home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ SPACE 2 / SPACE - Library 2 - Volume 1.iso / music / 664 / spacshut / shuttle.txt < prev    next >
Text File  |  1992-11-30  |  16KB  |  285 lines

  1. The first true aerospace vehicle, the Space Shuttle, takes off like a
  2. rocket.  The winged orbiter then maneuvers around the Earth like a
  3. spaceship, and lands on a runway like an airplane.  The Space Shuttle is
  4. designed to carry large and heavy payloads into Earth orbit.  But unlike
  5. earlier manned spacecraft, which were good for only one flight, the shuttle
  6. orbiter and solid rocket boosters can be used again and again.  Only the
  7. external tank is expended on each launch.
  8.  
  9. The Shuttle also provides a new capability, that of the checkout and repair
  10. of unmanned satellites in orbit, or returning them to Earth for more
  11. extensive overhauls and another launch.  Satellites that the Shuttle can
  12. orbit and maintain operate in the fields of environmental protection,
  13. energy, weather forecasting, navigation, fishing, farming, mapping,
  14. oceanography, and other space-borne applications.
  15.  
  16. Many spacecraft operate in geosynchronous orbit.  This is a flight path
  17. about 35,888 km <22,300 miles> above and aligned with the equator, with a
  18. speed in orbit that matches that of the Earth's surface below.  From the
  19. ground such satellites appear to hang motionless in the sky.  They are
  20. taken into low Earth orbit by the Shuttle, then on up to altitude by an
  21. attached Propulsion Assist Module <PAM> solid propellant stage.  The more
  22. powerful Inertial Upper Stage <IUS> is available for heavier payloads as
  23. well as for interplanetary missions.
  24.  
  25. Unmanned satellites such as the Hubble Space Telescope, which some
  26. scientists estimate can see to the ends of the observable universe, and the
  27. Long Duration Exposure Facility <LDEF>, which can demonstrate the effects
  28. on materials and life forms of long exposure to the space environment, can
  29. be placed in orbit, operated as long  as necessary, and returned to Earth.
  30. The Hubble Space Telescope program is managed by NASA's Marshall Space
  31. Flight Center, Huntsville, Alabama, and the LDEF by the NASA Langley
  32. Research Center, Hampton, Virginia.
  33.  
  34. The ability of the Shuttle to land on a runway, unlike the expensive
  35. parachute descent and recovery at sea techniques used in Mercury, Gemini,
  36. and Apollo, saves both time and money.  In addition, again unlike prior
  37. manned spacecraft, the most expensive Shuttle components can be refurbished
  38. and made ready for another launch.  The complex and expensive orbiter is
  39. designed to last for 100 flights minimum, and the solid rocket booster
  40. casings, engine nozzles, parachutes, etc., for 20 launches.  The high cargo
  41. capacity and major component reusability of the Shuttle make it unique
  42. among space vehicles.  A Space Shuttle can be launched into equatorial
  43. orbit from the Kennedy Space Center, and into polar orbit from Air Force
  44. facilities at Vandenberg AFB in California.
  45.  
  46. The orbiter is the only part of the Space Shuttle which has a name rather
  47. than a part number.  The first orbiter built was the ENTERPRISE, which was
  48. designed for flight tests in the atmosphere rather than operations in
  49. space.  It is now at the Smithsonian Museum at Dulles Airport outside
  50. Washington, DC.  Four operational orbiters were built; in order, COLUMBIA,
  51. CHALLENGER, DISCOVERY, and ATLANTIS.
  52.  
  53.  
  54. Parts of the Space Shuttle
  55.  
  56. The flight components of the Space Shuttle are the winged orbiter, an
  57. external tank, and two solid rocket boosters.  The assembled Shuttle weighs
  58. about 2,041,168 kilograms <4,500,000 pounds> at liftoff.
  59.  
  60. The orbiter carries the crew and payload.  It is 37 meters <122 feet> long
  61. and 17 meters <57 feet> high, has a wingspan of 24 meters <78 feet>, and
  62. weighs from 76,000 to 79,000 kilograms <168,000 to 175,000 pounds> empty.
  63. It is about the size and general shape of a DC-9 commercial jet airplane.
  64. Orbiters may vary slightly from unit to unit.
  65.  
