Space Shuttle Externe tank

"Externe brandstoftank" leidt hier om. Zie voor vervangbare tanks die door vliegtuigen worden gedragen Druppel.
Space Shuttle Externe tank
External tank No. 124.jpg
Externe tank nr. 124 wordt neergelaten in High Bay 1 van de Voertuigconstructie waar het wordt gekoppeld met de solide raketboosters voor missie STS-117.
Fabrikant NASA Michoud Assembly Facility, aannemer: Martin Marietta, later Lockheed Martin
Land van herkomst Verenigde Staten
Gebruikt op Ruimteschip
Algemene karakteristieken
Hoogte 46,9 m (153,8 ft)
Diameter 8,4 m (27,6 ft)
Grove massa 760.000 kg (1.680.000 lb)
Space Shuttle ET
Aangedreven door 3 RS-25 gemonteerd op de orbiter
Maximale stuwkracht 1.254.000 lbf (5.580 kN)[1]
Verbrandingstijd 510 s
Drijfveer LH2/LOX
De ET van STS-115 na scheiding van de orbiter. De Scorch Mark aan de voorkant van de tank is van de SRB -scheidingsmotoren.

De Space Shuttle Externe tank (ET) was het onderdeel van de Ruimteschip Lanceervoertuig die de vloeibare waterstof brandstof en vloeibare zuurstof oxidatier. Tijdens de lancering en de beklimming leverde het de brandstof en de oxidatiemiddel onder druk aan de drie RS-25 hoofdmotoren in de orbiter. De ET werd iets meer dan 10 seconden na het afsnijden van de hoofdmotor (MECO) overboord gegooid en de atmosfeer van de aarde opnieuw binnengekomen. In tegenstelling tot de Solide raketboosters, externe tanks werden niet hergebruikt. Ze gingen uit elkaar vóór impact in de Indische Oceaan (of Stille Oceaan In het geval van lanceringstrajecten voor directe insertie), weg van scheepvaartroutes en werden niet hersteld.[2]

Overzicht

De externe tank was wit geverfd voor de eerste twee space shuttle lanceringen.
Van STS-3 Op, werd het ongeverfd.

De ET was het grootste element van de space shuttle, en wanneer het werd geladen, was het ook de zwaarste. Het bestond uit drie belangrijke componenten:

  • de voorwaartse vloeibare zuurstof (LOX) tank
  • een niet -onderdrukte intertank die de meeste elektrische componenten bevat
  • de achterste vloeistof waterstof (LH2) tank; Dit was het grootste deel, maar het was relatief licht, vanwege de zeer lage dichtheid van vloeibare waterstof.

De ET was de "ruggengraat" van de shuttle tijdens de lancering en bood structurele ondersteuning voor bevestiging met de Space Shuttle Solid Rocket Boosters (SRBS) en Orbiter. De tank was verbonden met elke SRB op één voorwaartse bijlagepunt (met behulp van een crossbeam door de onderkant) en één achterbeugel, en deze was verbonden met de orbiter bij één voorwaartse bijlage bipod en twee achterste bipoden. In het achterste bevestigingsgebied waren er ook navel die gedragen vloeistoffen, gassen, elektrisch signalen en elektrisch vermogen tussen de tank en de orbiter. Elektrische signalen en bedieningselementen tussen de orbiter en de twee solide raketboosters werden ook door die navelstreng geleid.

Hoewel de externe tanks altijd werden weggegooid, was het mogelijk mogelijk om ze in een baan om de baan te hergebruiken.[3] Plannen voor hergebruik varieerden van opname in een ruimtestation als extra wonen of onderzoeksruimte, als raketbrandstoftanks voor interplanetaire missies (bijv. Mars), tot grondstoffen voor een baan om in een baan om fabrieken.[3]

Een ander concept was om de ET te gebruiken als vrachtdrager voor omvangrijke ladingen.[4] Eén voorstel was dat de primaire spiegel van een 7-meter diafragma-telescoop met de tank werd gedragen.[4] Een ander concept was de AFT Cargo Carrier (ACC).[5]

Versies

In de loop der jaren werkte NASA om het gewicht van de ET te verminderen om de totale efficiëntie te verhogen. Het gewicht dat werd verminderd van de ET resulteerde in een bijna gelijke toename van de vrachtvervoercapaciteit van de space shuttle.[6]

Standaard gewichtstank

De originele ET is informeel bekend als de standaard gewichtstank (SWT) en werd vervaardigd uit 2219 Aluminium legering, een hoogwaardig aluminium-koperlegering dat wordt gebruikt voor veel ruimtevaarttoepassingen. De eerste twee, gebruikt voor STS-1 en STS-2, werden wit geverfd om de tanks te beschermen tegen ultraviolet licht Tijdens de langere tijd die de shuttle doorbrengt op het lanceerplatform voorafgaand aan de lancering.[7] Omdat dit geen probleem bleek te zijn, Martin Marietta (nu onderdeel van Lockheed Martin) verminderd gewicht door de roestkleurige spray-on isolatie te laten onverminderd beginnen met STS-3, ongeveer 272 besparenkg (600pond).[8]

Na STS-4, enkele honderden ponden werden geëlimineerd door de anti-geyser-lijn te verwijderen. Deze lijn liep parallel met de zuurstofvoerlijn en zorgde voor een circulatiepad voor vloeibare zuurstof. Dit vermindert de ophoping van gas- Zuurstof in de voederlijn tijdens prelaunch tanking (laden van de LOX). Na drijfveer Het laden van gegevens van grondtests en de eerste paar space shuttle-missies werden beoordeeld, de anti-geyser-lijn werd verwijderd voor latere missies. De totale lengte en diameter van de ET blijven ongewijzigd. De laatste swt, gevlogen STS-7, woog ongeveer 77.000 pond (35.000 kg) inert.

