NASA:n avaruussukkula – uudelleenkäytettävä avaruusalus, tehtävät ja historia

Tutustu NASA:n avaruussukkulan tarinaan: uudelleenkäytettävä alus, merkittävät tehtävät ja vaikutus avaruustutkimukseen — historia, teknologia ja ikoniset lennot yhdellä sivulla.

Avaruussukkula oli Yhdysvaltain kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon (NASA) käyttämä avaruusalus. Avaruussukkuloita käytettiin astronauttien ja rahdin kuljettamiseen avaruuteen. Avaruussukkula vei avaruuteen rahtia, kuten satelliitteja, avaruusaseman osia tai tieteellisiä instrumentteja. Se oli uudenlainen avaruusalus, koska sitä voitiin käyttää yhä uudelleen.

Suunnittelu ja rakenne

Avaruussukkula oli yhdistelmä lentokonetta ja kantorakettia. Sen pääosat olivat:

• Orbiter – miehistön kuljetuksesta, jälleenlaskeutumisesta ja rahtitilasta vastaava itse lentävä alus.
• Ulkoinen polttoainesäiliö (External Tank) – yksi kertaa käytettävä suurikokoinen säiliö, joka toimitti polttoainetta orbiterin päämoottoreille nousun aikana.
• Kovat rakettimoottorit (Solid Rocket Boosters, SRB) – kaksi suurta kiinteäpolttoainemoottoria, jotka irrotettiin ja palautettiin merestä noudettaviksi ja kunnostettaviksi.

Orbiterissa oli suuri rahtikansi (payload bay), jonne mahtui esimerkiksi satelliitteja, tieteellisiä laitteita ja ISS:n osia. Miehistön määrä vaihteli tyypillisesti 2–8 henkilön välillä (yleensä 7). Paluu ilmakehästä tapahtui kuin liitokoneella: orbiter teki laskeutumisen kiitotielle ilman moottoreita.

Tehtävät ja saavutukset

• Sukkulat kuljettivat astronautteja ja tarvikkeita Kansainväliselle avaruusasemalle (ISS) sekä osallistuivat aseman rakentamiseen ja huoltoon.
• Ne palvelivat ja huolsivat avaruusteleskooppi Hubblea useilla korjaus- ja päivityslennoilla.
• Satelliittien laukaisu ja niiden palautus laboratorio- ja tutkimuskäyttöön olivat tavallisia tehtäviä.
• Avaruussukkulat suorittivat tieteellisiä tutkimuslentoja, teknisiä kokeita ja kansainvälistä yhteistyötä koskevia tehtäviä.

Historia ja tärkeät lennot

Avaruussukkulaohjelma käynnistyi 1970-luvulla. Ensimmäinen avaruussukkulan lento, STS-1, tehtiin orbiterilla Columbia 12. huhtikuuta 1981. Ohjelman aikana rakennettiin ja käytettiin useita ornibtereita: Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis ja Endeavour. Lisäksi rakennettiin kiitotestialus Enterprise, joka ei lentänyt avaruuteen mutta osallistui lähestymis- ja laskeutumiskokeisiin.

Ohjelma päättyi vuonna 2011; viimeinen lento oli STS-135, jonka tehnyt Atlantis laskeutui 21. heinäkuuta 2011.

Turvallisuus, onnettomuudet ja vaikutus

Avaruussukkulaohjelma oli merkittävä tekninen saavutus, mutta siihen liittyi myös vakavia onnettomuuksia:

• Challengerin onnettomuus (28.1.1986) – STS-51-L:n laukaisun yhteydessä tapahtunut räjähdys muutamia sekunteja laukaisun jälkeen. Tutkimukset osoittivat syyksi SRB:n tiivisteen (O-rengas) epäonnistumisen kylmissä olosuhteissa. Onnettomuus johti Rogersin komission tutkimukseen ja muutoksiin turvallisuuskäytännöissä.
• Columbian onnettomuus (1.2.2003) – STS-107:n paluussa orbiter Columbia hajosi ilmakehässä. Onnettomuuden syyksi todettiin laukaisun aikana tapahtunut vaahtorouheen irtoaminen ulkoisesta säiliöstä ja sen aiheuttama vaurio vasempaan siipeen, minkä seurauksena paluu kuumenemisen aikana epäonnistui. Columbia Accident Investigation Board (CAIB) tutki onnettomuuden ja antoi suosituksia turvallisuuden parantamiseksi.

Nämä onnettomuudet osoittivat, että uudelleenkäytettävyys ja tekninen monimutkaisuus toivat mukanaan uusia riskejä ja suuria huoltokustannuksia. Ohjelman jatkaminen vaati laajoja turvallisuusparannuksia ja prosessien uudelleenkäsittelyä.

Uudelleenkäytettävyys, kustannukset ja perintö

Avaruussukkula oli osa pyrkimystä tehdä avaruuslennosta säännöllisempää ja taloudellisempaa laitemuotoa. Sukkula oli osittain uudelleenkäytettävä: orbiter ja SRB:t voitiin kunnostaa ja käyttää uudelleen, mutta ulkoinen tankki hävitettiin jokaisella lennolla. Käytännössä huolto ja kunnostus osoittautuivat kalliiksi ja aikaa vieviksi, joten odotettu suuri kustannusten alenema ei toteutunut toivotussa määrin.

