Como funciona um ônibus espacial STS-NASA (Atualizado)
Em seus 30 anos de história, o programa do ônibus espacial passou por momentos muito estimulantes e também devastadores. A frota levou astronautas em várias missões de sucesso, resultando em ganhos científicos imensuráveis. Mas esse sucesso teve um custo sério. Em 1986, o Challenger explodiu durante o lançamento. Em 2003, o Columbia se desintegrou durante a reentrada sobre o Texas. Depois do acidente com o Columbia os ônibus espaciais foram mantidos no chão por causa de pendências no replanejamento para melhorar a segurança. O ônibus espacial Discovery, de 2005, deveria ter reiniciado os voos, mas um grande pedaço da espuma isolante se soltou do tanque de combustível externo, obrigando os cientistas a desvendar o mistério - e mantendo a nave no chão. Só em 2006 voltaram as missões, com voos do Discovery e do Atlantis.
Dimensões SRB Vamos ver esses componentes mais de perto.
Esses materiais são projetados para absorver grandes quantidades de calor sem aumentar muito suas temperaturas (grande capacidade térmica). Durante a reentrada, os jatos de direção traseiros ajudam a manter o módulo numa posição de 40 graus. Os gases quentes ionizados da atmosfera, que cercam o módulo, impedem a comunicação por rádio com quem está em terra por cerca de 12 minutos (blecaute de ionização).
O ônibus espacial tem os seguintes componentes maiores:
- dois propulsores de foguetes de combustível sólido (SRB) - essenciais para o lançamento
- tanque de combustível externo (ET) - carrega o combustível para o lançamento
- módulo - carrega os astronautas e a carga.
Uma missão comum acontece da seguinte maneira:
- entrar em órbita
- lançamento - o ônibus espacial é lançado da plataforma
- subida
- queima na manobra para entrar em órbita
- órbita - a vida no espaço
- reentrada
- aterrissagem
Entrando em órbita
Para um ônibus espacial de 2,05 milhões de kg (4,5 milhões de libras) decolar da plataforma até a órbita de 185 a 643 km (115 a 400 milhas) acima da Terra, ele usa os seguintes componentes:
Para um ônibus espacial de 2,05 milhões de kg (4,5 milhões de libras) decolar da plataforma até a órbita de 185 a 643 km (115 a 400 milhas) acima da Terra, ele usa os seguintes componentes:
- dois propulsores de foguetes de combustível sólido (SRB)
- três motores principais para o módulo
- o tanque de combustível externo (ET)
- sistema de manobra da órbita (OMS) no módulo
- altura - aproximadamente 46 m (150 ft)
- diâmetro - 3,7 m (12 ft)
- peso:
- vazio - 87.090 kg (192.000 lbs)
- cheio - 589.670 kg (1.300,000 lbs)
- propulsão - 11,7 milhões N (2.65 milhões de lb)
Propulsores de foguetes de combustível sólido
Os SRBs são foguetes com combustível sólido que fornecem a maioria da força principal ou propulsão (71%) necessária para fazer o ônibus espacial decolar da plataforma. E os SRBs agüentam todo o peso do módulo do ônibus espacial e do tanque de combustível na plataforma. Cada SRB tem as seguintes dimensões, parâmetros e peças:
- motor para o foguete com combustível sólido cápsula, propulsor, ignição, bocal
- propulsor sólido
- combustível - alumínio atomizado (16%)
- oxidante - perclorato de amônia (70%)
- catalisador - óxido de ferro em pó (0,2%)
- fixador - ácido acrílico-polibutadieno-acrilonitrila (12%)
- agente de cura - resina de epóxi (2%)
- estrutura de juntas
- anéis de borracha sintética entre as juntas
- instrumentos de vôo
- sistemas de recuperação
- pára-quedas (de desaceleração, principal)
- dispositivos de flutuação
- dispositivos de sinalização
- cargas explosivas para separação do tanque externo
- sistemas de controle de propulsão
- mecanismo de autodestruição
Motores principais
O módulo tem três motores principais localizados na parte traseira da fuselagem (corpo da nave espacial). Cada motor tem 4,3 m (14 pés) de comprimento, 2,3 m (7,5 pés) de diâmetro na parte mais larga (o bocal) e pesa cerca de 3.039 kg (6.700 lb).
