Hệ thống bảo vệ nhiệt tàu con thoi

Tàu con thoi Discovery khi nó tiếp cận Trạm vũ trụ quốc tế trong STS-114 vào ngày 28 tháng 7 năm 2005.

Hệ thống bảo vệ nhiệt của tàu con thoi (TPS) là hàng rào bảo vệ Tàu vũ trụ Tàu con thoi trong quá trình đốt nóng 1.650 ° C (3.000 ° F) của khí quyển. Mục tiêu thứ yếu là bảo vệ khỏi sự nóng và lạnh của không gian khi ở trên quỹ đạo. [1]

Vật liệu [ chỉnh sửa ]

Endeavour trong một bảo tàng, hiển thị gạch gần cửa

] TPS bao phủ cơ bản toàn bộ bề mặt quỹ đạo, và bao gồm bảy vật liệu khác nhau ở các vị trí khác nhau dựa trên lượng bảo vệ nhiệt cần thiết:

  • Cacbon carbon cốt thép (RCC), được sử dụng ở nắp mũi, khu vực cằm giữa nắp mũi và cửa hạ cánh mũi, phía sau mũi tên của cửa hạ cánh mũi và các cạnh cánh. Được sử dụng khi nhiệt độ reentry vượt quá 1.260 ° C (2.300 ° F).
  • Gạch cách nhiệt bề mặt có thể tái sử dụng nhiệt độ cao (HRSI), được sử dụng trên mặt dưới quỹ đạo. Được làm bằng gốm tráng LI-900 Silica. Được sử dụng trong trường hợp nhiệt độ reentry dưới 1.260 ° C.
  • Gạch cách nhiệt composite chịu nhiệt sợi (FRCI), được sử dụng để cải thiện cường độ, độ bền, khả năng chống nứt lớp phủ và giảm trọng lượng. Một số gạch HRSI đã được thay thế bằng loại này.
  • Chăn cách nhiệt linh hoạt (FIB), một lớp cách nhiệt bề mặt giống như chăn bông. Được sử dụng khi nhiệt độ reentry dưới 649 ° C (1.200 ° F).
  • Gạch cách nhiệt bề mặt tái sử dụng nhiệt độ thấp (LRSI), trước đây được sử dụng trên thân máy bay phía trên, nhưng chủ yếu được thay thế bằng FIB. Được sử dụng trong các phạm vi nhiệt độ gần giống với FIB.
  • Gạch cách nhiệt sợi đơn (TUFI), một loại gạch cứng hơn, cứng hơn được sử dụng vào năm 1996. Được sử dụng ở các khu vực có nhiệt độ cao và thấp.
  • Cách nhiệt bề mặt có thể tái sử dụng (FRSI ). Nomex trắng cảm thấy chăn trên các cửa khoang tải trọng trên, các phần của thân máy bay giữa và thân máy bay phía sau, các phần của bề mặt cánh trên và một phần của vỏ OMS / RCS. Được sử dụng khi nhiệt độ ở dưới 371 ° C (700 ° F).

Mỗi loại TPS có đặc tính bảo vệ nhiệt, chống va đập và đặc tính trọng lượng cụ thể, xác định vị trí sử dụng và lượng sử dụng.

TPS đưa đón có ba đặc điểm chính giúp phân biệt với TPS được sử dụng trên tàu vũ trụ trước đó:

  • Tái sử dụng. Các tàu vũ trụ trước đây thường sử dụng các lá chắn nhiệt có khả năng đốt cháy trong quá trình thử lại và do đó không thể sử dụng lại. Cách nhiệt này là mạnh mẽ và đáng tin cậy, và tính chất sử dụng một lần là thích hợp cho một chiếc xe sử dụng một lần. Ngược lại, tàu con thoi có thể tái sử dụng cần một hệ thống bảo vệ nhiệt có thể tái sử dụng.
  • Nhẹ. Lá chắn nhiệt ablative trước đây rất nặng. Ví dụ, tấm chắn nhiệt ablative trên Mô-đun chỉ huy Apollo bao gồm khoảng 15% trọng lượng xe. Tàu con thoi có cánh có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều so với tàu vũ trụ trước đây, vì vậy một TPS nhẹ là rất quan trọng.
  • Mong manh. Công nghệ duy nhất được biết đến vào đầu những năm 1970 với các đặc tính nhiệt và trọng lượng cần thiết cũng rất mong manh, do mật độ rất thấp, người ta có thể dễ dàng nghiền nát một viên gạch TPS bằng tay.

Tại sao cần TPS [ chỉnh sửa ]

Discovery ' dưới bề mặt cánh được bảo vệ bởi hàng ngàn viên gạch cách nhiệt có thể tái sử dụng nhiệt độ cao.