Lichtgewicht tank

A Ruimteschip externe tank op weg naar de Voertuigconstructie

Beginnend met de STS-6 Mission, een lichtgewicht ET (LWT), werd geïntroduceerd. Deze tank werd gebruikt voor het grootste deel van de shuttle -vluchten en werd voor het laatst gebruikt tijdens de lancering van de noodlottig STS-107 missie. Hoewel tanks enigszins in gewicht variëren, woog elk ongeveer 66.000 pond (30.000 kg) inert.

De gewichtsreductie van de SWT werd bereikt door delen van stringers te elimineren (structurele verstijvers die de lengte van de waterstoftank lopen), met behulp van minder verstijvingsringen en door belangrijke frames in de waterstoftank te wijzigen. Ook waren aanzienlijke delen van de tank gefreesd anders om de dikte te verminderen, en het gewicht van de AFT van de ET Solide raketbooster Bevestigingen werden verminderd door een sterkere, maar lichtere en minder duur te gebruiken titanium legering.

Super lichtgewicht tank

De super lichtgewicht tank (SLWT) werd voor het eerst gevlogen in 1998 STS-91 en werd gebruikt voor alle volgende missies met twee uitzonderingen (STS-99 en STS-107).[9] De SLWT had in principe hetzelfde ontwerp als de LWT, behalve dat het een aluminium-lithiumlegering (AL 2195) voor een groot deel van de tankstructuur. Deze legering zorgde voor een aanzienlijke vermindering van het tankgewicht (ongeveer 7.000 pond of 3.175 kg) over de LWT. Fabricage ook inbegrepen Wrijvingsrappellassen technologie. Hoewel alle ET's die na de introductie van de SLWT waren geproduceerd, van deze configuratie waren, bleef één LWT in voorraad om te worden gebruikt indien gevraagd tot het einde van het shuttle -tijdperk. De SLWT zorgde voor 50% van de prestatieverhoging die nodig is om de shuttle te bereiken om de Internationaal Ruimtestation.[10] De gewichtsvermindering stelde de orbiter in staat om meer payload naar de zeer geneigde baan van het ISS.

Het pegasus -binnenschip[11] Het dragen van ET-119 wordt naar Port Canaveral gesleept.

Technische specificaties

SLWT -specificaties[9]

  • Lengte: 153.8 ft (46,9 m)
  • Diameter: 27,6 ft (8,4 m)
  • Lege gewicht: 58.500 lb (26.500 kg)
  • Bruto liftgewicht: 1.680.000 lb (760.000 kg)

Lox -tank

  • Lengte: 54.6 ft (16,6 m)
  • Diameter: 27,6 ft (8,4 m)
  • Volume (op 22 psig): 19.541.66cu ft (146,181,8Amerikaanse gal; 553,358l)
  • LOX -massa (bij 22 psig): 1.387.457 lb (629.340 kg)
  • Bedieningsdruk: 34.7–36.7 psi (239–253 kPa) (absoluut)

Onderling

  • Lengte: 22,6 ft (6,9 m)
  • Diameter: 27,6 ft (8,4 m)

LH2 tank

  • Lengte: 97,0 ft (29,6 m)
  • Diameter: 27,6 ft (8,4 m)
  • Volume (op 29,3 psig): 52.881.61 Cu ft (395.581,9 US GAL; 1.497.440 L)
  • LH2 Massa (bij 29,3 psig): 234,265 lb (106,261 kg)
  • Werkdruk: 32–34 psi (220-230 kPa) (absoluut)
  • Werktemperatuur: −423 ° F (−253 ° C)[10]

Aannemer

De aannemer voor de externe tank was Lockheed Martin (eerder Martin Marietta), New Orleans, Louisiana. De tank werd vervaardigd bij de Michoud Assembly Facility, New Orleans, en werd getransporteerd Kennedy Space Center door aanleg.

Componenten

De ET heeft drie primaire structuren: een LOX -tank, een intertank en een LH2 tank. Beide tanks zijn gebouwd uit aluminium legeringsschillen met ondersteuning of stabiliteitsframes zoals vereist. De intertank aluminiumstructuur maakt gebruik van huidstringers met stabiliserende frames. De primaire aluminium materialen die voor alle drie de structuren worden gebruikt, zijn 2195 en 2090 legeringen. AL 2195 is een Al -LI -legering ontworpen door Lockheed Martin en Reynolds voor de opslag van cryogenica (en gebruikt voor de SLW -versie van de ET - eerdere versies die Al 2219[12]). Al 2090 is een commercieel verkrijgbare Al-LI-legering.

