Dziś mija dokładnie 30 lat od jedynego w historii przerwania po starci... (@k.....t)

Dziś mija dokładnie 30 lat od jedynego w historii przerwania po starcie wahadłowca, o czym pisałem ostatnio.

Napiszę w kilku zdaniach, jakie były inne możliwości przerwania startu wahadłowca. ATO omówiliśmy już ostatnio.

Na zdjęciu przełącznik trybu przerwania.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/Space_Shuttle_abort_panel.jpg

Na grafice wszystkie tryby przerwań w formie obrazowej:
http://history.nasa.gov/rogersrep/v1p179.jpg

ATO było preferowaną opcją, zawsze, ponieważ pozwalało na bezpieczne przebywanie wahadłowca na stabilnej orbicie.

Drugą, najbardziej preferowaną opcją było przerwanie TAL- Transoceanic Abort Landing. Wahadłowiec, jeśli nie mógł osiągnąć orbity mógł przerwać spalanie paliwa i lotem balistycznym przemknąć nad Atlantykiem, by za kilkanaście minut wylądować na jednym z lotnisk po drugiej jego stronie. Dostępne były np. Zagaroza i Moron w Hiszpanii, Istres we Francji i inne, np. w Maroku- lista zmieniała się w zależności od tego, na jaką orbitę był wysyłany wahadłowiec (miała znaczenie inklinacja orbity). Zdarzało się, że start nie był wykonywany z powodu złych warunków pogodowych panujących na lotnisku "awaryjnym". Zawsze 48h przed startem na lotniska przybywał zespół medyczny i dwa samoloty C130.
Jeśli miałoby miejsce przerwanie, pracownicy lotniska mieli za zadanie namalowanie przed pasem startowym trójkąta równoramiennego, który przy poprawnym kącie podejście byłby widoczny z wahadłowca jako równoboczny. Na szczęście ten tryb przerwania nigdy nie był wykorzystany, choć było blisko (patrz: wpis o ATO).

Przerwanie AOA- Abort Once Around- szanse na jego zaistnienie było bardzo małe, gdyż mogło zostać wykonane tylko w rzadkim przypadku (kilkusekundowe okno), gdy wahadłowiec znalazłby się na bardzo niskiej, niestabilnej orbicie, na której wejście w atmosferę nastąpiłoby po jednokrotnym okrążeniu planety.

Przerwanie RTLS- Return To Launch Site- no tak, o tym właściwie jest ten wpis. Grafika:
http://files.tested.com/photos/2014/02/26/58551-rtls.jpg

Był to manewr tak niebezpieczny, że astronauta John Young przyznał, że wolałby lecieć na Księżyc, niż go wykonywać (na początku programu wahadłowców niektórzy sugerowali, aby pierwszy lot to było właśnie RTLS- w celu zademonstrowania, że działa).
Załóżmy więc, że wahadłowiec doświadcza awarii silnika krótko po starcie. Jeśli stało się to przed separacją rakiet bocznych, nie można wtedy zrobić nic do czasu, aż się one wypalą (nie można bowiem kontrolować ich ciągu ani ich ugasić, gdy już zostaną odpalone). Dopiero po ponad 2 minutach od startu następuje ich separacja.
Uszkodzona maszyna nie ma więc wyboru, i wznosi się coraz wyżej- oczywiście wiadomo już, że nie ma możliwości wejścia na orbitę. Silniki główne (czyli SSME) można wyłączyć, lub kontrolować ciąg, jednak po zgaszeniu nie można ich już ponownie uruchomić. Przy separacji rakiet bocznych wahadłowiec jest na wysokości 45 kilometrów i pędzi w górę z prędkością Mach 4.5.
Co zakłada RTLS? Że po separacji rakiet bocznych, na wysokości ok. 120km wahadłowiec odwraca się o 180 stopni i leci "silnikami do tyłu", aby wyhamować i nadać sobie prędkość na zachód- tak aby móc wylądować bezpiecznie- pamiętajmy że start odbywał się na wschód (aby wejść na orbitę trzeba lecieć równolegle do Ziemi, nie pionowo w górę)! Odrzucenie zbiornika pełnego paliwa w tych warunkach było możliwe, ale skrajnie niebezpieczne- istniała duża możliwość uderzenia w niego, co skończyłoby się natychmiastową katastrofą.
Manewr odwrócenia się o 180 stopni nazywany jest "PPA"- Powered Pitch Around. Wahadłowiec po jego wykonaniu leci więc z ogromną prędkością w rozrzedzonej atmosferze nad oceanem i wpada w wyrzucane przez siebie spalane paliwo. Prędkość "na wschód" zmniejsza się, aż w końcu zeruje i zaczyna rosnąć "na zachód"- aby umożliwić powrót. Jednak jest pewien problem. Gdy maszyna "zatrzymała się" w powietrzu, równocześnie... spada pionowo w dół z prędkością Mach 1. Tak duża prędkość wywierałaby już znaczące siły na orbiter. Oczywiście SSME dalej są włączone a zbiornik zewnętrzny nadal znajduje się pod wahadłowcem. Na wysokości ok. 50 km wahadłowiec w końcu leci już bardziej na zachód, niż w dół. Oczywiście to nie koniec niebezpieczeństw, a najgorsze dopiero przed nami.
PPD, bo o nim mowa: Powered Pitch Down. Wahadłowiec, z wciąż odpalonymi silnikami głównymi, musiał ustawić się nosem lekko w dół i odrzucić zewnętrzny zbiornik paliwa (który opadał do oceanu) a następnie błyskawicznie odpalić silniczki reakcyjne tak, aby oddalić się od opadającego zbiornika i nie uderzyć w niego. Następnie należało podnieść nos i kontynuować lot do pasa tak jak w normalnym lądowaniu- niczym szybowiec.

Zobaczcie, ile rzeczy musi pójść dobrze, aby ten manewr się udał. Tu nie ma prawie nic, co przypomina normalny lot wahadłowca. ATO, AOA, nawet TAL- wszystko tam dzieje się z wykorzystaniem normalnych procedur (w TAL nieco mniej). A przecież mówimy o statku, który doznał poważnej awarii chwilę po starcie- co jeśli stanie się coś ze skrzydłem? Z innym silnikiem? Precyzyjne manewry RTLS (zwłaszcza PPD) wymagają idealnie sprawnego statku. I oczywiście, był to manewr ćwiczony wielokrotnie przed każdym startem. Nie wspomniałem nawet o tym, że trzeba było również zrzucić (spalić) paliwo z silników OMS, aby ustawić środek ciężkości wahadłowca we właściwym miejscu i umożliwić lot szybowcowy.
Zobaczcie na to- wizualizacja z programu Orbiter wraz z podłożonym prawdziwym dźwiękiem ze szkolenia astronautów w symulatorze, pokazuje RTLS przy awarii wszystkich trzech silników SSME- mrożące krew w żyłach, w tym przypadku załoga uderzyłaby w ocean, gdyby zaszło to naprawdę:
https://www.youtube.com/watch?v=t6fSUaZlsWw

Podsumowując- RTLS był jednym z wielu powodów, dla których loty wahadłowcami (i ich bezpieczeństwo) były krytykowane. RTLS nazywano po prostu zbiorem czynności, które miały zająć uwagę astronautów w drodze do nieuchronnej śmierci. Wahadłowce wyglądały niesamowicie na platformie startowej, niestety były latającymi puszkami śmierci, gotowymi pochłonąć życia astronautów, o czym przekonaliśmy się dwukrotnie. Kosztowne, nie tak efektywne i opłacalne jak się wydawało wcześniej, nie tak bezpieczne (nie było możliwości katapultowania się), a manewr RTLS był kolejnym argumentem ich przeciwników. Czy słusznie? Nie wiem. Ale cieszę się, że nigdy nie został on użyty.

Wołam zainteresowanych po ostatnim wpisie @Tapirro, @Stitch, @aloalo83, @Larry_Nash
Przy pisaniu wspomagałem się źródłami:
tested.com
wiki
Tam też odsyłam zainteresowanych po bardziej szczegółówe informacje.
#astronomia #kosmos #mirkokosmos #rakiety #eksploracjakomosu