Space Shuttle

Rozbalit box

Obsah boxu

Space Shuttle (oficiálně Space Transportation System, STS, česky Vesmírný dopravní systém) byl americký program opakovaně použitelného kosmického dopravního prostředku provozovaný Národním úřadem pro letectví a vesmír (NASA). Program byl aktivní v letech 1981 až 2011 a představoval klíčový prvek americké i mezinárodní kosmonautiky po tři desetiletí. Celkem bylo uskutečněno 135 misí, které vynesly na oběžnou dráhu stovky astronautů, satelitů, a především umožnily výstavbu a údržbu Hubbleova vesmírného dalekohledu a Mezinárodní vesmírné stanice (ISS).

Program byl koncipován jako nástupce programu Apollo s cílem snížit náklady na lety do vesmíru díky znovupoužitelnosti hlavních komponent. Skládal se ze tří hlavních částí: orbiteru (vlastního letounu), velké externí palivové nádrže a dvou pomocných startovacích motorů na tuhé palivo. Přes své technologické úspěchy a ikonický status se program potýkal s vysokými provozními náklady a dvěma tragickými haváriemi, které vedly ke ztrátě raketoplánů Challenger a Columbia a jejich posádek.

📜 Historie a vývoj

🚀 Počátky programu

Myšlenka na vytvoření opakovaně použitelného kosmického dopravního prostředku se objevila již v 60. letech 20. století, ale konkrétní podobu začala dostávat až po úspěšném přistání člověka na Měsíci v rámci programu Apollo. NASA hledala nový, ambiciózní cíl, který by navázal na předchozí úspěchy a zároveň snížil astronomické náklady na jednorázové nosné rakety, jako byl Saturn V. Původní vize zahrnovala plně znovupoužitelný dvoustupňový systém, ale kvůli rozpočtovým škrtům byl nakonec schválen kompromisní, částečně znovupoužitelný design.

Prezident Richard Nixon oficiálně schválil vývoj programu Space Shuttle 5. ledna 1972. Cílem bylo vytvořit "vesmírný náklaďák", který by létal na nízkou oběžnou dráhu Země (LEO) s frekvencí až 50 letů ročně, vynášel komerční i vojenské satelity a sloužil jako platforma pro vědecký výzkum.

🛠️ Konstrukce a první let

Vývoj a konstrukce raketoplánu byly technologicky nesmírně náročné. Klíčovým prvkem byl systém tepelné ochrany (TPS), skládající se z desítek tisíc křemičitých destiček, které musely ochránit hliníkovou konstrukci orbiteru před extrémními teplotami při návratu do atmosféry. Další výzvou byl vývoj hlavních motorů SSME (Space Shuttle Main Engines), které byly nejsložitějšími a nejvýkonnějšími kapalinovými raketovými motory své doby.

První testovací orbiter, Enterprise, byl dokončen v roce 1976 a sloužil k testům klouzavého letu a přistání po oddělení od speciálně upraveného letounu Boeing 747. První let do vesmíru uskutečnil raketoplán Columbia v rámci mise STS-1 dne 12. dubna 1981, přesně 20 let po letu Jurije Gagarina. Posádku tvořili veterán John Young a nováček Robert Crippen.

🛰️ Éra provozu

V 80. a 90. letech se raketoplány staly synonymem pro americkou kosmonautiku. Vynášely klíčové satelity, jako byly komunikační družice, špionážní satelity pro Ministerstvo obrany a vědecké sondy, například Magellan k Venuši nebo Galileo k Jupiteru. V roce 1990 vynesl raketoplán Discovery na oběžnou dráhu Hubbleův vesmírný dalekohled. Následné servisní mise raketoplánů byly klíčové pro opravy a modernizaci teleskopu.

Od konce 90. let se hlavní náplní misí stala výstavba Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Raketoplány dopravovaly na orbitu hlavní moduly, solární panely, zásoby a střídající se posádky. Jejich velký nákladový prostor byl pro stavbu takto rozsáhlého komplexu nepostradatelný.

💥 Katastrofy

Program postihly dvě tragické nehody, které zásadně ovlivnily jeho další směřování a bezpečnostní standardy.