Anatomie van de externe tank

Vloeibare zuurstoftank

De Lox -tank bevindt zich bovenaan[a] van de ET en heeft een ogief Vorm om aerodynamische weerstand en aerothermodynamische verwarming te verminderen. Het ogive neusgedeelte wordt afgedekt door een platte verwijderbare dekplaat en een neuskegel. De neuskegel bestaat uit een verwijderbare conische assemblage die dient als een aerodynamische kuip voor de componenten van de voortstuwing en het elektrische systeem. Het belangrijkste element van de neuskegel functioneert als een gegoten aluminium bliksemafstand. Het LOX -tankvolume is 19.744 cu ft (559,1 m3) bij 22 psi (150 kPa) en −297 ° F (90,4 K; −182,8 ° C) (cryogeen).

De tank voedt zich in een voedingslijn van 17 inch (430 mm) die de vloeibare zuurstof overbrengt door de onderlinge, daarna buiten de ET naar de achterste rechter ET/orbiter loskoppelen navelstreng. The 17 in (430 mm) diameter feed line permits liquid oxygen to flow at approximately 2,787 lb/s (75,800 kg/min) with the RS-25s operating at 104% or permits a maximum flow of 17,592 US gal/min (1.1099 m3/s).

Alle belastingen behalve aerodynamische belastingen worden overgebracht van de LOX-tank op een gebout, flens-gewrichtsinterface met de onderkant.

De LOX -tank bevat ook een interne slosh -baffle en een draaikolk om vloeibare slos te dempen. De Vortex Baffle is gemonteerd over de LOX -voederuitgang om vloeistofwerveling als gevolg van SLOSH te verminderen en om te verkortrepment van gassen in de geleverde LOX.

Onderling

De tussenkomst is de ET -structurele verbinding tussen de LOX en LH2 tanks. De primaire functies zijn om alle stuwkrachtbelastingen van de SRB's te ontvangen en te verspreiden en belastingen tussen de tanks over te dragen.

De twee SRB voorwaartse bevestigingen bevinden zich 180 ° uit elkaar op de intertank structuur. Een straal wordt uitgestrekt over de onderlinge structuur en wordt mechanisch bevestigd aan de bevestigingen. Wanneer de SRB's schieten, zal de balk buigen vanwege hoge spanningsbelastingen. Deze belastingen worden overgebracht naar de fittingen.

Grenzend aan de SRB -bevestigingen is een belangrijk ringframe. De belastingen worden overgebracht van de fittingen naar het belangrijkste ringframe dat vervolgens de tangentiële belastingen naar de onderste huid verdeelt. Twee panelen van de onderlinge huid, de stuwkrachtpanelen genoemd, verdelen de geconcentreerde axiale SRB -stuwkrachtbelastingen naar de LOX en LH2 Tanks en aan aangrenzende onderlinge huidpanelen. Deze aangrenzende panelen bestaan ​​uit zes stringer-gestimuleerde panelen.

De intertank fungeert ook als een beschermend compartiment voor het huisvesten van de operationele instrumentatie.

Vloeibare waterstoftank

De 70-voet lange (21 m), 17-inch diameter (430 mm) vloeibare zuurstofvoerlijn loopt extern langs de rechterkant van de vloeibare waterstoftank omhoog en in de intertank. Twee 5-inch (130 mm) diameter herdruklijnen lopen ernaast. De ene levert waterstofgas aan de vloeibare waterstoftank en de andere levert zuurstofgas aan de vloeibare zuurstoftank. Ze worden gebruikt om de ullage druk in elke tank tijdens de lancering.

De LH2 Tank is de onderkant[a] deel van de et. De tank is gebouwd van vier cilindrische loopsecties, een voorwaartse koepel en een achterste koepel. De vatsecties worden samengevoegd door vijf grote ringframes. Deze ringframes ontvangen en verdelen ladingen. Het voorwaartse koepel-tot-vatframe verdeelt de belastingen die worden toegepast via de intertank-structuur en is ook de flens voor het bevestigen van de LH2 tank naar de onderlinge tank. De AFT Major Ring ontvangt orbiter-geïnduceerde belastingen van de AFT-orbiter-ondersteuningsstruts en door SRB geïnduceerde belastingen van de AFT SRB-ondersteuningsstruts. De resterende drie ringframes verdelen orbiter stuwkrachtbelastingen en LOX -feedline -ondersteuningsbelastingen. Ladingen van de frames worden vervolgens verdeeld over de vathuidpanelen. De LH2 Tank heeft een volume van 53.488 kubieke voet (1,514,6 m3) bij 29,3 psi (202 kPa) en −423 ° F (−252.8 ° C) (cryogeen).

Interieur van een vloeibare waterstoftank tijdens de montage in de NASA Rocket Factory, met mensen voor schaal

De voorwaartse en achterste koepels hebben dezelfde gemodificeerde ellipsvormige vorm. Voor de voorwaartse koepel worden de montagebepalingen opgenomen voor de LH2 Ventventiel, de LH2 Pressurisatielijnaanpassing en de elektrische voedingsaanpassing. De AFT -koepel heeft een mangataanpassing voor toegang tot de LH2 Feedline -scherm en een ondersteuningsaanpassing voor de LH2 Feedline.

De LH2 Tank heeft ook een vortex -baffle om werveling als gevolg van SLOSH te verminderen en om insluiting van gassen in de geleverde LH te voorkomen2. Het schot bevindt zich aan de Siphon -uitlaat net boven de achterste koepel van de LH2 tank. Deze stopcontact brengt de vloeibare waterstof uit de tank door een lijn van 17 inch (430 mm) naar de linker achter navelstreng. De stroomsnelheid van de vloeibare waterstofvoedslijn is 465 lb/s (12.700 kg/min) met de hoofdmotoren met 104% of een maximale stroom van 47,365 US GAL/min (2.9883 m3/s).

Thermisch beschermingssysteem

De orbiter hechtingshardware, vloeibare waterstof navelstrengaansluiting (links) en vloeibare zuurstof navelstrengaansluiting (rechts) zijn zichtbaar aan de onderkant van de tank.

Het ET-thermische beveiligingssysteem bestaat voornamelijk uit spray-on schuim isolatie (SOFI), plus voorgevormde schuimstukken en uitgesloten ablator materialen. Het systeem omvat ook het gebruik van fenolisch Thermische isolatoren om luchtvloeibaarmaking uit te sluiten. Thermische isolatoren zijn vereist voor vloeibare waterstoftankbevestigingen om de vloeibaarheid van lucht op blootgesteld metaal uit te sluiten en om warmtestroom in de vloeibare waterstof te verlagen. Hoewel de warmere vloeibare zuurstof resulteert in minder thermische vereisten, vereisen het aluminium van de vloeibare zuurstoftank voorwaartse gebieden bescherming tegen aeroheating. Ondertussen voorkomt isolatie op de AFT -oppervlakken dat vloeistoflucht in de onderkant bundelt. De middelste cilinder van de zuurstoftank, en de drijflijnen, kon de verwachte diepten van vorstophoping van vochten door de vochtigheid weerstaan, maar de orbiter kon de schade niet vrij door ijs breken. Het thermische beveiligingssysteem weegt 4.823 lb (2.188 kg).

Ontwikkeling van het ETS -thermische beveiligingssysteem was problematisch. Anomalieën in schuimtoepassing waren zo frequent dat ze werden behandeld als varianties, geen veiligheidsincidenten. NASA had moeite om te voorkomen dat fragmenten schuim tijdens de vlucht losmaken voor de hele geschiedenis van het programma:

  • STS-1 Columbia, 1981: Crew meldt wit materiaal dat langs ramen streamt tijdens de vlucht van de orbiter-externe tank. Bemanning geschatte maten van 1⁄4 inch (6 mm) tot vuist. Post-landing rapport beschrijft waarschijnlijk schuimverlies van onbekende locatie en 300 tegels die regelrechte vervanging nodig hebben vanwege verschillende oorzaken.
  • STS-4 Columbia, 1982: verlies van PAL -oprit; 40 tegels vereisen regelrechte vervanging.
  • STS-5 Columbia, 1982: Voortgezet hoog percentage tegelverlies.
  • STS-7 Uitdager, 1983: 50 bij 30 cm (20 bij 12 in) bipod -hellingverlies gefotografeerd, tientallen spotverliezen.[13]
  • STS-27 Atlantis, 1988: Eén groot verlies van onzekere oorsprong, wat één totaal tegelverlies veroorzaakt. Honderden kleine verliezen.
  • STS-32 Columbia, 1990: Bipod Ramp Loss gefotografeerd; Vijf spotverliezen tot een diameter van 70 cm, plus tegelschade.[14]
  • STS-50 Columbia, 1992: Bipod Ramp Loss. 20 × 10 × 1 cm Tegelschade.[14]
  • STS-52 Columbia, 1992: Gedeelte van Bipod Ramp, Jackpad Lost. 290 Totale tegelmarkeringen, 16 groter dan een inch.
  • STS-62 Columbia, 1994: Gedeelte van bipod -helling verloren.

In 1995, Chlorofluorocarbon-11 (CFC-11) begon te worden ingetrokken uit machinaal gespoten schuimen met grote omgeving in overeenstemming met een Milieubeschermingsagentschap Verbod op CFC's onder sectie 610 van de Schone lucht verdrag. Op zijn plaats, een hydrochloorfluorocarbon bekend als HCFC-141B was gecertificeerd voor gebruik en gefaseerd in het shuttle -programma. Resterende schuimen, met name details met de hand gespoten, bleven CFC-11 gebruiken tot het einde van het programma. Deze gebieden omvatten de problematische bipod- en PAL -hellingen, evenals enkele fittingen en interfaces. Vooral voor de bipod -helling was "het proces van het toepassen van schuim op dat deel van de tank sinds 1993 niet meer veranderd."[15] Het "nieuwe" schuim met HCFC 141b werd voor het eerst gebruikt op het AFT-dome-gedeelte van ET-82 tijdens de vlucht van STS-79 In 1996. Gebruik van HCFC 141b werd uitgebreid naar het ETS-gebied, of grotere delen van de tank, beginnend met ET-88, die op vloeiden STS-86 in 1997.

Tijdens de lift van STS-107 Op 16 januari 2003 trof een stuk schuimisolatie los van een van de bipod -hellingen van de tank en sloeg de voorrand van Ruimteschip Columbia's vleugel op een paar honderd mijl per uur. Aangenomen wordt dat de impact een relatief groot versterkte koolstof-koolstofpaneel op de voorrand van de linkervleugel heeft beschadigd, waarvan wordt aangenomen dat het ongeveer de grootte van een basketbal is dat vervolgens superverwarmde gas enkele dagen later tijdens Re in de vleugel-bovenbouw kon binnenkomen tijdens Re -Oring. Dit resulteerde in de vernietiging van Columbia en het verlies van zijn bemanning. Het rapport bepaalde dat de externe brandstoftank, ET-93, "was geconstrueerd met BX-250", een close-out schuim waarvan het blaasmiddel CFC-11 was en niet de nieuwere HCFC 141B.[16]

In 2005 was het probleem van schuimschuur niet volledig genezen; Aan STS-114, extra camera's die op de tank waren gemonteerd, registreerden een stuk schuim gescheiden van een van zijn uitsteeksel luchtbelasting (PAL) hellingen, die zijn ontworpen om onstabiele luchtstroom onder de kabelbakken van de tank en druklijnen te voorkomen tijdens de beklimming. De PAL -hellingen bestaan ​​uit handmatig gespoten lagen schuim en zijn eerder een bron van puin. Dat stuk schuim had geen invloed op de orbiter.

