Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Искусство Spacelab с вырезом изнутри лаборатории, 1981 г.
Вуббо Окелс в лаборатории, 1985 год.
Кристаллы иодида ртути, выращенные на Spacelab 3

Spacelab - это лаборатория многоразового использования, разработанная ЕКА и использовавшаяся в некоторых космических полетах, совершаемых космическими шаттлами . Лаборатория состояла из нескольких компонентов, в том числе герметичного модуля, негерметичного носителя и другого соответствующего оборудования, размещенного в грузовом отсеке шаттла. Компоненты были расположены в различных конфигурациях, чтобы удовлетворить потребности каждого космического полета.

Компоненты Spacelab совершили в общей сложности около 32 миссий Shuttle, в зависимости от того, как это оборудование и миссии сведены в таблицу. Spacelab позволил ученым проводить эксперименты в условиях микрогравитациина околоземной орбите. Было различное оборудование, связанное с Spacelab, поэтому можно провести различие между основными миссиями программы Spacelab с европейскими учеными, выполняющими миссии в жилом модуле Spacelab, миссиями, проводящими другие аппаратные эксперименты Spacelab, и другими миссиями STS, в которых использовались некоторые компоненты Spacelab. аппаратное обеспечение. Есть некоторые различия в количестве миссий Spacelab, отчасти из-за того, что были разные типы миссий Spacelab с большим диапазоном количества использованного оборудования Spacelab и характера каждой миссии. В период с 1983 по 1998 год было проведено не менее 22 крупных миссий Spacelab, и оборудование Spacelab использовалось в ряде других миссий, причем некоторые из поддонов Spacelab использовались в полетах только в 2008 году [1].

Предпосылки и история [ править ]

Впечатление художника о миссии Spacelab 2, демонстрирующее некоторые из различных экспериментов в отсеке для полезной нагрузки

В августе 1973 года НАСА и ESRO (ныне Европейское космическое агентство или ЕКА) подписали меморандум о взаимопонимании (MOU) по созданию научной лаборатории для использования во время полетов космических шаттлов. [2] Строительство Spacelab было начато в 1974 году компанией ERNO (дочерняя компания VFW-Fokker GmbH , после слияния с MBB, получившая название MBB / ERNO, и слилась с EADS SPACE Transportation в 2003 году). Первый лабораторный модуль, LM1 , был подарен НАСА в обмен на возможности полета для европейских астронавтов. Второй модуль, LM2 , был куплен НАСА для собственного использования у ERNO. [3]

Строительство модулей Spacelab началось в 1974 году тогдашней компанией ERNO-VFW-Fokker. [4]

Spacelab важен для всех нас как минимум по четырем веским причинам. Это во много раз расширило возможности шаттла по ведению научных исследований на орбите. Это предоставило чудесную возможность и пример большого международного совместного предприятия с участием правительства, промышленности и науки с нашими европейскими союзниками. Европейские усилия предоставили свободному миру действительно универсальную лабораторную систему за несколько лет до того, как это стало бы возможным, если бы Соединенным Штатам пришлось финансировать ее самостоятельно. И, наконец, он предоставил Европе опыт разработки систем и управления, необходимый для перехода на арену эксклюзивных пилотируемых космических полетов.

-  Администратор НАСА, Spacelab: Международная история успеха [5]
Европейские астронавты готовятся к миссии Spacelab, 1984 г.
Схема модуля поддонов Spacelab

В начале 1970-х НАСА сместило акцент с лунных миссий на космический шаттл, а также на космические исследования. [6] Администратор НАСА в то время перенес фокус с новой космической станции на космическую лабораторию для запланированного космического шаттла. [6] Это позволит исследовать технологии для будущих космических станций и задействовать возможности космического челнока для исследований. [6]

Spacelab был произведен ESRO , консорциумом десяти европейских стран, в том числе: [7]

  • Австрия
  • Бельгия
  • Дания
  • Франция
  • Западная Германия
  • Италия
  • Нидерланды
  • Испания
  • Швейцария
  • объединенное Королевство

Компоненты [ править ]

STS-42 с оборудованием Spacelab в орбитальном отсеке с видом на Землю

В дополнение к лабораторному модулю полный набор также включал пять внешних поддонов для экспериментов в вакууме, построенных British Aerospace (BAe), и герметичное иглу, содержащее подсистемы, необходимые для работы в конфигурации полета только на поддонах. Были квалифицированы восемь летных конфигураций, но при необходимости могли быть собраны и другие.

