Første oppskytning av romfergen «Columbia» den 12. april 1981. Dette er én av kun to ferder hvor den eksterne tanken var hvitmalt.
NASAsromfergeprogram, offisielt Space Transportation System (STS), var USAs tidligere bemannedeoppskytningsfartøy.[bør utdypes] Den bevingede «Space Shuttle Orbiter» skytes opp vertikalt, vanligvis med fem til syv astronauter (åtte har vært om bord) og opptil 22700kg av nyttelast inn i lav jordbane. Når oppdraget er fullført kan romfergen på eget initiativ forflytte seg ut av jordbanen ved hjelp av Orbital Maneuvering System (OMS) (den orienterer seg selv riktig og bruker de viktige OMS-motorene, som bremser den ned) og gjeninntreden inn i jordens atmosfære. Under nedstigningen og landingen oppfører orbiteren seg som et glidefly, ved hjelp av sitt OMS-system og flyoverflater til å gjøre justeringer.
Romfergen er det eneste bevingede bemannede romfartøyet som har vært i bane rundt Jorden og landet igjen.
Ferdene inkluderer å bringe store nyttelaster til ulike baner (for eksempel moduler til den Internasjonale romstasjonen (ISS), mannskapsbytte på ISS og utføring av serviceoppdrag.
Romfergen har også hentet satellitter og andre nyttelaster fra bane og returnert dem til Jorden, men disse oppdragene har vært mer sjelden. Imidlertid har romfergen tidligere blitt brukt til å returnere store nyttelaster fra ISS til Jorden, som det russiske romfartøyet Sojuz ikke hadde kapasitet til å ta med. Hvert fartøy ble bygd for å ha en levetid på 100 oppskytninger eller 10 års levetid.
Programmet startet i slutten av 1960-årene og har dominert NASAs bemannede operasjoner siden midten av 1970-tallet. Ifølge Vision for Space Exploration skulle bruken av romfergen fokuserte på å ferdigstille montering av ISS innen 2010, hvoretter den ville bli pensjonert.[bør utdypes] NASA planla å erstatte romfergen med Orion-romfartøyer, men kutt i budsjettet har satt full utviklingen av Orion-håndverket i tvil. Romfergeprogrammet ble avsluttet 31. august 2011 etter 135 oppskytninger.
Unnfangelse og utvikling
Tidlige amerikanske romfergekonsepter
Før Apollo 11s månelanding i 1969 hadde NASA startet på forstudier til romfergens design. I 1969 etablerte president Richard NixonSpace Task Group som ble ledet av visepresident Spiro T. Agnew. Denne gruppen evaluerte romfergestudiene og anbefalte en nasjonal romfartsstrategi som inkluderte å bygge en romferge. Målet, slik som NASA presenterte det til Kongressen, var å gi en mye mindre kostbar måte å aksessere verdensrommet på som skulle bli brukt av NASA, Department of Defense, samt andre kommersielle og vitenskapelige brukere.
Under den tidlige romfergeutviklingen var det stor debatt omkring den optimale romfergedesignen som best balanserte evner, utviklingskostnader og driftskostnader. Til syvende og sist ble den nåværende utformingen valgt, med et gjenbrukbart bevinget orbitalfartøy, gjenbrukbare eksterne raketter og en ikke-gjenbrukbar ekstern tank.
Romfergeprogrammet ble formelt lansert 5. januar 1972, da president Nixon kunngjorde at NASA ville gå videre med utviklingen av et gjenbrukbart romfergesystem. Den endelige utformingen var mindre kostbar å bygge og mindre teknisk ambisiøs enn den tidligere fullt gjenbrukbare designen. De innledende designparametrene inkluderte en større ekstern tank, som ville ha vært med helt opp i bane, der den kunne brukes som en del av en romstasjon, men denne ideen ble vraket på grunn av budsjettmessige og politiske hensyn. Hovedentreprenør for programmet var North American Aviation (senere Rockwell International, nå Boeing), det samme selskapet som var ansvarlig for byggingen av Apollos kommandoseksjon. Entreprenøren for romfergens Solid Rocket Boosters var Morton Thiokol (nå en del av Alliant Techsystems), for den eksterne tanken Martin Marietta (nå Lockheed Martin) og for romfergens hovedmotorerRocketdyne (nå Pratt & Whitney Rocketdyne, en del av United Technologies).
