Space Shuttle-Abbruchmodi - Space Shuttle abort modes

Abbruchmodi verfügbar je nach Motorausfallzeit.

Space-Shuttle-Abbruch-Modi waren Verfahren, mit denen der nominelle Start des NASA- Space Shuttles beendet werden konnte. Nach dem Zünden der Haupttriebwerke des Shuttles, aber vor dem Abheben trat ein Pad-Abbruch auf . Ein Abbruch während des Aufstiegs, der dazu führen würde, dass der Orbiter zu einer Landebahn oder zu einer niedrigeren Umlaufbahn als geplant zurückkehrt, wurde als "intakter Abbruch" bezeichnet, während ein Abbruch, bei dem der Orbiter eine Landebahn nicht erreichen könnte, oder jeder Abbruch, der den Ausfall beinhaltet von mehr als einer Hauptmaschine, wurde als "Notabbruch" bezeichnet. In einigen Situationen, in denen der Orbiter nicht auf einer Landebahn landen konnte, war noch ein Crew-Bailout möglich.

Redundanter Set Launch Sequencer Abbruch

Die drei Space-Shuttle-Haupttriebwerke (SSMEs) wurden ungefähr 6,6 Sekunden vor dem Abheben gezündet, und Computer überwachten ihre Leistung, während sie den Schub erhöhten. Bei Erkennung einer Anomalie würden die Triebwerke automatisch abgeschaltet und der Countdown vor der Zündung der Feststoffraketen (SRBs) bei T = 0 Sekunden beendet. Dies wurde als "Redundant Set Launch Sequencer (RSLS) Abort" bezeichnet und trat fünfmal auf: STS-41-D , STS-51-F , STS-55 , STS-51 und STS-68 .

Aufstiegsabbruchmodi

Nachdem die SRBs des Shuttles gezündet waren, wurde das Fahrzeug zum Abheben verpflichtet. Wenn nach der Zündung des SRB ein Ereignis eintrat, das einen Abbruch erforderte, konnte der Abbruch erst nach dem Ausbrennen und Abtrennen des SRB, etwa zwei Minuten nach dem Start, begonnen werden. Während des Aufstiegs standen fünf Abbruchmodi zur Verfügung, unterteilt in die Kategorien intakte Abbrüche und bedingte Abbrüche. Die Wahl des Abbruchmodus hing davon ab, wie dringend die Situation war und welcher Notlandeplatz erreicht werden konnte.

Die Abbruchmodi deckten ein breites Spektrum potenzieller Probleme ab, aber das am häufigsten erwartete Problem war ein Haupttriebwerkausfall, der dazu führte, dass das Fahrzeug nicht genügend Schub hatte, um seine geplante Umlaufbahn zu erreichen. Andere mögliche Ausfälle, die nicht die Triebwerke betrafen, aber einen Abbruch erforderlich machten, waren ein Ausfall mehrerer Hilfsaggregate (APU), ein fortschreitender Hydraulikausfall, ein Kabinenleck und ein externes Tankleck.

Intakte Abbruchmodi

Panel auf Space Shuttle Challenger abbrechen . Aufgenommen während STS-51-F mit eingeschaltetem ATO-Modus

Es gab vier intakte Abbruchmodi für das Space Shuttle. Intakte Abbrüche wurden entwickelt, um eine sichere Rückkehr des Orbiters zu einem geplanten Landeplatz oder in eine niedrigere Umlaufbahn als die für die Mission geplante zu ermöglichen.

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Return to Launch Site (RTLS) war der erste verfügbare Abbruchmodus und konnte direkt nach dem Abwurf des SRB ausgewählt werden. Der Shuttle würde weiterhin Erniedrigungs zu verbrennen überschüssiges Treibmittel sowie Tonhöhe nach oben mit einem Haupttriebwerksausfall in Abbrüchen Vertikalgeschwindigkeit beizubehalten. Nachdem genügend Treibstoff verbrannt war, würde das Fahrzeug rundherum aufgeschlagen und begann, zurück zum Startplatz zu stoßen. Dieses Manöver wurde "Powered Pitcharound" (PPA) genannt und war zeitlich so angelegt, dass weniger als 2% Treibstoff im externen Tank verblieben, bis die Flugbahn des Shuttles es zum Kennedy Space Center zurückbrachte . Darüber hinaus würden die Motoren des OMS und des Reaktionskontrollsystems (RCS) des Shuttles kontinuierlich stoßen, um überschüssiges OMS-Treibmittel zu verbrennen, um das Landegewicht zu reduzieren und den Schwerpunkt des Orbiters anzupassen.