Система имела некоторые уникальные особенности, включая предполагаемое двухнедельное время оборота (для первоначального времени оборота запуска космического шаттла) и раскатывание для загрузки в самолет (транспортировка по Земле). [ необходима цитата ]

Spacelab состояла из множества взаимозаменяемых компонентов, главным из которых была лаборатория с экипажем, которую можно было запустить в отсеке орбитального шаттла и вернуть на Землю. [8] Тем не менее, обитаемый модуль не нужно было летать для выполнения миссии типа Spacelab, и имелось множество поддонов и другого оборудования, поддерживающего космические исследования. [8] Жилой модуль расширил пространство для работы космонавтов в условиях рукавов рубашки и имел место для стоек с оборудованием и сопутствующего вспомогательного оборудования. [8] Когда жилой модуль не использовался, часть вспомогательного оборудования для поддонов можно было разместить в меньшем Иглу , цилиндре под давлением, соединенном с зоной экипажа орбитального корабля "Спейс Шаттл".[8]

Миссия Spacelab обычно поддерживала несколько экспериментов, а миссия Spacelab 1 проводила эксперименты в областях физики космической плазмы, физики Солнца, физики атмосферы, астрономии и наблюдения Земли . [9] Выбор соответствующих модулей был частью планирования миссий Spacelab Shuttle, и, например, для миссии могло потребоваться меньше жилого пространства и больше поддонов, или наоборот.

Жилой модуль [ править ]

Шаттл Columbia во время STS-50 с модулем Spacelab LM1 и туннелем в его грузовом отсеке.

Модуль Spacelab представляет собой главную лабораторию цилиндрической формы, которую можно настроить как короткий или длинный модуль, установленную в задней части грузового отсека космического челнока и соединенную с отсеком экипажа туннелем. Лаборатория имела внешний диаметр 4,12 метра (13,5 футов), а длина каждого сегмента - 2,7 метра (8,9 футов). В большинстве случаев при формировании конфигурации длинного модуля использовались два сегмента.

Десять человек в модуле Spacelab в июне 1995 года на праздновании стыковки космического корабля "Шаттл" и "Мир".

Герметичный туннель соединял главную кабину орбитального корабля "Спейс Шаттл" с жилым модулем (модулями) Spacelab с точкой соединения на средней палубе. [10] Существовали два туннеля разной длины в зависимости от расположения HM в отсеке для полезной нагрузки. [10] Когда жилой модуль не использовался, но требовалось дополнительное пространство для вспомогательного оборудования, можно было использовать другую структуру, называемую иглу . [10]

Более крупная конфигурация модуля «Жилище» состояла из основного модуля и экспериментального модуля. [11] Было также возможно управлять экспериментами Spacelab с орбитального корабля Space Shuttle в кормовой части полетной палубы. [11]

Две обитаемые модули были построены, по имени LM1 и LM2 . LM1 выставлен в Центре Удвар-Хейзи в Смитсоновском музее авиации и космонавтики за космическим шаттлом Discovery . LM2 был на выставке в Bremenhalle выставке в Бремене аэропорте в Бремене , Германия с 2000 по 2010 году он проживает в здании 4са в близлежащем Airbus Space и завод обороны с 2010 года и может рассматриваться только во время экскурсии.

Двойной модуль Spacelab

Поддон [ править ]

Развертывание привязанной спутниковой системы , развернутой с поддона Spacelab

Поддон Spacelab Pallet - это U-образная платформа для установки приборов, больших инструментов, экспериментов, требующих открытого космоса, и инструментов, требующих большого поля зрения, например телескопов. Поддон имеет несколько точек крепления для крепления тяжелого оборудования. Поддон может использоваться в одинарной конфигурации или штабелироваться встык в двойной или тройной конфигурации. В грузовом отсеке Space Shuttle можно разместить до пяти поддонов, используя конфигурацию из двух и трех поддонов.

