Кіріспе

Қатты отынды зымыран ғарыш шаттлының орбиталық бөлігін ұшыру үшін қолданылды. Space Shuttle Solid Rocket Booster (SRB) – адамды ғарышқа жеткізетін аппараттың негізгі қозғалтқышы ретінде қолданылған алғашқы қатты отынды зымыран. Олардың жұбы шаттл ұшырылғанда және көтерілудің алғашқы екі минутында шаттлдің жалпы итеру күшінің 85%-ын қамтамасыз етті. Отын толық жанып болғаннан кейін, олар Атлант мұхитына жіберіліп, парашютпен түсірілді, тексерілді, жөнделді және қайта қолданылды. Ғарыш шаттлының SRB-лері адамды ғарышқа ұшырған ең қуатты қатты отынды зымыран қозғалтқыштары болды. Шаттлдан бейімделген Space Launch System (SLS) SRB-лері 2022 жылы «Артемида-1» миссиясы іске қосылғаннан кейін, бұрынғы рекордты бұзып, ең қуатты қатты отынды зымыран қозғалтқыштары атанды. Әрбір Space Shuttle SRB ең жоғары итеру күшін қамтамасыз етті, ол Rocketdyne F-1 – барлық уақытта жасалған ең қуатты сұйық отынды зымыран қозғалтқышынан шамамен екі есе көп. Жалпы массасы шамамен , олар шаттл жиынтығының массасының жартысынан астамын құрады. SRB-нің моторлық сегменттерін Brigham City, Юта штатындағы Thiokol компаниясы өндірді, кейіннен оны ATK сатып алды. SRB-нің көптеген басқа компоненттерін жасаумен, сондай-ақ барлық компоненттерді біріктірумен және қолданылған SRB-ні қайтарумен Pratt & Whitney-дің еншілес компаниясы USBI айналысты. Бұл келісімшарт кейіннен Boeing және Lockheed Martin компанияларының бірлескен кәсіпорны United Space Alliance-ке берілді. Шаттл бағдарламасы аясында ұшырылған 270 SRB-нің төртеуінен басқа барлығы қайта қалпына келтірілді – STS-4 (парашют ақаулығына байланысты) және STS-51-L (Челленджер апаты кезінде ұшу тоқтатылды). Әрбір ұшудан кейін қайта пайдалану үшін 5000-нан астам бөлік жөнделді. STS-135 миссиясын ұшырған SRB-нің соңғы жиынтығына 59 бұрынғы миссияда қолданылған бөліктер кірді, оның ішінде STS-1 миссиясы да бар. Қайтару, сонымен қатар, ұшудан кейін күшейткіштерді тексеруге, аномалияларды анықтауға және конструкцияны кезең-кезеңімен жақсартуға мүмкіндік берді.

Шолу

Екі қайта қолданылатын SRB шатлдың ұшыру алаңынан көтеріліп, шамамен 150000 фут (45720 м) биіктікке жетуіне негізгі итермелі күшті қамтамасыз етті. Пэдте тұрғанда екі SRB сыртқы бак пен орбиталық аппараттың барлық салмағын көтеріп, салмақ жүктемесін өз құрылымдары арқылы жылдамдытыру платформасына берді. Әрбір күштеуіш теңіз деңгейінде шамамен итермелі күшке ие болды, ал ұшырылғаннан кейін көп ұзамай шамамен итермелі күшке дейін артты. SRB-лер бұрын-соңды ұшырылған ең ірі қатты отынмен жұмыс істейтін қозғалтқыштар және қайта пайдалануға арналған мұндай ірі ракеталардың алғашқысы болды. Олардың әрқайсысының ұзындығы 45 метр, диаметрі 4 метр. Әрбір SRB ұшырылғанда шамамен салмаққа ие болды. Екі SRB жалпы ұшыру массасының шамамен 69% құрады. Негізгі жанар майлар аммоний перхлораты (тотықтырғыш) және ұсақталған алюминий ұнтағы (жанар май) болды, ал әрбір қатты ракеталық қозғалтқыштың жалпы жанар майы шамамен (қараңыз) салмаққа ие болды. Әрбір SRB-нің инертті салмағы шамамен болды. Әрбір күштеуіштің негізгі элементтері: қозғалтқыш (корпусы, жанар майы, тұтандырғышы және соплосы), құрылым, ажырату жүйелері, ұшу операциялық аспаптары, қалпына келтіру электроникасы, пиротехника, баяулау жүйесі, итермелеу векторын басқару жүйесі және қашықтықтан қауіпсіздік жүйесі. Қатты ракеталық қозғалтқыш және қатты ракеталық күштеуіш терминдері көбінесе бір-бірін алмастырып қолданылса да, техникалық тұрғыдан олардың нақты мағыналары бар. Қатты ракеталық қозғалтқыш термині жанар майға, корпусына, тұтандырғышына және соплосына қолданылады. Ал қатты ракеталық күштеуіш – бұл ракеталық қозғалтқышты, сондай-ақ қалпына келтіру парашюттерін, электрондық аспаптарды, ажырату ракеталарын, қашықтықтан қауіпсіздік жүйесін және итермелеу векторын басқаруды қамтитын толық ракета жинағына қолданылады. Әрбір күштеуіш SRB артқы рамасы арқылы сыртқы бакқа екі бүйірлік серпіліс тіректерімен және диагональды бекітумен бекітілді. Әрбір SRB-нің алдыңғы бөлігі SRB алдыңғы юбкасының алдыңғы бөлігінде сыртқы бакқа бекітілді. Ұшыру алаңында әрбір күштеуіш сонымен қатар артқы юбкасы арқылы жылдамдытыру платформасына төрт ұстау болтымен бекітілді, олар ұшырылғанда үзілген майлы гайкалармен жабдықталған. Күштеуіштер жеке-жеке өндірілген жеті болат сегменттен тұрды. Олар өндірушімен жұптастырылып, содан кейін соңғы құрастыру үшін теміржол арқылы Кеннеди ғарыш орталығына жіберілді. Сегменттер айналмалы тіл, иіс және иіс штифтісімен бекітілді және O-сақиналармен (бастапқыда екі, 1986 жылы Challenger апатынан кейін үшке ауыстырылды) және жылуға төзімді мастикамен герметизацияланды.