Rapporten gepubliceerd gelijktijdig met de STS-114 Missie suggereert dat overmatige behandeling van de ET tijdens modificatie en upgrade kan hebben bijgedragen aan het schuimverlies op Ontdekking's Keer terug naar Flight Mission. Drie shuttle -missies (STS-121, STS-115, en STS-116) werden later uitgevoerd, allemaal met "acceptabele" niveaus van schuimverlies. Echter STS-118 Een stuk schuim (en/of ijs) ongeveer 3,9 in (100 mm) in diameter gescheiden van een voedingsbevestigingsbeugel op de tank, ricocheerde van een van de achterstoten en sloeg de onderkant van de vleugel, die twee tegels beschadigde. De schade werd niet als gevaarlijk beschouwd.

Hardware

Ruimteschip Ontdekking vóór de lancering van STS-116 in december 2006. Onder Ontdekking'S-vleugels zijn de staartmasten, die verschillende navelstrengverbindingen met de orbiter bieden, waaronder een vloeistofmonsterijnslijn door de ene en een vloeistofhydrogenlijn door een andere. Boven de gouden externe tank is de ontluchtingskap (bekend als de "beendap") Aan het einde van de gasvormige zuurstofopeningarm, die zich uitstrekt van de vaste servicestructuur. Damp kookt van de vloeibare zuurstof in de externe tank. De kap draait de zuurstofdamp weg van het space shuttle voertuig.

De externe hardware, ET -Orbiter -bevestigingsfittingen, navelstreng fittingen en elektrische en bereikveiligheidssysteem wegen 9.100 pond (4.100 kg).

Ventilatieopeningen en ontlastkleppen

Elke drijftank heeft een ventilatieopening en ontlastklep aan het voorwaartse einde. Deze klep met dubbele functie kan worden geopend door grondondersteuningsapparatuur voor de ontluchtingsfunctie tijdens de voorlanke en kan tijdens de vlucht openen wanneer de ullage (lege ruimte) Druk van de vloeibare waterstoftank bereikt 38 ​​psi (260 kPa) of de Ullage -druk van de vloeibare zuurstoftank bereikt 25 psi (170 kPa).

Op vroege vluchten bevatte de vloeibare zuurstoftank een afzonderlijke, pyrotechnisch bediend, propulsieve tuimelende ventilatieventiel aan het voorwaartse einde. Bij de scheiding werd de vloeibare zuurstoftumbale ventilatieventiel geopend, waardoor impuls zorgde om te helpen bij de scheidingsmanoeuvre en meer positieve controle over de inzendingaerodynamica van de ET. De laatste vlucht met de Tumble Valve Active was STS-36.

Elk van de twee achteruite tank navelstrengplaten paren met een overeenkomstige plaat op de orbiter. De platen helpen bij het handhaven van de afstemming tussen de navelstreng. Fysieke sterkte op de navelstrengplaten wordt geleverd door het samenvallen van overeenkomstige navelstrengplaten samen. Wanneer de orbiter GPC's externe tankscheiding opdracht, worden de bouten gescheiden door pyrotechnische apparaten.

De ET heeft vijf drijfgas navelstreng kleppen die interface met orbiter navelstreng: twee voor de vloeibare zuurstoftank en drie voor de vloeibare waterstoftank. Een van de navelstreng van de vloeibare zuurstoftank is voor vloeibare zuurstof, de andere voor gasvormige zuurstof. De navelstreng van de vloeibare waterstoftank heeft twee kleppen voor vloeistof en één voor gas. De vloeibare waterstof-navelstreng van tussendiameter is een recirculatie-navelstreng die alleen wordt gebruikt tijdens de vloeibare waterstof-chill-down sequentie tijdens voorloper.

Technici inspecteren de GUCP na een scrub van STS-127 Vanwege verhoogde waterstofniveaus bij deze connector.

Naarmate de ET wordt gevuld, wordt overtollige gasvormige waterstof door navelstreng verbindingen over een pijp met een grote diameter op een arm uitgestrekt uit de vaste servicestructuur geventileerd. De verbinding voor deze pijp tussen de ET en de servicestructuur wordt gemaakt op de grond navelstrengsplaat (GUCP). Sensoren worden ook geïnstalleerd op de GUCP om waterstofniveaus te meten. Aftellen van STS-80, STS-119, STS-127 en STS-133 zijn gestopt en resulteerde in meerdere week vertragingen in de latere gevallen als gevolg van waterstoflekken bij dit verband. Dit vereist volledige aftappen van de tanks en verwijdering van alle waterstof via heliumgasspoeling, een proces van 20 uur, voordat technici problemen kunnen inspecteren en repareren.[17]

Een dop gemonteerd op de swing-arm op de vaste servicestructuur bedekt de zuurstoftankopening bovenop de ET tijdens het aftellen en wordt ongeveer twee minuten voor de lift ingetrokken. De dop hangt uit de zuurstofdamp die dreigt grote ijsophopingen op de ET te vormen, waardoor het thermische beveiligingssysteem van de orbiter tijdens de lancering wordt beschermd.

