Многоразовый транспортный космический корабль "Колумбия"

"Колумбия" (Columbia) – первый полетевший в космос многоразовый транспортный корабль, созданный по американской программе Space Transportation System, более известной как Space shuttle ("космический челнок").

Строительство корабля "Колумбия" началось в 1975 году, а в марте 1979 года он был доставлен в Космический центр имени Кеннеди (Kennedy Space Center – космодром на мысе Канаверал, штат Флорида, США) для подготовки к первому полету в космос.

Назван космический корабль был по имени парусника, на котором капитан Роберт Грей в мае 1792 года исследовал внутренние воды Британской Колумбии (ныне штаты США Вашингтон и Орегон). В Национальном управлении по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) "Колумбия" имел обозначение OV-102 (Orbiter Vehicle-102).

Космический корабль состоял из трех основных элементов: воздушно-космического самолета "Орбитер", многоразовых ракетных ускорителей и сбрасываемого топливного блока, который являлся единственным одноразовым элементом всей системы. "Орбитер" имел три основных двигателя для вывода на орбиту, крылья и шасси для посадки, служебные системы и систему управления и наведения, а также теплозащиту, необходимую для возвращения на Землю. В нем находились экипаж и полезный груз. Отсек экипажа, располагавшийся в носовой части "Орбитера", имел три уровня. На летной палубе, самой верхней, во время взлета и приземления находились командир, пилот и два специалиста по операциям. Она имела десять иллюминаторов. На средней палубе находились кухня, система переработки отходов, спальное помещение и основание шлюзовой камеры, через которую космонавты выходили из корабля при проведении работ в открытом космосе. Боковой люк средней палубы служил для входа и выхода экипажа, когда корабль находился на Земле. Под средней палубой размещалась часть агрегатов системы жизнеобеспечения и кладовая. В грузовом отсеке, находившимся в центральной части "Орбитера", могли располагаться космический аппарат или лабораторные модули до пяти метров в диаметре и 18 метров длиной. В кормовой части "Орбитера" размещались основные двигатели и вспомогательная система электропитания, а также вертикальное оперение (киль) и задние двигатели системы ориентации. Посадку он совершал как самолет.

Многоразовый транспортный корабль "Колумбия" был тяжелее шаттлов, построенных позже, и у него не было стыковочного модуля, поэтому он не мог стыковаться ни с орбитальной космической станцией "Мир", ни с Международной космической станцией (МКС).

Его первый полет состоялся 12 апреля 1981 года, точно в тот же день, ровно через 20 лет после первого полета человека в космос, который совершил Юрий Гагарин 12 апреля 1961 года. Первая попытка запуска состоялась 10 апреля 1981 года, но из-за неисправности в бортовом вычислительном комплексе запуск был отложен на двое суток.

Командиром экипажа был ветеран американской космонавтики Джон Янг, пилотом – Роберт Криппен. Полезным грузом в первом полете было измерительное оборудование, которое использовалось для сбора данных о поведении корабля в полете. Главной задачей была проверка общих полетных качеств корабля во время старта, в полете и при приземлении.

Все компоненты шаттла прошли испытания по отдельности, но вся система в комплексе до данного полета не испытывалась в реальном космическом полете. Из-за особенностей корабля была нарушена традиционная методика испытаний: ранее, как в советских, так и американских космических программах, первому пилотируемому полету предшествовали летные испытания носителя и корабля без экипажа. В случае "Колумбии" первый полет был выполнен пилотируемым. Это было сопряжено, даже при обширных наземных тестах, с большой долей риска, однако поставленная перед испытаниями задача была успешно выполнена.

"Колумбия" вернулась на Землю 14 апреля. Шаттл приземлился на взлетно-посадочной полосе на авиабазе Эдвардс (штат Калифорния).

Наиболее существенной неполадкой в этом полете была потеря нескольких теплозащитных плиток на гондолах двух двигателей в хвостовой части корабля. При возвращении на Землю ни одна плитка не была потеряна. Повреждение плиток было вызвано ударными волнами, образующимися при полете со сверхзвуковой скоростью на участке выведения. Послеполетный анализ показал, что динамические нагрузки при включении ускорителей были больше расчетных, что и привело к некоторой деформации корпуса "Колумбии". Чтобы избежать этого в дальнейшем, было принято решение покрыть поверхность газоходов стартового стола слоем льда, который поглощал бы энергию ударной волны.

Затем последовали еще три испытательных полета корабля с экипажем из двух астронавтов (12-14 ноября 1981 года, 22-30 марта и 27 июня – 4 июля 1982 года).

После завершения четвертого полета "Колумбии" космическая транспортная система Space shuttle была объявлена принятой в эксплуатацию.

В пятом полете, состоявшемся 11-16 ноября 1982 года, впервые в экипаж "Колумбии" вошли четыре астронавта, а шесть астронавтов впервые составили экипаж во время полета 28 ноября – 8 декабря 1983 года.

