Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

В носовой части находится двухэтажная гермокабина экипажа общим объемом 73 м3 и свободным объемом 30,6 м3, при этом на участке выведения на верхней палубе располагаются командир корабля, второй пилот и два специалиста по операциям на орбите, а на нижней могут располагаться до 6 пассажиров. Состав атмосферы в кабине экипажа близок к земному (21% кислорода и 79% азота при давлении 760 мм рт.ст.). На этапе ЛКИ в кабине было размещено два катапультируемых кресла, обеспечивающих спасение экипажа на начальном участке полет. Нижняя палуба служит также бытовым отсеком экипажа.

В кабине также установлена практически вся радиоэлектронная аппаратура, в том числе 5 бортовых вычислительных машин IBM системы управления, которая обеспечивает управление полетом на всех этапах, в том числе при выведении. На твердотопливных ускорителях и подвесном топливном баке своей системы управления нет, поэтому тоже они и не могут быть автономной ракетой-носителем. Из нижнего отсека кабины имеется переход в шлюзовую камеру диаметром 1,6 метра и высотой 2,1 метра, обеспечивающую переодевание двух космонавтов и выход в грузовой отсек. На старте и при посадке все космонавты одеты в легкие скафандры.

В системе электропитания МТКК «Спейс Шаттл» применяются кислородно-водородные топливные элементы разработки компании «Пратт-Уитни», объединенные в три модуля. Каждый модуль имеет максимальную мощность 12 кВт. Общий запас электроэнергии, вырабатываемый системой электропитания, составляет 1530 кВт*часов. Использование кислородно-водородных топливных элементов было опробовано на американских космических кораблях «Джемини» и «Аполлон». В качестве резервного источника электроэнергии служат три серебряно-цинковых аккумуляторных батареи емкостью по 40 Ампер*часов.

Грузовой отсек орбитальной ступени имеет длину 18,3 метра и диаметр 4,6 метра и предназначен для размещения в нем выводимых спутников, орбитальных лабораторий «Спейслэб» и специальной научной аппаратуры, комплектуемой в зависимости от задач полета. На участке выведения и спуска он закрыт двумя створками, которые раскрываются после выхода на орбиту и служат также радиаторами системы терморегулирования. Для извлечения полезных нагрузок из отсека и обратной их укладки в отсек служит дистанционно управляемый из кабины экипажа многозвенный манипулятор SRM длиной 15,3 метра, разработанный специалистами Канады. Кроме того, для выведения спутников служит также поворотный стол в грузовом отсеке. Для обеспечения постоянной связи экипажа с Центром управления полетом через спутник-ретранслятор TDRSS служит антенна, разворачиваемая после открытия створок грузового отсека и убираемая в него перед посадкой.

Масса полезной нагрузки в отсеке, выводимой на орбиту с наклонением 28,5, – 29,5 тонн вместе с манипулятором, а на солнечно-синхронную орбиту – 14,5 тонн, масса возвращаемой полезной нагрузки 14,5 тонн. Сухая масса орбитальной ступени составляет 68 тонн. Максимальная стартовая масса орбитальной ступени составляет 115 тонн, а максимальная посадочная масса – 84,8 тонны.

Аэродинамическая схема орбитальной ступени выбрана с расчетом обеспечения компромисса между большими углами атаки при гиперзвуковой скорости и достаточно высоким аэродинамическим качеством при дозвуковом полете. Крыло с двойной стреловидностью (углы стреловидности 81 и 45 по передней кромке) обеспечивает при гиперзвуковой скорости аэродинамическое качество 1,3 при угле атаки 34, сравнительно низкие тепловые нагрузки и коэффициент подъемной силы 0,8, при дозвуковой скорости – аэродинамическое качество 4,4 при угле атаки 18 и коэффициент подъемной силы 0,9; в крыле размещены главные стойки шасси, в передней части фюзеляжа – носовое шасси.

Корпус орбитальной ступени покрыт плитками теплозащиты из двуокиси кремния, наиболее теплонапряженные места (нос самолета и кромки крыльев), нагревающиеся до 1480, – плитками из конструкционного материала типа “углерод-углерод”. Общая масса теплозащиты 7,1 тонны. В этой системе по-настоящему многоразовым является только космический самолет – его ресурс составляет 100 полетов (ресурс маршевого двигателя – 55 полетов), отработанные твердотопливные ускорители после восстановления могут использоваться до 10 раз, а подвесной топливный бак просто сгорает в атмосфере, а его обломки падают в Индийский океан.

Сборка орбитальной ступени шаттла производится на заводе-изготовителе фирмы «Рокуэлл интернешл» в городе Палмдейл (штат Калифорния). Доставка ее на космодром осуществляется с помощью самолета SCA – модифицированного транспортного самолета «Боинг747», на котором проводились и горизонтальные летные испытания шаттла.