Ұсталған бекеттер

Әрбір қатты ракеталық күштеткіштің жылжымалы ұшыру платформасындағы сәйкес тіректерге орналасқан төрт ұстап тұру тірегі болды. Ұстап тұру бұрандалары күштеткішті және ұшыру платформасы тіректерін бірге ұстады. Әр бұранданың екі басында да гайка болды, жоғарғысы – бұзушы гайка. Жоғарғы гайкада НАСА стандартты детонаторларымен (NSD) іске қосылған екі жарылғыш заряд орналасқан, олар қатты ракеталық қозғалтқыштың тұтану командаларымен тұтандырылды. Әрбір ұстап тұру тірегіндегі екі NSD тұтанғанда, бұзушы гайка сынып, ұстап тұру бұрандасын босатып жіберді. Бұранда, бұрандадағы кернеудің босауы (ұшыру алдында алдын ала кернеуленген), NSD газының қысымы және гравитация салдарынан төмен қарай қозғалды. Бұранда, құммен толтырылған бұранданы тоқтату тұғырымен тоқтатылды. Ұстап тұру бұрандасы ұзындығы ... және диаметрі ... болды. Бұзушы гайка күштеткіштің артқы бөлігіне орнатылған жарылыс контейнеріне түсірілді. Қатты ракеталық қозғалтқыштың тұтану командалары орбиталық аппараттың компьютерлері арқылы бас оқиғаларды басқару құрылғылары арқылы жылжымалы ұшыру платформасындағы пиротехникалық инициаторларды басқару құрылғыларына (PIC) берілді. Олар ұстап тұру NSD-лерін тұтандыруды қамтамасыз етті. Ұшыру процесін дайындау жүйесі ұшыруға дейін соңғы 16 секунд ішінде SRB ұстап тұру PIC-теріндегі төмен кернеуді бақылады. PIC-тегі төмен кернеу ұшыруды тоқтатуға себеп болар еді.

Электр қуатын тарату

Әрбір қатты отынды бустерде (SRB) электр қуаты тарату орбиталық станциядан А, В және С деп белгіленген SRB шиналарына негізгі тұрақты ток (DC) шинасы арқылы берілді. Орбиталық станцияның негізгі DC шиналары А, В және С сәйкес SRB шиналарына негізгі қуатты жеткізді. Сонымен қатар, орбиталық станцияның негізгі DC шинасы C, SRB шиналарына А және В-ге қосымша қуат берді, ал орбиталық станцияның B шинасы SRB шинасына C-ге қосымша қуат берді. Бұл электр қуаты тарату жүйесі орбиталық станцияның бір негізгі шинасы істен шыққан жағдайда барлық SRB шиналарының қуаттылығын сақтауға мүмкіндік берді. Номиналды жұмыс кернеуі 28 ± 4 вольт тұрақты ток құрады.