Den første orbiter skulle opprinnelig hete Constitution, men etter en massiv brevkampanje fra fans til fjernsynsserien Star Trek overbeviste Det hvite hus å endre navnet til «Enterprise». Under stor fanfare ble «Enterprise» (designert OV-101) rullet ut den 17. september 1976, og senere gjennomførte den en rekke vellykkede glideinnflygings- og landingstester som ble den første virkelige valideringen av designen.
Programmets historie
«Challenger» gikk i oppløsning 1 minutt 13 sekunder etter oppskytning i 1986.
Den første fullt funksjonelle romfergen var «Columbia» (registreringsnr. OV-102) som ble bygget i Palmdale i California. Den ble levert til John F. Kennedy Space Center den 25. mars 1979 og ble skutt opp første gang 12. april 1981 — 20 år etter Yuri Gagarinsromferd— med en besetning på to. «Challenger» (OV-099) ble levert til KSC i juli 1982, «Discovery» (OV-103) i november 1983 og «Atlantis» (OV-104) i april 1985. «Challenger» ble opprinnelig bygget og brukt som en Structural Test Article (STA-099), men ble konvertert til en komplett romferge da det ble funnet for dyrt å konvertere «Enterprise» fra dens Approach and Landing Test-konfigurasjon, ifølge NASA. «Challenger» ble ødelagt under oppskytningen på grunn av svikt i begge tetningsringene i den høyre faststoffraketten og slapp gjennom forbrenningsgasser i form av stikkflammer den 28. januar 1986, med tap av alle sju astronauter om bord. «Endeavour» (OV-105) ble bygget for å erstatte «Challenger» (ved hjelp av strukturelle reservedeler opprinnelig ment for de andre romfergene) og levert i mai 1991, og dens første oppskytning et år senere. 17 år etter «Challenger», «Columbia» gikk i oppløsning under gjeninntreden til Jorden da romfergens varmeskjold sviktet, og drepte alle syv besetningsmedlemmene den 1. februar 2003, og den har ikke blitt erstattet. Av de fem fullt funksjonelle romfergene som ble bygget, gjenstår tre. «Enterprise» som ble brukt for atmosfæriske testflyvninger, men ikke beregnet på romreiser, hentet man mange deler fra til bruk i de andre romfergene. Den ble senere visuelt restaurert og er utstilt på National Air and Space MuseumsSteven F. Udvar-Hazy Center. (NASA har også omfattende kataloger av gjenfunnede deler fra de to ødelagte romfergene.)
Katastrofer (1986, 2003)
To romferger har blitt ødelagt i løpet av de 130 oppdragene til romfergene, begge med tap av disses besetninger (14 astronauter totalt):
Dette gir en 2 prosents dødsrate per astronaut-flight, og en gjennomsnittlig feilrate på 1 av hver 65. oppdrag. Det opprinnelige katastrofepotensialet var (skjønt en katastrofe ikke er definert som fatal eller ikke-fatal) ble estimert under romfergeutviklingen til en av hvert 75. oppdrag.[trenger referanse] 87 vellykkede oppdrag ble fløyet mellom STS-51-L og STS-107.
Transport av satellitter med en booster, Payload Assist Module (PAM-D) eller Inertial Upper Stage (IUS), til et punkt der boosteren sender satellitten til:
Astronautene har utført vital service på Hubble gjennom fire tjenesteoppdrag siden desember 1993 for å utvide driftstiden ved å erstatte aldrende maskinvare og styrke vitenskapelig evne gjennom installasjon av avanserte vitenskapelige instrumenter.