Cấu trúc nhôm của quỹ đạo không thể chịu được nhiệt độ trên 175 ° C (347 ° F ) mà không bị hỏng cấu trúc. [2] Gia nhiệt khí động học trong quá trình thử lại sẽ đẩy nhiệt độ lên cao hơn mức này trong các khu vực, do đó cần một chất cách điện hiệu quả.

Reentry sưởi ấm [ chỉnh sửa ]

Một cái nhìn cận cảnh hơn về các viên gạch dưới thân máy bay phía trước và đầu trước của cánh trái. Góc của cửa mũi có thể được nhìn thấy ở phía dưới bên trái. Các viên gạch đen đặc màu đen là những viên mới chưa trải qua một lần thử lại. (Trên cùng, vật thể màu trắng là cửa khoang hàng mở bên trái.)

Reentry sưởi ấm khác với sưởi ấm khí quyển thông thường liên quan đến máy bay phản lực, và điều này thiết kế và đặc điểm của TPS. Da của máy bay phản lực tốc độ cao cũng có thể trở nên nóng, nhưng đây là do sự nóng lên do ma sát do ma sát trong khí quyển, tương tự như làm ấm bàn tay của một người bằng cách cọ xát chúng lại với nhau. Quỹ đạo quay trở lại bầu khí quyển như một cơ thể cùn bằng cách có một góc tấn công rất cao (40 độ), với bề mặt thấp hơn rộng đối diện với hướng bay. Hơn 80% quá trình đốt nóng các trải nghiệm quỹ đạo trong quá trình thử lại là do nén không khí trước phương tiện siêu âm, phù hợp với mối quan hệ nhiệt động cơ bản giữa áp suất và nhiệt độ. Một sóng xung kích nóng được tạo ra ở phía trước của chiếc xe, làm lệch phần lớn nhiệt và ngăn không cho bề mặt của quỹ đạo tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao nhất. Do đó, sưởi ấm reentry phần lớn là truyền nhiệt đối lưu giữa sóng xung kích và da của quỹ đạo thông qua plasma quá nhiệt. [1] Chìa khóa của một lá chắn có thể tái sử dụng chống lại loại sưởi ấm này là vật liệu có mật độ rất thấp, tương tự như cách mà một bình giữ nhiệt ức chế nhiệt đối lưu chuyển nhượng. [ cần dẫn nguồn ]

Một số hợp kim kim loại ở nhiệt độ cao có thể chịu được nhiệt tái; họ chỉ đơn giản là nóng và tỏa lại nhiệt hấp thụ. Kỹ thuật này, được gọi là bảo vệ nhiệt "tản nhiệt", đã được lên kế hoạch cho phương tiện không gian có cánh X-20 Dyna-Soar. [1] Tuy nhiên, lượng kim loại nhiệt độ cao cần thiết để bảo vệ một phương tiện lớn như Tàu con thoi vũ trụ sẽ có rất nặng và bị phạt nặng đối với hiệu suất của xe. Tương tự, TPS ablative sẽ nặng, có thể làm xáo trộn khí động học của xe khi nó bị đốt cháy trong khi thử lại, và yêu cầu bảo trì đáng kể để áp dụng lại sau mỗi nhiệm vụ. (Thật không may, gạch TPS, ban đầu được chỉ định không bao giờ bị tấn công mảnh vỡ trong quá trình phóng, trong thực tế cũng cần phải được kiểm tra và sửa chữa chặt chẽ sau mỗi lần hạ cánh, do thiệt hại luôn phát sinh trong quá trình đi lên, ngay cả trước khi các chính sách kiểm tra quỹ đạo mới được thiết lập sau sự mất mát của tàu con thoi Columbia .)

Mô tả chi tiết [ chỉnh sửa ]

Gạch silic từ Atlantis

TPS là một hệ thống các loại bảo vệ khác nhau, không chỉ là gạch silica. Chúng có hai loại cơ bản: TPS ngói và TPS không ngói. [1] Tiêu chí lựa chọn chính sử dụng bảo vệ trọng lượng nhẹ nhất có khả năng xử lý nhiệt trong một khu vực nhất định. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, loại nặng hơn đã được sử dụng nếu cần thêm khả năng chống va đập. Các chăn FIB chủ yếu được thông qua để giảm bảo trì, không phải vì lý do nhiệt hoặc trọng lượng.

Phần lớn tàu con thoi được phủ bằng gạch silica LI-900, được làm từ cát thạch anh rất tinh khiết. [1] Lớp cách nhiệt ngăn cản sự truyền nhiệt đến lớp vỏ và cấu trúc nhôm bên dưới. Những viên gạch này là những vật liệu dẫn nhiệt kém đến mức người ta có thể giữ từng cạnh trong khi nó vẫn còn nóng đỏ. [3] Có khoảng 24.300 viên gạch độc nhất được trang bị riêng trên xe, mà quỹ đạo được gọi là "xưởng gạch bay". Các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota và Đại học bang Pennsylvania đang thực hiện các mô phỏng nguyên tử để có được mô tả chính xác về sự tương tác giữa oxy nguyên tử và phân tử với bề mặt silica để phát triển các hệ thống bảo vệ oxy hóa nhiệt độ cao tốt hơn cho các cạnh dẫn trên phương tiện siêu âm. [4]

Gạch không được gắn chặt vào xe, nhưng được dán. Vì các viên gạch dễ vỡ không thể uốn cong với lớp vỏ xe bên dưới, chúng được dán vào Nomex cảm thấy Strain Isolation Pad (SIPs) bằng keo silicon RTV, lần lượt được dán vào da quỹ đạo. Những viên gạch này bị cô lập khỏi sự lệch và mở rộng cấu trúc của quỹ đạo. [1]

Các loại gạch [ chỉnh sửa ]

Cách nhiệt bề mặt có thể tái sử dụng ở nhiệt độ cao (HRSI) ]

Một lát HRSI. Lưu ý các dấu màu vàng, biểu thị vị trí chính xác của nó trên quỹ đạo.

Gạch HRSI (màu đen) bảo vệ chống lại nhiệt độ lên tới 1.260 ° C (2.300 ° F). Có 20.548 gạch HRSI bao phủ các cửa thiết bị hạ cánh, cửa kết nối rốn của bể ngoài và phần còn lại của quỹ đạo dưới bề mặt. Chúng cũng được sử dụng trong các khu vực trên thân máy bay phía trên, các bộ phận của hệ thống điều khiển quỹ đạo, cạnh dẫn ổn định dọc, cạnh đuôi thang máy và bề mặt vạt trên cơ thể. Chúng có độ dày khác nhau từ 1 đến 5 inch (2,5 đến 12,7 cm), tùy thuộc vào tải nhiệt gặp phải trong quá trình thử lại. Ngoại trừ các khu vực gần, những viên gạch này thường có kích thước 6 x 6 inch (15 x 15 cm). Gạch HRSI bao gồm các sợi silica có độ tinh khiết cao. Chín mươi phần trăm thể tích của gạch là không gian trống, tạo ra mật độ rất thấp (9 lb / cu ft hoặc 140 kg / m 3 ) làm cho nó đủ nhẹ cho ánh sáng không gian. [1] Gạch không tráng phủ có màu trắng sáng và trông giống như một loại gốm cứng hơn là vật liệu giống như bọt.

Lớp phủ màu đen trên gạch là Reaction Cured Glass (RCG) trong đó thủy tinh tetrasilinf và borosilicate là một số thành phần. RCG đã được áp dụng cho tất cả trừ một mặt của gạch để bảo vệ silica xốp và để tăng các đặc tính tản nhiệt. Lớp phủ không có ở một lề nhỏ của các mặt liền kề với mặt không tráng (phía dưới). Để chống thấm cho gạch, dimethylethoxysilane được bơm vào gạch bằng ống tiêm. Mật độ gạch với tetraethyl orthosilicate (TEOS) cũng giúp bảo vệ silica và thêm chống thấm.

 https://akk.li/pics/anne/jpg

Một viên gạch HRSI không tráng được cầm trong tay có cảm giác như một bọt rất nhẹ, ít đặc hơn so với xốp, và vật liệu dễ vỡ, phải được xử lý cực kỳ quan tâm để ngăn ngừa thiệt hại. Lớp phủ tạo cảm giác giống như một lớp vỏ mỏng, cứng và đóng gói gốm cách điện màu trắng để giải quyết tính dễ vỡ của nó, ngoại trừ ở mặt không tráng phủ. Ngay cả một lớp tráng phủ cũng cảm thấy rất nhẹ, nhẹ hơn một khối xốp cùng kích cỡ. Đúng như mong đợi đối với silica, chúng không mùi và trơ. [ cần dẫn nguồn ]

HRSI được thiết kế chủ yếu để chịu được sự chuyển đổi từ các khu vực có nhiệt độ cực thấp (khoảng trống của không gian, khoảng 70270 ° C hoặc −454 ° F) đến nhiệt độ cao của sự xâm nhập lại (gây ra bởi sự tương tác, chủ yếu là nén ở sốc siêu âm, giữa các khí của bầu khí quyển trên và thân tàu con thoi, thường là khoảng 1.600 ° C hoặc 2.910 ° F). [1]

Gạch cách nhiệt composite chịu nhiệt sợi (FRCI) [ chỉnh sửa ]

Gạch FRCI màu đen giúp cải thiện độ bền, khả năng chống nứt và giảm trọng lượng. Một số gạch HRSI đã được thay thế bằng loại này. [1]