Unmittelbar vor dem Abschalten des Haupttriebwerks würde dem Orbiter befohlen, die Nase nach unten zu neigen, um die richtige Ausrichtung für den externen Tankabwurf zu gewährleisten , da sonst aerodynamische Kräfte dazu führen würden, dass der Panzer mit dem Orbiter kollidiert. Die Haupttriebwerke würden abgeschaltet und der Panzer abgeworfen, da der Orbiter sein RCS benutzte, um die Trennung zu erhöhen.

Abschaltung und Trennung würden effektiv in der oberen Atmosphäre in einer Höhe von etwa 230.000 Fuß (70.000 m) erfolgen, hoch genug, um eine übermäßige aerodynamische Belastung und Erwärmung des Außentanks zu vermeiden. Die Cutoff-Geschwindigkeit würde von der noch zurückzulegenden Distanz zum Erreichen des Landeplatzes abhängen und würde sich basierend auf der Distanz des Orbiters bei Cutoff erhöhen. Auf jeden Fall würde der Orbiter zu langsam fliegen, um in solch großer Höhe sanft zu gleiten, und würde schnell zu sinken beginnen. Eine Reihe von kurz aufeinanderfolgenden Manövern würde die Nase des Orbiters nach oben neigen, um den Orbiter zu nivellieren, sobald er dickere Luft erreicht, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die strukturellen Grenzen des Fahrzeugs nicht überschritten werden (die Betriebslastgrenze wurde auf 2,5 Gs . festgelegt). , und bei 4,4 Gs wurde erwartet, dass die OMS-Pods vom Orbiter abgerissen werden).

Sobald diese Phase abgeschlossen war, würde der Orbiter etwa 150 sm (278 km) vom Landeplatz entfernt sein und sich in einem stabilen Gleitflug befinden und etwa 25 Minuten nach dem Abheben eine normale Landung durchführen.

Sollte während der PPA zu irgendeinem Zeitpunkt ein zweites Haupttriebwerk ausfallen, könnte das Shuttle die Landebahn bei KSC nicht erreichen und die Besatzung müsste aussteigen. Ein Ausfall eines dritten Triebwerks während der PPA würde zu einem Kontrollverlust und anschließendem Verlust von Besatzung und Fahrzeug (LOCV) führen. Ein Ausfall aller drei Triebwerke, wenn sich die horizontale Geschwindigkeit Null näherte oder kurz vor dem Abwurf des externen Tanks würde ebenfalls zu einem LOCV führen.

Der Kapselkommunikator würde den Punkt im Aufstieg, an dem ein RTLS nicht mehr möglich war, als "negative Rückkehr" ausgeben, ungefähr vier Minuten nach dem Abheben, an dem das Fahrzeug die gewonnene Geschwindigkeit nicht mehr sicher ablassen könnte der Abstand zwischen seiner Position im unteren Bereich und dem Startplatz.

Der RTLS-Abbruchmodus wurde in der Geschichte des Shuttle-Programms nie benötigt. Er galt als der schwierigste und gefährlichste Abbruch, aber auch als einer der unwahrscheinlichsten, da nur ein sehr enger Bereich von wahrscheinlichen Ausfällen existierte, die überlebbar, aber dennoch so zeitkritisch waren, dass zeitaufwendigere Abbruchmodi ausgeschlossen wurden. Astronaut Mike Mullane bezeichnete den RTLS-Abbruch als "unnatürlichen Akt der Physik", und viele Pilotastronauten hofften, dass sie einen solchen Abbruch aufgrund seiner Schwierigkeiten nicht durchführen müssten.

Transozeanischer Abbruch der Landung

Eine transozeanische Abbruchlandung (TAL) beinhaltete die Landung an einem vorbestimmten Ort in Afrika, Westeuropa oder im Atlantik (am Lajes-Feld auf den Azoren ) etwa 25 bis 30 Minuten nach dem Start. Es sollte verwendet werden, wenn Geschwindigkeit, Höhe und Entfernung eine Rückkehr zum Startpunkt durch Return To Launch Site (RTLS) nicht ermöglichten. Es sollte auch dann zum Einsatz kommen, wenn ein weniger zeitkritischer Ausfall nicht den schnelleren, aber gefährlicheren RTLS-Abbruch erforderte.