Havárie raketoplánu Challenger: 28. ledna 1986 explodoval raketoplán Challenger 73 sekund po startu mise STS-51-L. Příčinou bylo selhání těsnicího kroužku na jednom z pomocných startovacích motorů (SRB) v důsledku nízkých ranních teplot. Všech sedm členů posádky, včetně učitelky Christy McAuliffeové, zahynulo. Lety byly na téměř tři roky pozastaveny.
Havárie raketoplánu Columbia: 1. února 2003 se raketoplán Columbia rozpadl při návratu do atmosféry na konci mise STS-107. Příčinou bylo poškození tepelné ochrany na náběžné hraně křídla kusem izolační pěny, který odpadl z externí nádrže během startu. Všech sedm astronautů na palubě zahynulo. Program byl opět na více než dva roky přerušen.

🏁 Ukončení programu

Po havárii Columbie bylo rozhodnuto o postupném ukončení programu Space Shuttle po dokončení výstavby ISS. Hlavními důvody byly vysoké provozní náklady (přesahující půl miliardy dolarů na jednu misi), stárnoucí technologie a přetrvávající bezpečnostní rizika. Poslední let, mise STS-135 raketoplánu Atlantis, se uskutečnil v červenci 2011. Po ukončení programu se Spojené státy staly na několik let závislé na ruských lodích Sojuz pro dopravu astronautů na ISS, než byly do provozu uvedeny nové komerční lodě Crew Dragon a Starliner.

⚙️ Technický popis systému

Systém Space Shuttle se skládal ze tří hlavních, vzájemně propojených komponent.

✈️ Orbiter

Orbiter byl znovupoužitelný letoun, který nesl posádku a náklad. Měl délku 37,2 metru a rozpětí křídel 23,8 metru. V jeho přední části se nacházela dvoupodlažní kabina pro posádku, za ní následoval rozměrný nákladový prostor (18,3 x 4,6 m) s kanadskou robotickou paží (Canadarm). V zadní části byly umístěny tři hlavní motory SSME a menší motory orbitálního manévrovacího systému (OMS). Spodní část a náběžné hrany křídel byly pokryty systémem tepelné ochrany (TPS) pro přežití průletu atmosférou.

🟠 Externí palivová nádrž (ET)

Obrovská, typicky oranžová externí nádrž (External Tank) byla jedinou částí systému, která nebyla znovupoužitelná. Měla délku 47 metrů a obsahovala dvě oddělené sekce: větší pro kapalný vodík (palivo) a menší pro kapalný kyslík (okysličovadlo). Během startu dodávala palivo do tří hlavních motorů orbiteru. Po vyhoření, přibližně 8,5 minuty po startu, byla odhozena a shořela v atmosféře.

🚀 Pomocné startovací motory (SRB)

Dva pomocné startovací motory (Solid Rocket Boosters) na tuhé palivo poskytovaly přibližně 83 % celkového tahu při startu. Byly připevněny po stranách externí nádrže. Po dvou minutách letu, ve výšce asi 45 km, byly po vyhoření odhozeny, na padáku dopadly do Atlantského oceánu, kde byly vyloveny a po renovaci znovu použity.

🌍 Průběh typické mise

📈 Start

Mise raketoplánu startovaly z Kennedyho vesmírného střediska na Floridě. Startovní sekvence začala zážehem tří hlavních motorů SSME. Po jejich kontrole byly zažehnuty motory SRB, což byl okamžik, od kterého nebylo návratu. Sestava se obrovskou silou vznesla k obloze. Po dvou minutách se oddělily vyhořelé SRB. Raketoplán pokračoval v letu s pomocí hlavních motorů až do dosažení téměř orbitální rychlosti, kdy došlo k odhození externí nádrže. Finální usazení na oběžné dráze zajistily motory OMS.

궤 Orbitální operace

Na oběžné dráze posádka otevřela dveře nákladového prostoru, což bylo klíčové pro chlazení systémů orbiteru. Následně plnila úkoly mise, které mohly zahrnovat:

Vypouštění nebo oprava satelitů pomocí robotické paže.
Provádění vědeckých experimentů v laboratoři Spacelab.
Výstupy do volného prostoru (EVA) pro montáž nebo údržbu.
Spojení s vesmírnou stanicí (Mir nebo ISS) pro dopravu zásob a posádek.

