ракет и самолетов. "Корабль" - это космический аппарат, который выводится ракетой-носителем, не являющейся принадлежностью этого аппарата. Посадка же обеих схем космических аппаратов на Землю осуществляется по-самолетному.

Основные этапы работ по программе.

1973 г. Во втором квартале начались проектные проработки по модификации стартово-посадочного комплекса на мысе Канаверал. Во второй половине года были заключены контракты НАСА с фирмами "Мартин Мариетта" и "Тиокол кемикл" на первый этап работ по подвесному топливному отсеку и двигателю для твердотопливных ускорителей соответственно.
1974 г. Проводились испытания газогенераторов и воспламенительных устройств кислородно-водородного двигателя SSME. Начались аэродинамические продувки моделей орбитального корабля.
В 1975 г. начались строительные работы посадочной полосы, стартовой площадки зданий вертикальной сборки и межполетного техобслуживания. В конце года проведено стендовое испытание маршевого двигателя продолжительностью 60 с.
1976 г. В сентябре проведено первое испытание продолжительностью до 660 с маршевого двигателя с тягой в 50% от номинальной. Начался второй этап разработки маршевого двигателя. Проведен демонстрационный вывоз орбитального корабля ОК-101. (В Советском Союзе правительство принимает решение о начале создания собственной многоразовой ракетно-космической системы.)
1977 г. Начат первый этап испытаний по программе ALT - отработка захода на посадку и приземление, - включающий пять совместных полетов орбитального корабля и самолета-носителя В-747. В июне начат второй этап испытаний по программе ALT, совершено три полета с экипажем на борту и с самолетом-носителем. В июле проведено первое огневое испытание двигателя твердотопливной установки. Завершено строительство посадочной полосы в Центре имени Кеннеди, здания межполетного обслуживания орбитального корабля и модификация здания вертикальной сборки. Проведены третий и четвертый этапы по программе ALT во второй половине года, включающие в себя пять полетов с отделением корабля от самолета-носителя и четыре длительных совместных полета ОК-101 и В-747. Суммарная огневая наработка на четырех отработочных маршевых двигателях составила 9800 с - по плану должно было быть 20000 с.
1978 г. Проведено второе и третье огневые испытания двигателя твердотопливного ускорителя. Суммарная продолжительность огневых испытаний маршевых двигателей доведена до 30000 с. Проведено четыре стендовых испытания связки двигателей второй ступени. Сданы в эксплуатацию комплекс ремонта и разборки твердотопливных двигателей, здание технического обслуживания орбитального корабля, посадочная полоса, высотные пролеты здания вертикальной сборки, подвижная пусковая платформа. Начаты наземные вибрационные испытания полномерного пакета в Центре Маршалла.
1979 г. Проведено четвертое отработочное испытание твердотопливного двигателя и (во второй половине года) два квалификационных испытания. Проведено 520 испытаний маршевых двигателей с суммарной огневой наработкой более 55 тыс. с, из которых более 27 тысяч - на номинальном режиме. Проведены 2 испытания двигательной установки в стендовом варианте ступени. Сдан в эксплуатацию Центр управления полетами в Центре Джонсона. Проводились вибрационные испытания корабля и топливного отсека, квалификационные испытания малых двигателей.
1980 г. В феврале проведено последнее, третье квалификационное испытание твердотопливного двигателя. Суммарное время огневых испытаний маршевых двигателей составило более 87,5 тыс. с, включая 7,5 тысяч работы двигателей в составе стендовой двигательной установки. Проведено 5 испытаний ступени стендового варианта. Велась подготовка орбитального корабля ОК-102 к полету. Завершились квалификационные испытания двигателей корабля. 29 декабря многоразовый транспортный космический корабль с подвесным топливным отсеком и твердотопливными ускорителями из здания вертикальной сборки был доставлен на стартовую площадку. В декабре были завершены сертификационные испытания маршевых двигателей общей продолжительностью до 5000 с.
1981 г. Проведено двенадцатое испытание стендовой R-ступени. 2 и 24 января проведены первые заправки бака жидкого водорода и бака кислорода. 29 января проведена заправка топливных баков реактивной системы орбитального корабля и маневрирование. 4 февраля начались серии пробных демонстраций предстартового отсчета. 20 февраля проведено предпусковое огневое испытание маршевой двигательной установки продолжительностью 20 с. 26 февраля начались контрольно-проверочные испытания по программе полета. С 11 марта - контрольные проверки. 12 апреля - первый пилотируемый полет орбитального корабля, названого "Колумбией", пилоты Дж.Янг и Р.Криплен. Второй полет "Колумбии" состоялся в ноябре, пилоты - Дж.Энгл и Р.Трули.
"Челнок" вступил в строй. Летные испытания или, как называют американские специалисты, экспериментальные полеты "Спейс Шаттла" завершились четырьмя запусками орбитального корабля "Колумбия".
В ходе опытных пусков были проверены системы стартово-посадочного комплекса и служб Центров управления пуском и управления полетом, а также сеть наземных станций связи и слежения. Пуски показали, что многоразовая система "Спейс Шаттл" практически готова к эксплуатации, несмотря на необходимость проведения дополнительных мероприятий и доработок для достижения некоторых проектных параметров, в частности по массовым характеристикам конструкции корабля и топливного отсека, максимальной массе выводимого на орбиту полезного груза.
В ноябре 1982 г. с пятого полета "Колумбии" началась эксплуатационная многоразовая космическая транспортная программа. Был составлен график использования "Спейс Шаттла" до сентября 1987 г. В апреле 1983 г. на орбиту вышел новый орбитальный самолет "Челленджер" (в переводе с английского challenge - вызов на соревнование, на дуэль...).
Советский Союз ответит на вызов через пять лет.
В декабре 1983 г. был выведен на орбиту в составе "Спейс Шаттла" лабораторный блок "Спейслэб". Космическая лаборатория разрабатывалась западно-европейскими странами, космическим агентством ЕСА (ESA) совместно с НАСА. Западная Европа поставляла матчасть космической лаборатории, а основная доля, примерно 90%, научной и экспериментальной аппаратуры, монтируемой в лаборатории, разрабатывалась и изготавливалась в США. Примерно такая же доля исследований и экспериментов приходится на НАСА, Министерство обороны и другие организации США. В составе экипажа "Колумбии" с лабораторией на борту был космонавт ФРГ. Позднее флот челноков пополнился новыми кораблями - "Дискавери" и "Атлантис". "Индевор" придет на замену трагически погибшему в январе 1986 г. "Челленджеру".
Исключительный интерес представляют одиннадцатый, четырнадцатый и двадцатый полеты. В ходе четырнадцатого полета были сняты с орбиты и возвращены на Землю для восстановительного ремонта и последующего запуска два спутника связи, выведенные на нерасчетные орбиты при десятом полете МТКК. А в одиннадцатом и двадцатом полетах проведен ремонт на орбите научно-исследовательского искусственного спутника Земли для изучения солнечной активности "СММ" и спутника военной связи ВМС США "Лисат-3".
Впечатляющим событием стали ремонтные работы на космическом телескопе "Хаббл", которые проводились в несколько приемов. В декабре 1993 г., например, экипаж космического челнока "Индевор" провел замену двух блоков гироскопов системы наведения телескопа, двух панелей солнечной батареи новыми, установил новую широкоугольную камеру и два магнитометра, новые блоки памяти электронно-вычислительной машины аппарата, отремонтировал источники питания спектрометра.
Однако главным достижением этой транспортной схемы стала возможность возврата с орбиты на Землю космических аппаратов, агрегатов и систем для возможного ремонта, восстановления или просто безопасного возврата отработавших свой ресурс энергетических блоков, использующих ядерные источники, и ядерных зарядов. "Челнок" может транспортировать на своем борту массу до 14,5 т (позднее было заявлено до 20 т).
На зиму 1994 г., точнее на 8 февраля, "Спейс Шаттл" совершил 60 полетов, в том числе "Дискавери" -18.