Bei Leistungsproblemen wie Triebwerksausfällen wäre ein TAL-Abbruch zwischen ungefähr T+2:30 (zwei Minuten 30 Sekunden nach dem Abheben) und etwa T+5:00 (fünf Minuten nach dem Abheben) erklärt worden Der Abbruchmodus wurde in Abort Once Around (AOA) geändert, gefolgt von Abort To Orbit (ATO). Im Falle eines zeitkritischen Ausfalls oder eines Ausfalls der Besatzung, der die Sicherheit der Besatzung gefährden würde, wie z. Das Shuttle wäre dann auf einer vorab ausgewiesenen Landebahn über den Atlantik gelandet. Die letzten vier TAL-Standorte waren der Luftwaffenstützpunkt Istres in Frankreich, die Luftwaffenstützpunkte Zaragoza und Morón in Spanien sowie RAF Fairford in England. Vor einem Shuttle-Start würden zwei Standorte anhand des Flugplans ausgewählt und für den Fall der Nutzung mit Bereitschaftspersonal besetzt. Die Liste der TAL-Sites hat sich im Laufe der Zeit aufgrund geopolitischer Faktoren geändert. Die genauen Standorte wurden von Start zu Start in Abhängigkeit von der Bahnneigung bestimmt.

Die Vorbereitungen der TAL-Standorte dauerten vier bis fünf Tage und begannen eine Woche vor dem Start, wobei der Großteil des Personals der NASA, des Verteidigungsministeriums und der Auftragnehmer 48 Stunden vor dem Start eintraf. Zusätzlich sind zwei C-130 Flugzeuge aus der bemannten Raumfahrt Unterstützung Büro von der benachbarten Patrick Raum Force Base würde acht Besatzungsmitglieder liefern, neun pararescuers , zwei Flug Chirurgen , eine Krankenschwester und medizinische Techniker und 2.500 Pfund (1.100 kg) von medizinischen Geräten nach Saragossa, Istres oder beides. Ein oder mehrere C-21S- oder C-12S- Flugzeuge würden auch eingesetzt, um im Falle eines Abbruchs mit einem TALCOM oder einem Astronautenflugcontroller an Bord für die Kommunikation mit dem Shuttle-Piloten und -Kommandanten die Wetteraufklärung bereitzustellen .

Dieser Abbruchmodus wurde während der gesamten Geschichte des Space-Shuttle-Programms nie benötigt.

Einmal abbrechen

Ein Abbruch einmal herum (AOA) war verfügbar, wenn das Shuttle keine stabile Umlaufbahn erreichen konnte, aber genügend Geschwindigkeit hatte, um die Erde einmal zu umrunden und etwa 90 Minuten nach dem Start zu landen. Etwa fünf Minuten nach dem Abheben erreicht das Shuttle eine Geschwindigkeit und Höhe, die für eine einzelne Erdumlaufbahn ausreichen. Der Orbiter würde dann in den Wiedereintritt gehen; Die NASA könnte wählen, ob der Orbiter auf der Edwards Air Force Base , dem White Sands Space Harbor oder dem Kennedy Space Center landen soll . Das Zeitfenster für die Nutzung des AOA-Aborts war sehr kurz, nur wenige Sekunden zwischen den TAL- und ATO-Abort-Möglichkeiten. Daher war es sehr unwahrscheinlich, diese Option aufgrund einer technischen Störung (z. B. eines Triebwerksausfalls) zu wählen, obwohl ein medizinischer Notfall an Bord einen AOA-Abbruch hätte erforderlich machen können.

Dieser Abbruchmodus wurde während der gesamten Geschichte des Space-Shuttle-Programms nie benötigt.

Abbruch in den Orbit

Ein Abbruch der Umlaufbahn (ATO) war verfügbar, wenn die beabsichtigte Umlaufbahn nicht erreicht werden konnte, aber eine niedrigere stabile Umlaufbahn über 190 km über der Erdoberfläche möglich war. Dies geschah während der Mission STS-51-F , als das Mitteltriebwerk der Challenger fünf Minuten und 46 Sekunden nach dem Abheben ausfiel. Eine Umlaufbahn in der Nähe der geplanten Umlaufbahn des Raumfahrzeugs wurde eingerichtet und die Mission wurde trotz des Abbruchs auf einer niedrigeren Umlaufbahn fortgesetzt. Das Mission Control Center am Johnson Space Center beobachtete einen SSME-Ausfall und rief „ Challenger- Houston, abort ATO“. Später wurde festgestellt, dass der Motorausfall eine unbeabsichtigte Motorabschaltung war, die durch fehlerhafte Temperatursensoren verursacht wurde.

