스페이스 셔틀 중단 모드

Space Shuttle abort modes
엔진 고장 시간에 따라 사용 가능한 중단 모드

우주왕복선 중단 모드는 NASA 우주왕복선의 명목상 발사가 종료될 수 있는 절차였다. 우주왕복선의 주 엔진 점화 후 이륙 전에 패드 중단이 발생했다. 오르막길 동안 계획된 것보다 낮은 궤도나 활주로로 되돌아가는 궤도를 "실제 중단"이라고 하는 반면, 오르막길에서 활주로에 도달할 수 없는 중단 또는 둘 이상의 주엔진의 고장과 관련된 어떤 중단도 "컨틴전시 중단"이라고 불렀다. 승무원 구제금융은 궤도선이 활주로에 착륙할 수 없는 일부 상황에서 여전히 가능했다.

중복 세트 실행 시퀀서 중단

우주왕복선 주엔진(SSME) 3개는 발사 6.6초 전쯤 발화했고, 추진력이 높아지면서 컴퓨터가 성능을 모니터링했다. 이상 징후가 감지되면 T = 0초에서 고체 로켓 부스터(SRB)의 점화 전에 엔진이 자동으로 정지되고 카운트다운이 종료된다. 이를 '중복 세트 발사 시퀀서(RSLS) 중단'이라고 불렀으며, STS-41-D, STS-51-F, STS-55, STS-51, STS-68 등 5차례 발생했다.[1]

Ascent 중단 모드

일단 우주왕복선의 SRB에 불이 붙으면, 그 차량은 이륙하기 위해 헌신했다. SRB 점화 후 중단이 필요한 이벤트가 발생하면 SRB 연소 및 분리 후 약 2분 후에야 중단 시작을 시작할 수 있었다. 상승 중에 사용할 수 있는 5개의 중단 모드가 있었으며, 정상 중단과 우발 중단 범주로 구분되었다.[2] 중단모드의 선택은 상황이 얼마나 긴박하고 어떤 비상착륙장에 도달할 수 있느냐에 달려 있었다.

중단 모드는 광범위한 잠재적 문제를 다루었지만, 가장 일반적으로 예상되는 문제는 주 엔진 고장이었고, 따라서 계획된 궤도를 달성하기에 충분한 추진력을 가지지 못했다. 엔진이 관련되지 않았지만 중단이 필요한 다른 고장으로는 다중 보조 동력 장치(APU) 고장, 점진적 유압 고장, 실내 누출, 외부 탱크 누출 등이 있었다.

온전한 중단 모드

우주왕복선 챌린저호의 패널을 중단하십시오. 스위치 ON 상태에서 STS-51-F 동안 촬영

우주왕복선에는 네 가지 온전한 중단 모드가 있었다. 온전한 중단은 계획된 착륙지점이나 임무 수행에 계획되었던 것보다 더 낮은 궤도로 안전하게 귀환할 수 있도록 설계되었다.

시작 사이트로 돌아가기

RTLS(Return to launch site)는 사용 가능한 첫 번째 중단 모드였으며 SRB 배출 직후에 선택할 수 있었다. 우주왕복선은 과속 추진체를 연소하기 위해 계속 하강할 뿐만 아니라 주엔진 고장으로 인해 중단 시 수직 속도를 유지하기 위해 상승할 것이다. 충분한 추진체를 태운 후에, 차량은 이리저리 튕겨져 나가 발사장을 향해 다시 돌진하기 시작했다. 이 기동은 "동력 피칭 어라운드"(PPA)라고 불렸고, 우주왕복선의 궤적이 케네디 우주센터로 가져올 때까지 2% 미만의 추진체가 외부 탱크에 남아 있도록 시간을 맞추었다. 또한, 우주왕복선의 OMS와 반응 제어 시스템(RCS) 모터는 착륙 중량을 줄이고 궤도 무게중심을 조정하기 위해 과도한 OMS 추진체를 연소시키기 위해 지속적으로 추진력을 발휘할 것이다.

주 엔진 컷오프 직전에, 공기역학적 힘이 탱크를 궤도 위성과 충돌시킬 수 있기 때문에, 궤도 위성은 외부 탱크 분출을 위한 적절한 방향을 보장하기 위해 코 다운을 명령할 것이다. 궤도 위성이 RCS를 사용하여 분리를 증가시켰기 때문에 주 엔진은 차단되고 탱크는 폐기될 것이다.