Гидравликалық қуат агрегаттары

Әр SRB-де екі дербес гидравликалық қуат блогы (HPU) болды, олар кернеу векторлық басқару (TVC) жүйесін іске қосу үшін қолданылды. Әрбір HPU қосалқы қуат блогынан (APU), отынмен жабдықтау модулінен, гидравликалық сорғыдан, гидравликалық резервуардан және гидравликалық сұйықтық коллекторынан тұрады. APU-лар гидразинмен жабдықталған және SRB гидравликалық жүйесіне гидравликалық қысымды өндіретін гидравликалық сорғыны басқару үшін механикалық вал қуатын өндірді. Екі бөлек HPU және екі гидравликалық жүйе әр SRB-нің артқы жағында SRB сопақшасы мен артқы шымылдықтың арасында орналасқан. HPU компоненттері артқы жақтағы шымылдыққа, тасқа және көлбеулік актуаторларға орнатылған. Екі жүйе T минус 28 секундтан бастап орбиталық аппарат пен сыртқы резервуардан SRB бөлінгенге дейін жұмыс істеді. Екі тәуелсіз гидравликалық жүйе тұмсық тасқа және еңіс сервоактуаторларға қосылды. HPU контроллерлік электроникасы артқы сыртқы резервуардың ілмек сақиналарында орналасқан SRB артқы интегралды электрондық құралымдарда (IEA) орналасты. HPU және отын жүйелері бір-бірінен оқшауланған. Әрбір отынмен жабдықтау модулі (танкі) гидразин қамтиды. Отын резервуары газды азотпен қысыммен қамтамасыз етілді, бұл отынды резервуардан отын тарату желісіне шығару (жағымды шығару) күшін қамтамасыз етті, APU-ға оның бүкіл жұмысы кезінде оң отынмен қамтамасыз етуді қамтамасыз етті. APU-да отын сорғысы гидразин қысымын арттырып, газ генераторына жеткізеді. Газ генераторы гидразинді катализаторлық жолмен ыстық, жоғары қысымды газға айналдырды; екі сатылы турбина оны механикалық қуатқа айналдырды, ол беріліс қорапшасын қозғалдырды. Газ генераторынан шыққан салқын, төмен қысымды газ газ генераторы корпусын салқындату үшін кері өткізілді, содан кейін атмосфераға шығарылды. Беріліс қорапшасы отын сорғысын, оның майлау сорғысын және HPU гидравликалық сорғысын қозғалтады. Іске қосудың аралық желісі сорғыны айналып өтіп, азот резервуарының қысымын пайдалана отырып, газ генераторын APU жылдамдығы отын сорғысының шығыс қысымы аралық желісінен асып кеткенше, отын сорғысына барлық отын жеткізілгенше қоректендірді. APU жылдамдығы 100% жеткенде, APU негізгі басқару клапаны жабылады, ал APU жылдамдығы APU контроллерлік электроникасымен басқарылады. Егер негізгі басқару клапанының логикасы ашық күйге жетпесе, екінші басқару клапаны 112% жылдамдықпен APU-ны басқарады. SRB-дегі әрбір HPU сол SRB-дегі екі сервоактуатормен қосылған, қажет болған жағдайда HPU-дан екі актуаторға гидравликалық қуатты бөлуді қамтамасыз ететін ауыстырғыш клапан арқылы. Әрбір HPU бір сервоактуатордың негізгі гидравликалық көзі ретінде, ал екінші сервоактуатордың қосалқы көзі ретінде қызмет етті. Әрбір HPU екінші HPU-дан гидравликалық қысым төмендесе және ауыстырғыш клапан қосалқы күйде болған жағдайда, екі сервоактуаторға да гидравликалық қуатты 115% жұмыс шектерінде қамтамасыз етуге қабілетті. Клапан жабылғанда, APU контроллеріне сигнал жіберіледі, ол 100% APU жылдамдығын басқару логикасын тежеді және 112% APU жылдамдығын басқару логикасын іске қосты. 100 пайыздық APU жылдамдығы бір APU/HPU-ны осы SRB-нің екі сервоактуаторына жеткілікті жұмыс гидравликалық қысымды беруге мүмкіндік берді. APU 100 пайыз жылдамдығы 72000 айналымға, 110% 79200 айналымға және 112% 80640 айналымға сәйкес келді. Гидравликалық сорғы жылдамдығы 3600 айналым/мин болды және гидравликалық қысыммен қамтамасыз етілді. Жоғары қысымды босату клапаны гидравликалық жүйеге қысымнан қорғануды қамтамасыз етті және босатылды. APU/HPU және гидравликалық жүйелер 20 миссия үшін қайта пайдалануға болады.

Қозғалтқыш

Әрбір қатты ракеталық қозғалтқыштағы ракета отынының қоспасы аммоний перхлоратынан (окистендіргіш, салмағы бойынша 69,6%), атомдалған алюминий ұнтағынан (отын, 16%), темір оксидінен (катализатор, 0,4%), PBAN-нан (байлаушы, сонымен қатар отын ретінде де әрекет етеді, 12,04%) және эпоксидті қатайтқыштан (1,96%) тұрды. Бұл отын көбінесе аммоний перхлоратының күрделі қоспасы (APCP) деп аталады. Бұл қоспа қатты ракеталық қозғалтқыштарға теңіз деңгейінде немесе вакуумда белгілі бір импульс берді. Қозғалған кезде қозғалтқыш отынды номиналды камералық қысымда жақты. Алюминий жоғары көлемдік энергия тығыздығы және кездейсоқ тұтануға төзімділігі болғандықтан отын ретінде таңдалды. Алюминийдің меншікті энергия тығыздығы шамамен 31,0 МДж/кг құрайды. Отынның алдыңғы мотор сегментінде 11 қырлы жұлдыз тәрізді тесігі, ал артқы сегменттер мен артқы жабындағы әрқайсысында екі бөлікті конус тәрізді тесігі болды. Бұл конфигурация тұтанған кезде жоғары итермелі күшті қамтамасыз етті, содан кейін ұшырылғаннан кейін 50 секунд өткен соң итермелі күшті шамамен үштен бірге азайтты, бұл максималды динамикалық қысым (макс. Q) кезінде көлік құралына артық жүктеме түсірмеу үшін жасалды.