Der Moment, in dem eine ATO möglich wurde, wurde als "Press to ATO"-Moment bezeichnet. In einer ATO-Situation drehte der Kommandant des Raumfahrzeugs den Cockpit-Abbruchmodusschalter in die ATO-Position und drückte den Abbruchdruckknopf. Dies initiierte die Flugsteuerungssoftwareroutinen, die den Abbruch behandelten. Bei einem Kommunikationsverlust hätte der Kommandant des Raumfahrzeugs die Abbruchentscheidung treffen und eigenständig Maßnahmen ergreifen können.

Ein Wasserstoff-Brennstoffleck in einem der SSMEs während der STS-93- Mission führte zu einer leichten Unterdrehzahl beim Abschalten des Haupttriebwerks (MECO), erforderte jedoch keine ATO, und das Shuttle erreichte seine geplante Umlaufbahn; Wenn das Leck schwerwiegender gewesen wäre, hätte es möglicherweise einen ATO-, RTLS- oder TAL-Abbruch erforderlich gemacht.

Einstellungen

Es gab eine Präferenzreihenfolge für Abbruchmodi:

  1. ATO war nach Möglichkeit die bevorzugte Abbruchoption.
  2. TAL war die bevorzugte Abbruchoption, wenn das Fahrzeug noch keine Geschwindigkeit erreicht hatte, die die ATO-Option zuließ.
  3. AOA wäre nur in dem kurzen Zeitfenster zwischen TAL- und ATO-Optionen verwendet worden oder wenn sich nach dem Ende des TAL-Fensters ein zeitkritischer Notfall (z. B. ein medizinischer Notfall an Bord) entwickelt hätte.
  4. RTLS führte zur schnellsten Landung aller Abbruchoptionen, galt jedoch als der riskanteste Abbruch. Daher wäre es nur in Fällen gewählt worden, in denen der sich entwickelnde Notfall so zeitkritisch war, dass die anderen Abbrüche nicht durchführbar waren, oder in Fällen, in denen das Fahrzeug nicht genügend Energie hatte, um die anderen Abbrüche durchzuführen.

Im Gegensatz zu allen anderen US-amerikanischen orbitfähigen bemannten Fahrzeugen (sowohl frühere als auch nachfolgende, ab 2021) wurde das Shuttle nie ohne Astronauten an Bord geflogen. Um einen inkrementellen nicht-orbitalen Test zu ermöglichen, erwog die NASA, die erste Mission zu einem RTLS-Abbruch zu machen. Allerdings STS-1 - Kommandant John Young lehnte ab und sagte, „lassen Sie sich nicht üben Russisches Roulette “ und „RTLS erfordert kontinuierliche Wunder durchsetzt mit Taten Gott erfolgreich zu sein.“

Notfallabbrüche

Notfallabbrüche beinhalteten den Ausfall von mehr als einem SSME und hätten im Allgemeinen dazu geführt, dass der Orbiter eine Landebahn nicht erreichen konnte. Diese Abbrüche sollten das Überleben des Orbiters lange genug sichern, damit die Besatzung aussteigen konnte. Der Verlust von zwei Triebwerken wäre im Allgemeinen überlebensfähig gewesen, indem das verbleibende Triebwerk verwendet wurde, um die Flugbahn des Orbiters zu optimieren, um strukturelle Grenzen beim Wiedereintritt nicht zu überschreiten. Der Verlust von drei Triebwerken hätte außerhalb bestimmter "schwarzer Zonen" überleben können, in denen der Orbiter ausgefallen wäre, bevor ein Rettungspaket möglich war. Diese Notfallabbrüche wurden nach der Zerstörung von Challenger hinzugefügt .

Post- Challenger abbrechen Erweiterungen

Abbruchoptionen bis STS-51-L. Schwarze Zonen weisen auf nicht behebbare Fehler hin.
Abbruchoptionen nach STS-51-L. Graue Zonen weisen auf Fehler hin, bei denen der Orbiter bis zur Rettung der Besatzung intakt bleiben könnte.