컷오프와 분리는 약 230,000피트(70,000m)의 고도에서 대기권 상층 내부에서 효과적으로 발생하며, 외부 탱크가 과도한 공기역학적 응력과 난방에 노출되는 것을 방지할 수 있을 만큼 충분히 높다. 컷오프 속도는 착륙지점에 도달하기 위해 여전히 이동해야 하는 거리에 따라 달라지며 컷오프 시 궤도 위성의 거리에 기초하여 증가한다. 어쨌든, 궤도선은 너무 느리게 비행해서 그렇게 높은 고도에서 부드럽게 미끄러져 내려갈 수 없을 것이고, 그리고 빠르게 하강하기 시작할 것이다. 일련의 빠른 연속 기동은 일단 두꺼운 공기에 도달하면 궤도 위성의 코를 위쪽으로 높이 던지며 동시에 차량의 구조적 한계를 초과하지 않도록 보장한다(운전 하중 한계는 2.5Gs로 설정되었고, OMS 포드는 4.4Gs에서 궤도 위쪽에서 떼어낼 것으로 예상됨).

이 단계가 완료되면, 궤도선은 착륙지점에서 약 150nmi(278km) 떨어져 안정적인 활공 상태에 있게 되며, 이륙 후 약 25분 후에 정상적인 착륙을 진행하게 된다.[3]

PPA 중 어느 지점에서든 두 번째 메인 엔진에 고장이 발생하면 셔틀은 KSC의 활주로에 도달할 수 없게 되어 승무원들은 대피해야 할 것이다. PPA 중 세 번째 엔진의 고장은 제어력 상실을 초래하고 이후 승무원과 차량(LOCV)을 상실하게 된다. 수평 속도가 0에 근접하거나 외부 탱크 분사 직전에 엔진 3개가 모두 고장 나면 LOCV도 발생한다.[4]

캡슐 통신기는 RTLS가 더 이상 상승할 수 없는 지점을 리프팅 후 약 4분 후에 "음극 리턴"으로 호출할 것이며, 이때 차량은 위치 다운 레인지와 발사 지점 사이의 거리에서 얻은 속도를 안전하게 블리딩할 수 없을 것이다.

RTLS 중단 모드는 셔틀 프로그램의 역사에서 결코 필요하지 않았다. 가장 어렵고 위험한 중단으로 간주되었지만, 생존 가능한 잠재적 고장의 범위가 매우 좁을 뿐이지만 그럼에도 불구하고 더 많은 시간을 소모하는 중단 모드를 배제하기 위해 시간이 매우 중요하기 때문에 발생할 가능성이 가장 낮은 중단 중 하나로 간주되었다. 우주비행사 마이크 멀레인(Mike Mullane)은 RTLS 중단을 "자연스럽지 못한 물리학 행위"라고 언급했고, 많은 조종사 우주비행사들은 그들이 어려움 때문에 그러한 중단을 수행하지 않아도 될 것이라고 희망했다.[5]

대양 항행 착륙

TAL(transoceanic abort landing, TAL)은 이륙 후 약 25분에서 30분 후에 아프리카, 서유럽 또는 대서양(Azores의 Lajes field)에 미리 정해진 위치에 착륙하는 것을 포함했다.[6] RTLS(Return To Launch Site, RTLS)에 의해 속도, 고도, 거리 다운범위가 발사지점 복귀를 허용하지 않을 때 사용하는 것이었다. 또한 시간이 덜 걸리는 고장이 더 빠르지만 더 위험한 RTLS 중단을 요구하지 않는 경우에도 사용할 수 있었다.

엔진 고장과 같은 성능 문제의 경우 T+2:30(리프토프 후 2분 30초)에서 T+5:00(리프토프 후 5분) 사이에 TAL 중단이 선언되었을 것이며, 그 후 Abort Once Around(AOA)에 이어 Atort To Orbit(ATO)으로 변경되었다. 그러나 시간이 중요한 고장 또는 객실 누수 또는 냉각 장애와 같은 승무원의 안전을 위태롭게 하는 고장일 경우, TAL을 주 엔진 차단(MECO) 직전까지 또는 MECO 직후까지 호출할 수 있다. 그 셔틀은 대서양을 가로지르는 미리 정해진 활주로에 착륙했을 것이다. 마지막 4개의 TAL 사이트는 프랑스의 이스트레스 공군기지, 스페인의 사라고사와 모론 공군기지, 영국의 RAF Fairford였다. 셔틀 발사에 앞서 비행계획에 따라 2개소를 선정해 사용할 경우에 대비해 대기인원을 배치했다. TAL 사이트 목록은 지정학적 요인 때문에 시간이 지남에 따라 변경되었다. 정확한 부지는 궤도경사에 따라 발사부터 발사까지 결정됐다.[6]