Vật liệu cách ly sợi đơn cứng (TUFI) [ chỉnh sửa ]

Một loại gạch mạnh hơn, cứng hơn được sử dụng vào năm 1996. Gạch TUFI được sử dụng vào năm 1996. phiên bản màu đen nhiệt độ cao để sử dụng ở mặt dưới của quỹ đạo và phiên bản màu trắng nhiệt độ thấp hơn để sử dụng ở phần thân trên. Mặc dù có khả năng chịu va đập tốt hơn các loại gạch khác, các phiên bản màu trắng đã truyền nhiệt nhiều hơn, giới hạn việc sử dụng chúng ở phần trên thân và quỹ đạo động cơ chính của quỹ đạo. Các phiên bản màu đen có đủ cách nhiệt cho quỹ đạo bên dưới nhưng có trọng lượng lớn hơn. Các yếu tố này đã hạn chế việc sử dụng chúng ở các khu vực cụ thể. Chúng cũng được sử dụng trong các khu vực được lựa chọn của thân máy bay phía trước, giữa và phía sau, đuôi thẳng đứng và vỏ OMS / RCS. Những khu vực được bảo vệ bằng gạch có nhiệt độ reentry dưới 1.200 ° F (649 ° C). Gạch LRSI được sản xuất theo cách tương tự như gạch HRSI, ngoại trừ gạch có kích thước 8 x 8 inch (20 x 20 cm) và có lớp phủ RCG màu trắng làm từ các hợp chất silica với oxit nhôm sáng bóng. [1] Màu trắng màu sắc là do thiết kế và giúp quản lý nhiệt trên quỹ đạo khi quỹ đạo tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Những viên gạch này có thể tái sử dụng cho tối đa 100 nhiệm vụ với việc tân trang (100 nhiệm vụ cũng là thời gian thiết kế của mỗi quỹ đạo). Họ đã được kiểm tra cẩn thận trong Cơ sở chế biến tàu quỹ đạo sau mỗi nhiệm vụ và gạch bị hỏng hoặc mòn ngay lập tức được thay thế trước nhiệm vụ tiếp theo. Các tấm vải được gọi là chất độn khoảng cách cũng được chèn giữa các gạch khi cần thiết. Những thứ này cho phép vừa khít giữa các viên gạch, ngăn không cho plasma dư thừa xâm nhập giữa chúng, nhưng vẫn cho phép giãn nở nhiệt và uốn cong lớp vỏ xe bên dưới.

Trước khi giới thiệu chăn FIB, gạch LRSI đã chiếm tất cả các khu vực hiện được phủ bởi chăn, bao gồm cả thân máy bay phía trên và toàn bộ bề mặt của vỏ OMS. Cấu hình TPS này chỉ được sử dụng trên Columbia Challenger .

TPS không lát gạch [ chỉnh sửa ]

Chăn cách nhiệt linh hoạt / Cách điện tái sử dụng linh hoạt nâng cao (FIB / AFRSI) [ chỉnh sửa Được phát triển sau khi giao hàng ban đầu Columbia và lần đầu tiên được sử dụng trên các vỏ OMS của Challenger . [5] Vật liệu đánh bóng bằng sợi có mật độ thấp màu trắng này có hình dạng giống như chăn và được thay thế đại đa số các gạch LRSI. Họ yêu cầu bảo trì ít hơn nhiều so với gạch LRSI nhưng có cùng đặc tính nhiệt. Sau khi sử dụng hạn chế trên Challenger chúng đã được sử dụng rộng rãi hơn nhiều với Discovery và thay thế nhiều gạch LRSI trên Columbia sau khi mất Người thách thức .

Cacbon-Cốt thép (RCC) [ chỉnh sửa ]

Vật liệu màu xám nhạt chịu được nhiệt độ lên tới 1.510 ° C (2.750 ° F) bảo vệ các cạnh và mũi của cánh mũ lưỡi trai. Mỗi cánh của các quỹ đạo có 22 tấm RCC có độ dày khoảng 1 4 đến 1 2 inch (6,4 đến 12,7 mm) . Các vòng đệm giữa mỗi bảng cho phép mở rộng nhiệt và chuyển động bên giữa các bảng này và cánh.

RCC là vật liệu composite nhiều lớp được làm từ sợi carbon được tẩm nhựa phenolic. Sau khi lưu hóa ở nhiệt độ cao trong nồi hấp, laminate đã được nhiệt phân để chuyển nhựa thành carbon nguyên chất. Điều này sau đó được ngâm tẩm với rượu furfural trong buồng chân không, sau đó được chữa khỏi và nhiệt phân lại để chuyển hóa chất cồn furfural thành carbon. Quá trình này được lặp lại ba lần cho đến khi đạt được các tính chất carbon-carbon mong muốn.