  66. Each of the orbiter's three main engines produces 1,668,000 newtons
  67. <375,000 pounds> thrust at sea level, and 2,090,560 newtons <470,000
  68. pounds> in the vacuum of space.  They can burn for about eight minutes,
  69. while drawing 242,240 liters <64,000 gallons> of propellants each minute,
  70. and are used to take the orbiter to the edge of space and a near orbital
  71. velocity.  The Orbital Maneuvering System <OMS> engines, burning nitrogen
  72. tetroxide for the oxidizer and monomethyl hydrazine for the fuel, supply
  73. the last increment of velocity to reach orbit, and the thrust for in-orbit
  74. and de-orbit maneuvers.  These propellants are fed to the engines from
  75. tanks carried in two pods at the upper rear of the orbiter.
  76.  
  77. The orbiter carries its cargo in a cavernous payload bay 18.3 meters <60
  78. feet> long and 4.6 meters <15 feet> wide.  The bay is flexible enough to
  79. provide accommodations for unmanned spacecraft in a variety of shapes and
  80. sizes, and for fully equipped scientific laboratories such as the Spacelab.
  81. When the Shuttle is fully developed as an operational vehicle the total
  82. payload weight can reach 29,500 kilograms <65,000 pounds>.
  83.  
  84. The huge external tank is 47 meters <154 feet> long and 8.7 meters <28.6
  85. feet> in diameter.  It weighs a total of 756,441 kilograms <1,667,677
  86. pounds> at liftoff.  Two inner tanks contain 529,000 liters <140,000
  87. gallons> of liquid oxygen and 1,438,300 liters <380,000 gallons> of liquid
  88. hydrogen.  The tank feeds these propellants to the main engines of the
  89. orbiter throughout the ascent into near-orbit.  It is discarded and falls
  90. into an uninhabited stretch of ocean, the only major Shuttle component
  91. expended on each launch.
  92.  
  93. The two solid rocket boosters are each 45.5 meters <149.1 feet> high and
  94. 3.7 meters <12.2 feet> in diameter.  Each weighs 589,670 kilograms
  95. <1,300,000 pounds>.  Their solid propellant consists of a mixture of
  96. aluminum powder, aluminum perchlorate powder, and a dash of iron oxide
  97. catalyst, held together with a polymer binder.  They produce 11,787,000
  98. newtons <2,658,000 pounds> thrust each at liftoff.  Together with the three
  99. main engines on the orbiter, this provides a total liftoff thrust of almost
  100. 28,912,000 newtons <6.5 million pounds>.
  101.  
  102.  
  103. Crew and Passenger Accommodations
  104.  
  105. The two to seven person crew occupies a two level cabin at the forward end
  106. of the orbiter.  They operate the vehicle from the upper level, the flight
  107. deck.  The flight controls for the mission commander and pilot are at the
  108. front.  A station at the rear, overlooking the cargo bay through two
  109. windows, contains the controls a mission specialist astronaut uses to
  110. operate the Remote Manipulator System arm which handles some of the cargo.
  111. Mission operations displays and controls are on the right side of the
  112. cabin, and payload controls on the left.  The latter are operated by
  113. payload specialists, who are usually not career astronauts.  The living,
  114. eating, and sleeping area for off-duty crew members, called the middeck, is
  115. located below the flight deck.  It contains prepackaged food, a toilet,
  116. bunks, and other amenities.
  117.  
  118. Space Flight is no longer limited to intensively trained, physically
  119. perfect astronauts.  Experienced scientists and technicians can fly in
  120. support of their payloads.  Crew members experience a designed maximum
  121. gravity load of 3g during launch, and less than 1.5g during reentry.  These
  122. accelerations are about one-third the levels experienced on previous manned
  123. flights.  Many other features of the Space Shuttle, such as a standard sea-
  124. level atmosphere, will make space flight more comfortable for the non-
  125. astronaut of the future.
  126.  
  127.  
  128. Typical Shuttle Mission
  129.  