Romfergen «Atlantis» tar av for oppdraget STS-27 den 2. desember 1988. Romfergen tar cirka 8,5 minutter å aksellere til en hastighet på over 27.000 km/t og komme i jordbane.En bremseskjerm bak Endeavour etter dens fullføring av et 17. dagers oppdrag i rommet på Runway 22 ved Edwards Air Force Base i Sør-California. Landingen skjedde den 18. mars 1995 klokken 13:46.
Fra september 2005 inntil tidlig 2008 var sjefen for romfergeprogrammet Wayne Hale. Hale ble deretter NASAs visefungerende administrator for strategiske partnerskap. John Shannon, som hadde vært Hales nestleder siden november 2005, etterfulgte ham som Space Shuttle Program Manager.
Etter «Columbia»-ulykken i 2003 opererte International Space Station med et minimalt mannskap på to i over to år og ble primært betjent av russiske romfartøy. Mens «Return to Flight»-oppdraget, STS-114, i 2005 var vellykket, viste bilder fra oppskytingen en bit av skum som løsnet fra den utvendige tanken, samt andre mindre fliser og skum. Selv om det ikke slo romfergen, ble programmet igjen stoppet på grunn av dette.
Det andre «Return to Flight»-oppdraget, STS-121, tok av 4. juli 2006, klokken 14:37 (EDT). To tidligere oppskytninger ble avbrutt på grunn av dvelende tordenvær og sterke vinder rundt oppskytningsstedet, og oppskytningen ble utført selv om sjefsingeniøren og sikkerhetssjefen hadde motforestillinger. En 13 cm stor sprekk i isolasjonen til den eksterne tanken ga grunn til bekymring, dog oppdragets ledelsesteam ga grønt lys for oppskytning. Dette oppdraget økte ISS-mannskapet til tre personer. «Discovery» foretok en vellykket landing den 17. juli 2006 klokken 09:14 (EDT) på Runway 15 ved Kennedy Space Center.
Etter suksessen til STS-121 forløp alle etterfølgende oppdrag uten noen store isolasjonsproblemer, og konstruksjonen av ISS var nær ferdigstilt. Under STS-118 i august 2007 ble romfergen igjen truffet av et isolasjonsfragment under oppskytning, men denne skaden var minimal sammenliknet med skaden som «Columbia» fikk.
Columbia Accident Investigation Board bemerket i sin rapport den reduserte risikoen til mannskapet når romfergen flyr til International Space Station (ISS), da stasjonen kan bli benyttet som en sikker havn for mannskapet i avvente av redning i tilfeller der romfergen har skade som gjør den uskikket for gjeninntreden til Jordens atmosfære. Etterforskningsgruppen anbefalte at de etterfølgende flightene med romfergen alltid skulle møte stasjonen. Før «Return to Flight» bestemte NASA Administrator Sean O'Keefe at alle fremtidige flighter av romfergen skulle gå til ISS. Det utelukket muligheten for å gjennomføre det endelige Hubble Space Telescope serviceoppdraget som hadde vært planlagt før «Columbia»-ulykken, til tross for at millioner av dollar verdt av oppgradering av utstyr til Hubble var klart og ventet på et NASA-lager. Mange dissentere, inkludert astronauter, ba NASA-ledelsen om å revurdere å godkjenne oppdraget, men til å begynne med var direktøren fast bestemt. Den 31. oktober 2006 annonserte NASA godkjenning av oppskytningen av romfergen «Atlantis», den femte og siste romferge-serviceoppdraget til Hubble Space Telescope, som var planlagt til 28. august 2008. Men SM4 / STS-125 ble til slutt utført i mai 2009.
Pensjonering
Romfergeprogrammet ble planlagt obligatorisk pensjonert i 2011, i samsvar med direktivene president George W. Bush utstedte i «Vision for Space Exploration». Romfergens planlagte etterfølger var Constellation-programmet med Ares I- og Ares V-bæreraketter og Orion-romfartøyer, men tidlig i 2010 ba Obama-administrasjonen Kongressen om i stedet å godkjenne en mer redusert plan med stor avhengighet til den private sektor.
Opprinnelig planla NASA å gjøre om Hubble til en utstilling i Smithsonian museum, med bestemte seg for å beholde det i verdensrommet inntil en etterfølger ble skutt opp.