Sensoren

De locatie van eco -sensoren in de LH2 tank

Er zijn acht drijfgas-uitputtingsensoren, vier elk voor brandstof en oxidatiemiddel. De brandstofuitvestiesensoren bevinden zich in de bodem van de brandstoftank. De oxidatieressensoren zijn gemonteerd in de orbiter vloeistof zuurstofvoerlijn versnellingsbak van de voederlijn loskoppeling. Tijdens RS-25 stoten berekenen de orbiter algemene computers voortdurend de momentane massa van het voertuig als gevolg van het gebruik van de drijfgassen. Normaal gesproken is hoofdmotorafsnijding gebaseerd op een vooraf bepaalde snelheid; Als er echter twee van de brandstof- of oxidatiefensoren een droge toestand voelen, worden de motoren afgesloten.

Door de locaties van de vloeibare zuurstofsensoren kan de maximale hoeveelheid oxidatiemiddel in de motoren worden geconsumeerd, terwijl het voldoende tijd is om de motoren af ​​te sluiten voor de oxidatiepompen caviteren (drooglopen). Bovendien worden 1.100 lb (500 kg) vloeibare waterstof geladen boven en boven die vereist door de 6: 1 oxidatieminagram -motorkap. Dit verzekert dat de afsnijding van de uitputtingsensoren brandstofrijk is; Oxidatierijke motorafsluitingen kunnen brandende en ernstige erosie van motorcomponenten veroorzaken, wat mogelijk leidt tot verlies van het voertuig en de bemanning.

Onverklaarbare, foutieve metingen van de uitputting van de brandstofuitputting hebben verschillende pendellanceringspogingen vertraagd, met name STS-122. Op 18 december 2007 bepaalde een tanktest de oorzaak van de fouten als een fout in een bedradingsconnector, in plaats van een mislukking van de sensoren zelf.[18]

Vier druktransducers Gelegen aan de bovenkant van de vloeibare zuurstof- en vloeibare waterstoftanks controleren de ullage -drukken.

De ET heeft ook twee elektrische navelstreng die elektrische stroom van de orbiter naar de tank en de twee SRB's dragen en informatie verstrekken van de SRB's en ET aan de orbiter.

De ET heeft externe camera's in de beugels die aan de shuttle zijn bevestigd, samen met zenders die videogegevens kunnen blijven verzenden lang na de shuttle en de ET zijn gescheiden.

Bereik veiligheidssysteem

Eerdere tanks bevatten een bereikveiligheidssysteem om tank drijfgas indien nodig te verspreiden. Het omvatte een accu stroombron, een ontvanger/decoder, antennes en verordening. Beginnend met STS-79 Dit systeem was uitgeschakeld en werd volledig verwijderd STS-88 en alle volgende vluchten.

Aantekeningen

  1. ^ a b Officieel worden deze "vooruit/achter" genoemd, omdat de posities op de shuttle worden verwezen met betrekking tot de orbiter in horizontale/glijdende vlucht, maar wanneer het verticaal wordt gemonteerd op het lanceerplatform wordt het gezien als de "bovenste/onderkant. "

Toekomstig gebruik

In 1990 werd gesuggereerd dat de externe tank zou worden gebruikt als een maanhabitat[19] of als een orbitaal station.[20] Deze voorstellen kwamen niet uit.

Als basis voor ares in constellatie

Met de pensionering van de Space Shuttle in 2011,[21] NASA, met zijn geannuleerd Constellatieprogramma, met de Orion ruimtevaartuigen, zou ook het debuut van twee shuttle-afgeleide lanceervoertuigen hebben gezien, de beoordeeld Ares i Crew-launch voertuig en de zware lift Ares V Cargo-lancering voertuig.

Hoewel zowel de Ares I als Ares V een gemodificeerde vijf-segment solide raketbooster voor de eerste fase zouden hebben gebruikt, zou de ET als baseline-technologie hebben gediend voor de eerste fase van de Ares V en de tweede fase van de Ares I; Ter vergelijking zou de ARES I tweede fase ongeveer 26.000 US GAL (98.000 L) LOX hebben gehouden, versus de ET met 146.000 US GAL (550.000 L), meer dan 5 keer dat bedrag.

De Ares v eerste fase, die zou zijn uitgerust met vijf RS-68 raketmotoren (dezelfde motor die wordt gebruikt op de Delta IV Rocket), zou een diameter van 33 voet (10 m) hebben, zo breed als de S-IC en S-II fasen op de Saturn v raket. Het zou dezelfde interne ET -configuratie hebben gebruikt (afzonderlijke LH2 en LOX -tanks gescheiden met een intertank structuur), maar zouden zijn geconfigureerd om LH rechtstreeks te accepteren2 en LOX vullen en aftappen, samen met LOX -ventilatie op een intrekbare arm zoals die gebruikt op de shuttle voor LH2.