🛬 Přistání

Pro návrat na Zemi orbiter provedl zážeh motorů OMS proti směru letu, čímž snížil svou rychlost a začal klesat do atmosféry. Vstup do atmosféry probíhal pod přesně daným úhlem, aby nedošlo ke spálení nebo naopak odražení zpět do vesmíru. Během sestupu se orbiter choval jako kluzák bez motorického pohonu. Přistával na dlouhé dráze, nejčastěji v Kennedyho vesmírném středisku nebo na Edwardsově letecké základně v Kalifornii. Při průletu atmosférou bylo slyšet charakteristický dvojitý aerodynamický třesk.

🚀 Flotila raketoplánů

Celkem bylo postaveno šest orbiterů:

Enterprise (OV-101): Testovací prototyp bez motorů a tepelného štítu, nikdy neletěl do vesmíru.
Columbia (OV-102): První letuschopný raketoplán, zničen při havárii v roce 2003.
Challenger (OV-099): Původně testovací model, přestavěn na letuschopný. Zničen při havárii v roce 1986.
Discovery (OV-103): Absolvoval nejvíce misí (39), včetně vynesení Hubbleova teleskopu.
Atlantis (OV-104): Uskutečnil poslední misi programu v roce 2011.
Endeavour (OV-105): Postaven jako náhrada za zničený Challenger.

Všechny dochované raketoplány (Enterprise, Discovery, Atlantis, Endeavour) jsou dnes vystaveny v amerických muzeích.

⭐ Význam a odkaz

🔬 Vědecký přínos

Program Space Shuttle umožnil realizaci stovek vědeckých experimentů v prostředí mikrogravitace. Vynesení a následné servisní mise Hubbleova vesmírného dalekohledu přinesly revoluci v astronomii. Raketoplány také vynesly sondy jako Magellan, Galileo a Ulysses, které významně přispěly k poznání naší sluneční soustavy.

🏗️ Mezinárodní vesmírná stanice

Bez schopností raketoplánu dopravit na oběžnou dráhu velké a těžké moduly by výstavba Mezinárodní vesmírné stanice v její současné podobě nebyla možná. Raketoplány uskutečnily 37 misí k ISS, čímž se staly klíčovým stavebním a logistickým prvkem největšího mezinárodního vědeckého projektu v historii.

📉 Kritika a náklady

Přes své úspěchy byl program často kritizován. Původní cíl levného a častého přístupu do vesmíru se nikdy nepodařilo naplnit. Provozní náklady byly mnohem vyšší, než se předpokládalo, a frekvence letů výrazně nižší. Dvě katastrofy navíc ukázaly, že systém nebyl tak bezpečný, jak se doufalo. Komplexnost a náročná údržba mezi lety vedly k tomu, že se nikdy nestal rutinním dopravním prostředkem.

🧑‍🏫 Pro laiky

Co byl Space Shuttle? Představte si ho jako vesmírný kamion, který vypadal jako letadlo. Startoval jako raketa, na oběžné dráze fungoval jako kosmická loď a přistával jako kluzák.
Proč byl výjimečný? Byl to první dopravní prostředek, jehož hlavní části (letoun a boční rakety) se daly použít opakovaně. Cílem bylo zlevnit cesty do vesmíru, což se ale úplně nepovedlo.
Co dělal ve vesmíru? Vynášel satelity, opravoval Hubbleův teleskop, prováděl vědecké pokusy a hlavně stavěl Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS), kam vozil velké díly jako vesmírný jeřáb.
Tepelný štít: Spodek raketoplánu byl pokrytý speciálními černými destičkami. Ty ho chránily před obrovským žárem (až 1650 °C), který vznikal při návratu na Zemi třením o vzduch. Poškození těchto destiček vedlo k havárii raketoplánu Columbia.
Aerodynamický třesk: Když raketoplán přistával, letěl rychleji než zvuk. Lidé na zemi slyšeli dva hlasité třesky, podobné hromu. To znamenalo, že se raketoplán blíží na přistání.

📊 Zajímavosti a statistiky

Celkem v rámci programu letělo 355 astronautů z 16 zemí.
Raketoplány strávily ve vesmíru dohromady 1334 dní.
Nejdelší misí byla mise STS-80 raketoplánu Columbia, která trvala 17 dní a 15 hodin.
Raketoplán Discovery nalétal během svých 39 misí téměř 240 milionů kilometrů, což je více než jakýkoli jiný kosmický dopravní prostředek v historii.
Nákladový prostor raketoplánu byl dost velký na to, aby se do něj vešel školní autobus.

Šablona:Aktualizováno