I en intern e-post som tilsynelatende sendt 18. august 2008 til NASA-ledere og lekket til pressen (utgitt den 6. september 2008 i Orlando Sentinel), uttrykte NASA Administrator Michael Griffin sin tro på at Bush-administrasjonen ikke hadde laget noen levedyktig plan for amerikansk mannskap til å delta i den internasjonale romstasjonen etter 2011, og at OMB og OSTP faktisk søker dens bortgang. E-posten så ut til å foreslå at Griffin mente at den eneste fornuftige løsningen var å forlenge driften av romfergen utover 2010, men bemerket at Executive Policy (dvs. Det hvite hus) var fast bestemt på at det ikke skulle bli noen forlengelse av romfergens tidspunktet for pensjonering, og dermed ingen amerikansk mulighet til å skyte opp mannskap i bane inntil Ares I /Orion-systemet skulle bli operativt tidligst i 2014. Han så ut til å indikere at han ikke så at kjøp av russiske oppskytninger for NASA-mannskaper som en politisk akseptabel løsning etter krigen i Sør-Ossetia 2008, og håpet at den nye amerikanske administrasjonen vil løse problemet i 2009 ved å forlenge romfergedriften utover 2010. Ifølge en artikkel skrevet av tidligere direktør for romfergeprogrammet, Wayne Hale, på hans NASA-blogg hadde romfergeprogrammet, som forberedelse til nedleggelsen i 2010, allerede sagt opp mange kontrakter relatert til spesialdeler og materialer. Mange av disse leverandørene var små familiebedrifter som nærmest bare hadde NASA som kunde. Da kontraktene ble avsluttet, la flere av dem ned virksomheten eller eierne pensjonerte seg. Derfor ville det være både vanskelig og kostbart å forlenge romfergeprogrammet på dette tidspunktet. Det ville også oppstå minst ett års forsinkelse uten flyvninger mens man skaffet nye deler og erstattet utslitt utstyr. I tillegg ville tapet av erfarne ansatte som allerede var sagt opp, gjøre en forlengelse enda vanskeligere.
7. september 2008 sendte NASA ut en melding i referanse til den lekkede e-posten hvor Griffin sa:
«Den lekkede interne e-posten unnlater å gi den kontekstuelle rammen for mine bemerkninger, og min støtte til administrasjonens politikk. Administrasjonspolitikk er å pensjonere romfergen i 2010, og kjøpe mannskaptransport fra Russland til Ares og Orion er tilgjengelig. Administrasjonen fortsetter å støtte vår forespørsel om et INKSNA-unntak. Administrasjonspolitikk fortsetter å være den at vi vil gjøre noe for å hindre fortsatt drift av Den internasjonale romstasjonen etter 2016. Jeg sterkt støtter administrasjonspolitikk i dette, som også OSTP og OMB gjør.»
Michael D. Griffin
En USD 2,5 milliarder finansiering tillater NASA å fly romfergen utover sitt daværende planlagte pensjonering i 2010 ble vedtatt av kongressen i april 2009, men hverken NASA eller Det hvite hus hadde spurt om ett års forlengelse.
NASA Authorization Act of 2008
U.S. Representative Dave Weldon introduserte H.R. 4837, kjent som SPACE-loven. Lovgivningen ville ha holdt romfergen flyvende lengre enn 2010 til redusert rate inntil romfartøyet Orion ville være klar til å erstatte det. Det ville også tillate Alpha Magnetic Spectrometer til å bli skutt opp til ISS, som planen på den tiden ikke tillot.
Den 15. oktober 2008 signerte president Bush NASA Authorization Act of 2008 som ga NASA finansiering for en tilleggsoperasjon for å «levere vitenskapseksperimenter med stasjonen». Loven tillot en yttligere romfergeflight, STS-134, til ISS for å installere Alpha Magnetic Spectrometer, som tidligere ble avbrutt.
Budsjett
Romfergen «Discovery» når den nærmer seg International Space Station under STS-114 den 28. juli 2005.
