Ғарыш қозғалтқыштарын сынақтан өткізу моделі

Кіріспе

Space Shuttle орбиталық сынақ моделі

Негізгі қозғалтқыш сынақ нысаны (MPTA 098) Rockwell International компаниясымен АҚШ ғарыш бағдарламасының түпкілікті қозғалтқыш және отын беру жүйелерін сынау үшін құрылған.

Сипаттама

Шын мәнінде ғарышқа ұшу үшін жоспарланбаған MPTA, ғарыш айлағының артқы фюзеляжының ішкі құрылымынан, орбиталық фюзеляждың ортаңғы бөлігінің негізгі құрылымын және пішінін имитациялайтын фермалық конструкциядан, сондай-ақ барлық негізгі қозғалтқыш жүйесінің құбырлары мен электр жүйелерін қамтитын толық ғарыш айлағының негізгі қозғалтқышының (SSME) жиынтығынан тұрды. Кейіннен, мүлдем өзгеше STA (Structural Test Article) ұшуға қабілетті орбиталық аппаратқа айналдырылып, OV 099 деп қайта аталды және Challenger деп салтанатты түрде аталды. Rockwell және NASA MPTA-ны MPTA 098 деп кері ретінде белгіледі, бірақ оған есім берілген жоқ. Ұшуға қабілетті аппараттарды құрылысқа кіріспес бұрын ғарыш айлағының негізгі қозғалтқыштарының құрылымдық сынақтары үшін MPTA 098-бен бірге қолданылуы үшін, көбінесе MPTA ET деп аталатын ғарыш айлағының сыртқы жанармай багы (External Tank) жасалды. Ол 1977 жылдың 9 қыркүйегінде Нью-Орлеандағы Мичуд құрастыру кешенінде құрастыру желісінен шығып, содан кейін Миссисипидің оңтүстігіндегі Ұлттық ғарыш технологиялары зертханасына (қазір Stennis ғарыш орталығы деп аталады) жеткізілді, онда шатлдың үш негізгі қозғалтқышының статикалық сынаққа іске қосылуы үшін пайдаланылды.

Тарих

1977 жылғы 24 маусымда MPTA 098 Rockwell International компаниясы Миссисипи штатының Хэнкок округінде орналасқан Ұлттық ғарыш технологиялары зертханасына (NSTL) жеткізілді, онда ол MPTA ET жинағымен біріктіріліп, ұшыруға дайындалды және статикалық қозғалтқыш сынақтары үшін пайдаланылды. 1979 жылғы 2 шілдеде ғарыш кемесінің 2002-ші нөмірлі негізгі қозғалтқышының отын клапанының жұлынуына байланысты MPTA 098 ауыр құрылымдық зақымдарға ұшырады. Жұлынғаннан кейін сутек жабық артқы бөлікке ағып, қысымды жылу қалқанының құрылымдық мүмкіндіктерінен асырып, құрылымға елеулі зақым келтірді. Көлемді жөндеу жұмыстары аяқталғаннан кейін сынақтар қыркүйек айында жаңартылды, бірақ 4 қарашада жоғары қысымды тотықтырғыш турбосомасы жоспарланған 510 секундтық сынақтан кейін 9,7 секундта істен шықты. Соңында, 1979 жылғы 17 желтоқсанда барлық үш ғарыш кемесінің негізгі қозғалтқыштары 100 пайыздық номиналды итермелеумен 554 секунд бойы жұмыс істейтін толық статикалық сынақ орындалды, бұл SSME-нің операциялық ұшыру кезінде жануының күтілетін ең ұзақ уақытынан асып түсті. 1980 жылдың басында SSME-нің адамдар тасымалдайтын көліктермен ұшуына жол ашатын алдын ала ұшу сертификаттау (PFC) бағдарламасы басталды. 1980 жылғы 16 сәуірде 544 секундтық сынақтан кейін 4,6 секундта қозғалтқышты тоқтатуға себеп болған жоғары қысымды турбосоманың қызып кетуі, шілдеде сутек пребурнерінің жануы 581 секундтық сынақтан кейін 105 секундтан соң тоқтатылды, ал ұшуға арналған соплоның құрылымдық бұзылуы 1980 жылғы қарашада 20 секундтан соң сынақты тоқтатты, бұл прогрестің айтарлықтай баяулауына әкелді. Бұл сәтсіздіктер SSME және олармен байланысты жүйелерде бірқатар маңызды өзгерістерге әкелді. 1980 жылғы маусымда Колумбиядағы SSME орнатылғаннан бері SSME дизайнындағы өзгерістердің санына байланысты, 1979 жылдың басында NSTL SSME сынақ стендінде 520 секундтық жеке миссиялық демонстрациялық сынақтарды сәтті өткізген үш ұшуға жарамды SSME (2005, 2006 және 2007 нөмірлері) OV 102-ден алынып, NSTL-ге жеткізіліп, сәтті қайта сертификатталды. Содан кейін қозғалтқыштар Кеннеди ғарыш орталығына жеткізіліп, Колумбияға қайта орнатылды. 1981 жылғы 17 қаңтарда, жоспарланған STS 1 ұшыру күніне үш айдан аз уақыт қалғанда, MPTA 098 625 секундтық ұшқышты сәтті көрсетті, оған имитациялық авариялық профильдер енгізілді, соңғы PFC сынағы аяқталды және SSME дизайны ұшуға толық сертификатталды, 1981 жылғы 12 сәуірде STS 1 ұшыруына жол ашты. 1981 жылдан 1988 жылға дейін MPTA 098 және MPTA ET NSTL сынақ стендісінде пайдаланылмаған күйінде қалды. 1988 жылдың соңында Essex Corporation MPTA-ның итермелеу құрылымын ұсынылған Shuttle C ұшыру құралының инженерлік даму моделі үшін негіз ретінде пайдаланды. Модель NASA және Boeing Кеннеди ғарыш орталығында және Маршалл ғарыш ұшу орталығында жарамдылықты тексеру және өндіріс инженерлік зерттеулер жүргізу үшін қолданылды. 1990 жылы АҚШ Конгресі Shuttle C бағдарламасын тоқтатты және модель бөлшектелді. Бүгін негізгі қозғалтқыш сынақ үлгісі, құрылымдық элементтерсіз, АҚШ Ғарыш және зымыран орталығында, Алабама штатының Хантсвилл қаласындағы NASA-ның Маршалл ғарыш ұшу орталығының келушілер ақпараттық орталығында, жаңартылған Pathfinder орбиталық симуляторының астына орнатылған және толық ғарыш кемесі жиынтығын құру үшін екі Advanced Solid Rocket Booster корпусына ие сыртқы бакпен бірге қойылған.

