Was ist das Problem beim Abbrechen eines Space-Shuttle-Starts?

Es gab vier Arten von intakten Abbrüchen, die für Shuttle entwickelt wurden (Pad-Abbrüche nicht mitgezählt). Ein intakter Abbruch ist definiert als einer, der den Orbiter intakt zu einer Landebahn zurückbringt.

In der Reihenfolge vom am wenigsten zum wünschenswertesten:

1. Rückkehr zum Startplatz (RTLS)
2. Transatlantischer Abbruch (TAL)
3. Einmal abbrechen (AOA)
4. Abbruch in den Orbit (ATO)

Nur das ATO wurde jemals im Shuttle-Programm aufgeführt.

Außerdem wurden Notfallabbrüche entworfen. Ein Notfallabbruch ist definiert als ein Abbruch, der der Besatzung das Aussteigen ermöglicht, aber keine sichere Rückkehr des Orbiters ermöglicht.

Es gab eine Art Notfallabbruch namens East Coast Abort Landing (ECAL), der es dem Orbiter hätte ermöglichen können zu landen ... aber da es sich nicht um einen zertifizierten Abbruchmodus handelte, wurde er immer noch als Notfall betrachtet.

Abbrüche könnten entweder aus Leistungsgründen (Ausfall oder Minderleistung eines oder mehrerer Haupttriebwerke) oder aus Systemgründen (Kabinenleck, Kühlverlust usw.) durchgeführt werden.

Die Abbrüche überschnitten sich bis zu einem gewissen Grad. Die Abbruchauswahl basierte weitgehend auf dem Fahrzeugzustand zum Zeitpunkt des Ausfalls und der Leistung. Zum Beispiel trat der letztmögliche Zeitpunkt für die Auswahl von RTLS auf, als das Fahrzeug nicht mehr genug Treibstoff hatte, um seine Geschwindigkeit auf Null zu verbrennen und dann hoch genug zurückzusetzen, um es zum Kennedy Space Center zu schaffen.

Dieses Papier gibt gute detaillierte Informationen über alles, was ich gesagt habe.

Der Grund, warum die SRBs nicht zu einem beliebigen Zeitpunkt "abgeworfen" werden konnten, liegt darin, dass das entworfene Trennsystem nicht stark genug war, um die Booster sicher abzuwerfen, wenn sie eine erhebliche Schubkraft lieferten. Das Trennsystem trennte einfach die Schrauben, die die Booster am externen Tank halten, und zündete die an den Boostern montierten Motoren, um einen Abstand zwischen ihnen und dem beschleunigenden Orbiter / ET-Stapel herzustellen. Wenn erhebliche Schublasten vorhanden gewesen wären, wären erhebliche Kräfte und Momente auf den Orbiter/ET-Stapel ausgeübt worden. Es ist möglich, dass ein robusteres System entworfen werden könnte, aber es war nicht in das System integriert, das wir hatten.

In ähnlicher Weise trennte das ET-Trennsystem einfach die Bolzen, die den ET am Orbiter hielten. Es wurden keine Trennmotoren bereitgestellt, da sich das System bei der Trennung in einer Umgebung mit niedrigem dynamischen Druck befinden sollte - der Orbiter manövrierte mit seinen Düsen des Reaktionssteuerungssystems davon. In einer Umgebung mit hohem dynamischen Druck und beträchtlichem Treibgas, das im Tank herumschwappt, war das Potenzial für einen erneuten Kontakt mit dem Orbiter hoch.

In der anderen Frage gab es einige Diskussionen über die Schleudersitze, die in frühen Columbia-Missionen verwendet wurden. Diese hatten einen begrenzten Nutzen - an einem Punkt des Aufstiegs dehnte sich die Wolke so weit aus, dass die Flugbahn des Sitzes durch sie hindurchgehen würde, und es wurde ein Anruf "Negative Sitze" getätigt. In ähnlicher Weise musste das Fahrzeug beim Eintritt langsam genug fahren, dass ein relativ ungeschütztes aussteigendes Besatzungsmitglied auf eine sichere Geschwindigkeit verlangsamen konnte.

Ich wünschte zutiefst, dass ein besseres Abbruch-/Fluchtsystem entwickelt worden wäre, aber das war nicht die Realität von STS.

Bearbeiten: Ich habe gerade bemerkt, dass die Schulungshandbücher der Besatzung für intakte und Notfallabbrüche auf der JSC FDF-Seite verfügbar sind! Dies sind wunderbare Referenzen für STS-Abbrüche.

• Intakter Abbruch
• Eventuelle Abbrüche
• Fluchtsysteme für die Besatzung

Während des Starts gab es im Space Shuttle viele Abbruchmodi, und die Optionen änderten sich je nach den Besonderheiten jedes Teils des Fluges.

Das Hauptproblem ist, dass die Trennung von zwei brennenden SRBs (Solid Rocket Boosters), die jeweils 2,8 Millionen Pfund Schub erzeugen, einfach nicht funktionieren wird. Das heißt, die kleinste Asymmetrie in der Trennung und Sie sind wahrscheinlich tot.

Somit steckte das Shuttle die ersten 2 Minuten fest und änderte sich, bis die SRBs ausbrannten.

Im Hyperschall-Luftstrom konnte die kleinste Abweichung vom Flug die Shuttle-Flugzeugzelle zerstören, was einer der Gründe dafür ist, warum der Abbruch so schwierig war.

Sobald die SRBs abgeworfen wurden, gab es ein RTLS (Return to Launch Site), das von Astronauten als besser als nichts beschrieben wurde, aber nicht mit großer Zuversicht.

Dies würde erfordern, dass das Shuttle den externen Tank für Treibstoff behält, die Motoren kardanisch aufhängt, um hoch genug zu werden, und sich umdreht und zurück zum Startplatz fliegt (einmal aus der Atmosphäre heraus, um sich vor dem Luftstrom zu schützen) und dann den Tank fallen lässt es hatte die Energie, zurück zu Kennedy zu gleiten.

Es gab Abort to Orbit-Modi (einmal verwendet, glaube ich). Einmal abbrechen und mehr.

Aber für einen Großteil des Fluges sind die Optionen mit brennenden SRBs sehr begrenzt, da sie nicht ausgeschaltet werden können. Sie können flugbeendet werden, indem eine lineare Ladung entlang der Länge geblasen wird, aber das würde auch den Tank und damit wahrscheinlich den Orbiter zerstören, wenn er noch angeschlossen ist.