Energija-Buran

Energija-Buran

Fail:Energia-Buran.jpg Süsteemi Energia-Buran start 15. novembril 1988
Organisatsioon	NPO Energiya ja NPO Molniya
Stardikompleks	Baikonuri kosmodroom
Mass	2400 tonni

Energia-Buran on Nõukogude Liidu kosmoseprogrammi orbitaaltranspordisüsteem, mis koosneb taaskasutatavast orbitaallennukist Buran (vene keeles vene keeles Буран, “Lumetorm”) ja kanderaketist Energia (vene keeles vene keeles Энергия). Välise disaini poolest sarnaneb see Ameerika Ühendriikides loodud süsteemile Space Shuttle, kuid tehniliselt erineb märkimisväärselt. Buran võib kanda madalale orbiidile kuni 10 kosmonauti ja 30 tonni koormat. Orbitaallennuki maandumine toimub maandumisrajale. Buran peakonstruktoriks oli Gleb Lozino-Lozinskiy.

Ajalugu

Buran ja An-225 Le Bourget Airshow-l

Energia-Buran ei olnud Nõukogude Liidu esimene programm, mille raames arendati taaskasutatavat orbitaallennuki. Selline eesmärk püstitati juba 1965. aastal ning juba järgmisel aastal algasasid arendustööd. Süsteemi nimeks oli Spiral ja see koosnes kiirenduslennukist ja orbitaallennukist. Kiirenduslennuk oli orbitaallennuki kandjaks stardil ning pidi arendama kiirust 6000 km/h. Orbitaallennuk mahutas ühte pilooti ja mitu kosmos-kosmos tüüpi raketti ning kujutas endast orbitaalhävitajat. 1978. aastaks oli valminud 3 orbitaallennuki katseeksemplari ja programm suleti.

1976. aastal avati programm Energia-Buran ja loodi teaduslik-tüüstuslik ühing Molniya. 1980. aastal alustati esimeste orbitaallennuki Buran katseeksemplaride tootmist. 1982. aastal valmistati neljas süsteemi Spiral orbitaallennuk, mis tegi orbitaallennu ning atmosfääri sisenedes katsetati sellel soojuskaitset tulevase Buran jaoks. 1984. aastaks oli valmis esimene atmosfäärilendudeks mõeldud eksemplar OK-GLI või “toode 0.02”. 1985. aasta lõpus toimetati kosmodromile Baikonur “toode 1.01”, mis oli esimene kosmoselendudeks mõeldud eksemplar. 15. mail 1987 toimus kanderaketi Energia esimene lend, millega viidi orbiidile “Polus” (orbitaaljaama “Skif” makett, 77 tonni).

15. novembril 1988 toimus süsteemi Energia-Buran esimene lend, mis oli mehitamata ja täielikult automaatne. Lennu käigus tehti 2 tiiru ümber maa. Lennu kogukestvus oli 3 tundi.

1989. aastal paigaldati “toode 1.01” lennuki Antonov An-225 kerele ja lennati Le Bourget lennunäitusel. Järgmisel aastal programm peatati ja 1993. aastal programm suleti. 2002. aastal Baikonuri kosmodroomil hävis “toode 1.01” koostehalli katuse kokkuvarisemise tagajärjel.

Põhjused ja vajadus

Kanderakett Energia

• Oli vaja luua uus universaalne üliraske klassi kanderakett, mis võimaldaks viia orbiidile väga raskeid koormaid (100 tonni ja rohkem).
• Selliste koormate all on mõeldud mitte ainult orbitaallennuki Buran, kuid ka orbitaaljaamu ja nende moodule.
• Lisaks oli vaja viia orbiidile erinevaid strateegilisi objekte nagu näiteks orbitaalne laserplatvorm Skif (kaal üle 80 tonni).
• Lihtsustada lennud Kuule ja Marsile.
• Saata goestatsionaarsele orbiidile raskemaid sateliite.

Orbitaallennuk Buran

Buran-i loomisel ei olnud olemas kindlat eesmärki, mida see oleks pidanud täitma. Orbitaallennuki olemasolu pidi tasakaalustama sõjalist võimekust.