Төмен түсу және қалпына келтіру

SRB-лер 2 минуттан кейін және шамамен 146 000 фут (44 501 м) биіктікте шатл жүйесінен ажыратылады. Шамамен 220 000 футқа (67 056 м) көтерілгеннен кейін SRB-лер жерге қайта түсе бастайды және тығыз атмосфераға кіргеннен кейін мұхитқа соққыда зақымданудың алдын алу үшін парашют жүйесімен жылдамдығы баяулатылады. SRB-ге ажыратылмас бұрын, орбиталық аппараттан қалпына келтіру логикалық желісіне қуат беру үшін команда жіберіледі. Екінші, бір уақыттағы команда үш мұрындық қозғалтқышты (ұшқыш және тормоз парашютін жұмыс іске қосу үшін), фрустум сақинасының детонаторын (негізгі парашютті жұмыс іске қосу үшін) және негізгі парашютті ажырату құрылғысын қаруландырады. Қалпына келтіру тізбегі биіктіктегі барометрлік қосқыштың жұмыс істеуімен басталады, ол пиротехникалық мұрындық қозғалтқыштарын іске қосады. Бұл мұрындық қақпақты шығарып, ұшқыш парашютін ашады. Мұрындық қақпақтың ажыратылуы SRB ажыратылғаннан кейін шамамен 218 секундтан кейін 15 704 фут (4787 м) номиналды биіктікте жүзеге асады. Диаметрі 4 метр болатын конустық ленталы ұшқыш парашют кескіш пышақтарына бекітілген таспаларды тартып, есірткілерді ұстап тұратын ілмектерді кеседі. Бұл ұшқыш парашютке SRB-ден препаратті тартуға мүмкіндік береді, соның салдарынан препараттің аспалы сызықтары сақталған орнынан ашылады. Он екі 105 фут (32 м) аспалы сызықтың толық созылуы кезінде препаратты тарату қабығы шатырдан алыстатылады және диаметрі 54 фут (16 м) конустық ленталы тормоз парашюті бастапқы рифтік күйіне дейін ашылады. Тормоз парашюті белгіленген уақыт кешігуінен кейін екі рет рифтеледі (7 және 12 секундтық рифтік сызық кескіштерін пайдаланып) және негізгі парашютті жұмыс іске қосу үшін SRB-ні бағдарлайды/тұрақтандырады. Тормоз парашютінің конструкциялық жүктемесі шамамен және салмағы шамамен. Тормоз парашюті SRB-ні құйрығы алға қарап тұратын күйде тұрақтандырғаннан кейін, фрустум төменгі биіктіктегі барометрлік қосқышпен шақырылған пиротехникалық зарядпен SRB-ден ажыратылады, бұл SRB ажыратылғаннан кейін шамамен 243 секундтан кейін 5500 фут (1676 м) номиналды биіктікте болады. Фрустумды содан кейін тормоз парашюті SRB-ден тартып алады. Негізгі парашюттің аспалы сызықтары фрустумда қалған тарату қаптарынан шығарылады. Сызықтардың толық созылуында, ұзындығы 203 фут (62 м) болатын үш негізгі парашют олардың тарату қаптарынан шығарылады және алғашқы рифтік күйіне дейін ашылады. Фрустум және тормоз парашюті жерге түсуге дейін бөлек траекториямен жалғасады. Белгіленген уақыт кешігуінен кейін (10 және 17 секундтық рифтік сызық кескіштерін пайдаланып), негізгі парашюттің рифтік сызықтары кесіледі және парашюттер екінші рифтік және толық ашық конфигурацияларына дейін ашылады. Негізгі парашюттар тобы SRB-ні соңғы жылдамдыққа дейін баяулатады. Диаметрі 41 метр, 20° конустық ленталы парашюттің әрқайсысының конструкциялық жүктемесі шамамен және салмағы шамамен. Бұл парашюттер жұмыс істеген ең үлкен парашюттер болып табылады, олардың ашылған өлшемі де, жүктеме салмағы да ескерілгенде. RSRM соқпағының ұзартылуы фрустум ажыратылғаннан кейін шамамен 20 секундтан кейін пиротехникалық зарядпен кесіледі. Суға тию SRB ажыратылғаннан кейін шамамен 279 секундтан кейін номиналды жылдамдықпен жүзеге асады. Суға тию аймағы Флориданың шығыс жағалауынан шамамен. Парашюттер соқпағымен бірінші соққыны қамтамасыз ететін болғандықтан, бос (жанып кеткен) мотор корпусында ауа қалып қойып, бустердің алдыңғы бөлігі судан шамамен 9 метр (30 фут) жоғары жүзеді. Бұрын негізгі парашюттер SRB-ден парашютті босату құрылымын пайдаланып босатылатын (негізгі парашюттердегі қалдық жүктемелер парашюттің әрбір бекіткішіне байланған жүзу құралдарымен бірге парашюттің бекіткіштерін жұмыс іске қосатын). Қазіргі конструкция суға тиген кезде (алғашқы соққы және суға түсу) негізгі парашюттерді жалғап тұрады. Тұзды сумен белсенді босату (SWAR) құрылғылары енді негізгі парашюттің жоғарғы сызықтарына енгізілді, бұл қалпына келтіру жұмыстарын жеңілдетуге және SRB-ге зақым келтіруді азайтуға мүмкіндік береді. Препаратты тарату қабығы/ұшқыш парашюттар, тормоз парашюттары және фрустумдар, әрбір негізгі парашют және SRB-лер жүзуге қабілетті және қалпына келтіріледі. НАСА-ның арнайы жабдықталған құтқару кемелері, және SRB-ні және түсіру/қалпына келтіру жабдығын қалпына келтіреді. Бустерлер табылды, содан кейін дайверлер SRB соқпағын бітеу үшін және мотор корпусынан суды ағызу үшін дайверлік басқарылатын тығынды (DOP) маневрлейді. SRB-ге ауа сорғылау және суды шығару SRB-ні мұрынды жоғары көтерілген күйден сүйреуге қолайлы көлденең күйге ауыстырады. Содан кейін апару кемелері бустерлерді және басқа да қалпына келтірілген заттарды Кеннеди ғарыш орталығына қайтарады.