Vor der Challenger- Katastrophe während STS-51-L waren die Möglichkeiten zum Abbruch des Aufstiegs mit dem Ausfall von mehr als einem SSME sehr begrenzt. Während der Ausfall eines einzelnen SSME während des gesamten Aufstiegs überlebensfähig war, würde ein Ausfall eines zweiten SSME vor etwa 350 Sekunden (dem Punkt, an dem der Orbiter eine ausreichende Abwärtsgeschwindigkeit haben würde, um mit nur einem Triebwerk einen TAL-Standort zu erreichen) ein LOCV bedeuten, da keine Rettungsmöglichkeit bestand. Studien zeigten, dass eine Notwasserung im Meer nicht überlebensfähig war. Darüber hinaus hätte der Verlust eines zweiten SSME während eines RTLS-Abbruchs ein LOCV verursacht, außer für den Zeitraum kurz vor MECO (in dem der Orbiter KSC erreichen könnte, indem er die Brenndauer des verbleibenden Triebwerks verlängert), da würde zu irgendeinem Zeitpunkt während eines RTLS-Abbruchs ein dreifacher SSME-Fehler auftreten .

Nach dem Verlust von Challenger in STS-51-L wurden zahlreiche Abbruchverbesserungen hinzugefügt. Mit diesen Verbesserungen war der Verlust von zwei SSMEs nun während des gesamten Aufstiegs für die Besatzung verkraftbar, und das Fahrzeug konnte große Teile des Aufstiegs überleben und landen. Die Streben, die den Orbiter am externen Tank befestigen, wurden verstärkt, um einen mehrfachen SSME-Ausfall während des SRB-Flugs besser auszuhalten. Der Verlust von drei SSMEs war für die Besatzung während des größten Teils des Aufstiegs überlebensfähig, obwohl das Überleben im Falle von drei fehlgeschlagenen SSMEs vor T+90 Sekunden unwahrscheinlich war, da die Auslegungslasten am vorderen Orbiter/ET und SRB/ET-Attach überschritten würden Punkte, und immer noch problematisch während des SRB-Fluges wegen der Kontrollierbarkeit während der Staging.

Eine besonders bedeutende Verbesserung war die Rettungsfähigkeit. Anders als der Schleudersitz in einem Kampfflugzeug verfügte das Shuttle über ein Inflight Crew Escape System (ICES). Das Fahrzeug wurde auf Autopilot in einen stabilen Gleitflug gebracht, die Luke wurde gesprengt und die Besatzung zog eine Stange heraus, um den linken Flügel des Orbiters freizumachen. Sie würden dann mit dem Fallschirm zur Erde oder zum Meer springen. Während dies zunächst nur unter seltenen Bedingungen brauchbar erschien, gab es viele Fehlermöglichkeiten, bei denen das Erreichen eines Notlandeplatzes nicht möglich war, das Fahrzeug aber noch intakt und unter Kontrolle war. Vor der Challenger- Katastrophe wäre dies auf STS-51-F fast passiert , als ein einzelner SSME bei etwa T+345 Sekunden ausfiel. Der Orbiter war in diesem Fall auch Challenger . Ein zweiter SSME wäre wegen einer falschen Temperaturanzeige beinahe fehlgeschlagen; die Triebwerksabschaltung wurde jedoch durch einen schnell denkenden Flugregler verhindert. Wenn das zweite SSME innerhalb von etwa 69 Sekunden nach dem ersten ausgefallen wäre, hätte die Energie nicht gereicht, um den Atlantik zu überqueren. Ohne Rettungskapazität wäre die gesamte Besatzung ums Leben gekommen. Nach dem Verlust von Challenger wurden diese Arten von Ausfällen überlebbar gemacht. Um Rettungsaktionen in großer Höhe zu erleichtern, begann die Besatzung beim Auf- und Abstieg den Launch Entry Suit und später den Advanced Crew Escape Suit zu tragen. Vor der Challenger- Katastrophe trugen Besatzungen für operative Missionen nur Stoff-Fluganzüge.

Eine weitere Verbesserung nach Challenger war die Aufnahme von Abbruchlandungen an der Ostküste/Bermuda (ECAL/BDA). Starts mit hoher Neigung (einschließlich aller ISS- Missionen) hätten unter bestimmten Bedingungen eine Notlandebahn an der Ostküste Nordamerikas erreichen können. Die meisten Starts mit geringerer Neigung wären auf Bermuda gelandet (obwohl diese Option für die Starts mit der geringsten Neigung – die mit einer Orbitalneigung von 28,5° – die genau östlich von KSC starteten und weit südlich von Bermuda passierten, nicht verfügbar war).