Vergelijking van de Saturn v, Ruimteschip, Ares i, Ares IV en Ares V

De ARES I tweede fase daarentegen zou alleen het spray-on isolatieschuim hebben gebruikt dat momenteel op de huidige ET wordt gebruikt. Oorspronkelijk geconfigureerd zoals die van de ARES V en de Shuttle ET, besloten NASA bij het voltooien van de ontwerpbeoordeling in 2006, om gewicht en kosten te besparen, om de interne structuur van de tweede fase opnieuw te configureren met behulp van een gecombineerde LH2/LOX-tank met de drijfgassen gescheiden door een gemeenschappelijk schot, een configuratie die succesvol wordt gebruikt op de S-II en S-IVB Stadia van de Saturn V Rocket. In tegenstelling tot de ARES V, die dezelfde vul-/afvoer/ontluchtingsconfiguratie op de shuttle zou hebben gebruikt, zou het ARES I -systeem een ​​traditioneel vul-/afvoer/ontluchtingssysteem hebben gebruikt dat wordt gebruikt op de Saturn IB- en Saturn V -raketten, maar met snel -Grijp armen door de "sprongkikker" -snelheid de ares die ik zou verwachten bij SRB -ontsteking.

Zoals oorspronkelijk voorgesteld, zouden zowel de Ares I als de Ares V een aangepaste "weggooi" -versie van de RS-25 Motor, maar te zijner tijd, vanwege de noodzaak om R & D -kosten laag te houden en een schema te handhaven dat is vastgesteld door NASA -administratie Michael D. Griffin Om de Ares en Orion tegen 2011 te lanceren, besloot NASA (na de beoordeling van 2006) over te schakelen naar de goedkopere RS-68 Motor voor de Ares V en naar een opgeheven J-2 Motor voor de Ares I. Vanwege de overstap naar de minder efficiënte RS-68 werd de ARES V verbreed van 28,6 tot 33 voet (8,72 tot 10,06 m) om de extra drijfgassen te huisvesten, terwijl de Ares I werd opnieuw geconfigureerd om een ​​vijfde op te nemen om een ​​vijfde op te nemen Solid-rocket segment met het bovenste stadium van J-2x, omdat de nieuwe motor minder stuwkracht heeft dan de originele RS-25. Vanwege de afweging zou NASA naar schatting redden Amerikaanse Dollar $ 35 miljoen door vereenvoudigde, hogere stuwkracht RS-68-motoren te gebruiken (opnieuw geconfigureerd om te schieten en te presteren zoals de SSME), terwijl tegelijkertijd de kostbare tests elimineren die nodig zijn voor een luchtstartbare RS-25 voor de Ares I.

Voorgesteld voor direct

De Besturen Project, een voorgesteld alternatief van de shuttle afgeleid voertuig, zou een gemodificeerde, standaarddiameter, externe tank met drie RS-25-motoren hebben gebruikt, met twee standaard SRBM, als een lanceervoertuig van het bemanning. Hetzelfde voertuig, met één extra RS-25 en een EDS-bovenste podium, zou als het lanceringsvoertuig hebben gediend. Het was gepland om $ 16 miljard te besparen, NASA-banenverliezen te elimineren en de post-shuttle, bemande ruimtevaartkloof te verminderen van vijf plus jaar tot twee of minder.

Core Stage of Space Launch System

De Space Launch System (SLS) is een VS super zware lift Uitwijdbaar lanceervoertuig, waarvoor in aanbouw is Artemis 1 vanaf 2020.

De kernfase van de raket is een diameter van 8,4 meter (28 ft) en monteer een hoofdaandrijfsysteem (MPS) met vier RS-25 motoren.[22][23] De kernfase is structureel vergelijkbaar met de externe tank van de ruimte shuttle,[24][25] En initiële vluchten gebruiken aangepaste RS-25D-motoren die overblijft van het Space Shuttle-programma.[26] Latere vluchten schakelen over naar een goedkopere versie van de motor die niet bedoeld is voor hergebruik.[27]

Ongrende hardware

MPTA-ET bevat extra interne structurele ondersteuning[28] Om het gewicht van de ruimteveer vast te houden Pathfinder bij de U.S. Space & Rocket Center.

MPTA-ET is te zien met de Ruimteschip Pathfinder bij de U.S. Space & Rocket Center in Huntsville, Alabama.

ET-94 (oudere versie LWT) is binnen Los Angeles en in 2019 zal worden weergegeven met Ruimteschip Trachten bij de California Science Center Wanneer de Samuel Oschin Air and Space Center opent.[29][30]

Drie andere externe tanks waren ter voorbereiding toen de productie stopte. ET-139 bevindt zich in een geavanceerde fase van de productie; ET-140 en ET-141 bevinden zich in vroege fasen van de productie.[31][32]