TAL 사이트 준비는 발사 1주일 전부터 4, 5일이 걸렸고 NASA, 국방부, 건설업자 대다수가 발사 48시간 전에 도착했다. 또한, 인접한 패트릭 우주군 기지(당시 패트릭 공군 기지)에서 유인 우주 비행 지원 사무소의 C-130 항공기 2대는 승무원 8명, 파라어큐어 9명, 비행 외과의사 2명, 간호사와 의료 기술자 1명, 그리고 2,500파운드(1,100kg)의 의료 장비를 사라고사, 이스트레스 또는 둘 다로 수송할 것이다. 또한 하나 이상의 C-21S 또는 C-12S 항공기를 배치하여 TALCOM 또는 우주 비행 관제사가 셔틀 조종사 및 지휘관과 통신하기 위해 탑승한 경우 기상 정찰 기능을 제공할 것이다.[6]

이 중단 모드는 우주왕복선 프로그램의 전체 역사 동안 결코 필요하지 않았다.

한 번 중단

우주왕복선이 안정적인 궤도에 도달할 수 없지만 지구를 한 바퀴 돌고 이륙 후 약 90분 후에 착륙할 수 있을 정도의 충분한 속도를 가지고 있다면 AOA 주위에서 한번의 중단이 가능했다. 발사 후 약 5분 후, 우주왕복선은 지구 궤도를 한 바퀴 도는 데 충분한 속도와 고도에 도달한다.[7] 그리고 나서 이 궤도선은 재진입에 들어갈 것이다; NASA는 이 궤도 위성을 에드워즈 공군 기지, 화이트 샌즈 우주 항구 또는 케네디 우주 센터에 착륙시키는 것을 선택할 수 있다.[7] AOA 중단을 사용할 수 있는 시간은 TAL과 ATO 중단 기회 사이의 몇 초로 매우 짧았다. 따라서 기내에 의료 비상사태가 발생하면 AOA가 중단될 수 있었지만, 기술적 오작동(엔진 고장과 같은) 때문에 이 옵션을 선택하는 것은 매우 가능성이 낮았다.

이 중단 모드는 우주왕복선 프로그램의 전체 역사 동안 결코 필요하지 않았다.

궤도로 중단

예정된 궤도에 도달할 수 없을 때 궤도 중단(ATO)을 이용할 수 있었지만 지구 표면 위 120마일(190km) 이상에서 더 낮은 안정 궤도가 가능했다.[7] 이는 챌린저호가 이륙한 지 5분 46초 만에 중앙 엔진이 고장 난 STS-51-F 임무 중에 발생했다.[7] 우주선의 계획된 궤도 근처에 궤도가 형성되었고, 더 낮은 궤도로의 중단에도 불구하고 임무는 계속되었다.[7][8] 존슨 우주 센터의 우주 관제 센터는 SSME 실패를 관찰했고 "챌린저-휴스턴, ATO를 중단하라"라고 불린다. 엔진 고장은 나중에 온도 센서 결함으로 인한 부주의한 엔진 셧다운으로 판명되었다.[7]

ATO가 가능해진 순간은 "ATO에 대한 압박" 순간이라고 일컬어졌다. ATO 상황에서 우주선 사령관은 조종석 중단 모드 스위치를 ATO 위치로 돌려 중단 푸시 버튼을 눌렀다. 이로 인해 비행 통제 소프트웨어 루틴이 시작되어 중단이 처리되었다. 통신이 끊겼을 경우 우주선 사령관은 중단 결정을 내리고 독자적으로 조치를 취할 수도 있었다.

STS-93 임무 중 SSME 중 하나에서 수소 연료 누출이 발생하여 주 엔진 컷오프(MECO)에서 약간 과소 표시되었지만 ATO가 필요하지 않았고, 셔틀은 계획된 궤도를 달성했다. 만약 누출이 더 심했다면 ATO, RTLS 또는 TAL 중단이 필요했을 것이다.

우선권

중단 모드에 대한 선호 순서가 있었다.