Поддон Spacelab, который использовался для транспортировки Canadarm-2 и Dextre на Международную космическую станцию, в настоящее время находится в Канадском музее авиации и космонавтики , предоставленный НАСА через Канадское космическое агентство (CSA). [12]

Поддон Spacelab был передан Швейцарскому музею транспорта для постоянной экспозиции 5 марта 2010 года. Поддон по прозвищу Элвис использовался во время восьмидневной миссии STS-46 31 июля - 8 августа 1992 года, когда находился астронавт ЕКА Клод Николье. на борту шаттла «Атлантис» для развертывания научной миссии ЕКА «Европейский извлекаемый носитель» (Eureca) и совместной спутниковой системы НАСА / Итальянского космического агентства (TSS-1). Поддон нес ТСС-1 в грузовом отсеке Шаттла. [13]

Еще один поддон Spacelab выставлен в Национальном музее авиации и космонавтики США в Вашингтоне, округ Колумбия. [14] Всего было доставлено десять поддонов Spacelab. [15]

Иглу [ править ]

Во время космического полета, когда жилой модуль не летал, а летали поддоны, цилиндр под давлением, известный как иглу, нес подсистемы, необходимые для работы оборудования Spacelab. [16] Иглу было 10 футов в высоту, 5 футов в диаметре и весило 2500 фунтов. [17] Два блока иглу были изготовлены бельгийской компанией SABCA , и оба использовались в космических полетах. [17] Компонент иглу был запущен на Spacelab 2, Astro-1, ATLAS-1, ATLAS-2, ATLAS-3 и Astro-2. [17]

Иглу Spacelab демонстрируется в космическом ангаре Джеймса С. Макдоннелла в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи в США. [18]

Система наведения инструмента [ править ]

IPS представлял собой карданное указывающее устройство, способное наводить телескопы, камеры или другие инструменты. [19] IPS использовался в трех различных миссиях космических челноков в период с 1985 по 1995 год. [19] IPS был изготовлен Dornier, и было изготовлено два устройства. [19] IPS в основном был построен из алюминия, стали и многослойной изоляции . [20]

IPS будет устанавливаться внутри отсека для полезной нагрузки орбитального корабля Space Shuttle и обеспечивать наведение на 3 оси в карданном подвесе. [20] Он был разработан для точности наведения менее 1 угловой секунды (единица измерения градуса) и трех режимов наведения, включая режимы с фокусом на Землю, Солнце и Звезды. [21] IPS был установлен на поддоне, выходящем в открытый космос в отсеке для полезной нагрузки. [21]

Задания IPS: [19]

  • Spacelab 2, он же STS-51-F, запущен в 1985 г.
  • Астро-1, он же СТС-35, запущен в 1990 г. [22]
  • Астро-2, он же СТС-67, спущен на воду в 1995 г.

В миссии Spacelab 2 использовался инфракрасный телескоп (IRT), представлявший собой инфракрасный телескоп с гелиевым охлаждением с апертурой 15,2 см и наблюдавший свет в диапазоне длин волн от 1,7 до 118 мкм. [23] IRT собрал инфракрасные данные о 60% галактической плоскости. [24]

  • Система наведения инструмента (IPS)

  • IPS за работой над небом на Астро-2, 1995 г.

  • Система наведения инструмента Дорнье в Смитсоновском музее (Центр Удвара Хейзи)

Список частей [ править ]

Поставка компонентов Spacelab, 1981 г.
Подготовлена ​​полезная нагрузка ASTRO-1, 1990 г.

