Družicový stupeň raketoplánu: Rozdiel medzi revíziami

Orbiter má celkovú dĺžku {{m|37,.24 |m}}, výšku {{m|17,.25 |m}} a rozpätie krídel {{m|23,.79 |m}}. Jeho prázdna hmotnosť je rôzna pri jednotlivých exemplároch (''Columbia'' bola najťažšia) a pohybuje sa okolo 90  ton. Trup stroja tvorí konštrukcia z [[hliník]]ových zliatin. Pre najviac mechanicky namáhané časti je použitá oceľ a titánové zliatiny. Skladá sa z troch hlavných konštrukčných častí:

* predná časť —  – dvojpodlažná kabína pre posádku;

* stredná časť —  – trup s nákladovým priestorom;

* zadná časť —  – motorový priestor s motormi SSME.

Predná časť raketoplánu má dĺžku 8,74 metrov. Jej väčšiu časť zaberá kabína pre posádku, ďalej sa v nej nachádza blok stabilizačných a manévrovacích motorov [[Reaction control system|RCS]] (Reaction Control System, predný blok označovaný tiež ako FRCS -  – Forward Reaction Control System) a predná podvozková šachta. Predná časť je vyrobená zo sústavy nitovaných panelov, priečok a rebier. Skladá sa z dvoch základných častí -  – hornej a dolnej. Horná obsahuje 6 okienok s hrúbkou 16 milimetrov vyrobených z taveného [[kremeň]]a. Odolávajú teplotám až 480  °C z vonkajšej strany a 426  °C z vnútornej.

V prednej časti je ako samostatný konštrukčný diel vložená kabína pre posádku. Kabína má tvar zrezaného [[kužeľ]]a orientovaného vrcholom dopredu. Jej vnútorný objem je 71,5 metrov kubických. Kabína má vlastný systém okienok, z ktorých šesť zodpovedá šiestim okienkam v základnej konštrukcii. Aj vnútorné okná majú hrúbku 16 {{mm|16|m}}, sú vyrobené z temperovaného hlinito-kremičitého skla a ich vonkajší povrch je pokrytý reflexnou vrstvou odrážajúcou škodlivé [[infračervené žiarenie]]. Kabína pre posádku má najviac dvojicu okien smerujúcu nahor, ďalšiu dvojicu namierenú do nákladového priestoru a jedno okienko vo vstupných dverách do kabíny. Ľavé okienko na vrchole kabíny môže byť v prípade núdze [[pyrotechnika|pyrotechnicky]] odstrelené a použité ako núdzový východ. Kabína pre posádku je k prednej časti raketoplánu prichytená len v štyroch bodoch, aby sa znížil [[teplo|tepelný]] prenos z vonkajšieho prostredia. Z dôvodov tepelnej izolácie je kabína pokrytá tiež mylarovou izoláciou a pozlátenou fóliou.

'''Obytná paluba''' obsahuje na ľavej strane bočný prielez pre nástup a výstup posádky s priemerom {{mm|1010 mm|m}} a hmotnosťou 60 {{kg|60}}. Dvere prielezu je možné zvonka aj zvnútra otvoriť mechanicky, v prípade núdze [[pyrotechnika|pyrotechnicky]]. Dvere sú vyklápané smerom nadol (za predpokladu, že je raketoplán na [[štartovací komplex 39|štartovacej rampe]] je to doľava). Nad prielezom je dôležitá časť záchranného systému -  – teleskopická tyč. Vstupný prielez je vybavený tiež nafukovacou kĺzačkou podobne ako majú bežne dopravné lietadlá, aby pri prípadnom núdzovom pristátí posádka mohla opustiť raketoplán. Na pravej strane raketoplánu je menší núdzový prielez. Ďalší prielez vedie do nákladového priestoru raketoplánu. Slúži na prechod do [[prechodová komora|prechodovej komory]], alebo do [[laboratórium|laboratória]] v nákladovom priestore. Prechodová komora býva väčšinou inštalovaná externe. Zadná stena kabíny pre posádku je kvôli zjednodušeniu údržby ku kabíne iba priskrutkovaná, nie je teda celistvá.

Komunikačný systém pracuje v pásmach K_u (15,25 až 17,25  GHz) a S (1,7 až 2,4  GHz). Väčšina spojení s [[stredisko riadenia vesmírnych letov|riadiacim strediskom]] je sprostredkovaná cez družice systému [[Tracking and Data Relay Satellite|TDRSS]] (Tracking and Data Relay Satellite System), umiestnených na [[geostacionárna dráha|geostacionárnej dráhe]]. V prvých približne 4 minútach letu môže systém pracujúci v pásme S komunikovať s pozemnou stanicou na [[kozmodróm]]e priamo. Pre spojenie s [[Medzinárodná vesmírna stanica|Medzinárodnou kozmickou stanicou]] v jej blízkosti, alebo s členmi posádky, pracujúcimi v skafandroch vo voľnom priestore, sa používa systém pracujúci v [[rádiové pásmo|pásme]] UKV (243 až 300  MHz). Tento systém slúži aj ako záložný pre spojenie s pozemnými stanicami.

Pred kabínou pre posádku sa nachádza blok manévrovacích motorov RCS a podvozková šachta. Táto šachta môže pojať až 610 {{kg|610}} balastnej záťaže, používanej pri niektorých misiách z dôvodu ľahšieho ovládania stroja.

# priehradky na uloženie predmetov,

# okienka,

# priechod medzi pilotnou a obytnou palubou,

# sedadlo č. 1 (pozícia veliteľa),

# sedadlo č. 2 (pozícia pilota),

# sedadlo č. 4,

# sedadlo č. 3,

# sedadlo č. 6,

# sedadlo č. 7,

# priestor pre leteckú elektrotechniku,

# dvierka pre prístup k hydroxidu lítnemu (Lithium Hydroxide Door),

# prechodová komora,

# sedadlo č. 5,

# miesto pripojenia začiatku krídla k trupu,

# predné manévrovacie motory (FRCS -  – Forward Reaction Control System)

Trup s rozmermi 18,3  ×  5,2  ×  {{m|4,.0 |m}} je tvorený celkove dvanástimi prepážkami z horizontálnych a vertikálnych dielov, pričom v miestach pripojenia krídel sú pre zvýšenie bezpečnosti ešte výstuže v tvare T. V trupe je umiestnený nákladový priestor, uzavierateľný dvojkrídlovými dverami, na ktorých vnútornej strane sú radiátory klimatizačného systému. Tieto radiátory prostredníctvom [[glykol]]ovej slučky odvádzajú z vnútra družicového stupňa odpadové teplo. Aby mohli správne fungovať, musia byť dvere do nákladového priestoru vo vesmíre otvorené. Predné dva panely sa po otvorení dverí navyše odklopia od dverí o 35,5 stupňa. Dvere sú vyrobené z materiálu na báze uhlíka a epoxidu s jadrom z nomexu. Každá z dvoch častí dverí je k nákladovému priestoru prichytená pomocou 13-tich závesov. Dvere do nákladového priestoru sa niekedy označujú skratkou PLBD (Payload Bay Doors).

V trupe sa okrem iného nachádza diaľkový manipulátor [[Remote Manipulator System|RMS]] (Remote Manipulator System), nazývaný aj manipulačné rameno, tri [[Palivový článok|palivové batérie]] s výkonom 3  ×  7  kW (v maxime 3  ×  12  kW) a štyri nádrže s kyslíkom a štyri nádrže s vodíkom potrebným pre ich prevádzku. Nachádza sa tu tiež všetok užitočný náklad. Môže to byť jedna alebo viac [[družica|družíc]], [[sonda|sondy]], moduly pre [[vesmírna stanica|vesmírnu stanicu]] ([[Mir]], [[ISS]]), zásobovacie kontajnery, alebo [[vesmírne laboratórium]], ktoré je hermeticky spojené s obytnou palubou orbitera. Starší typ vesmírneho laboratória je európsky [[Spacelab]], od letu [[STS-57]] až po let [[STS-107]] sa používal novší [[Spacehab]]. V nákladovom priestore býva tiež inštalovaná [[prechodová komora]] slúžiaca na prechod do otvoreného priestoru. Náklad sa prichytáva o nákladový priestor za pomoci 124 použiteľných úchytných skrutiek. V podpalubí nákladového priestoru sú hneď za prednou časťou po ľavej a pravej strane umiestnené batérie PRSD (Power Reactant Storage and Distribution) na kvapalný kyslík a vodík, ktoré dodávajú raketoplánu elektrickú energiu. Do elektrorozvodnej siete raketoplánu je dodávaný prúd s napätím 28 [[volt]]ov. Nádrže na kvapalný vodík a kyslík sú guľovitého tvaru a ich počet sa mení v závislosti od potrieb konkrétnej misie. Pri procese výroby elektrického prúdu vzniká ako užitočný odpad [[voda]].

V motorovom priestore sa nachádzajú tri kyslíkovodíkové motory '''SSME''' (Space Shuttle Main Engines), ktoré sú dominantou celého raketoplánu. Vyrobila ich americká spoločnosť [[Rocketdyne]]. Majú nominálny ťah 3  ×  2,1  MN vo vákuu. Dodávku pohonných látok do spaľovacích komôr týchto motorov zaisťujú turbočerpadlá, pričom časť kvapalného vodíka je najskôr vedená stenami expanznej trysky, ktoré sú tak regeneratívne ochladzované. Palivo je dodávané z externej palivovej nádrže ET. Pri jednom štarte pracujú motory nepretržite 520 sekúnd, celková záloha životnosti je najmenej 28 600 s, to je 7 1/2 hodiny prevádzky do generálnej prehliadky. Po každom lete raketoplánu sú odstránené a poslané na kontrolu. Pri nevyhnutnej údržbe môže byť motor použitý až 55-krát. Výrobná cena jedného exemplára SSME presahuje 40 miliónov dolárov.

Raketové motory raketoplánu pracujú pri extrémnych rozdieloch teploty. Kvapalný vodík je skladovaný pri teplote -253  °C. Pri spaľovaní s kvapalným kyslíkom je v spaľovacej komore dosiahnutá teplota 3  300  °C, čo je teplota [[Var (fyzika)|varu]] železa. Dodávku pohonných látok do spaľovacích komôr týchto motorov zaisťujú turbočerpadlá, pričom časť kvapalného vodíka je najskôr vedená stenami trysky, ktoré sú takto regeneratívne chladené. Vďaka tomuto spôsobu chladenia teplota povrchu spaľovacej komory neprekročí hodnotu 567  °C.

Pod motorovým priestorom je umiestnený trupový [[elevón]]. Nad motorovým priestorom po stranách kýlovej plochy s kormidlami a aerodynamickou brzdou sú pripevnené dva moduly manévrovacích motorov OMS (Orbital Maneuvring System), každý s jedným motorom OME s ťahom 26,7  kN. Motory OME sa používajú na konečné navedenie raketoplánu na obežnú dráhu, alebo na začiatok pristávacieho manévru. Sú výklopné a každá jednotka OMS má hmotnosť {{kg|117 kg}}.

Okrem motorov OME nesie blok OMS ešte 12 riadiacich motorov RCS (Reaction Control System) s ťahom 3,87  kN. Ako pohonné látky pre OMS a RCS slúžia [[monometylhydrazín]] a [[oxid dusičitý]]. Palivové nádrže pre OME majú maximálnu kapacitu {{kg|3345 kg}} oxidu dusičitého a {{kg|2028 kg}} okysličovadla, motory RCS a FRCS majú k dispozícii najviac {{kg|659 kg}} okysličovadla a {{kg|416 kg}} paliva. Ďalší modul RCS, blok FRCS, so 14 motormi s ťahom 3,87  kN a dvoma motormi s ťahom 111  N je zabudovaný vpredu, pred priestorom pre posádku. Celkový počet raketových motorov v raketopláne je 49 a delia sa na 4 rôzne typy.

Raketoplán má tiež trojbodový podvozok. Predný podvozok je krytý dvojkrídlovými dvermi, zadný je krytý jednoduchými dvermi. Predný podvozok je ovládateľný, nesie dve pneumatiky s priemerom {{cm|80 cm|m}}. Zadný podvozok má každý dve dvojice pneumatík s priemerom {{cm|110 cm|m}}. Tlak vo vnútri pneumatík je 1,8 MPa. Po vyklopení podvozku už nie je možné podvozok automaticky zatiahnuť -  – jeho zatiahnutie sa koná manuálne až v montážnom hangári.

Povrch raketoplánu je pokrytý systémom tepelnej ochrany TPS (Thermal Protection System), chrániacim trup raketoplánu pred aerodynamickým ohrevom počas zostupu do atmosféry Zeme. Najviac namáhané časti, t. j. predok trupu a nábežná hrana krídla, sú chránené panelmi z uhlíkového [[laminát]]u, pokrytého [[glazúra|glazúrou]] zo zmesi [[oxid hlinitý|oxidu hlinitého]], [[oxid kremičitý|oxidu kremičitého]] a [[karbid kremíka|karbidu kremíka]] ako ochranou proti [[oxidácia|oxidácii]]. Odborne sa tento typ tepelnej ochrany nazýva RCC (Reinforced Carbon-Carbon -  – vystužený uhlík-uhlík). Spodok trupu a krídla sú pokryté dlaždicami z vysokoporézneho oxidu kremičitého, ktoré sú vyrobené z kremennej vaty, s čiernou glazúrou, zaisťujúcou vysokú emitivitu (spätné [[vyžarovanie]]) tepelného žiarenia. Horná časť krídla, boky trupu a boky kýlovej plochy sú pokryté podobnými kremennými dlaždicami, avšakale s bielou glazúrou, zaisťujúcou vysokú reflektivitu ([[odrazivosť]]) tepelného žiarenia. Celkový počet dlaždíc je viac ako 30  tisíc. Ich hrúbka kolíše podľa predpokladaného tepelného zaťaženia jednotlivých miest trupu od 25 do 125 {{mm|125|m}}. Dlaždice nie sú lepené priamo na hliníkový trup, ale na pružnú podložku z Nomexovej plsti (vyrobenej z  [[aramid]]u) a medzi jednotlivými dlaždicami je ponechaná dilatačná medzera, zaplnená pružnou upchávkou z keramickej tkaniny. Najmenej tepelne namáhaný vrch trupu (dvere nákladového priestoru) je pokrytý panelmi FRSI (Felt Reusable Surface Insulation) z Nomexovej plsti. Pred vyvezením raketoplánu na štartovaciu rampu je celý povrch družicového stupňa impregnovaný vodoodpudivým postrekom.

V Spojených štátoch bolo vyrobených celkove 5 orbiterov schopných lietať do [[vesmír]]u. Životnosť každého z nich mala byť 50 letov. Podľa poradia výroby sú to [[Columbia (raketoplán)|Columbia]], [[Challenger (raketoplán)|Challenger]], [[Discovery (raketoplán)|Discovery]], [[Atlantis (raketoplán)|Atlantis]] a [[Endeavour (raketoplán)|Endeavour]]. Pôvodne sa počítalo s výrobou a používaním len prvých štyroch družicových stupňov, avšakale po [[STS-51-L|havárii]] raketoplánu Challenger v roku [[1986]] bolo potrebné postaviť za neho náhradu -  – Endeavour. Po [[Havária raketoplánu Columbia|havárii Columbie]] sa však výstavba nového orbitera neplánuje a program Space Shuttle bude dokončený len so zostávajúcimi troma orbitermi.

=== PopisOpis ===

'''A'''. Zosilnená uhlíkovo-uhlíková izolácia RCC (teploty nad 1&nbsp; 260&nbsp; °C)<br />

'''B'''. Keramické platničky (648–1648 – 1 260&nbsp; °C)<br />

'''C'''. Platničky z keramických vlákien (370–648&nbsp;370 – 648 °C)<br />

'''D'''. Plsť (do 370&nbsp; °C)<br />