  130. The rotation of the Earth has a significant bearing on the payload
  131. capabilities of the Space Shuttle.  A due east launch from the Kennedy
  132. Space Center in Florida uses the Earth's rotation as a launch assist, since
  133. the ground is turning to the east at that point at a speed of 1,473
  134. kilometers <915 miles> per hour.  This permits payloads on the fully
  135. developed Shuttle to weigh as much as 29,500 kilograms <65,000 pounds> when
  136. launched from KSC.
  137.  
  138. A launch to the south into polar orbit from Vandenberg AFB in California,
  139. without the help of this speed of rotation of the Earth, limits a Shuttle
  140. payload to about 18,000 kilograms <40,000 pounds>.
  141.  
  142. Spacecraft and other items of payload arrive at the Kennedy Space Center
  143. and are assembled and checked out in special buildings before being loaded
  144. into the orbiter.  Each Shuttle arrives as a set of component parts.  The
  145. solid rocket booster propellant segments are received and checked out in a
  146. special facility, then taken to the Vehicle Assembly Building <VAB> and
  147. stacked on a mobile launcher platform to form two complete rockets.  The
  148. external tank is received and prepared for flight in the VAB, then mated to
  149. the solid rockets.  An orbiter is checked out in the Orbiter Processing
  150. Facility, then moved to the VAB and attached to the external tank.  A giant
  151. crawler-transporter picks up the mobile launcher platform and the assembled
  152. Shuttle and takes them to the pad.  The Shuttle remains on the platform
  153. until liftoff.
  154.  
  155. The orbiter's main engines ignite first and build to full power before the
  156. huge solid rockets ignite and liftoff occurs.  The solid rockets burn out
  157. after about two minutes, are separated from the tank, and parachute into
  158. the ocean about 258 kilometers <160 miles> from land.  Two special recovery
  159. ships pull the parachutes out of the water and tow the rocket casings to
  160. land, where they are refurbished and sent back to the manufacturer to be
  161. refilled with propellant.  The orbiter continues to the edge of space - a
  162. total of about eight minutes of burn-time on the three main engines, where
  163. the empty tank is discarded.  The two OMS engines then burn to inject the
  164. orbiter alone into low Earth orbit.  The tank continues around the world
  165. and breaks up over uninhabited ocean as it reenters the atmosphere.  Later
  166. OMS burns raise or adjust the orbit as necessary.  A typical Shuttle
  167. mission lasts from two to ten days, with a future growth potential of up to
  168. 30 days.
  169.  
  170. After deploying the payload spacecraft, operating the onboard scientific
  171. instruments, taking observations, etc., the orbiter renters the
  172. atmosphere and lands, normally at either the Kennedy Space Center or
  173. Edwards AFB in California.  Unlike prior manned spacecraft, which followed
  174. a ballistic trajectory, the orbiter has a crossrange capability <can move
  175. to the right or left off the straight line of its entry path> of about
  176. 2,045 kilometers <1,270 miles>.  The landing speed is from about 341 to 364
  177. kilometers <212 to 226 miles> per hour.  The orbiter is immediately "safed"
  178. by a ground crew with special equipment, the first step in the process
  179. which will result in another launch of this particular orbiter.
  180.  
  181.  
  182. Spacelab: Science in Orbit
  183.  
  184. Periodically the Shuttle is scheduled to carry a complete scientific
  185. laboratory called "Spacelab" into Earth orbit.  Two complete Spacelabs
  186. <plus instrument-carrying platforms exposed to space, called "pallets">
  187. have been built by the European Space Agency <ESA>, which paid for the
  188. development expense and manufacturing costs of the first one.  NASA
  189. purchased the second unit.  A Spacelab is similar to a small but well-
  190. equipped laboratory on Earth, but has been designed for zero-gravity
  191. operation.  It provides a shirt-sleeve environment where up to four people,
  192. who eat and sleep in the orbiter, can perform scientific tests utilizing
  193. the high vacuum and micro gravity of orbital space, and make observations
  194. above the obscuring atmosphere.
  195.  
  196. Spacelab personnel are men and women of many nations, experts in their
  197. fields, who must be in reasonably good health.  They are required to have
  198. only a few weeks of space flight training, but many have spent years
  199. preparing to perform their experiments in orbit.
  200.  