• 1960-ndatel oli USA-l iga aasta keskmine orbiidile viidava koorma kogukaal alla 150 tonni. Programm Space Shuttle lubas iga aasta kuni 25 lendu ja kosmosesüstik võimaldas madalale orbiidile viia kuni 25 tonni lasti, mis teeb aasta kohta 625. Suure tõenäosusega püstitati selliseid ülesandeid mitte rahumeelsetel eesmärkidel.
• Uuringud on näitanud, et USA kosmosesüstik võimaldab orbiidil olles sukelduda atmosfääri, visata all koorma ja tulla orbiidile tagasi. Ei ole välistatud, et koorem võib sisaldada tuumalõhkepead.
• Space Shuttle'i abil oli vajem korjatud orbiidilt mitte töötavaid Nõukogude Liidu satelliite. 11. veebruaril1985. aastal oli kaotatud side orbitaaljaamaga Salut-7. Mitmed allikad väidavad, et USA valitsus on töötlenud välja plaani, kuidas Space Shuttle'i abil see orbiidilt maha tuua. Enne Soyuz-13 missiooni õnnestus ameeriklastel lennata orbitaaljaamale Salut-7 lähedale ja teha sellest detailseid fotod. Pärast Soyuz-13 missiooni, mille käigus päästeti Salut-7, sellest plaanist loobuti.

Tehnilised näitajad

Energia-Buran mudel

Kanderakett Energia

• Stardimass: 2400 tonni
• Kandevõime madalale orbiidile: 105 tonni
• Kandevõime geostatsionaarsele orbiidile: 20 tonni
• Kõrgus: 59 meetrit
• Laius (suurim): 16 meetrit

Aste 0 (kiirendid)

• Kiirendite arv: 4
• Tõukejõud merepinna kõrgusel: 29000 kN
• Tõukejõud vaakumis: 32000 kN
• Tööaeg: 140 sekundit
• Kütus: raketikütus+hapnik

Aste 1

• Mootorite arv: 4
• Tõukejõud merepinna kõrgusel: 5800 kN
• Tõukejõud vaakumis: 7500 kN
• Tööaeg: 480 sekundit
• Kütus: vesinik+hapnik

Orbitaallennuk Buran

• Stardimass: 105 tonni
• Kandevõime orbiidile: 30 tonni
• Kandevõime maandumisel: 16 tonni
• Peamootorite arv: 2
• Meeskond: 0-10
• Lennu kestvus: 30 ööpäeva
• Orbiidi kõrgus: 250-1000 km
• Pikkus: 36.37 meetrit
• Laius: 5.5 meetrit
• Tiivaulatus: 23.92 meetrit
• Lastiruumi pikkus: 18.55 meetrit
• Lastiruumi diameeter: 4.7 meetrit
• Termokaitseplaatide arv: umbes 38600

Erinevus süsteemist Space Shuttle

Soyuz, Space Shuttle ja Energia-Buran

• USA kosmosesüstik stardib koos kütusepaagiga, Buran kanderaketi abil.
• Space Shuttle startimisel selle 3 põhimootorit moodustavad umbes 70% tõukejõust, Buran-i 2 põhimootorit on väljas.
• Space Shuttle'il hävib kütusepaak, Energia-l mõlemad astmed.
• Energia võimaldab saata orbiidile lasti ilma orbitaallennukita, Space Shuttle'i kütusepaagist selleks ei piisa.
• Buran-il on olemas katapult mõlemale piloodile (atmosfääris kasutamiseks).
• Hädaolukorras võib Buran enneaegselt eralduda kanderaketist.
• Buran-i maandumisel töötavad põhimootorid, mis võimaldavad sooritada mitu katset siseneda maandumisrajale.

Esimene ja viimane lend

Lennu kestvuseks plaaniti 206 minutit, millega pidi saama tehtud 2 tiiru ümber maa. Koormuseks paigaldati lastiruumi lisaseadmete plokk (7.2 tonni), mis sisaldas telemeetriaseadmeid ja lisatoidet. Esimene lend pidi toimuma 29. oktoobril 1988, kuid 51 sekundit enne starti see katkestati ära. Lend viidi üle 15. novembrile 1988.

5:30 tuli tormihoiatus: tuuli kuni 20m/s ja udu nähtavusega 600-1000 meetrit. Kanderaketi korpusel oli tekkinud jääkiht 1-2 mm. Pärast lühidat nõupidamist otsustati start mitte katkestada ja tehti muudatused lennuprogrammi.

5:50 lülitatakse Energia-Buran tarkvaralisele juhtimisele, 1 minut 16 sekundit enne starti autonoomsele elektritoitele.