On June 24, 1977, MPTA 098 was delivered by Rockwell International to the National Space Technology Laboratory (NSTL), in Hancock County, Mississippi, where it was mated with MPTA ET, mounted in a launch orientation and used for static engine tests. On July 2, 1979, MPTA 098 suffered major structural damage due to a fractured fuel valve on Space Shuttle Main Engine number 2002. The fracture allowed hydrogen to leak into the enclosed aft compartment, raising the pressure to beyond the structural capability of the heat shield supports, severely damaging the structure. After extensive repairs were completed, testing resumed in September, but on November 4, a high pressure oxidizer turbopump failed 9.7 seconds into a scheduled 510 second test. Finally, on December 17, 1979, a complete static firing was accomplished that included all three Space Shuttle Main Engines running at up to 100 percent of rated thrust for 554 seconds, exceeding the predicted maximum time that the SSMEs would burn during an operational shuttle launch. The preliminary flight certification (PFC) program, which would clear the way for the SSMEs to be flown aboard manned vehicles, began in early 1980. A number of setbacks, including an overheating high pressure turbopump that shut down an engine 4.6 seconds into a 544 second test on April 16, 1980, in July, the burn through of a hydrogen preburner cancelled a 581 second test after 105 seconds and the structural failure of a flight rated nozzle shut down a November 1980 test after 20 seconds, slowed progress dramatically. These failures led to a number of critical changes to the SSMEs and their associated systems. In June 1980, due to the number of changes in the SSME design since the SSME installation on Columbia, the three flight rated SSMEs (numbers 2005, 2006 and 2007) which had performed successful individual 520 second mission demonstration test firings on the NSTL SSME test stand in early 1979, were removed from OV 102, shipped to NSTL, and successfully recertified. The engines were then shipped back to Kennedy Space Center and reinstalled on Columbia. On January 17, 1981, with less than three months remaining before the scheduled STS 1 launch date, MPTA 098 successfully demonstrated a 625 second firing that included simulated abort profiles, completing the final PFC test and allowing the SSME design to be fully certified for flight, clearing the way for the launch of STS 1 on April 12, 1981. From 1981 until 1988, the MPTA 098 and MPTA ET remained in situ on the NSTL test stand, unused. In late 1988, the Essex Corporation used the thrust structure of the MPTA as the basis for an engineering development model for the proposed Shuttle C launch vehicle. The model was used by NASA and Boeing at Kennedy Space Center and the Marshall Space Flight Center to conduct fit checks and manufacturing engineering studies. The Shuttle C program was cancelled by the United States Congress in 1990 and the model was disassembled. Today, the Main Propulsion Test Article, without truss work, is on display at the U. S. Space & Rocket Center, Visitor Information Center for NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, alongside the External Tank, which is mounted under the refurbished Pathfinder orbiter simulator and has two Advanced Solid Rocket Booster casings to produce a complete Space Shuttle stack.