Ohjelman perintö on kuitenkin huomattava: avaruussukkulat mahdollistivat pitkäaikaisen kansainvälisen yhteistyön ISS:llä, useita Hubble-teleskoopin huoltolentoja ja paljon teknistä oppia uudelleenkäytettävistä avaruusaluksista. Nämä kokemukset ovat vaikuttaneet myöhempään kehitykseen, jossa pyritään luomaan entistä tehokkaampia ja turvallisempia uudelleenkäytettäviä avaruusaluksia.

Tekniset tiedot (yhteenveto)

• Miehistö: tyypillisesti 2–8 henkilöä (yleensä 7)
• Rahtikannen pituus: noin 18,3 m; halkaisija noin 4,6 m
• Nousuprofiili: orbiterin päämoottorit toimivat yhdessä SRB:iden ja ulkoisen tankin kanssa; SRB:t pudotettiin merestä ja niiden osia kunnostettiin
• Paluu: orbiterilla glidelyksittely ja kiitotielle laskeutuminen ilman moottorikäyttöä

Sijainti ja jäljellä olevat alukset

Challenger ja Columbia tuhoutuvat onnettomuuksissa. Muut orbiterit ovat entisöitynä ja esillä museoissa eri puolilla Yhdysvaltoja (esimerkiksi Discovery, Atlantis ja Endeavour), mikä auttaa yleisöä ymmärtämään ohjelman merkitystä ja sen saavutuksia.

Avaruussukkulaohjelma oli monisyinen yhdistelmä teknologiaa, tieteellistä saavutusta ja inhimillistä riskiä. Ohjelma toi merkittävää osaamista ja kokemusta, joka on hyödyttänyt myöhempiä kehitysaskelia kohti entistä turvallisempia ja kustannustehokkaampia avaruuslentoratkaisuja.

Avaruussukkulan osat

Avaruussukkula koostui kolmesta osasta. Ne olivat kiertoradalla oleva alus, ulkoinen polttoainesäiliö ja kiinteät rakettitehostimet.

Kiertoradalla oli ison lentokoneen muoto, jossa oli siivet ja pyrstö. Tämän ansiosta avaruussukkula pystyi liukumaan ja laskeutumaan kiitotielle. Tämän ansiosta sukkulan uudelleenkäytettävä osa oli hyvin suuri. Monet ennen avaruussukkulaa tulleet avaruusalukset, kuten Mercury, Gemini ja Apollo, käyttivät laskuvarjoja laskeutuessaan ja laskeutuivat merelle. Ihmiset ovat sanoneet, että Shuttle muistutti hyödyllisyytensä vuoksi hyvin paljon lava-autoa.

Sukkula laukaistiin pois Maan painovoimasta avaruuteen kolmen rakettimoottorin avulla, jotka olivat kiertoradalla ja joita auttoivat kaksi pitkää valkoista Solid Rocket Booster -rakettireaktoria (joita kutsutaan myös SRB:ksi).Polttoainetta sukkulaa varten varastoitiin suureen, yleensä oranssiin ulkoiseen polttoainesäiliöön (jota kutsutaan myös ET:ksi). Ennen kuin sukkula saavutti kiertoradan, SRB:t irrotettiin ja putosivat Atlantin valtamereen, jossa ne hinattiin takaisin rannikolle uudelleenkäyttöä varten. Myös ET vapautettiin, mutta se hajosi ja putosi Intian valtamereen, eikä sitä käytetty uudelleen.

Lastiruuman lisäosat

Orbiterissa oli hyötykuormatila erilaisia tehtäviä varten satelliittien sijasta. Ne olivat seuraavat:

• Spacelab: Laboratorio, jota käytetään avaruudessa tehtäviin kokeisiin.
• Spacehab: Samanlainen kuin Spacelab, mutta siinä on useita lajeja.
• Inertiatason ylävaihe: Ylempi vaihe, jota käytetään hyötykuormien lähettämiseen korkeammille kiertoradoille.
• Hyötykuorma-avustusmoduuli: Samanlainen kuin IUS, mutta käyttää kiinteitä polttoaineita.
• Extended Duration Orbiter: Kryogeeninen pakkaus, jota käytetään lentojen keston pidentämiseen.
• Monikäyttöinen logistiikkamoduuli: Rahtikontti, jota käytetään lastien toimittamiseen kansainväliselle avaruusasemalle.
• Canadarm: Robottikäsivarsi, jota käytetään kaikissa tehtävissä.

 
Avaruussukkulan piirustus  

Avaruussukkulat

Yhdysvaltain avaruussukkulat olivat:

1. Columbia†
2. Challenger†
3. Discovery
4. Atlantis
5. Endeavour
6. Yritys

Nimen vieressä oleva "†" tarkoittaa, että sukkula on tuhoutunut.

Oli venäläinen sukkula nimeltä Buran. Se lensi yhden miehittämättömän lennon ennen kuin se poistettiin käytöstä. Buran tuhoutui lentokonehallin romahduksessa vuonna 2002.

 
Avaruussukkulat  

Hae kirjaimella