De Space Shuttle
Subcategorieën
Het belangrijkste onderdeel van de Space Shuttle is wellicht de “orbiter” of ook wel het ruimteveer genoemd. Hierin bevindt zich de bemanning tijdens de hele ruimtemissie. In de orbiter is een laadruimte voorzien waarin zich satellieten, een klein ruimtestation of wetenschappelijke experimenten kunnen bevinden. In totaal heeft de orbiter een lengte van 37,2 meter en een spanwijdte van 23,7 meter. Wanneer er zich geen vracht in de laadruimte van de orbiter bevindt, heeft deze een gewicht van 68,5 ton. Met zijn staartvin heeft de orbiter een hoogte van 17,2 meter. De bemanning bevindt zich tijdens een Space Shuttle missie vooraan de in de orbiter. Deze ruimte is onderverdeeld in drie compartimenten, een “flight deck” waarin de cockpit zich bevindt, een “mid deck” waarin zich de leefruimte voor de astronauten bevindt en een “”utility area” waarin zich alle elektronische onderdelen bevinden. De orbiter wordt bestuurd door een gezagvoerder en een piloot die zich vooraan in de “flight deck” bevinden en achteraan deze ruimte bevinden zich nog eens twee zetels waar twee “mission specialists” kunnen plaatsnemen. Onder de “flight deck”, in de “mid deck” bevinden zich nog eens drie zetels. Deze worden meestal gebruikt door “mission specialists” of “payload specialists”.
Wanneer een Amerikaans ruimteveer terug geland is op Aarde na zijn verblijf in de ruimte, zal deze onmiddellijk worden overgebracht naar de Orbiter Processing Facility (OPF) die gelegen is ten westen van de Vehicle Assembly Building op het Kennedy Space Center. Deze faciliteit bestaat uit drie gebouwen die elk 29 meter hoog en 60 lang zijn. OPF-1 is de thuisbasis van het ruimteveer Atlantis terwijl OPF-2 en OPF-3 toegewijd zijn aan de Endeavour en de Discovery. Elk ruimteveer zal na zijn missie binnenin een OPF gebracht worden waar technici en ingenieurs de resterende brandstof en andere schadelijke stoffen uit het ruimteveer zullen verwijderen. Vervolgens zal het laadruim van de orbiter geopend worden en zullen alle resterende onderdelen die gebruikt werden tijdens de vorige missie uit het laadruim verwijderd worden zodat dit opnieuw leeg is en kan klaargemaakt worden voor een volgende ruimtevlucht. Een andere belangrijke taak van de OPF's is het testen en controleren van alle onderdelen van een ruimteveer. Zo zal het hitteschild van elk ruimteveer hier uitvoerig onderzocht worden op schade na elke missie en zullen alle technische onderdelen van de orbiter getest en gecontroleerd worden door vluchtleiders van de NASA die rechtstreeks in verbinding staan met de OPF.
Het Amerikaanse ruimtevaartagentschap NASA beschikt over twee zogenaamde Shuttle Carrier Aircrafts (SCA) die als taak hebben de Amerikaanse ruimteveren terug te brengen naar het Kennedy Space Center indien deze elders zijn moeten landen. Beide Shuttle Carrier Aircrafts zijn twee aangepaste Boeing 747 Jumbo Jets die het ruimteveer op hun rug kunnen dragen en deze gelijk waar in Amerika kunnen naartoe brengen. De eerste SCA werd oorspronkelijk gebouwd in opdracht van American Airlines en voerde eind de jaren '70 ondermeer testen uit samen met ruimteveer Enterprise dat zich toen op de rug van het vliegtuig bevond en waarmee de NASA landingstesten uitvoerde. De NASA had oorspronkelijk gedacht aan het reusachtige militaire C-5 Galaxy vliegtuig om de ruimteveren te transporteren maar uiteindelijk werd toch gekozen voor de Boeing 747 omdat de vleugels van dit vliegtuig zich lager bij de grond bevinden.
Wanneer het Amerikaanse ruimteveer gelanceerd wordt, heeft de orbiter alleen al een gewicht van meer dan 105 ton. Hiervoor is dan ook een enorme kracht nodig om deze samen met de External Tank, die een gewicht heeft van 757 ton, in een baan om de Aarde te kunnen brengen. Deze krachten worden geleverd door de twee meest krachtige raketten waarover Amerika vandaag de dag beschikt, de Solid Rocket Boosters. Deze twee draagraketten bevinden zich elk aan een zijde van de External Tank en hebben een lengte van 45,6 meter. Bij het lanceren hebben deze twee draagraketten een gewicht van 590 ton en elke SRB heeft een diameter van 3,7 meter. Binnenin deze twee draagraketten bevindt zich een mengsel van vaste brandstoffen. Onderaan elke SRB bevindt zich de krachtige Thiokol raketmotor die in twee minuten tijd maar liefst 7.700 kilogram aan vaste brandstof opbrandt. Groot nadeel van deze twee krachtige draagraketten is dat eenmaal de twee raketmotoren ontstoken worden, ze niet meer kunnen uitgezet worden en deze dus moeten opbranden tot de brandstof op is.
De drie krachtige raketmotoren van de Space Shuttle worden 16 seconden voor de lancering ontstoken maar krijgen hun brandstof geleverd vanuit de External Tank die één grote brandstoftank is met een lengte van 46,9 meter en bestaat uit twee grote compartimenten. Binnenin de External Tank bevindt zich meer dan 4 ton aan elektrische leidingen, dichtingen en constructieonderdelen. Deze reusachtige tank bevindt zich achteraan de Space Shuttle en heeft bij het lanceren een gewicht van 757 ton. In de twee afgescheiden compartimenten binnenin de External Tank bevindt zich in de ene brandstoftank vloeibare zuurstof die op -180°C wordt gehouden en in de tweede brandstoftank bevindt zich vloeibaar waterstof dat een temperatuur heeft van -250°C. Tijdens het lanceren worden deze twee, extreem brandbare, vloeistoffen naar de drie SSME Space Shuttle raketmotoren gepompt waar ze verdampen en met elkaar reageren dat uiteindelijk leidt tot een krachtige verbranding.
Toen Amerika druk bezig was met zijn Apollo maanprogramma voor te bereiden, besliste de NASA om een transportsysteem te ontwerpen dat de zware Saturn V maanraket in een verticale houding zou kunnen transporteren naar het lanceercomplex op het Kennedy Space Center. Dit transportsysteem kreeg de naam “Crawler” en werd gebouwd door Marion Power Shovel Co. en had een prijskaartje van 14 miljoen dollar. Aan de vier uiteinden van dit mobiele platform bevinden zich 4 maal twee wielen die zich voortbewegen zoals rupsbanden bij een tank. Elke rupsband beschikt over 57 zogenaamde “schoenen” en één schoen heeft een gewicht van 900 kilogram. De hele Crawler heeft een gewicht van 2.700 ton. In totaal heeft dit transportsysteem een lengte van 40 meter en is 35 meter breed.
Elke Amerikaanse Space Shuttle wordt gelanceerd vanop één van de twee LC39 lanceercomplexen die zich op het Kennedy Space Center bevinden. Deze werden gebouwd begin de jaren '60 als onderdeel van het Amerikaanse Apollo maanprogramma. Op de oorspronkelijke plannen werden 5 identiek dezelfde lanceercomplexen getekend met telkens ongeveer 2,6 kilometer plaats tussen zodat de infrastructuur niet beschadigd zou worden wanneer zich een explosie zou voordoen. Al gauw werden deze plannen herleid tot 3 lanceercomplexen waarna uiteindelijk maar twee gebouwd werden. Na het Apollo programma werd LC39A het eerst in 1973 vernieuwd zodat deze de nieuwe Space Shuttle kon lanceren. Uiteindelijk werd ook LC39B in 1977 aangepakt en eveneens volledig vernieuwd. Alvorens een ruimteveer kan gelanceerd worden zal men drie maand er voor alle drie de belangrijkste onderdelen, de twee Solid Rocket Boosters, de External Tank en de Orbiter, in gereedheid brengen op het Kennedy Space Center waarna ze in de Vehicle Assembly Building aan elkaar gemonteerd zullen worden. Binnenin de Vehcile Assembly Building zal men het ruimteveer monteren op de Mobile Launcher Platform (MLP) dat door middel van de Crawler uiteindelijk vervoerd wordt op reusachtige rupsbanden via een lange en brede weg naar één van de twee lanceerplatformen.
De Space Shuttle is ongetwijfeld één van de meest succesvolle ruimtevaartprojecten die de mens ooit heeft verwezenlijkt maar het is verre van rendabel. Het is zeer moeilijk de prijs te bepalen van één afzonderlijk Space Shuttle omdat elke missie een ander doel en andere specificaties had. Indien we de kostprijs van het totale programma gaan bekijken en delen door het aantal vluchten dan komt één Space Shuttle missie op een slordige 1,3 miljard dollar. In deze prijs zitten ook de bouw van de faciliteiten en de trainingen van de astronauten en personeelsleden inbegrepen.
Tijdens de eerste ontwerpen van de Amerikaanse Space Shuttle begin de jaren 70 bleek al gauw duidelijk dat het vrachtruim van dit ruimteveer zou kunnen gebruikt worden voor talloze wetenschappelijke doeleinden en om deze zoveel mogelijk te combineren droomden wetenschappers ervan een module te ontwerpen die de functie had van een laboratorium en apart kon geïnstalleerd worden in het laadruim van het Amerikaanse ruimteveer. Europa was een grote voorstander van dit "ruimte laboratorium" en kreeg de toestemming, weliswaar met tegenzin, van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA om dit in Europa te ontwikkelen en te bouwen. In 1972 maakten de Europese ministers een bedrag vrij van 7,5 miljoen dollar voor de ontwikkeling van dit project dat nu officieel de naam Spacelab had gekregen. Het Spacelab project werd één van de grootste successen van het Amerikaanse ruimteveer programma en werd tijdens 25 Space Shuttle vluchten gebruikt tussen 1983 en 2000.
Het grote witte gebouw dat zich op het terrein van het Kennedy Space Center bevindt, kent ongetwijfeld iedereen. Het is één van de grootste constructies ter wereld en is de thuishaven geweest van de Saturn V maanraket en de Space Shuttle. In dit reusachtige gebouw werden in de jaren '60 en '70 de Saturn raketten geassembleerd. Vandaag de dag worden de drie onderdelen van de Space Shuttle er aan elkaar vastgemaakt. De reden waarom dit gebouw zo groot is, was omdat de NASA ervoor koos om zijn raketten verticaal te assembleren en aangezien de maanraket meer dan 100 meter hoog was, moest dit gebouw dus veel groter zijn. Het VAB toont ons de dag van vandaag nog steeds hoe groot de Saturn V maanraket moet geweest zijn en vooral welke budgetten en middelen er aan dit project werden uitgegeven.