Ein ECAL/BDA-Abbruch war ähnlich wie bei RTLS, aber anstatt im Kennedy Space Center zu landen, versuchte der Orbiter, an einem anderen Ort entlang der Ostküste Nordamerikas (im Fall von ECAL) oder Bermuda (im Fall von) zu landen BDA). Verschiedene potenzielle ECAL-Landeplätze erstreckten sich von South Carolina bis nach Neufundland, Kanada. Der ausgewiesene Landeplatz auf Bermuda war die Naval Air Station Bermuda (eine Einrichtung der United States Navy ). ECAL/BDA war ein Notfallabbruch, der weniger wünschenswert war als ein intakter Abbruch, vor allem weil so wenig Zeit blieb, den Landeplatz auszuwählen und sich auf die Ankunft des Orbiters vorzubereiten. Alle vorab ausgewiesenen Standorte waren entweder Militärflugplätze oder gemeinsame zivile/militärische Einrichtungen. ECAL-Notfallstandorte waren für eine Orbiterlandung nicht so gut ausgestattet wie die für RTLS- und TAL-Abbrüche vorbereiteten. Die Standorte waren nicht mit NASA-Mitarbeitern oder Auftragnehmern besetzt, und die dort arbeitenden Mitarbeiter erhielten keine spezielle Ausbildung, um eine Shuttle-Landung durchzuführen. Sollten sie jemals gebraucht werden, hätten sich die Shuttle-Piloten auf reguläres Flugsicherungspersonal verlassen müssen, das ähnlich vorgeht wie bei der Landung eines Segelflugzeugs, das einen kompletten Triebwerksausfall erlitten hat.

Zahlreiche weitere Abbruch-Verfeinerungen wurden hinzugefügt, hauptsächlich mit verbesserter Software für das Management der Fahrzeugenergie in verschiedenen Abbruchszenarien. Diese ermöglichten eine größere Chance, eine Notlandebahn für verschiedene SSME-Ausfallszenarien zu erreichen.

Auswurf-Fluchtsysteme

Ein Auswurf-Flucht-System, manchmal auch „ Start-Flucht-System “ genannt, war für das Shuttle schon oft diskutiert worden. Nach den Verlusten Challenger und Columbia war daran großes Interesse geäußert. Alle früheren und nachfolgenden bemannten US-Raumfahrzeuge verfügen über Startfluchtsysteme, obwohl ab 2021 keines jemals für einen amerikanischen bemannten Flug verwendet wurde.

Schleudersitz

Die ersten beiden Shuttles, Enterprise und Columbia , wurden mit Schleudersitzen gebaut . Nur diese beiden sollten mit einer zweiköpfigen Besatzung geflogen werden. Nachfolgende Shuttles wurden nur für Missionen mit einer Besatzung von mehr als zwei Personen gebaut, einschließlich Sitzen im Unterdeck, und Schleudersitzoptionen wurden als undurchführbar erachtet, sodass Challenger , Discovery , Atlantis und Endeavour ohne Schleudersitze gebaut wurden . Die bei den ersten beiden Shuttles verwendeten Typen waren modifizierte Versionen der Sitze, die in der Lockheed SR-71 verwendet wurden . Die von Enterprise geflogenen Anflug- und Landetests hatten diese als Fluchtoption, und auch die ersten vier Flüge von Columbia hatten diese Option. Aber STS-5 war die erste Mission mit einer Besatzung von mehr als zwei, und der Kommandant entschied, dass das Fliegen mit deaktivierten Schleudersitzen die ethischere Option war. Der nächste Flug von Columbia ( STS-9 ) wurde ebenfalls mit deaktivierten Sitzen geflogen. Als Columbia wieder flog ( STS-61-C , gestartet am 12. Januar 1986), hatte es in Palmdale eine vollständige Wartungsüberholung durchlaufen und die Schleudersitze (zusammen mit den Sprengluken) waren vollständig entfernt worden. Schleudersitze wurden für den Shuttle aus mehreren Gründen nicht weiterentwickelt:

  • Sehr schwierig, sieben Besatzungsmitglieder auszuwerfen, wenn sich drei oder vier auf dem Mitteldeck (ungefähr in der Mitte des vorderen Rumpfes ) befanden , umgeben von einer erheblichen Fahrzeugstruktur.
  • Begrenzter Auswurfumschlag. Schleudersitze funktionieren nur bis etwa 3.400 Meilen pro Stunde (3.000 kn; 5.500 km/h) und 130.000 Fuß (40.000 m). Das machte einen sehr begrenzten Teil des Betriebsbereichs des Shuttles aus, etwa die ersten 100 Sekunden des 510 Sekunden dauernden Aufstiegs.
  • Keine Hilfe bei einem Wiedereintrittsunfall vom Typ Columbia . Der Auswurf während eines atmosphärischen Wiedereintrittsunfalls wäre aufgrund der hohen Temperaturen und des Windstoßes bei hohen Mach-Geschwindigkeiten tödlich gewesen.
  • Astronauten standen der Nützlichkeit der Schleudersitze skeptisch gegenüber. STS-1- Pilot Robert Crippen sagte:

[I]n Wahrheit, wenn Sie sie benutzen müssten, während die Feststoffe dort waren, glaube ich nicht, dass Sie es tun würden – wenn Sie herauskamen und dann durch die Feuerspur hinter den Feststoffen hinuntergingen, hätten Sie jemals überlebt. oder wenn ja, hättest du keinen Fallschirm, weil er dabei verbrannt wäre. Aber als die Feststoffe ausgebrannt waren, waren Sie zu hoch, um sie zu benutzen. ... Ich persönlich hatte also nicht das Gefühl, dass uns die Schleudersitze wirklich helfen würden, wenn wir wirklich in eine Notlage geraten sollten.

Das sowjetische Shuttle Buran sollte mit dem Besatzungs -Notfluchtsystem ausgestattet werden, das K-36RB (K-36M-11F35)-Sitze und den Strizh -Volldruckanzug enthalten hätte, der für Höhen bis zu 30.000 m und Geschwindigkeiten bis zu . geeignet ist Mach drei. Buran flog nur einmal im vollautomatischen Modus ohne Besatzung, daher wurden die Sitze nie eingebaut und auch nie im realen bemannten Raumflug getestet.

Auswurfkapsel

Eine Alternative zu Schleudersitzen war eine Fluchtmannschaftskapsel oder ein Kabinenfluchtsystem, bei dem die Besatzung in Schutzkapseln oder die gesamte Kabine ausgeworfen wird. Solche Systeme wurden bei mehreren Militärflugzeugen verwendet. Die B-58 Hustler und die XB-70 Valkyrie verwendeten den Kapselauswurf, während die General Dynamics F-111 und frühe Prototypen des Rockwell B-1 Lancer den Kabinenauswurf verwendeten.

Wie bei Schleudersitzen wäre der Kapselauswurf für das Shuttle schwierig gewesen, da es keine einfache Möglichkeit gab, das Fahrzeug zu verlassen. Mehrere Besatzungsmitglieder saßen im Mitteldeck, umgeben von einer beträchtlichen Fahrzeugstruktur.

Der Kabinenauswurf würde für einen viel größeren Teil des Flugraums funktionieren als Schleudersitze, da die Besatzung vor Temperatur, Windstoß und Sauerstoffmangel oder Vakuum geschützt wäre. Theoretisch hätte eine Schleuderkabine so konstruiert sein können, dass sie einem Wiedereintritt standhält, was jedoch zusätzliche Kosten, Gewicht und Komplexität mit sich bringen würde. Der Kabinenauswurf wurde aus mehreren Gründen nicht verfolgt:

  • Für den Shuttle sind größere Änderungen erforderlich, die wahrscheinlich mehrere Jahre dauern werden. Während eines Großteils der Zeit war das Fahrzeug nicht verfügbar.
  • Kabinenauswurfsysteme sind schwer, wodurch eine erhebliche Nutzlasteinbuße verursacht wird.
  • Kabinenschleudersysteme sind viel komplexer als Schleudersitze. Sie benötigen Vorrichtungen zum Durchtrennen von Kabeln und Leitungen, die Kabine und Rumpf verbinden. Die Kabine muss über aerodynamische Stabilisierungsvorrichtungen verfügen, um ein Taumeln nach dem Auswerfen zu vermeiden. Das große Kabinengewicht erfordert einen sehr großen Fallschirm mit einer komplexeren Extraktionssequenz. Airbags müssen sich unter der Kabine entfalten, um den Aufprall abzufedern oder für Auftrieb zu sorgen. Um Ausstoßungen auf dem Pad möglich zu machen, müssten die Trennraketen ziemlich groß sein. Kurz gesagt, viele komplexe Dinge müssen in einer bestimmten zeitlichen Abfolge passieren, damit der Kabinenauswurf erfolgreich ist, und in einer Situation, in der das Fahrzeug möglicherweise zerfällt. Wenn sich die Flugzeugzelle verdrehen oder verziehen würde, wodurch eine Trennung der Kabine verhindert würde oder Trümmer die Landeairbags, die Stabilisierung oder ein anderes Kabinensystem beschädigen würden, würden die Insassen wahrscheinlich nicht überleben.
  • Zusätzliches Risiko durch viele große pyrotechnische Vorrichtungen. Auch wenn sie nicht benötigt werden, bergen die vielen Sprengvorrichtungen, die zum Trennen der Kabine erforderlich sind, ein gewisses Risiko einer vorzeitigen oder unbefugten Detonation.
  • Der Kabinenauswurf ist bei einem Fahrzeug, das ursprünglich nicht dafür ausgelegt war, viel schwieriger, teurer und riskanter nachzurüsten. Wäre das Shuttle ursprünglich mit einem Kabinenfluchtsystem ausgestattet gewesen, wäre das Hinzufügen eines möglicherweise machbarer gewesen.
  • Kabinen-/Kapselauswurfsysteme haben eine lückenhafte Erfolgsbilanz. Al White erlitt einen Armbruch, als er aus der XB-70-Kollision in der Luft ausschlug .