Để cung cấp khả năng chống oxy hóa cho khả năng tái sử dụng, các lớp bên ngoài của RCC được phủ bằng silicon carbide. Lớp phủ silicon-carbide đã bảo vệ carbon-carbon khỏi quá trình oxy hóa. RCC có khả năng chịu tải cao mệt mỏi đã trải qua trong quá trình đi lên và vào. Nó mạnh hơn các viên gạch và cũng được sử dụng xung quanh ổ cắm của điểm gắn phía trước của quỹ đạo vào Bể ngoài để phù hợp với tải trọng sốc của vụ nổ bu-lông nổ. RCC là vật liệu TPS duy nhất cũng đóng vai trò hỗ trợ cấu trúc cho một phần của hình dạng khí động học của quỹ đạo: các cạnh đầu cánh và nắp mũi. Tất cả các thành phần TPS khác (gạch và chăn) được gắn trên các vật liệu kết cấu hỗ trợ chúng, chủ yếu là khung nhôm và da của quỹ đạo.

Vật liệu cách nhiệt bề mặt có thể tái sử dụng của Nomex (FRSI) [ chỉnh sửa ]

Loại vải trắng, mềm dẻo này có khả năng bảo vệ ở nhiệt độ lên tới 371 ° C (700 ° F). FRSI bao phủ các bề mặt cánh trên của quỹ đạo, cửa khoang tải trọng trên, các phần của vỏ OMS / RCS và thân máy bay phía sau.

Chất độn khoảng cách [ chỉnh sửa ]

Chất độn khoảng cách được đặt ở cửa ra vào và di chuyển bề mặt để giảm thiểu sự gia nhiệt bằng cách ngăn chặn sự hình thành của xoáy. Cửa và bề mặt di chuyển tạo ra những khoảng trống mở trong hệ thống bảo vệ nhiệt phải được bảo vệ khỏi nhiệt. Một số trong những khoảng trống này là an toàn, nhưng có một số khu vực trên tấm chắn nhiệt nơi độ dốc áp suất bề mặt gây ra luồng không khí lớp biên trong các khoảng trống đó.

Các vật liệu phụ được làm bằng sợi AB312 màu trắng hoặc vỏ vải AB312 màu đen (có chứa sợi alumina). Những vật liệu này được sử dụng xung quanh mép trên của nắp mũi, kính chắn gió, cửa bên, cánh, cạnh đuôi của thang máy, bộ ổn định dọc, bánh lái / phanh tốc độ, vạt thân và tấm chắn nhiệt của động cơ chính của tàu con thoi.

Trên STS-114, một số tài liệu này đã bị đánh bật và được xác định là có nguy cơ tiềm ẩn về an toàn. Có thể là chất độn có thể gây ra luồng không khí hỗn loạn xuống thân máy bay, dẫn đến hệ thống sưởi cao hơn nhiều, có khả năng làm hỏng quỹ đạo. Tấm vải đã được gỡ bỏ trong một phi thuyền trong nhiệm vụ.

Cân nhắc về trọng lượng [ chỉnh sửa ]

Trong khi RCC có các đặc tính bảo vệ nhiệt tốt nhất, nó cũng nặng hơn nhiều so với gạch silica và chăn FIB, vì vậy nó chỉ giới hạn ở các khu vực tương đối nhỏ . Nói chung, mục tiêu là sử dụng vật liệu cách nhiệt nhẹ nhất phù hợp với bảo vệ nhiệt cần thiết. Trọng lượng trên một đơn vị thể tích của từng loại TPS:

  • RCC: 1986 kg / m³ (124 lb / ft³)
  • Gạch LI-2200: 352 kg / m³ (22 lb / ft³)
  • Gạch FRCI: 192 kg / m³ (12 lb / ft³) [19659009] Gạch LI-900 (đen hoặc trắng): 144 kg / m³ (9 lb / ft³)
  • Chăn FIB: 144 kg / m³ (9 lb / ft³)

Tổng diện tích và trọng lượng của từng loại TPS ( được sử dụng trên quỹ đạo 102) (trước năm 1996):

Loại TPS màu Diện tích (m 2 ) Mật độ diện tích (kg / m 2 ) Trọng lượng (kg)
FRSI màu trắng 332.7 1.6 532.1
LRSI tắt màu trắng 254.6 3.98 1014.2
HRSI màu đen 479.7 9.2 4412.6
RCC màu xám nhạt 38.0 44.7 1697.3
linh tinh 918.5
Tổng số 1105 8574.0

Các sự cố TPS ban đầu [ chỉnh sửa ]

Ứng dụng gạch chậm [ chỉnh sửa ]