"Шелленджер" апаты

"Челленджер" шаттлының жоғалуы бір SRB жүйесінің істен шығуынан туындады. Апаттың себебі Роджерс комиссиясы анықтаған SRB буынының "бірқатар факторларға артық сезімтал дефектті конструкциясы" болды, және ұшу күнінің таңертеңгі ерекше суық ауа райы оны күшейтті. Буын конструкциясының кемшілігі болды, ұшыру кезінде буындардың иілуі үлкен резеңке О-сақиналарының тығыздалуын бұзды, олардың буынға одан әрі сығылып кіруіне және өткен ұшырулар кезінде ыстық газдың өтуінен тозуына мүмкіндік берді. Сонымен қатар, О-сақиналары 1986 жылғы қаңтар айының таңертеңгідей төмен температурада жеткілікті серпімділікке ие болмады. Оң SRB-дегі суықтан әсер көрген буын ұшыру кезінде бұзылып, сол зымыранның ішіндегі ыстық газдар іргелес жатқан негізгі сыртқы жанар май резервуарына тесік жасады және SRB-ді сыртқы резервуарға бекітетін төменгі тіректі әлсіретті. SRB буынындағы ақау төменгі тіректің және SRB-нің ішінара бөлінуіне әкелді, нәтижесінде SRB мен сыртқы резервуардың соқтығысуы болды. Сыртқы резервуар жойылды және шаттл жиынтығы, 46000 фут (14021 м) биіктікте сағатына 1.92 Мах жылдамдығымен қозғалып, оң SRB және резервуардың құлауынан траекториядан ауытқып, "Челленджер" ыдырады. Екі SRB апаттан аман қалды. Апатқа дейін Тиокол өкілдері инженерлері суық температураға байланысты ұшыруды тоқтатуды ұсынды, бірақ NASA басшылары олардың ұсынысын қабылдамады. Кейінгі тоқтап тұрған уақытта SRB-нің маңызды құрылымдық элементтеріне толыққанды құрылымдық талдау жүргізілді. Талдаулар негізінен ұшудан кейінгі тексеру кезінде аномалиялар анықталған жерлерге бағытталды. Олардың бірі - SRB-лердің сыртқы резервуарға бекітілетін бекіту сақинасы болды. Сақина мотор корпусына жалғанатын бекіту элементтерінде деформациялар байқалды. Бұл жағдай суға түскен кездегі жоғары жүктемелерге байланысты деп есептелді. Жағдайды түзету және ұшу кезінде беріктік маржасын арттыру үшін бекіту сақинасы мотор корпусын толық айналдыратын етіп қайта жобаланды (360°). Бұрын бекіту сақинасы "С" пішіндес болды және мотор корпусын 270° ғана айналдыратын. Сонымен қатар, артқы бөлігінде арнайы құрылымдық сынақтар жүргізілді. Осы сынақ бағдарламасы кезінде, артқы жақтаудың тірегі мен қаптамасы арасындағы маңызды дәнекерлеуде аномалия анықталды. Артқы сақинаға қосымша нығайту тіректері мен бекіткіштер қосу үшін қайта жобалау жүзеге асырылды. Бұл екі өзгеріс әр SRB салмағына шамамен арттырды. Нәтижесінде қайта жобаланған қатты ракеталық қозғалтқыш (RSRM) пайда болды.

Құрылыс және жеткізу

SRB мотор сегменттерін өндірудің негізгі мердігері ATK Launch Systems (бұрынғы Morton Thiokol Inc.) Wasatch Division болды, ол Магна, Юта штатында орналасқан. United Space Boosters Inc. (USBI), Pratt & Whitney бөлімшесі, United Technologies компаниясы, SRB құрастыру, тексеру және барлық қатты емес зымыран қозғалтқыштары компоненттерін қайта жаңарту және SRB интеграциясы үшін бастапқы SRB бас мердігері болды. Олар алғашқы ұшыру тобының құрамында болған ғарыш шаттлының ең ұзақ жұмыс істеген бас мердігері болды. 1998 жылы USBI United Space Alliance компаниясына Solid Rocket Booster Element бөлімшесі ретінде қосылды, ал келесі жылы USBI бөлімшесі Pratt & Whitney компаниясында таратылды. Өзінің ең жоғары сатысында USBI-де 1500-ден астам адам КСК, ФЛ және Хантсвилл, Алабама қалаларында Шаттл Бустерлерімен жұмыс істеді. SRB компоненттері Ютадан Флоридадағы Кеннеди ғарыш орталығына темір жол арқылы он екі күн ішінде 2000 миль (3219 км) және сегіз штатты басып өтті. Әр сегмент пен оның арнайы жасалған темір жол вагонының салмағы шамамен бірдей болды. SRB тасымалдайтын вагондар жүкті көпірлер мен эстакадаларға, әсіресе Үнді өзенінің үстіндегі көпірге – пойыздың соңғы көпіріне – біркелкі бөлу үшін бос вагондармен бөлінетін. Қалпына келтірілгеннен кейін пайдаланылған сегменттер сол вагондарға тиеліп, Ютаға қайта жаңарту және жанармай құю үшін қайтарылды.

Оқиға

2007 жылдың 2 мамырында Алабама штатының Мертлвуд қаласында темір жолдың бір тұғыры құлап, ғарыш шаттлының қатты ракеталық қозғалтқыштарының бөліктерін тасымалдайтын жүк пойызы рельстен шығып кетті. Пойыз STS 120 және STS 122 миссияларына арналған сегіз SRB сегментін тасымалдап келе жатқан. Төрт сегмент шамамен 3 метрге құлдырады. Тағы төрт сегмент және артқы шығыс конустарын (соплоларын) тасымалдаған бір вагон, тұғырға шықпастан, жерде қалды. Тұғырдан құлаған сегменттер тексеру үшін Юта штатына қайтарылды. Қалған төрт сегментке түскен күштердің талдауынан кейін, олардың қалыпты шекте екені анықталды және бұл сегменттер Флоридаға жіберілді.

Жоғары сапалы қатты ракеталық қозғалтқыш (ASRM) жобасы (1988-1993)

1988–1989 жылдары НАСА Challenger трагедиясынан кейін қолданылып келген қатты отынды күрделі қозғалтқыштарды (SRB) Aerojet компаниясының жаңа құрылыс алаңында, RUST International компаниясы жобалаған, Миссисипи штатындағы Yellow Creek (Yellow Creek Nuclear Plant) ядролық электр станциясының құрылысы тоқтатылған жерде салынатын жаңа Advanced Solid Rocket Motor (ASRM) қозғалтқышымен алмастыруды жоспарлаған. ASRM көтергіштің диаметрін 146 дюймнен 150 дюймге дейін ұлғайту арқылы сәл кеңейтілген, 200 000 фунт қосымша отынмен жабдықталып, шатлдың жүк көлемін шамамен 12 000 фунтқа арттыру үшін қосымша итерме күшін қамтамасыз ететін болды. Бұл жобаға роботтандырылған құрастыру жүйелері мен компьютерлер орнатылып, шамамен 2 миллиард доллар жұмсалғаннан кейін, SRB-ні жетілдіру және құрылыс ақауларын жою арқылы оны пайдалануды жалғастыру туралы шешім қабылданды.

Қиындықты өткізгіштері

Полярлық орбиталық шаттлдарды Калифорниядағы Ванденберг әуе күштері базасындағы SLC 6 ұшыру алаңшасынан ұшыру үшін қажетті өнімділікті қамтамасыз ету мақсатында, филаменттік орау корпусын (ФОК) пайдаланатын қысқа мерзімді күш берушілер (ҚМК) Кеннеди ғарыш орталығынан ұшырылған болат корпусты қысқа мерзімді күш берушілерге қарағанда жеңілдетілген. 1986 жылы Challenger апатына себеп болған кемшіктіктерге ие болған стандартты ҚМК-дан айырмашылығы, ФОК күш берушілері "қос тілше" буын дизайнымен жабдықталған (SSME қозғалтқыштары ұшырылу алдында іске қосылғанда болатын "серпіліс" қозғалысы кезінде күш берушілерді дұрыс бағытта ұстау үшін қажет), бірақ екі О-сақиналық тығыздағыштарды қолданды. SLC 6 ұшыру алаңшасы жабылғаннан кейін, ATK және NASA ФОК күш берушілерін жойды, бірақ олардың далалық буындары, қазіргі үш О-сақиналық тығыздағыштар мен буынды жылытқыштарды қосу үшін өңделгенімен, кейіннен (STS 51L апатынан кейін) 2011 жылға дейінгі соңғы ұшуға дейін қолданылған ҚМК-нің далалық буындарына енгізілді.

Бес сегментті бустер

2003 жылы «Колумбия» ғарыш кемесінің қирауына дейін НАСА қазіргі 4 сегментті қатты майынды бустерлерді (SRB) 5 сегментті SRB дизайнымен ауыстыруды немесе оларды Atlas V немесе Delta IV EELV технологияларын пайдаланып, сұйық отынмен жұмыс істейтін «қайтып оралатын» бустерлермен толығымен алмастыруды қарастырды. 5 сегментті SRB, ағымдағы шаттл инфрақұрылымына минималды өзгерістер енгізуді қажет ететін, ғарыш кемесіне Халықаралық ғарыш станциясының орбиталық еңісінде қосымша жүк тасымалдауға мүмкіндік берер еді, сондай-ақ қауіпті «Стартқа оралу» (RTLS) және «Трансокеандық тоқтату» (TAL) режимдерін жояр еді. «Ит аяғы» маневрі деп аталатын арнайы әдіс арқылы Кеннеди ғарыш орталығынан солтүстік полюстік орбитаға ұшу мүмкіндігі де қарастырылды. Бес сегментті SRB қолданыстағы сегмент корпустарының қысым шегінде қалу үшін кеңейтілген сопло тесігін пайдаланар еді. «Колумбия» апатынан кейін НАСА бес сегментті SRB жобасын шаттл бағдарламасы үшін тоқтатты. Бір бес сегментті инженерлік сынақ моторы (ETM 03) 2003 жылдың 23 қазанында сынақтан өтті. «Constellation» бағдарламасы аясында «Ares I» зымырасының бірінші сатысында бес сегментті SRB пайдалану жоспарланған. 2009 жылдың қыркүйегінде бес сегментті Space Shuttle SRB (DM 1) Юта штатындағы ATK сынақ алаңында статикалық сынақтан өтті. Қосымша сынақтар (DM 2 және DM 3) 2010 жылдың тамызында және 2011 жылдың қыркүйегінде жүргізілді. 2011 жылы «Constellation» бағдарламасы тоқтатылғаннан кейін, жаңа «Space Launch System» (SLS) бес сегментті бустерлерді пайдалануға бекітілді. SLS үшін SRB-нің алғашқы сынағы (QM 1) 2015 жылдың басында аяқталды, ал екінші сынақ (QM 2) 2016 жылдың ортасында Orbital ATK-нің Юта штатындағы Promontory нысанында өткізілді.

Дисплейлер

Space Shuttle Solid Rocket Boosters Флоридадағы Кеннеди ғарыш орталығының келушілер кешенінде, Миссисипи штатының Хэнкок округіндегі Стеннис ғарыш орталығында, Алабама штатының Хантсвилл қаласындағы АҚШ ғарыш және зымыран орталығында, Калифорния штатындағы Март Эйр Мюзейінің Март ARB базасында және Юта штатының Промонтори маңындағы Orbital ATK нысанында қойылған. Аризона штатының Тусон қаласындағы Пима әуе және ғарыш мұражайында филаментпен оралған жартылай корпус тамашалауға ұсынылады.

Қазіргі, болашақ және ұсынылып отырған пайдалану түрлері

Уақыт өте келе SRB дизайнын қайта пайдалану бойынша бірнеше ұсыныс жасалды, алайда 2016 жылға дейін ешқайсысы жойылғанға дейін үнемі рейстерге жеткен жоқ. 2022 жылы Space Launch System (SLS) жүргізген алғашқы сынақ ұшуына дейін, 2009 жылы жасалған Ares I X прототипінің жалғыз сынақ ұшуы осы ұсыныстардың арасындағы ең жоғары жетістік болды.