  1. ATO는 가능할 때마다 선호되는 중단 옵션이었다.
  2. 차량이 아직 ATO 옵션을 허용하는 속도에 도달하지 않은 경우 TAL은 선호되는 중단 옵션이었다.
  3. AOA는 TAL과 ATO 옵션 사이의 짧은 창에만 사용되거나 TAL 창이 끝난 후 시간에 중요한 비상 상황(예: 탑승 중인 의료 비상 사태)이 발생한 경우에만 사용되었을 것이다.
  4. RTLS는 모든 중단 옵션의 가장 빠른 착륙을 초래했지만 가장 위험한 중단으로 간주되었다. 따라서 개발 중인 비상사태가 너무 시간적으로 중요하여 다른 비상사태가 실현 가능하지 않은 경우 또는 차량이 다른 비상사태를 수행하기에 충분한 에너지가 없는 경우에만 선택되었을 것이다.

다른 모든 미국의 궤도 가능 승무원 차량과 달리(2021년 현재 이전과 후속 모두) 이 우주 왕복선은 우주 비행사가 탑승하지 않고 비행한 적이 없다. 점진적인 비 오르비탈 테스트를 제공하기 위해 NASA는 첫 번째 임무를 RTLS 중단으로 하는 것을 고려했다. 그러나 STS-1 지휘관 존 영은 "러시아 룰렛을 연습하지 말자"[9] "RTLS는 성공을 위해서는 신의 행위로 점철된 지속적인 기적을 요구한다"[10]고 거절했다.

우발상황이 중단됨

우발적 중단은 하나 이상의 SSME 실패를 수반하며 일반적으로 궤도 위성이 활주로에 도달할 수 없게 했을 것이다.[11] 이러한 중단은 선원들이 탈출할 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 궤도선의 생존을 보장하기 위한 것이었다. 두 엔진의 손실은 일반적으로 재진입 중 구조 한계를 초과하지 않도록 궤도 위성의 궤적을 최적화하기 위해 남은 엔진을 사용함으로써 생존할 수 있었을 것이다. 3개의 엔진의 손실은 구제금융이 가능하기 전에 궤도선이 고장났을 특정 "블랙 존" 밖에서 생존할 수 있었을 것이다.[4] 이러한 우발적 중단은 챌린저호 파괴 이후 추가되었다.

챌린저 후 중단 기능 향상

STS-51-L까지의 옵션을 중단한다. 블랙존은 상상할 수 없는 고장을 나타낸다.
STS-51-L 이후 옵션 중단 회색 지대는 승무원이 구제금융을 받을 때까지 궤도선이 그대로 남아 있을 수 있는 고장을 나타낸다.

STS-51-L 중 챌린저 참사 이전에는 SSME 2개 이상의 실패와 관련된 상승 중단 옵션이 매우 제한적이었다. 단일 SSME의 실패는 상승 내내 생존할 수 있었지만, 약 350초 전에 두 번째 SSME(궤도가 하나의 엔진에서 TAL 현장에 도달하기에 충분한 저속 속도를 갖는 지점)의 실패는 구제 옵션이 존재하지 않았기 때문에 LOCV를 의미할 것이다. 연구들은 해양 배수로가 생존할 수 없다는 것을 보여주었다. 더욱이 RTLS 중단 중 두 번째 SSME가 상실되면, MECO 직전 기간(궤도선이 나머지 엔진의 연소 시간을 연장하여 KSC에 도달할 수 있는 기간)을 제외하고, RTLS 중단 중 어느 지점에서든 3중 SSME 고장이 발생할 수 있다.

STS-51-L에서 챌린저호를 잃은 후, 수많은 중단 강화가 추가되었다. 이러한 향상으로, 두 개의 SSME의 손실은 이제 전체 등반에서 승무원이 생존할 수 있었고, 차량은 생존하여 등반의 상당 부분을 위해 착륙할 수 있었다. 외부 탱크에 궤도선을 부착하는 스트럿은 SRB 비행 중 다중 SSME 실패를 더 잘 견딜 수 있도록 강화되었다. 전진 궤도/ET 및 SRB/ET 연결 지점에서 초과될 설계 하중으로 인해 T+90초 전에 3개의 SSME가 고장 났을 때 생존할 가능성이 낮았고 스태진 중 제어 가능성으로 인해 SRB 비행 중 언제든지 문제가 있었지만, 대부분의 상승 동안 승무원이 3개의 SSME의 상실을 생존할 수 있었다.g.[4]