Columbia trong Cơ sở xử lý quỹ đạo sau đến Trung tâm vũ trụ Kennedy vào ngày 25 tháng 3 năm 1979, cho thấy nhiều gạch bị thiếu. 7.800 trong số 31.000 gạch vẫn được gắn vào. [6]

Gạch thường rơi ra và gây ra nhiều sự chậm trễ trong việc ra mắt STS-1, nhiệm vụ đưa đón đầu tiên, dự kiến ​​ban đầu cho Năm 1979 nhưng không xảy ra cho đến tháng 4 năm 1981. NASA không được sử dụng cho sự chậm trễ kéo dài trong các chương trình của mình và chịu áp lực lớn từ chính phủ và quân đội để sớm ra mắt. Vào tháng 3 năm 1979, nó đã di chuyển không hoàn chỉnh Columbia với 7.800 trong số 31.000 viên gạch bị mất, từ nhà máy Rockwell International ở Palmdale, California đến Trung tâm vũ trụ Kennedy ở Florida. Ngoài việc tạo ra sự xuất hiện của tiến trình trong chương trình, NASA hy vọng rằng việc ốp lát có thể kết thúc trong khi phần còn lại của quỹ đạo đã được chuẩn bị. Đây là một sai lầm; một số máy khai thác Rockwell không thích Florida và sớm quay trở lại California, và Cơ sở chế biến tàu quỹ đạo không được thiết kế để sản xuất và quá nhỏ cho 400 công nhân của nó. [7]

Mỗi viên gạch sử dụng xi măng cần thiết 16 giờ để chữa. Sau khi gạch được dán vào xi măng, một cái giắc giữ nó tại chỗ trong 16 giờ nữa. Vào tháng 3 năm 1979, mỗi công nhân phải mất 40 giờ để cài đặt một viên ngói; bằng cách sử dụng những sinh viên đại học trẻ, hiệu quả trong suốt mùa hè, tốc độ tăng lên tới 1,8 viên mỗi công nhân mỗi tuần. Hàng ngàn viên gạch thất bại trong các bài kiểm tra căng thẳng và phải được thay thế. Vào mùa thu, NASA nhận ra rằng tốc độ ốp lát sẽ quyết định ngày ra mắt. Các viên gạch có vấn đề đến nỗi các quan chức đã chuyển sang bất kỳ phương pháp bảo vệ nhiệt nào khác, nhưng không có cái nào khác tồn tại. [7]

Bởi vì nó phải được lên men mà không có tất cả các khoảng trống được lấp đầy bằng vật liệu duy trì tính khí động học của tàu con thoi trong khi vận chuyển. Một số kỹ sư nghĩ rằng một chế độ thất bại có thể tồn tại trong đó một gạch có thể tách ra và dẫn đến áp suất khí động học sẽ tạo ra "hiệu ứng dây kéo" tước bỏ các gạch khác. Cho dù trong quá trình đi lên hay tái đấu, kết quả sẽ là thảm họa.

Mối quan tâm về các cuộc tấn công mảnh vỡ [ chỉnh sửa ]

Một vấn đề khác là băng hoặc các mảnh vụn khác ảnh hưởng đến gạch trong quá trình bay lên. Điều này chưa bao giờ được giải quyết đầy đủ và triệt để, vì các mảnh vỡ chưa bao giờ được loại bỏ, và gạch vẫn dễ bị hư hại từ nó. Chiến lược cuối cùng của NASA để giảm thiểu vấn đề này là tích cực kiểm tra, đánh giá và giải quyết mọi thiệt hại có thể xảy ra, trong khi trên quỹ đạo và trước khi thử lại, ngoài việc trên mặt đất giữa các chuyến bay.

Các kế hoạch sửa chữa ngói sớm [ chỉnh sửa ]

Những lo ngại này đủ lớn để NASA thực hiện công việc quan trọng trong việc phát triển một bộ sửa chữa gạch sử dụng khẩn cấp mà phi hành đoàn STS-1 có thể sử dụng trước khi khử . Đến tháng 12 năm 1979, các nguyên mẫu và quy trình ban đầu đã được hoàn thành, hầu hết trong số đó liên quan đến việc trang bị cho các phi hành gia một bộ dụng cụ sửa chữa trong không gian đặc biệt và một gói máy bay phản lực có tên là Đơn vị điều khiển có người lái, hay MMU, do Martin Marietta phát triển.