Geschichte des Space-Shuttle-Abbruchs

Quelle:

Datum Orbiter Mission Abbruchtyp Abbruchzeit Beschreibung
1984-06-26 Entdeckung STS-41-D RSLS T−4 Sekunden Schwergängiges Ventil im Space Shuttle Haupttriebwerk (SSME) Nr. 3 entdeckt . Discovery rollte zum Triebwerksaustausch an VAB zurück.
1985-07-12 Herausforderer STS-51-F RSLS T−3 Sekunden Problem mit dem Kühlmittelventil bei SSME Nr. 2. Das Ventil wurde auf der Startrampe ausgetauscht.
1985-07-29 Herausforderer STS-51-F ATO T+5 Minuten, 45 Sekunden Sensorproblemabschaltung SSME Nr. 1. Mission wurde in einer niedrigeren Umlaufbahn als geplant fortgesetzt.
1993-03-22 Columbia STS-55 RSLS T−3 Sekunden Problem mit Spüldruckmesswerten im Oxidationsmittel-Vorbrenner bei SSME Nr. 2. Alle Motoren am Pad ersetzt.
1993-08-12 Entdeckung STS-51 RSLS T−3 Sekunden Sensor, der den Durchfluss von Wasserstoffkraftstoff in SSME Nr. 2 überwacht, ist ausgefallen. Alle Motoren auf der Startrampe ersetzt.
1994-08-18 Bemühen STS-68 RSLS T−1 Sekunde Der Sensor hat höhere als akzeptable Messwerte der Austrittstemperatur der Hochdruck-Oxidationsmittel-Turbopumpe in SSME Nr. 3 festgestellt. Endeavour rollte an VAB zurück, um alle drei Motoren zu ersetzen. Eine Testzündung im Stennis Space Center bestätigte eine Drift des Kraftstoffdurchflussmessers, die zu einem langsameren Start des Triebwerks führte, was die höheren Temperaturen verursachte.

Notlandeplätze

Vorgegebene Notlandeplätze für den Orbiter wurden Mission für Mission entsprechend dem Missionsprofil, dem Wetter und der regionalen politischen Situation ausgewählt. Notlandeplätze während des Shuttle-Programms enthalten:
Orte, an denen ein Orbiter gelandet ist, sind fett gedruckt, aber keine waren Notlandungen.

Algerien

Australien

Bahamas

Barbados

Kanada

Kap Verde

Chile

Frankreich

Gambia

Deutschland

Griechenland

  • Flugplatz Souda, Bucht von Souda, Kreta

Island

Irland

  • Flughafen Shannon, Shannon, Grafschaft Clare

Jamaika

Liberia

Marokko

Portugal

Saudi Arabien

Spanien

Somalia

Südafrika

Schweden

Truthahn

Vereinigtes Königreich

Britische Überseegebiete

Vereinigte Staaten

Demokratische Republik Kongo

Andere Standorte

Im Falle einer Notabschaltung, die den Orbiter in einem Gebiet außerhalb der Reichweite eines ausgewiesenen Notlandeplatzes zum Absturz bringen würde, war der Orbiter theoretisch in der Lage, auf jeder befestigten Landebahn mit einer Länge von mindestens 3 km (9.800 ft) zu landen, was die meisten großen Verkehrsflughäfen. In der Praxis wäre aus Sicherheitsgründen und zur Minimierung der Störung des kommerziellen Flugverkehrs ein US-amerikanischer oder ein alliierter Militärflugplatz bevorzugt worden.

In der Populärkultur

Siehe auch

Verweise

Externe Links