특히 중요한 증가는 구제금융 능력이었다. 전투기의 분사 좌석과 달리, 셔틀은 기내 승무원 대피 시스템[12](ICES)을 갖추고 있었다. 차량은 오토파일럿에 안정된 활공(glide)에 넣어졌고, 해치는 날아가고, 승무원들은 막대기로 미끄러져 나와 궤도선의 왼쪽 날개를 치웠다. 그리고 나서 그들은 땅이나 바다로 낙하산을 타고 내려갈 것이다. 처음에는 희귀한 조건에서만 사용할 수 있는 것처럼 보였지만, 비상 착륙지점에 도달할 수 없는 고장 모드가 많았지만 차량은 여전히 온전하고 통제되고 있었다. 챌린저호 참사가 일어나기 전, STS-51-F에서 SSME 한 개가 T+345초 정도에서 실패했을 때 거의 이런 일이 일어났다. 그 경우의 궤도선도 챌린저였다. 두 번째 SSME는 가짜 온도 측정 때문에 거의 실패했지만, 빠르게 생각하는 비행 관제자에 의해 엔진 정지가 억제되었다. 만약 2차 SSME가 1차로부터 약 69초 이내에 실패했다면 대서양을 횡단할 수 있는 에너지가 부족했을 것이다. 구제금융 능력이 없었다면 승무원 전원이 사망했을 것이다. 챌린저호 패배 이후, 그러한 유형의 실패는 생존할 수 있게 되었다. 고고도 긴급구제를 용이하게 하기 위해, 승무원들은 Launch Entry Suit와 후에 Ascripted Crew Escape Suit를 착용하기 시작했다. 챌린저호 참사가 발생하기 전 작전 임무 수행원들은 원단 비행복만 착용했다.

챌린저 이후의 또 다른 개선사항은 동부 해안/버뮤다 상륙 중단(ECAL/BDA)의 추가였다. 고점 발사(모든 ISS 임무 포함)는 특정 조건 하에서 북미 동부 연안의 비상 활주로에 도달할 수 있었을 것이다. 대부분의 저공비행 발사는 버뮤다에 착륙했을 것이다(이 옵션을 가장 낮은 공회전 발사는 가능하지 않았지만, 궤도경사 28.5의 발사는 가능하지 않았다).°—KSC에서 동쪽으로 발사되어 버뮤다 남쪽 먼 곳을 통과했다.)

ECAL/BDA 중단은 RTLS와 비슷했지만, 케네디 우주 센터에 착륙하는 대신, 궤도선은 북미의 동부 해안이나 버뮤다(BDA의 경우)에 있는 다른 부지에 착륙을 시도했다. 다양한 잠재적 ECAL 착륙지가 사우스 캐롤라이나에서 캐나다의 뉴펀들랜드까지 확장되었다. 버뮤다의 지정 착륙지점은 해군 항공기지 버뮤다(미국 해군 시설)이다. ECAL/BDA는 착륙 지점을 선택하고 궤도 위성의 도착을 준비할 시간이 너무 적었기 때문에 온전한 중단보다 바람직하지 못한 우발적 중단이었다. 사전 지정된 곳은 모두 군 비행장이나 민·군 합동시설이었다. ECAL 비상 현장은 RTLS 및 TAL 중단에 대비하여 준비된 것만큼 궤도 착륙을 수용할 수 있는 시설이 잘 갖춰져 있지 않았다.[13] 이 사이트들은 NASA 직원이나 하청업체 직원들과 함께 근무하지 않았고 그곳에서 일하는 직원들은 셔틀 착륙을 다루기 위한 특별한 교육을 받지 않았다. 만약 그들이 필요했다면, 셔틀 조종사들은 완전한 엔진 고장을 겪은 글라이딩 항공기를 착륙시키는 데 사용되는 절차와 유사한 절차를 이용하여 일반 항공 교통 관제 요원들에게 의존해야 했을 것이다.

다양한 중단 시나리오에서 차량 에너지 관리를 위한 개선된 소프트웨어를 주로 포함하는 기타 수많은 중단 개선사항이 추가되었다. 이를 통해 다양한 SSME 고장 시나리오에서 비상 활주로에 도달할 가능성이 더 커졌다.

분사 탈출 시스템

"발사 탈출 시스템"이라고도 불리는 방출 탈출 시스템은 셔틀을 위해 여러 번 논의되었다. 챌린저호와 컬럼비아호가 패한 후, 여기에 큰 관심이 표출되었다. 비록 2021년 현재 미국 유인 비행에 사용된 적이 없지만, 이전과 이후의 모든 미국의 유인 우주선은 발사 탈출 시스템을 갖추고 있다.

분사 시트

처음 두 개의 셔틀버스인 엔터프라이즈와 컬럼비아는 분사 좌석으로 만들어졌다. 두 명의 승무원과 함께 비행기로 계획된 것은 이 두 명뿐이었다. 후속 셔틀은 하부 갑판 좌석을 포함해 2인 이상의 승무원이 탑승한 임무만을 위해 제작되었으며, 분사 좌석 옵션은 실현 불가능한 것으로 간주되어 분사 좌석 없이 챌린저, 디스커버리, 아틀란티스, 엔데버호가 제작되었다. 처음 두 개의 셔틀에 사용된 유형은 록히드 SR-71에서 사용된 좌석의 변형판이었다. 엔터프라이즈가 비행한 접근과 착륙 테스트는 탈출 옵션으로 이것들을 가지고 있었고, 콜롬비아의 처음 4개 비행편도 역시 이 옵션을 가지고 있었다. 그러나 STS-5는 두 명 이상의 승무원을 배치하는 첫 번째 임무였고, 지휘관은 분사 좌석을 장애인인 채로 비행하는 것이 더 윤리적 선택이라고 결정했다.[citation needed] 컬럼비아의 다음 비행편(STS-9)도 마찬가지로 좌석이 불구가 된 채 비행했다. 컬럼비아호가 다시 비행할 무렵(STS-61-C, 1986년 1월 12일 발사) 팜데일에서 전면적인 정비 정비를 거쳤으며 (폭발물 해치와 함께) 분사 좌석이 완전히 제거되었다. 분사 시트는 다음과 같은 여러 가지 이유로 셔틀을 위해 더 이상 개발되지 않았다.

  • 서너 명이 중앙 갑판(대략 전방 동체의 중앙)에 있을 때 7명의 승무원을 배출하기 매우 어려웠으며, 실질적인 차량 구조로 둘러싸여 있었다.
  • 제한적 배출 봉투. 분사 시트는 시간당 약 3,400마일(3,000 kn; 5,500 km/h)과 130,000 피트(4만 m)까지만 작동한다. 그것은 510초 동력의 상승 중 처음 100초 정도인 셔틀 작동 엔벨로프의 매우 제한된 부분을 차지했다.
  • 콜롬비아식 재진입 사고 땐 도움 안 돼 대기권 재진입 사고 중 배출은 높은 온도와 마하 속도의 풍파 때문에 치명적이었을 것이다.
  • 우주비행사들은 방출 좌석의 유용성에 대해 회의적이었다. STS-1 조종사 로버트 임페든은 다음과 같이 말했다.

    ...사실 고형물이 있는 동안 그것들을 사용해야 한다면 [생존]할 것이라고는 믿지 않는다. 만약 당신이 튀어나와서 고형물 뒤에 있는 불길을 뚫고 내려가면, 당신은 살아날 수 있었을 것이고, 그렇게 했다면, 그 과정에서 타버렸을 것이기 때문에 낙하산이 없을 것이다. 하지만 고체가 다 타버릴 때쯤엔 너무 높은 고도까지 올라가서 그걸 사용할 수 없었지... 그래서 나는 개인적으로 만약 우리가 정말 만일의 사태에 부딪친다면 방출석이 정말로 우리를 도울 것이라고는 생각하지 않았다.[14]

소련의 셔틀 부란에는 K-36RB(K-36M-11F35) 좌석과 스트리즈 전압 슈트가 포함되었을 승무원 비상 탈출 시스템이 장착될 계획이었는데, 이 시스템은 최대 3만 m의 고도와 마하 3까지의 속도를 낼 수 있는 자격이 주어졌다.[15] 부란은 승무원 없이 완전히 자동화된 모드로 한 번만 비행했기 때문에 좌석은 설치되지 않았고 실제 인간 우주 비행에서 시험된 적도 없었다.

분사 캡슐

탈출 좌석의 대안은 탈출 승무원 캡슐이나 객실 탈출 시스템으로 승무원이 보호 캡슐에 담아 배출하거나 객실 전체를 배출하는 것이었다. 그러한 시스템은 여러 대의 군용기에 사용되어 왔다. B-58 Hustler와 XB-70 Valkyrie는 캡슐 분사를 사용했고, General Dynamics F-111과 Rockwell B-1 Lancer의 초기 프로토타입은 캐빈 분사를 사용했다.

분사 좌석과 마찬가지로, 우주왕복선을 위한 캡슐 배출은 차량에서 내릴 수 있는 쉬운 방법이 없기 때문에 어려웠을 것이다. 몇 명의 승무원이 실속 있는 차량 구조물에 둘러싸여 가운데에 앉아 있었다.