Một yếu tố khác là một nền tảng công việc có thể điều khiển được, nó sẽ bảo đảm một phi hành gia đi tàu vũ trụ do MMU hỗ trợ cho các viên gạch mỏng manh bên dưới quỹ đạo. Khái niệm này đã sử dụng cốc dính được điều khiển bằng điện để khóa bệ làm việc vào vị trí trên bề mặt gạch không có gì đặc biệt. Khoảng một năm trước khi ra mắt năm 1981 STS-1, NASA đã quyết định khả năng sửa chữa không xứng đáng với rủi ro và đào tạo bổ sung, vì vậy đã ngừng phát triển. [9] Có những vấn đề chưa được giải quyết với các công cụ và kỹ thuật sửa chữa; Ngoài ra các thử nghiệm tiếp theo cho thấy gạch không có khả năng ra. Nhiệm vụ đưa đón đầu tiên đã chịu một số tổn thất ngói, nhưng chúng ở những khu vực không quan trọng và không có "hiệu ứng dây kéo" xảy ra.

Columbia tai nạn và hậu quả [ chỉnh sửa ]

Vào ngày 1 tháng 2 năm 2003, Tàu con thoi Columbia đã bị phá hủy khi thử lại TPS. Nhóm điều tra đã tìm thấy và báo cáo rằng nguyên nhân có thể xảy ra của vụ tai nạn là do trong quá trình phóng, một mảnh vụn bọt đã đâm thủng một tấm RCC ở cạnh đầu cánh trái và cho phép khí nóng từ nhà máy bay vào cánh và làm tan rã cánh từ bên trong , dẫn đến mất kiểm soát cuối cùng và chia tay của tàu con thoi.

Hệ thống bảo vệ nhiệt của Tàu con thoi đã nhận được một số điều khiển và sửa đổi sau thảm họa. Chúng được áp dụng cho ba tàu con thoi còn lại, Discovery Atlantis Endeavour để chuẩn bị cho nhiệm vụ tiếp theo được phóng lên vũ trụ.

Trong nhiệm vụ STS-114 năm 2005, trong đó Discovery đã thực hiện chuyến bay đầu tiên để theo dõi vụ tai nạn Columbia NASA đã thực hiện một số bước để xác minh rằng TPS không bị hư hại. Hệ thống cảm biến Boomiter Boomiter dài 50 feet (15 m), một phần mở rộng mới của Hệ thống điều khiển từ xa, được sử dụng để thực hiện hình ảnh laser của TPS để kiểm tra thiệt hại. Trước khi kết nối với Trạm vũ trụ quốc tế, Discovery đã thực hiện một cuộc điều khiển sân vận động Rendezvous, chỉ đơn giản là một cú xoay backflip 360 °, cho phép tất cả các khu vực của chiếc xe được chụp ảnh từ ISS. Hai chất độn khoảng cách nhô ra từ mặt dưới của quỹ đạo nhiều hơn khoảng cách cho phép trên danh nghĩa, và cơ quan thận trọng quyết định tốt nhất là cố gắng loại bỏ chất độn hoặc cắt chúng tuôn ra thay vì nguy cơ gia tăng nhiệt. Mặc dù mỗi cái nhô ra dưới 3 cm (1,2 in), người ta tin rằng việc để chúng có thể gây tăng nhiệt 25% khi thử lại.

Bởi vì quỹ đạo không có bất kỳ tay cầm nào ở mặt dưới của nó (vì chúng sẽ gây ra nhiều rắc rối hơn với việc sưởi ấm lại so với các chất làm đầy khoảng trống nhô ra), phi hành gia Stephen K. Robinson làm việc từ cánh tay robot của ISS, Canadarm2. Bởi vì gạch TPS khá dễ vỡ, đã có lo ngại rằng bất kỳ ai làm việc dưới phương tiện này có thể gây ra thiệt hại cho chiếc xe nhiều hơn ở đó, nhưng các quan chức của NASA cảm thấy rằng để lại các chất độn khoảng cách là rủi ro lớn hơn. Trong trường hợp này, Robinson đã có thể tự do rút các chất độn khoảng cách và không gây ra thiệt hại nào cho TPS trên Discovery .

Quyên góp Ngói [ chỉnh sửa ]

Kể từ năm 2010 với việc nghỉ hưu của tàu con thoi sắp tới, NASA đang tặng gạch TPS cho các trường học, trường đại học và bảo tàng với chi phí Đang chuyển hàng; 23,4 đô la Mỹ mỗi cái. [10] Khoảng 7000 gạch có sẵn trên cơ sở đến trước được phục vụ trước, nhưng giới hạn ở mỗi cơ sở cho mỗi tổ chức. [10]