  201. Most of the experiments on a given Spacelab mission are devoted to a single
  202. broad field, such as medicine, manufacturing, astronomy, space physics or
  203. pharmaceuticals.  Four successful Spacelab missions have been flown to
  204. date.  One of these was an all-pallet configuration, where all the
  205. instruments were exposed to space and operated from inside the orbiter.
  206.  
  207. A Spacelab and its pallets remain attached to the orbiter throughout the
  208. mission.  After landing, the Spacelab is removed from the orbiter and the
  209. instruments changed for the next planned field of study.  A Spacelab has an
  210. estimated life of 50 missions.
  211.  
  212.  
  213. The Spacelab program results from a worldwide interest in the study of
  214. science and technology in the space environment, and is an example of how
  215. the costs of such ventures can be shared internationally.  The
  216. participating ESA nations are Belgium, Denmark, France, Italy, The
  217. Netherlands, Spain, Switzerland, United Kingdom, and the Federal Republic
  218. of Germany.  Austria participated as an associate member of ESA.
  219.  
  220.  
  221. Space Applications
  222.  
  223. The Space Shuttle is scheduled to carry the component parts of the Space
  224. Station into orbit, and to provide an initial base for assembly operations.
  225. People operating inside the micro gravity of a Space Station can produce
  226. products difficult or impossible to make on the Earth's surface.  They
  227. could also build space structures designed to provide services to Earth,
  228. such as power generation from sunlight.  In addition, such orbiting
  229. stations provide astronomers and other scientists an instrumented platform
  230. above the atmosphere from which they can study the composition and
  231. structures of our universe in ways not possible on the ground.
  232.  
  233. Other applications are the economical manufacturing in zero gravity of
  234. presently very expensive medical drugs, or glass for lenses,or electronic
  235. crystals of unrivaled purity and size, as well as various alloys,
  236. composites, and metallic materials impossible to produce on Earth.  Drugs,
  237. metals, glass and electronic crystals will first be manufactured in pilot
  238. programs on board various Spacelab missions, proving the concept before
  239. larger scale operations begin.
  240.  
  241. The Space Shuttle is overall the most capable vehicle built since the space
  242. program began, and will be the major means of bringing the benefits of
  243. space utilization to humanity throughout the rest of the 20th century.
  244.  
  245.  
  246. Orbiter Insulation
  247.  
  248. A special silicon-based insulation in the form of 100 square inch <average>
  249. tiles serves as the primary heat shield for the orbiter.  This material
  250. sheds heat so readily that one side can be held in bare hands while the
  251. opposite side is red-hot.  These lightweight tiles are made to survive
  252. temperatures of up to 1,260 degrees Celsius <2,300 F>.  Previous manned
  253. spacecraft used heat shields that ablated - flaked away in small pieces to
  254. carry off heat from the surface - during the fiery entry into Earth's
  255. atmosphere.  They tended to be heavy and were not reusable.
  256.  
  257.  
  258. Improved Space Suit & Unique Rescue System Developed For The Shuttle
  259.  
  260. An improved space suit and an independent rescue unit have been developed
  261. for the Shuttle crew by the Johnson Space Center, Houston, Texas.  Johnson
  262. is responsible for mission planning, and provides ground control and
  263. support during each flight.  The space suit is for use when working outside
  264. the pressurized crew or Spacelab compartments.
  265.  
  266.  
  267. Unlike earlier suits, each of which was tailored to an astronaut's specific
  268. measurements, these come in small medium, and large sizes, and can be
  269. adjusted to fit both men and women.  A suit comes in two parts - upper
  270. torso and pants - and each part is pressure sealed, unlike previous suits
  271. that were zipper-sealed at the waist.  The material used for the elbow,
  272. knee, and other joints is a fabric that allows easier movement, and costs
  273. and weighs less than the neoprene rubber joints of earlier units.  Each
  274. suit has an integral life support system rather than the previously
  275. required set of connected tanks carried on the back.
  276.  
  277. For rescue operations, including an emergency transfer between vehicles,
  278. most of the crew will enter plastic life support modules which are then
  279. pressurized from an internal life support system.  They  form spheres 86.36
  280. centimeters <34 inches> in diameter when inflated, and have built-in
  281. communications systems.  The suited astronauts move the spheres through
  282. airless space.
  283.  
  284.  
  285.