승무원이 온도, 풍파, 산소 또는 진공 부족으로부터 보호될 것이기 때문에 객실 배출은 배출 좌석보다 훨씬 더 큰 비행 봉투의 부분을 위해 작동할 것이다. 이론적으로, 방출실은 재진입에 견딜 수 있도록 설계될 수 있었지만, 그것은 추가적인 비용, 중량 및 복잡성을 수반한다. 다음과 같은 몇 가지 이유로 캐빈 이탈이 추구되지 않았다.

  • 우주왕복선에 필요한 주요 개조 작업으로, 몇 년이 걸릴 것 같다. 대부분의 기간 동안 차량을 사용할 수 없을 것이다.
  • 캐빈 배출 시스템은 무거우므로 상당한 페이로드 페널티가 발생한다.
  • 실내 배출 시스템은 배출 시트보다 훨씬 더 복잡하다. 그들은 케이블을 절단하는 장치와 기체와 기체를 연결하는 도관을 필요로 한다. 객실에는 공기역학적 안정화 장치가 있어야 분사 후 넘어지지 않는다. 큰 객실 무게는 매우 큰 낙하산을 요구하는데, 추출 순서가 더 복잡하다. 에어백은 충격을 완화하거나 부양할 수 있도록 객실 아래에 전개되어야 한다. 온-더-패드 회피가 가능하도록 하려면 분리 로켓이 상당히 커야 할 것이다. 요컨대, 많은 복잡한 일들이 특정한 시간적 순서에 따라 일어나야만 실내에서 분사가 성공할 수 있고, 차량이 분해될 수 있는 상황일 수 있다. 만약 기체가 뒤틀리거나 뒤틀려서 객실 분리를 막거나 이물질이 착륙 에어백, 안정화 또는 기타 객실 시스템을 손상시킨다면 탑승자는 생존하지 못할 가능성이 높다.
  • 많은 대형 폭약식 장치로 인한 위험 증가 필요하지 않더라도, 오두막을 분리하는데 필요한 많은 폭발 장치는 조급하거나 명령되지 않은 폭발의 위험을 수반한다.
  • 실내 배출은 처음에 설계되지 않은 차량에 개조하는 것이 훨씬 어렵고, 비용이 많이 들고, 위험하다. 만약 우주왕복선이 처음에 객실 탈출 시스템으로 설계되었다면, 그 중 하나가 더 실현가능했을지도 모른다.
  • 캐빈/캡슐 배출 시스템은 까다로운 성공 기록을 가지고 있다. 알 화이트는 XB-70 공중 충돌에서 탈출할 때 팔이 으스러지는 부상을 입었고, 다른 한 명은 전개되지 않아 승무원이 사망하는 사고가 발생했다.[16]

우주왕복선 중단 역사

출처:[17]

날짜 오비터 미션 중단 유형 중단시간 설명
1984-06-26 디스커버리 STS-41-D RSLS T-4초 3번 우주왕복선 주엔진(SSME)에서 느린 밸브가 감지됨 Discovery는 엔진 교체를 위해 VAB로 롤백했다.
1985-07-12 챌린저 STS-51-F RSLS T-3초 SSME 2번 냉각수 밸브 문제. 발사대에서 밸브를 교체했다.
1985-07-29 챌린저 STS-51-F 아토 T+5분, 45초 센서 문제 SSME 1번 종료. 미션은 계획보다 낮은 궤도에서 계속되었다.
1993-03-22 컬럼비아 STS-55 RSLS T-3초 SSME 2번의 산화제 프리버너에서 퍼지 압력 측정값 문제. 모든 엔진은 패드에서 교체되었다.
1993-08-12 디스커버리 STS-51 RSLS T-3초 SSME 2호에서 수소연료의 흐름을 감시하는 센서가 고장 났다. 모든 엔진은 발사대에서 교체되었다.
1994-08-18 인데버 STS-68 RSLS T-1초 센서가 SSME 3번에서 고압 산화제 터보펌프의 방전 온도를 허용치보다 높게 측정하였다. 인데버호는 VAB로 돌아가서 세 개의 엔진을 모두 교체했다. 스테니스 우주센터에서 시험 발사를 한 결과 연료유량계량기의 표류가 확인되었고, 이로 인해 엔진의 시동이 느려져 온도가 높아진 것으로 나타났다.

비상착륙장

임무 프로필, 날씨, 지역 정치 상황에 따라 미리 결정된 궤도 비행기의 비상 착륙 장소가 임무별로 선택되었다. 셔틀 프로그램 중 비상 착륙 사이트는 다음과 같다.[18][19]
인공위성이 착륙한 부지는 굵은 글씨로 나열돼 있지만 비상 착륙은 없었다.