Zie ook

Referenties

  1. ^ Aerojet Rocketdyne, RS-25-motor (bezocht op 22 juli 2014)
  2. ^ "Externe tank". NSTS 1988 Nieuwsreferentiehandleiding. NASA. September 1988. Opgehaald 2014-01-19.
  3. ^ a b "STS External Tank Station". Gearchiveerd van het origineel op 2015-04-07. Opgehaald 2015-01-07. astronautix.com (NASA -rapport, Gebruik van de externe tanks van het ruimtetransportsysteem [1])
  4. ^ a b "De zeer grote ruimtetelescoop (VLST)". SOMTC - Advanced Concepts Studies. NASA. Gearchiveerd van het origineel op 12 mei 2013.
  5. ^ D. Portree - Space Shuttle met Aft Cargo Carrier - Beyond Apollo (Wired.com)
  6. ^ "Externe tank". NASA. Opgehaald 2010-11-25.
  7. ^ "Columbia's witte externe brandstoftanks". Space.com.
  8. ^ National Aeronautics and Space Administration "NASA neemt de 100th Space Shuttle Externe Tank inleveren." Gearchiveerd 2007-03-11 op de Wayback -machine Persbericht 99-193. 16 augustus 1999.
  9. ^ a b http://www.lockheedmartin.com/data/assets/12742.pdf[Permanente dode link] "Factsheet Space Shuttle External Tank" april 2007
  10. ^ a b "Externe brandstoftank door de cijfers". Lockheed Martin. Gearchiveerd van het origineel op 3 januari 2008.
  11. ^ Harbaugh, Jennifer (2020-02-04). "NASA's Barge Pegasus - Transport voor de Core Stage van het Space Launch System". NASA. Opgehaald 2022-10-25.
  12. ^ Super lichtgewicht externe tank, NASA, opgehaald op 12 december 2013.
  13. ^ "STS-7". Astronautix.com. Gearchiveerd van het origineel op 2010-11-29. Opgehaald 2010-11-25.
  14. ^ a b Isolatieproblemen die eerder werden gezien Gearchiveerd 15 juli 2007, op de Wayback -machine
  15. ^ Bridis, Ted. "Schuim riep een bezorgdheid over de vlucht voor Columbia", Deseret News (Salt Lake City), 22 maart 2003, pp. 1: http://findarticles.com/p/articles/mi_qn4188/is_20030322/ai_n11384413
  16. ^ Columbia Accident Investigation Board Report, Volume 2, Bijlage D, Sectie 11.3 en Afbeelding 11-1, P222, Columbia Accident Investigation Board,
  17. ^ "De grond navelstreng bord". NASA. Gearchiveerd van het origineel op 2010-11-24.
  18. ^ "NASA -ogen defecte meter draden als bron van shuttle -problemen". AFP. 2007-12-18. Gearchiveerd van het origineel op 2008-02-18.
  19. ^ King CB, Butterfield AJ, Hypes WD, Nealy JE, Simonsen LC (1990). "Lunar Habitat Concept met behulp van de externe tank van de ruimte shuttle". Journal of Spacecraft and Rockets. 27 (3): 225–6. Bibcode:1990jspro..27..225k. doen:10.2514/3.26128. Pmid 11539123.
  20. ^ "Shuttle's wegwerptank - in plaats daarvan, verzamelen en gebruiken in een baan". Gearchiveerd van het origineel op 2014-03-29. Opgehaald 2014-02-27.
  21. ^ NASA -lanceringsschema, bezocht 2009/09/23
  22. ^ "Space Launch System" (PDF). Nasafacts. 2012. Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 2012-08-13.
  23. ^ Chris Bergin (4 oktober 2011). "SLS handelt neiging naar opening met vier RS-25's op het kernpodium". Nasaspaceflight.com. Opgehaald 2012-01-26.
  24. ^ Stephen Clark (31 maart 2011). "NASA om deze zomer verkenningsarchitectuur in te stellen". SpaceFlight nu. Opgehaald 26 mei 2011.
  25. ^ Chris Bergin (14 september 2011). "SLS eindelijk aangekondigd door NASA - voorwaartse pad die vorm krijgt". Nasaspaceflight.com. Opgehaald 26 januari 2012.
  26. ^ Sloss, Philip. "NASA klaar om de RS-25-motoren voor SLS op te schakelen". Nasaspaceflight.com. Opgehaald 2015-03-10.
  27. ^ Campbell, Lloyd (25 maart 2017). "NASA voert een 13e test van Space Launch System RS-25 Engine uit". SpaceFrightinsider.com. Opgehaald 29 april 2017.
  28. ^ Phillips, Scott (2014). Verwijder voor de vlucht: Memoir van een Space Shuttle Team -lid. Mustang, Okla.: Tate Publishing & Enterprises. ISBN 9781633675001. Oclc 894541100.
  29. ^ "De externe tank van het California Science Center". californiascienceCenter.org. Opgehaald 2015-05-29.
  30. ^ "Space Shuttle Externe Tank completeert de roadtrip naar CA Science Center". Space.com. Opgehaald 2016-12-09.
  31. ^ "Voltooide SD HLV-beoordeling benadrukt goedkope post-shuttle-oplossing". Nasaspaceflight.com. 2010-06-18. Opgehaald 2010-11-25.
  32. ^ "Downstream Shuttle Planning: CLFS, AMS Opgemerkt, MAF werkt aan extra ETS". Nasaspaceflight.com. 2009-02-11. Opgehaald 2010-11-25.

Verder lezen

  • "Externe tank thermisch beschermingssysteem" NASA -feiten Keer terug naar het vluchtgebied van de vlucht, National Aeronautics and Space Administration, Marshall Space Flight Center, Huntsville, Alabama (Pub 8-40392, FS2005-4-10-MSFC, april 2005)
  • National Aeronautics and Space Administration. Booster Systems -briefs. Basic, Rev F, PCN 1. 27 april 2005.
  • National Aeronautics and Space Administration. Ontwerpcriteria van pendelsystemen. Deel I: Shuttle Performance Assessment Databook. NSTS 08209, Volume I, revisie B. 16 maart 1999.

Externe links