Примеры компонентов или оборудования Spacelab: [ необходима цитата ]

  • Воздушный шлюз ЕВА
  • Туннель [11]
  • Туннельный адаптер [11]
  • Иглу
  • Модуль Spacelab [25]
    • Конус переднего конца
    • Конус кормовой части
    • Основной сегмент / модуль [11]
    • Стеллажи для экспериментов
    • Экспериментальный сегмент / модуль [25]
  • Электрическое наземное вспомогательное оборудование
  • Механическое оборудование наземной поддержки
  • Подсистема распределения электроэнергии
  • Подсистема управления данными и командами
  • Подсистема экологического контроля
  • Система наведения инструмента
  • Структура поддона
  • Многоцелевая структура поддержки экспериментов (MPESS)

Расширенная Продолжительность Orbiter (EDO) сборка не Spacelab аппаратных средств, строго говоря. Однако чаще всего его использовали во время полетов Spacelab. Позже НАСА использовало его с модулями SpaceHab .

Миссии Spacelab [ править ]

Нашивка миссии Spacelab 1
Нашивка миссии STS-90 Neurolab
Иллюстрация миссии наблюдения Земли РЛС СТС-99
Вид на орбитальный отсек на STS-99 с развернутой радиолокационной стрелой, 2000 г.
STS-94 отправляется на орбиту для исследовательской миссии Microgravity с использованием Spacelab, 1997 г.

Компоненты Spacelab совершили 22 полета на космических челноках с ноября 1983 года по апрель 1998 года. [26] Компоненты Spacelab были выведены из эксплуатации в 1998 году, за исключением поддонов. Научная работа была перенесена в модуль Международной космической станции и Spacehab , герметичный носитель, аналогичный модулю Spacelab. Поддон Spacelab был повторно введен в эксплуатацию в 2000 году для полета на STS-99 . "Поддон Spacelab - развертываемый 1 (SLP-D1) с канадским специальным манипулятором Dextre" был запущен на STS-123 . «Поддон Spacelab - развертываемый 2 (SLP-D2)» был запланирован для STS-127 . [ необходима цитата ] Всего компоненты Spacelab были использованы в 32 миссиях Shuttle.

Обитаемые модули были запущены в 16 полетах космических шаттлов в 1980-х и 1990-х годах. [27]

Сокращения названий миссий:

  • ATLAS: Атмосферная лаборатория для приложений и науки
  • Astro: Это не аббревиатура; сокращение от "астрономия"
  • IML: Международная лаборатория микрогравитации
  • LITE: космический эксперимент с лидаром
  • LMS: науки о жизни и микрогравитации
  • MSL: Лаборатория материаловедения
  • SLS: Spacelab Life Sciences
  • SRL: Лаборатория космических радаров
  • TSS: привязанная спутниковая система
  • USML: Лаборатория микрогравитации США
  • USMP: полезная нагрузка в условиях микрогравитации США

Помимо участия в миссиях ESA, Германия и Япония финансировали свои собственные миссии Space Shuttle и Spacelab. Хотя внешне они похожи на другие полеты, на самом деле они были первыми и единственными космическими полетами человека за пределами США и Европы под полным контролем Германии и Японии. [ необходима цитата ]

Deutschland-1 орбитальный космический полет самолета, финансируемая Западной Германии, вошли более семи тонн немецкого научно - исследовательского оборудования

Первая западногерманская миссия Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, обозначение NASA STS-61-A ) состоялась в 1985 году. Вторая аналогичная миссия Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, обозначение NASA STS-55 ), был впервые запланирован на 1988 год, но из-за катастрофы космического корабля " Челленджер" был отложен до 1993 года. Он стал первой немецкой пилотируемой космической миссией после объединения Германии . [32]

Единственная миссия в Японии, Spacelab-J (обозначение НАСА STS-47 ), состоялась в 1992 году.

Другие миссии [ править ]

  • СТС-92 , октябрь 2000 г., ПМА- 3, ( Открытие )
  • STS-108 , декабрь 2001 г., легкий носитель несущей конструкции для особых целей (LMC) ( Endeavour )
  • STS-123 , март 2008 г., поддон ( Endeavour ), Dextre

Отмененные миссии [ править ]

Spacelab-4, Spacelab-5 и другие запланированные миссии Spacelab были отменены из-за поздней разработки Shuttle и катастрофы Challenger .