알제리

호주.

바하마

바베이도스

캐나다[24]

케이프 베르데

칠리

프랑스.

감비아

독일.

그리스

  • 크레타 주 수다 만 수다 공군 기지

아이슬란드

아일랜드

자메이카

라이베리아

모로코

포르투갈

사우디아라비아

스페인

소말리아

남아프리카 공화국

스웨덴

터키

영국

영국 해외 영토

미국

콩고 민주 공화국

기타위치

지정된 비상 착륙 지점의 범위 내에 있지 않은 지역에 궤도 위성을 착륙시키는 비상 디오빗의 경우, 궤도 위성은 이론적으로 대형 상업 공항의 대부분을 포함하는 최소 3km(9,800ft) 길이의 포장 활주로에 착륙할 수 있었다. 실제로, 미국이나 연합군 비행장은 보안 배치와 상업적 항공 교통의 혼란을 최소화한다는 이유로 선호되었을 것이다.

대중문화에서

참고 항목

참조

  1. ^ NASA - 미션 프로필
  2. ^ "Shuttle Abort Modes". Shuttle Reference and Data. NASA. Retrieved 2006-12-09.
  3. ^ "NASA Intact Ascent Aborts Workbook, chapter 6 RETURN TO LAUNCH SITE" (PDF).
  4. ^ a b c "Contingency Aborts" (PDF). NASA.gov. Retrieved February 1, 2015.
  5. ^ Mullane, Mike (2006). Riding Rockets: The Outrageous Tales of a Space Shuttle Astronaut. New York: Scribner. p. 588.
  6. ^ a b c "Space Shuttle Transoceanic Abort Landing (TAL) Sites" (PDF). National Aeronautics and Space Administration. December 2006. Retrieved 2009-07-01.
  7. ^ a b c d e f Mullane, Mike (1997). Do Your Ears Pop in Space? and 500 other surprising questions about space travel. John Wiley & Sons, Inc. p. 60. ISBN 0471154040.
  8. ^ "STS-51F National Space Transportation System Mission Report". NASA Lyndon B. Johnson Space Center. September 1985. p. 2. Retrieved 16 January 2020.
  9. ^ "Astronauts in Danger". Popular Mechanics. December 2000. Retrieved 2006-12-09.
  10. ^ Dunn, Terry (2014-02-26). "The Space Shuttle's Controversial Launch Abort Plan". Tested.
  11. ^ "Space Shuttle Abort Evolution" (PDF). ntrs.nasa.gov. Retrieved February 1, 2015.
  12. ^ spaceflight.nasa.gov
  13. ^ aerospaceweb.org
  14. ^ 2006년 5월 26일 NASA 존슨 우주 센터 구강 역사 프로젝트 "로버트 L. 임파겐"
  15. ^ "Emergency escape systems of RD&PE Zvezda". Archived from the original on 2013-01-15.
  16. ^ Winchester, Jim (2005). "North American XB-70 Valkyrie". Concept Aircraft: Prototypes, X-Planes and Experimental Aircraft. San Diego, California: Thunder Bay Press. p. 186. ISBN 9781840138092.
  17. ^ nasa.gov
  18. ^ Dennis R. Jenkins (2001). Space shuttle: the history of the National Space Transportation System : the first 100 missions.
  19. ^ 전 세계 셔틀 착륙지 정보
  20. ^ Kerrie Dougherty and Matthew L. James (1993). Space Australia: the story of Australia's involvement in space. Powerhouse.
  21. ^ 화재가 군용기의 비상 착륙을 초래하다, LoopBarbados.com - 2017년 8월-03년 8월
  22. ^ 국방부, 바베이도스 비상착륙 세부사항 공유 - 일간지 2017-2003년 8월
  23. ^ NASA 항공기 비상 착륙, 프레스리더 온라인
  24. ^ "NASA SPACE SHUTTLE EMERGENCY LANDING SITE CONTINGENCY PLAN" (PDF). Transport Canada. Archived from the original (PDF) on 2013-05-17.
  25. ^ CFB 나마오 알버타 온라인 백과사전 - 알버타의 항공 유산. 검색됨: 2011-03-01
  26. ^ "France to assist NASA with the future launches of the Space Shuttle". Retrieved 2009-08-27.
  27. ^ "Somaliland's missing identity". BBC. 5 May 2005.
  28. ^ "NASA Names North Carolina Airport Emergency Landing Site for Shuttle". Retrieved 2009-01-17.

외부 링크