Xem thêm [ chỉnh sửa ] [19659162] Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  • "Khi tàu con thoi cuối cùng bay", bài viết của Rick Gore. Địa lý Quốc gia (tr. 316 Chiếc347. Tập 159, số 3. Tháng 3 năm 1981).
  • Hướng dẫn vận hành tàu con thoi bởi Kerry Mark Joels và Greg Kennedy (Ballantine Books, 1982).
  • The Voyages of Columbia: The True Spaceship của Richard S. Lewis (Nhà xuất bản Đại học Columbia, 1984).
  • Một cuốn Thời gian của tàu con thoi , bởi John F. Guilmartin và John Mauer (Trung tâm vũ trụ NASA Johnson, 1988).
  • Tàu con thoi: Nhiệm vụ tiếp tục bởi George Forres (Ian Allan, 1989).
  • Tóm tắt thông tin: Đếm ngược! NASA ra mắt phương tiện và phương tiện (NASA PMS 018-B (KSC), tháng 10 năm 1991).
  • Tàu con thoi: Lịch sử phát triển hệ thống vận chuyển không gian quốc gia bởi Dennis Jenkins (Walsworth Công ty xuất bản, 1996).
  • Hoa Kỳ Spaceflight của con người: Một kỷ lục về thành tựu, 1961 Từ1998 . NASA – Chuyên khảo về lịch sử hàng không vũ trụ số 9, tháng 7 năm 1998.
  • Hệ thống bảo vệ nhiệt tàu con thoi của Gary Milgrom. Tháng 2 năm 2013. Tải xuống ebook iTunes miễn phí. https://itunes.apple.com/us/book/space-shript-thermal-protection/id591095660?mt=11[19659173[^ a b c d e g h i ] j k Jenkins, Dennis R. (2007). Tàu con thoi: Lịch sử của hệ thống vận chuyển không gian quốc gia . Báo chí Voyageur. tr. 524 trang. ISBN 0-9633974-5-1.
  • ^ Ngày, Dwayne A. "Hệ thống bảo vệ nhiệt đưa đón (TPS)". Hoa Kỳ trăm năm của Ủy ban bay. Được lưu trữ từ bản gốc vào ngày 2006-08-26.
  • ^ Gore, Rick (tháng 3 năm 1981). "Khi tàu con thoi cuối cùng bay". Địa lý quốc gia . Địa lý quốc gia. 159 (3): 316 Từ347 . Đã truy xuất 2012-12-20 . . "Tương tác oxy với các bề mặt Silica: Kết hợp điều tra chức năng mật độ và cụm mật độ và sự phát triển của một tiềm năng ReaxFF mới". J. Vật lý. Hóa. C . 117 : 258. doi: 10.1021 / jp3086649. CS1 duy trì: Nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  • ^ "Thông tin báo chí STS-6" (PDF) . Rockwell International – Tập đoàn Hệ thống & Vận tải Không gian. Tháng 3 năm 1983. p. 7 . Truy cập 12 tháng 7 2013 . . 19659196] ^ [1]
  • ^ a b Lewis, Richard S. (1984). Các chuyến đi của Columbia: tàu vũ trụ thực sự đầu tiên . Nhà xuất bản Đại học Columbia. trang 83 Sđt 0-231-05924-8.
  • ^ [2]
  • ^ Biên niên sử Houston ngày 9 tháng 3 năm 2003
  • ^ a b "NASA cung cấp gạch đưa đón không gian đến trường và các trường đại học". Ngày 1 tháng 12 năm 2010. Được lưu trữ từ bản gốc vào ngày 2011/07/08.

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]

Trường trung học Sir Winston Churchill

Trường trung học Sir Winston Churchill
 Trường trung học Sir Winston Churchill 2.jpg
Địa chỉ

5220 Northland Drive

,,

T2L 2J6

° 06′00 N 114 ° 08′24 W / 51.10009 ° N 114.14006 ° W / 51.10009; -114.14006 Tọa độ: 51 ° 06′00 N 114 ° 08′24 W / 51.10009 ° N 114.14006 ° W / 51.10009; -114.14006
Thông tin
Loại Công khai
Phương châm Non Scholae Sed Vitae
(Chúng tôi học, không phải cho trường học, mà là cho cuộc sống [5])
1968
Hội đồng trường Hội đồng giáo dục Calgary
Người ủy thác khu vực Trina Hurdman
Giám đốc Jeannie Everett
Hiệu trưởng Arvin Rajan ] 10 Hậu12
Ghi danh 2150 kể từ tháng 9 năm 2016
• Lớp 10 658
• Lớp 11 687
12 806
Kích thước khuôn viên 8,0 mẫu [1]
Loại trường Suburban
Màu (s) Đỏ, Trắng, Xanh lam ]
Linh vật Brutus the Bulldog
Tên đội Bulldogs [2] ] The Churchill Chronicle [3]
Cộng đồng phục vụ Brentwood (phần), Dalhousie (phần), Edgemont, Hawkwood, Nolan Hill, The Hamptons, Sherwood Varsity Estates (tính đến tháng 9 năm 2011)
Các trường trung chuyển HD Cartwright Junior High, FE Ostern Junior High, Simon Fraser Junior High, Tom Baines Junior High [4]
Trang web