O módulo tem três motores principais localizados na parte traseira da fuselagem (corpo da nave espacial). Cada motor tem 4,3 m (14 pés) de comprimento, 2,3 m (7,5 pés) de diâmetro na parte mais larga (o bocal) e pesa cerca de 3.039 kg (6.700 lb).
O perfil do ônibus no lançamento e na subida para a órbita
Enquanto o ônibus está cheio de combustível na plataforma, ele pesa cerca de 2 milhões de kg. O ônibus descansa nos SRBs enquanto o pré-lançamento e as preparações para o lançamento final acontecem em T menos 31 segundos:
- T menos 31 s - o computador de bordo assume o controle da seqüência de lançamento;
- T menos 6,6 s - os motores principais do ônibus entram em ignição um de cada vez (0,12 s de diferença). Os motores criam mais de 90% do seu impulso máximo;
- T menos 3 s - os motores principais estão em posição de lançamento;
- T menos 0 s - os SRBs entram em ignição e o ônibus é lançado da plataforma;
- T mais 20 s - o ônibus se levanta corretamente (180 graus de subida, 78 graus de inclinação);
- T mais 60 s - os motores estão com aceleração máxima;
- T mais 2 min - os SRBs se separam do módulo e do tanque de combustível numa altitude de 45 km. Os motores principais continuam funcionando;
- Os pára-quedas dos SRBs se desdobram.
- Os SRBs vão pousar no oceano a cerca de 225 km da costa da Flórida.
- Navios vão recuperar os SRBs e rebocá-los de volta para o Cabo Canaveral para processamento e reutilização.
- T mais 7,7 min - os motores principais diminuem para manter a aceleração abaixo de 3g's para que o ônibus não se desintegre;
- T mais 8,5 min - desligamento dos motores principais;
- T mais 9 min - o ET se separa do módulo. O ET se queimará na reentrada;
- T mais 10,5 min - os motores OMS são ativados para colocá-lo na órbita mais baixa;
- T mais 45 min - os motores OMS são ativados de novo para colocá-lo numa órbita mais alta e circular (cerca de 400 km);
Agora, veremos o lugar em que você vai viver enquanto estiver no espaço.
Módulo
Uma vez no espaço, o módulo é sua casa por 7 a 14 dias. O módulo pode ser orientado para que as portas do compartimento de carga fiquem voltadas para a Terra ou para longe da Terra dependendo dos objetivos da missão; na verdade, as orientações podem ser mudadas durante a missão. Uma das primeiras coisas que o comandante irá fazer é abrir as portas do compartimento de carga para esfriar o módulo.
Uma vez no espaço, o módulo é sua casa por 7 a 14 dias. O módulo pode ser orientado para que as portas do compartimento de carga fiquem voltadas para a Terra ou para longe da Terra dependendo dos objetivos da missão; na verdade, as orientações podem ser mudadas durante a missão. Uma das primeiras coisas que o comandante irá fazer é abrir as portas do compartimento de carga para esfriar o módulo.
Manobrando o módulo para a reentrada
Esses materiais são projetados para absorver grandes quantidades de calor sem aumentar muito suas temperaturas (grande capacidade térmica). Durante a reentrada, os jatos de direção traseiros ajudam a manter o módulo numa posição de 40 graus. Os gases quentes ionizados da atmosfera, que cercam o módulo, impedem a comunicação por rádio com quem está em terra por cerca de 12 minutos (blecaute de ionização).Quando a reentrada é bem sucedida, o módulo encontra a parte mais densa da atmosfera e é capaz de voar como um avião. O módulo é projetado com um corpo elevado com asas "delta" voltadas para trás. Com esse projeto, ele pode gerar uma elevação com uma pequena área de asa. Nesse ponto, computadores de vôo fazem o módulo voar. O módulo faz uma série de voltas inclinadas em forma de S para desacelerar sua velocidade de descida enquanto começa a aproximação final da pista. O comandante pega um sinal de rádio da pista (Sistema Tático de Navegação Aérea) quando o módulo está a cerca de 225 km do lugar de aterrissagem e a 45.700 m de altura. Com 40 km, os computadores de aterrissagem do módulo dão o controle ao comandante. O comandante pilota o ônibus em volta de um cilindro imaginário (5.500 m de diâmetro), para alinhar o módulo com a pista e diminuir a altitude. Durante a aproximação final, o comandante inclina mais o ângulo de descida para menos 20 graus (quase sete vezes mais inclinado que a descida de um avião de passageiros comercial).