Галерея [ править ]

  • Spacelab в отсеке полезной нагрузки во время STS-90

  • Шаттл Columbia во время STS-9 с модулем Spacelab LM1 и туннелем в его грузовом отсеке

  • Иллюстрированный разрез орбитального аппарата и лаборатории

Наследие [ править ]

Spacelab LM2 в Бремене, Германия (2008)
Яйцо золотистого цвета плавает в невесомости в миссии D1 из-за непрерывного свободного падения на орбите, создавая микрогравитационную среду на космическом корабле. 1985 г.

Наследие Spacelab продолжает существовать в виде MPLM и созданных на его основе систем. Эти системы включают в себя космические аппараты ATV и Cygnus, используемые для передачи полезной нагрузки на Международную космическую станцию , а также модули Columbus , Harmony и Tranquility Международной космической станции . [33] [34]

Миссия Spacelab 2 обследовала 60% галактической плоскости в инфракрасном диапазоне в 1985 г. [24]

Spacelab была чрезвычайно большой программой, и она была усилена различными экспериментами и множеством полезных нагрузок и конфигураций за два десятилетия. Например, в рамках одной части миссии Spacelab 1 (STS-9) в космос было запущено не менее восьми различных систем формирования изображений. Включая эти эксперименты, в одном только полете Spacelab 1 было проведено 73 отдельных эксперимента в разных дисциплинах. Миссии Spacelab проводили эксперименты в области материаловедения, жизни, солнечной энергии, астрофизики, атмосферы и науки о Земле. [35]

Spacelab представляет собой крупную инвестицию в размере порядка одного миллиарда долларов от наших европейских друзей. Но его завершающие знаки что-то не менее важное: приверженность упрямой, посвященная, и талантливой команды, проведенной от правительств ЕКА, университетов и отраслей промышленности, которые застряли с ним в течение десяти лет, и видели проект до конца. Мы гордимся вашей настойчивостью и поздравляем вас с успехом.

-  Администратор НАСА, 1982 [36]

Схема, модуль Spacelab и поддон [ править ]

Макет Spacelab, показывающий туннель, герметичный модуль и поддон:
1-переходный и соединительный туннель между орбитальным аппаратом и Spacelab.
2-х петли для полезной нагрузки
3-х опорные ножки
4-экспериментальный блок
5-гипербарические (?) Модули
6-внешняя платформа
7-инфракрасный телескоп
8-устройство для исследования магнитного поля Земли
9-ти грузовое пространство орбитального корабля
10-задняя сторона передней части орбитального корабля

См. Также [ править ]

  • Свобода космической станции
  • Вывод на пенсию космического челнока
  • Международная космическая станция
    • Модуль Колумбус
  • Бесплатный флаер с обслуживанием человека в Колумбусе
  • Гермес (космический корабль)
  • Spacelab , песня 1978 года от Kraftwerk
  • Модуль Spacehab , разнообразный, не путать с Spacelab

Ссылки [ править ]

Примечания
  1. ^ "Spacelab" . ЕКА.
  2. Lord 1987, pp. 24–28.
  3. ^ Космическая транспортная система - HAER No. TX-116 - p. 46. ​​Цитата: «.. Позже НАСА приобрело вторую лабораторию LM2»
  4. ^ Космическая транспортная система - HAER No. TX-116 - p. 46
  5. Перейти ↑ Spacelab: Международная история успеха , администратор НАСА Джеймс К. Флетчер
  6. ^ a b c Портри, Дэвид С.Ф. (2017). "История космических полетов: план НАСА Джонсона по PEP Up Shuttle / Spacelab (1981)" . История космических полетов .
  7. ^ "Spacelab: космический шаттл полетел первый космический модуль Европы 30 лет назад" .
  8. ^ а б в г Джозеф Анджело (2013). Словарь космической техники . Рутледж. п. 393. ISBN. 978-1-135-94402-5.
  9. ^ Дэвид, Шейлер; Берджесс, Колин (2007). Ученые-астронавты НАСА . Ученые-космонавты НАСА . Springer Science & Business Media. п. 433. Bibcode : 2006nasa.book ..... S . ISBN 978-0-387-49387-9.
  10. ^ a b c Джозеф А. Анджело (2014). Полет человека в космос . Публикация информационной базы. п. 204. ISBN 978-1-4381-0891-9.
  11. ^ a b c d e Сборник исторических данных НАСА . Отдел научно-технической информации Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. 1988. с. 225.
  12. ^ «Поддон Spacelab завершает свой долгий путь, прибыв в Канадский музей авиации и космонавтики» .
  13. ^ a b «ЕКА передает кусочек истории космоса» .
  14. ^ "Поддон Spacelab" .
  15. ^ "Spacelab: космический шаттл полетел первый космический модуль Европы 30 лет назад" .
  16. ^ Джозеф А. Анджело (2007). Полет человека в космос . Факты о файле . п. 272 . ISBN 978-0-8160-5775-7.
  17. ^ a b c "Spacelab Subsystems Igloo" . Национальный музей авиации и космонавтики . Проверено 23 ноября 2010 года .
  18. ^ "Spacelab, Subsystems Igloo" . Национальный музей авиации и космонавтики . 2016-04-09 . Проверено 15 июля 2018 .
  19. ^ a b c d "Spacelab, Система наведения инструментов" . 17 марта 2016 г.
  20. ^ a b "Spacelab, Система наведения инструментов" . 2016-03-18.
  21. ^ a b Heusmann, H; Вольф, П. (1985). «Система наведения приборов (IPS) Spacelab и ее первый полет» . Бюллетень ЕКА . 44 : 75–79. Bibcode : 1985ESABu..44 ... 75H .
  22. ^ KSC, Линда Варнок. «НАСА - СТС-35» .
  23. ^ Кент и др. - Структура Галактики с инфракрасного телескопа Spacelab (1992 г.) .
  24. ^ а б "История инфракрасной астрономии" . Архивировано из оригинала на 2016-12-21.
  25. ^ a b Сборник исторических данных НАСА . Отдел научно-технической информации Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. 1988. с. 225.
  26. ^ Дэвид Майкл Харланд (2004). История космического челнока . Springer Praxis. п. 444 . ISBN 978-1-85233-793-3.
  27. ^ "Spacelab: космический шаттл полетел первый космический модуль Европы 30 лет назад" . Space.com . Проверено 15 июля 2018 .
  28. ^ "СТС-2" . НАСА . Проверено 23 ноября 2010 года .
  29. ^ "СТС-3" . НАСА . Проверено 23 ноября 2010 года .
  30. ^ a b c «Spacelab объединила ученых и специалистов разных дисциплин в 28 миссиях на шаттлах» . НАСА. 15 марта 1999 . Проверено 23 ноября 2010 года .
  31. ^ Тим Фернисс; Дэвид Шейлер; Майкл Дерек Шейлер (2007). Журнал пилотируемых космических полетов за 1961–2006 гг . Springer Praxis. п. 829.
  32. ^ "Германия и пилотируемые космические миссии" . Fas.org . Проверено 17 апреля 2012 .
  33. ^ "Новая европейская научная лаборатория на околоземной орбите" (PDF) .
  34. ^ "Лебедь за пределами низкой околоземной орбиты - логистика и проживание в Цис-лунном пространстве" (PDF) .
  35. ^ "Spacelab - eoPortal Directory - спутниковые миссии" .
  36. ^ «глава 1» .
Источники
  • Лорд, Дуглас Р. Spacelab Международная история успеха , NASA-SP-487 . НАСА, 1 января 1987 г.
  • SLP / 2104-2: Справочник по размещению полезной нагрузки Spacelab

Внешние ссылки [ править ]

  • История Spacelab на NASA.gov
  • Spacelab: Международная лаборатория краткосрочного пребывания на орбите, NASA-EP-165 на NASA.gov
  • Наука на орбите: опыт шаттла и космической лаборатории, 1981–1986, NASA-NP-119 на NASA.gov
  • Полезные нагрузки Spacelab на рейсах шаттлов на NASA.gov
  • Иллюстрация Spacelab к публикации НАСА EP-165