6:00:00 toimus start ja 6:00:01.25 registreeriti viimaste kommunikatsioonide lahtiühendamine, selleks ajaks oli kõrgus 20 cm.

06:02:25.85 eemalduvad 0-astme kiirendiplokid, kõrgus 53 km, kiirus 1.8 km/s.

06:07:47.80 lülituvad välja 1-astme mootorid ja 06:08:02.80 eemaldub orbitaallennuk kanderaketist, kõrgus 115km, orbiit -11.2/154.2km.

06:11:28 lülituvad sisse peamootorid kiirendamiseks, kestvus 67 sekundit, impulss 66.7 m/s, orbiit 114/256 km.

06:46:07 lülituvad sisse peamootorid kiirendamiseks, kestvus 40 sekundit, impulss 41.7 m/s.

06:46:48 Buran jõuab orbiidile 263/251 km, 51.64°, periood 89.45 minutit.

08:20:07 lülituvad sisse peamootorid pidurdamiseks, kestvus 158 sekundit, impulss 162.4 m/s.

08:48:11 ründenurk 38.3°, kõrgus 120km.

08:51:09 sisenemine atmosfääri, kõrgus 100km, kiirus 27330 km/h, algas aerodünaamiline pidurdamine, vahemaa maandumiskompleksini 8270 km.

08:53 kõrgusel 90km katkeb side 18-ks minutiks plasma tekke tagajärjel.

09:11 taastub side maandumiskompleksiga, kõrgus 50 km, kiirus üle 12300 km/h, maandumiskompleksini 550 km, registreeriti maksimaalsed temperatuurid esiotsas 907 °C ja tiivaservades 924 °C.

09:19 kõrgusel 20 km maandumise asemel kagust teeb Buran ootamatu järsu manöövri vasakule, seejärel pöörates tagasi mööda paremat ringjoont alustas mandumist kirdest.

09:24:42 maandumisraja puudutus, kiirus 263 km/h.

09:25:24 täelik peatus, maandumisrajal läbitud 1620 meetrit, kõrvalkalle maandumisraja keskjoonest ainult 5 meetrit vasakule!

Valminud orbitaallennukid

Prototüübid

BTS-002 muuseumis Saksamaal

• BTS-001 / OK-GLI / “toode 0.01” - esimene makett, mille abil katsetati transportimist õhus ja aerodünaamilisi omadusi.
• BTS-002 / “toode 0.02” - atmosfääris lendudeks mõeldud prototüüp, millel oli 4 reaktiivmootorit, 24 lendu, katsetati automaatset maandumist ja aerodünaamilisi omadusi.
• OK-KS / “toode 0.03” - kasutati katsestendina elektri- ja arvutusseadmetele.
• OK-ML2 / “toode 0.04” - makett gabariidi- ja kaalukatseteks
• OK-TVA / “toode 0.05” - makett soojus-, vibratsiooni- ja vastupidavuskatseteks.
• OK-TVI / “toode 0.06” - makett soojus- ja vaakumkatseteks.
• 8M / “toode 0.08” - esiotsamakett katapultistmete katsetamiseks.
• OK-MT / “toode 0.15” makett stardieelsete operatsioonide katsetamiseks (näiteks tankimine, paigaldus ja ühendused).

Kosmoselendudeks mõeldud tooted

"toode 2.01"

• “toode 1.01” / “Buran” - 15. novembril 1988 sooritas lennu kosmosesse automaatses režiimis. 12. mail 2002 hävis koostepaviljoni katuse sissevarisemisel Baikonuril.
• “toode 1.02” / “Ptichka” (“Linnuke”) - valmis 95-97%, kasutamata, asub koostepaviljonis Baikonuril.
• “toode 2.01” / “Baikal” - valmis 30-50%, asub Zhukovsky lennujaamal.
• “toode 2.02” - valmis 10-20%, programmi sulgemisel 1993 demonteeriti.
• “toode 2.03” - alustati koostet, programmi sulgemisel 1993 hävitati toode.

ENSV osalus programmis

Vändra tootmiskoondises Mistra toodeti orbitaallennukile Buran tulekindlast vildisarnasest materjalist alus, mille külge liimiti keraamilised termokaitseplaadid. Materjal sisaldas räniühenditest kiudu ja põhiülesandeks oli mittepaisumine kuumenemisel. Tulemusena oli esimesel lennul kaotatud alla 10 termokaitseplaadi, samal ajal kui Space Shuttle'il loendatakse neid kümnete kaupa.