"Колумбия" первой из челноков была подвергнута различным модернизациям, которых она на своем веку пережила более 50. За время своей службы шаттл совершил 28 рейсов на орбиту Земли и провел в космосе 300 дней.

С последнего 28 полета "Колумбия" не вернулась. Шаттл стартовал из Космического центра имени Кеннеди 16 января 2003 года. В экипаж шаттла вошли астронавты Рик Хасбэнд, Уильям МакКул, Майкл Андерсон, Лорел Кларк, Дэвид Браун, Калпана Чавла (Индия) и Илан Рамон – первый астронавт Израиля.

Основной задачей полета являлось проведение научных исследований и экспериментов. Полет шаттла "Колумбия" называли самым неординарным космическим полетом NASA за последнее время. Его старт переносился несколько раз (изначально планировалась к запуску 11 января 2001 года).

Во время старта в небо на всякий случай были подняты истребители. Они контролировали воздушное пространство в радиусе 40 километров от космодрома. Морские корабли держали под охраной акваторию шириной в 50 километров.

Старт 16 января 2003 года не обошелся без происшествий. Через 80 секунд после запуска "Колумбии" оторвавшийся кусок теплоизоляционного покрытия внешнего топливного бака ударил о край левого крыла шаттла. Камеры, сфокусированные на последовательности запуска, зафиксировали столкновение с ним, но инженеры не смогли точно определить место и степень повреждения.

Эксперты предположили, что отвалившийся кусок попал по нижней поверхности крыла, а значит, удар был скользящим. Подобные инциденты произошли при трех предыдущих запусках шаттла, не причинив им критических повреждений. На самом деле в результате удара в термозащитном слое крыла образовалась дыра ориентировочным размером 15-25 сантиметров, которая впоследствии и привела к катастрофе.

В ходе 16-дневного космического полета астронавты провели более 80 научных опытов, работая "круглые сутки" в две смены.

1 февраля 2003 года, выполнив полетный план, "Колумбия" получила команду на приземление. Через 10 минут после входа шаттла в атмосферу Земли, когда он находился на высоте более 70 километров над береговой линией штата Калифорния, двигаясь со скоростью, в 23 раза превышающей скорость звука, появились первые признаки неисправности. Поскольку термостойкие плитки, закрывавшие переднюю кромку левого крыла, были повреждены или отсутствовали, ветер и тепло проникли в крыло. Перегретый воздух стал циркулировать внутри крыла, расплавляя его алюминиевую конструкцию, что привело к потере управления.

На высоте около 61 километра приблизительно в 200 километрах к западу от Далласа (штат Техас) прервалась связь с экипажем, а через несколько секунд корабль разрушился от мощных аэродинамических и тепловых нагрузок.

От момента потери управления до распада шаттла на части прошла 41 секунда. Шансов на спасение у астронавтов не было. Катастрофа произошла примерно за 16 минут до посадки, когда "Колумбия" летела над штатом Техас. Обломки шаттла легли на землю узкой полосой, вытянутой в юго-восточном направлении к Мексиканскому заливу на территории штатов Техас и Луизиана. В течение нескольких месяцев проводились их поиски, в результате которых были найдены более 83,8 тысячи фрагментов корабля, что составляет примерно 38% от сухого веса "Колумбии". Единственными выжившими при катастрофе оказались черви-нематоды Caenorhabditis elegans, обнаруженные в алюминиевых контейнерах – их выращивали на орбите во время биологических экспериментов.

В день гибели "Колумбии" президент США Джордж Буш в обращении к нации, сообщил о трагедии и о том, что "путешествие в космос будет продолжаться". Он также лично позвонил семьям астронавтов, чтобы выразить соболезнования. В Вашингтоне над Белым домом и Капитолием были приспущены флаги.

4 февраля 2003 года в космическом центре Джонсона в Хьюстоне, штат Техас, президент Буш и первая леди Лора Буш приняли участие в поминальной службе, посвященной памяти погибших астронавтов. На церемонии также присутствовали бывшие американские астронавты, сотрудники NASA, представители правительства и члены Конгресса США. Колокол пробил семь раз в память о каждом из семерки "Колумбии".

В 2008 году NASA опубликовало доклад, в котором содержались подробности трагической гибели "Колумбии" и выводы о причине трагедии. Комиссия пришла к выводу, что к катастрофе привело повреждение левого крыла от удара куском оторвавшейся теплоизоляции, полученное при старте шаттла с космодрома.

После катастрофы с "Колумбией" программа космических шаттлов была приостановлена до 26 июля 2005 года, когда был запущен космический корабль "Дискавери". Руководство NASA пересмотрело свое отношение к безопасности полетов. Это отразилось и на расписании полетов шаттлов и на процедуре подготовки к старту. В 2011 году программа Space Shuttle была закрыта из-за дороговизны и в связи с переориентацией NASA на новые задачи за пределами околоземного пространства. В июле 2011 года по ней был совершен последний (135-й) полет.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников