Space Shuttle External Tank
Z Wikipédie
Space Shuttle External Tank (skratka ET) je externá (vonkajšia) palivová nádrž amerického raketoplánu. Obsahuje dve oddelené nádrže na pohonné látky. V hornej (prednej) časti je to nádrž na kvapalný kyslík, v spodnej (zadnej) nádrž na kvapalný vodík. Pohonné hmoty sú privádzané do troch hlavných motorov raketoplánu SSME. Po vyhorení paliva, cca 15 až 18 sekúnd po vypnutí hlavných motorov sa nádrž oddeľuje od družicového stupňa a padá do zemskej atmosféry, kde z veľkej časti alebo celá zhorí. Ako jediná časť raketoplánu nie je znovu použiteľná.
Odhazovaciu nádrž ET vyvinula firma Martin Marietta (teraz Lockheed Martin) a je vyrábaná v továrni Michoud Assembly Facility v blízkosti New Orleans, LA (USA).
Obsah |
[úprava] Popis
Externá palivová nádrž má tvar valca so sférickým dnom a zašpicatenú prednú časť. Jej celková dĺžka je 46,8 metrov a maximálny priemer 8,4 metra. Je najrozmernejšou časťou raketoplánu. Vyrobená je z hliníkovej zliatiny hrubej 5 cm. Na špici nádrže sa nachádza hromozvod.
[úprava] Kyslíková nádrž
V hornej časti nádrže sa nachádza nádrž na kvapalný kyslík dlhá 16,3 metra. Jej objem je 594 m3 a môže byť naplnená až 530 tisíc litrami kvapalného kyslíka (hmotnosť 604 ton, teplota -147,2°C). Má aerodynamický tvar kužeľa s eliptickým dnom. V priebehu letu je tlakovaná na prevádzkový tlak 240 až 250 kPa. Tlakovanie sa deje pomocou plynných komponentov. K turbočerpadlám motorov SSME v družicovom stupni je kyslík dopravovaný rýchlosťou 1264 kg/s (tj. 1,1 m3/s) prívodným potrubím hrubým 380 mm. V potrubí sú umiestnené štyri čidlá predčasného spotrebovania kyslíku pred dosiahnutím predpísanej rýchlosti. Pri detekcii prerušenia dodávky kyslíka najmenej dvoma čidlami sú motory SSME palubnými počítačmi automaticky vypojené. Nádrž obsahuje sústavu vlnolamov a protivírových zábran, aby sa kvapalný vodík pri štarte nepohyboval a nenarušoval dynamickú stabilitu raketoplánu.
[úprava] Vodíková nádrž
Podstatnú časť ET zaberá nádrž na kvapalný vodík. Má dĺžku 29,6 metra a dve pologuľovité dná. Vodíková nádrž je počas letu tlakovaná na prevádzkový tlak 22 až 230 kPa. K turbočerpadlám motorov SSME je vodík dopravovaný rýchlosťou 211 kg/s (tj. 3,0 m3/s) prívodným potrubím s vnútornou svetlosťou 430 mm. V spodnej časti vnútra nádrže sú tiež umiestnené priečky, zabraňujúce pohybu kvapalného vodíka počas letu („špliechanie”), aby sa nenarušovala stabilita zostavy raketoplánu. Na týchto priečkach sú tiež umiestnené štyri senzory predčasného spotrebovania vodíka; pri poklese zásob vodíka pod túto úroveň signalizovanú najmenej dvoma senzormi sú motory SSME palubnými počítačmi automaticky vypnuté.
Kyslíková a vodíková nádrž sú spojené valcovou prechodovou časťou z hliníkových zliatin s oceľovými resp. titanovými výstuhami. Na hornom konci vodíkovej nádrže je z vonkajšej strany pripojená trojnohá rúrková konštrukcia, ktorou sú nádrže pripútané k spodku družicového stupňa. Ďalšie dve dvojnohé konštrukcie prepájajúce ET s družicovým stupňom sú umiestnené pri spodnom okraji vodíkovej nádrže. V tomto priestore sú tiež ukončené prívodné potrubia kyslíka a vodíka a napojené na palivové rozvody v motorovom priestore družicového stupňa. Pravým pripojením je vedené potrubie kvapalného kyslíka, ľavým vodíka.
[úprava] Tepelná izolácia
Povrch nádrže ET je pokrytý tepelnou izoláciou hrdzavo hnedej farby z penového polyuretánu plneného rozdrveným korkom, ktorá znižuje odparovanie pohonných látok pred štartom, čiastočne zabraňuje tvorbe námrazy na povrchu nádrže a chráni obsah nádrže pred aerodynamickým ohrevom počas vzletu atmosférou. Niektoré časti povrchu sú chránené proti aerodynamickému ohrevu ablačným materiálom z fenolových živíc. Hmotnosť tejto izolácie je 2,2 tony. Pri prvých dvoch štartoch (STS-1 a STS-2) bol povrch izolácie chránený vrstvou bieleho náteru; nepoužitím náteru pri ďalších letoch raketoplánov bolo ušetrených zhruba 500 kg "mŕtvej" (neužitočnej) hmotnosti.
Odpadnutie väčšieho kusu tejto penovej izolácie a jeho náraz do nábežnej hrany krídla raketoplánu Columbia, ktorú poškodil, bol v závere misie STS-107 príčinou jeho havárie.
V špičke ET sú umiestnené pretlakové ventily, zabraňujúce nadmerném vzrastu tlaku pri odparovaní kryogénnych kvapalných pohonných látok v nádržiach pred štartom.
[úprava] Varianty nádrže
Bola vyrábaná v troch základných modifikáciách. Prvá z nich, použitá pri prvých siedmich štartoch raketoplánu, mala prázdnu hmotnosť približne 35 ton. Náhradou niektorých dielov pôvodne zhotovených z ocele za titánové a zoslabením niektorých častí stien bola vyvinutá odľahčená verzia, označovaná LWT (Lightweight Tank) s hmotnosťou približne 31 ton. Posledná z týchto nádrží bola použitá počas letu STS-107. Medzitým od roku 1998 bola pre lety k Medzinárodnej kozmickej stanici (ISS) používaná ešte viac odľahčená ET, označovaná skratkou SLWT (Super Lightweight Tank) s prázdnou hmotnosťou približne 30 ton. Zníženie hmotnosti bolo dosiahnuté najmä použitím zliatiny hliníka a lítia namiesto bežných hliníkových zliatin na steny nádrží.
[úprava] Oddelenie od orbitera
Približne 15 s po dosiahnutí suborbitálnej dráhy a vypnutí motorov SSME sa prívodné potrubie rozpojí a výbušnými skrutkami sa oddelí prepojovacia konštrukcia medzi ET a družicovým stupňom. Družicový stupeň sa manévrom motormi RCS odpúta do bezpečnej vzdialenosti. Odhodená nádrž ET pokračuje v lete po balistickej suborbitálnej dráhe a zaniká v atmosfére. Pri prvých misiách bol orbiter pri oddelení naklonený smerovkou nadol a objemná nádrž nad ním. V súčasnosti sa krátko pred oddelením nádrže orbiter otáča do takej polohy, aby bola nádrž pod ním. Tento manéver uľahčuje fotodokumentáciu nádrže.