Арес

NASA бастапқыда төрт сегментті SRB дизайны мен инфрақұрылымын бірнеше Ares зымырандарында қайта пайдалануды жоспарлаған, бұл Orion ғарыш кемесін орбитаға шығаруға мүмкіндік беретін еді. 2005 жылы NASA Орион экипажының зерттеу аппаратын Жердің төменгі орбитасына, кейіннен Айға жеткізуге арналған Шаттлдан туындаған ұшыру құралын жариялады. SRB-дан алынған экипаж ұшыру құралы (CLV), Ares I деп аталды, оның бірінші сатысында бір өзгертілген 4 сегментті SRB орнатылуы жоспарланды; ал екінші сатысын бір сұйық отынмен жұмыс істейтін, модификацияланған ғарыш шаттлының негізгі қозғалтқышы қамтамасыз ететін еді. 2006 жылы жаңартылған Ares I дизайнында бірінші саты ретінде 5 сегментті SRB (алғашқыда Шаттл үшін жасалған, бірақ ешқашан қолданылмаған) көзделді; екінші саты Сатурн V және Сатурн IB зымырандарының жоғарғы сатысында қолданылған J 2X қозғалтқышымен жабдықталар еді. Стандартты SRB мұрындығының орнына Ares I екінші сатымен бустерді байланыстыратын конустық сатыаралық құрылымға, Regulus зымыран жүйесінен алынған қатынасты басқару жүйесіне және сатыны Атлант мұхитына түсіру үшін үлкен, ауыр парашюттерге ие болар еді. 2005 жылы сондай-ақ, Ares V деп аталған ауыр жүк тасымалдауға арналған ұшыру құралы (CaLV) енгізілді. Ares V-тің алғашқы жобаларында 5 стандартты SSME және Шаттл үшін ұсынылған 5 сегментті бустерлер пайдаланылды, ал кейінгі жоспарлар бустерлерді Delta IV EELV жүйесінде қолданылатын RS 68 зымыран қозғалтқышына сәйкес қайта жобалады. Бастапқыда NASA 5 сегментті бустерлер мен 5 RS 68 қозғалтқыштарынан тұратын жүйеге көшті (бұл Ares V негізгі бөлігінің кеңеюіне әкелді), содан кейін NASA құрылғыны 6 RS 68B қозғалтқыштарымен қайта конфигурациялады, бустерлер 5,5 сегментті бустерлерге айналды, ал қосымша жарты сегмент көтерілу кезінде қосымша итермелеуді қамтамасыз ететін еді. Бұл соңғы қайта жобалау Ares V бустерін қазіргі кезде қолданыстан шығарылған Сатурн V/INT 20, N 1 және Энергия зымырандарынан гөрі биік және қуаттырақ ететін еді, сондай-ақ Ares V Жерден шығу сатысын және Altair ғарыш кемесін төменгі Жер орбитасына орбитада құрастыру үшін орналастыруға мүмкіндік беретін еді. Ares I үшін 5 сегментті SRB-ден айырмашылығы, Ares V үшін 5,5 сегментті бустерлер қосымша сегменттерді қоспағанда, қазіргі SRB-ге дизайн, құрылыс және функция жағынан ұқсас болуы тиіс еді. Шаттл бустерлері сияқты, Ares V бустерлері де ұшырудан суға қонуға дейін дерлік бірдей траекторияны ұшып өтетін еді. Constellation бағдарламасы, соның ішінде Ares I және Ares V, 2010 жылдың қазан айында NASA-ның 2010 жылғы рұқсат беру туралы заң қабылдануымен тоқтатылды.

ТІЗІН

DIRECT ұсынысы, жаңа, Шаттлдан туындаған ұшыру құралы, Ares I және Ares V күшейткіштерінен өзгеше, Шаттлда қолданылған SSME қозғалтқыштарымен бірге екі классикалық 4 сегментті қатты майлы күшейткіштерді пайдаланады.

Афина III

2008 жылы PlanetSpace COTS бағдарламасы аясында ХҒС-ті (ISS) қайта жабдықтау үшін Athena III атқыш құрылғысын ұсынды; ол бастапқы қатты майлы күштеуіштің (SRB) жобасынан 2 1/2 бөліктен құралған болар еді.

Ғарышқа ұшыру жүйесі (SLS)

Космостық ұшыру жүйесінің (SLS) алғашқы нұсқалары (Блоктар 1 және 1Б) Шатл үшін қолданылған төрт сегментті қатты ракеталық бустерлердің (SRB) негізінде әзірленген бес сегментті қатты ракеталық бустерлерді (SRB) пайдалану жоспарланған. SLS үшін жасалған өзгерістерге орталық бустер сегментінің қосылуы, жаңа авионика және Шатл SRB-дегі асбест жойылған, сонымен қатар жеңілдетілген жаңа жылуоқшаулау кірді. Бес сегментті SRB Шатл SRB-ге қарағанда шамамен 25%-ға артық жалпы импульс береді және қолданыстан кейін қайта пайдаланбайды.