Den totale prisen på romfergeprogrammet var så tidlig som i 2005 USD 145 milliarder, og ble estimert til USD 174 milliarder da romfergeprogrammet ble pensjonert tidlig i 2011. NASAs budget for 2005 allokerte 30%, eller USD 5 milliarder, til romfergens driftsbudsjett; dette ble redusert i 2006 til en anmodning på USD 4,3 milliarder.
Før lanseringskostnadene kan måles ved å dividere de totale kostnadene over levetiden til programmet (inkludert bygninger, anlegg, opplæring, lønn, etc.) med antall oppskytninger. Med 115 oppdrag (per 6. august 2006), og en totalkostnad på 150 milliarder dollar (USD 145 000 000 000 per tidlig 2005 + USD 5 milliarder for 2005, dette gir cirka USD 1,3 milliarder per oppskytning.
Tidlige kostnadsestimater på 260 USD per kilo nyttelast var basert på de marginale (inkrementelle) eller trinnvise kostnadene ved hver oppskytning, uttrykt i 1972-dollar, og forutsatte en lastekapasitet på 30 000 kg. Med korrigering for inflasjon, tilsvarer dette rundt 36 millioner dollar per oppskytning. De faktiske inkrementelle kostnadene per oppskytning endte imidlertid på rundt 60 millioner dollar, altså omtrent to tredeler høyere enn de opprinnelige estimatene.
Eiendeler og overgangsplan
Romfergeprogrammet opptar over 654 anlegg, bruker over 1,2 millioner linjeelementer av utstyr og sysselsetter over 5000. Den totale verdien av utstyret er over 12 milliarder dollar. Romfergeanleggene representerer over en fjerdedel av NASAs inventar. Det er over 1200 aktive leverandører til programmet over hele USA. NASAs overgangsplan hadde programmet opererende igjennom 2010 med en overgang og pensjonsfase som skulle løpe til 2015. I løpet av denne tiden ville Ares I og Orion samt Altair Lunar Lander være under utvikling.
Kritikk
Romfergeprogrammet har blitt kritisert for ikke å ha oppnådd de lovede kostnads- og nyttemålene, så vel som design, kostnad, administrasjon og sikkerhetsutfordringer.
Crawler-transporter #2 ("Franz") i desember 2004.Romfergeprogrammets anordning for å koble romfergen til transportflyet. (Romfergen «Atlantis» i 1991)Romfergen transporteres på ryggen av en spesialombygget jumbojet, Shuttle Carrier Aircraft (SCA).
Mange andre kjøretøyer er brukt for å støtte romfergeprogrammet, hovedsakelige bakkebaserte transportkjøretøy.
En 36-hjuls transporttilhenger, Orbiter Transfer System, opprinnelig bygget for U.S. Air Forces oppskytningsanlegg på Vandenberg Air Force Base i California (siden da konvertert for Delta IV raketter) som transporterer romfergen fra landingsfasiliteten til oppskytningsplassen, som tillater både «stacking» og oppskytning uten å benytte en separat VAB-stilbygning og crawler-transportervei. Før stengingen av Vandenbergfasiliteten ble romfergene transportert fra OPF til VAB på sitt understell, for så å blir heist opp når romfergen ble løftet fra festet til SRB/ET-stakken. Tilhengeren tillater transport av romfergen fra OPF til både SCA-747s «Mate-Demate»-stativet eller VAB uten å legge unødig trykk på understellet.
Crew Transport Vehicle (CTV), en modifisert ombordstigningsbro, brukes når astronautene forlater romfergen etter landingen. Etter at de kommer inn i CTV kan astronautene ta av seg draktene som de benytter under oppskytningen og landingen, og deretter fortsette til stoler og senger for medisinske tester før de blir transportert tilbake til mannskapskvarterene i Operations and Checkout Building.
Astrovanen blir benyttet for å transportere astronautene fra mannskapskvarterene Operations and Checkout Building til oppskytningsstedet på oppskytningsdagen. Den brukes også for å transportere astronautene tilbake igjen fra Crew Transport Vehicle ved Shuttle Landing Facility.
