Первый старт шаттла

Старт МКТС "Спейс Шаттл" и полет на участке выведения

start11.jpg (22287 bytes)

В 7 ч утра было произведено зажигание основных ЖРД SSМЕ и через 3с, когда их суммарная тяга достигла 90 % номинального значения, были запущены стартовые РДТТ. Когда суммарная тяга трех ЖРД SSМЕ и двух РДТТ составила 3400 тc, были срезаны восемь фиксирующих болтов диаметром 8.8 см, с помощью которых МКТС крепилась к стартовой платформе. Стартовый вес МКТС "Спейс Шаттл" составлял 2022 тс.

Начальный набор высоты происходил при полете по траектории, угол наклона к горизонту которой на 5% превысил угол номинальной траектории выведения. Такое отклонение траектории от номинальной могло бы оказать существенное влияние на выбор экипажем способа аварийного прекращения полета при отказе одного из ЖРД SSМЕ, поскольку это увеличивало время полета МВКА до начальной точки выполнения маневра возвращения в зону стартового комплекса. Отклонение траектории приводило также к дополнительному расходу энергии, необходимой для обеспечения требуемой скорости полета при удалении от места запуска.

На участке выведения стартовые РДТТ фирмы Тиокол и основные ЖРД SSМЕ фирмы Рокетдайн работали даже лучше, чем предполагалось. Тяга стартовых РДТТ на 1% превысила расчетную. Продольные вибрации МКТС от ускорителей были также ниже, чем ожидалось. Кроме того, по мнению экипажа, уровень вибраций в кабине ОК был меньше уровня вибраций, которые имели место при имитации запуска МКТС на тренажере.

Через 132с после старта на высоте 44.4 км при скорости полета, соответствующей числу М=4.5, произошло отделение стартовых РДТТ, которые с помощью шести парашютов приводнились в 242 км от стартового комплекса. Все парашюты раскрылись на высоте 22 км и обеспечили нормальное приводнение ускорителей со скоростью снижения 28 м/с в 25-29 км от двух спасательных кораблей. На ускорителях сохранилась белая краска, хотя на головной и хвостовой частях она приобрела рыжевато-коричневый оттенок.
При ударе о воду на одном ускорителе была повреждена система управления вектором тяги, а на другом - немного смято сопло.
После приводнения ускорителей были спасены только четыре из шести парашютов. Сигналы от гидролокатора одного из потерянных парашютов были приняты, но сам парашют обнаружен не был. Спасенные ускорители были отбуксированы 13 апреля 1981 г. на мыс Канаверал.

start12.jpg (27628 bytes)

Начиная с 40-й секунды и по мере увеличения скоростного напора с внешнего топливного бака на лобовое стекло ОК начали попадать куски льда или теплоизоляции SOFI (Spray-оn foaminsulation). Легкие соударения с лобовым стеклом ОК продолжались и после отделения стартовых РДТТ до выхода МТКС в безвоздушное пространство. Некоторые из этих кусков оставили следы на лобовом стекле, которые однако исчезли под воздействием теплового нагрева при входе ОК в атмосферу после завершения орбитального полета. Удары испытывало и теплозащитное покрытие ОК, но теплозащитные плитки получили незначительные повреждения, которые не повлияли на безопасность полета.

start13.jpg (22018 bytes)

На 160-й секунде полета ОК "Колумбия" и внешний топливный бак достигли высоты 72.2 км и находились в 77.8 км от стартового комплекса.
На 315-й секунде высота составляла 139 км, скорость полета - 3.35 км/с, а дальность от стартового комплекса - 374.3 км.
На 360-й секунде высота увеличилась до 140.8 км, скорость полета до 3.96 км/с, а дальность от стартового комплекса составила 518.9км.
На 450-й секунде перегрузка достигла своего максимального значения, равного 3. К этому времени ОК и внешний топливный бак начали снижаться и находились на высоте 124.2 км в 898.8 км от стартового комплекса. Для того чтобы перегрузка не превысила 3, ЖРД дросселировались до тяги, соответствующей 65% номинала. Индикаторная скорость МТКС, зарегистрированная Янгом при максимальном скоростном напоре (2831.8 кгс/м2), составила 802.9 км/ч (расчетная индикаторная скорость равна 789.95 км/ч).
На 514-й секунде полета, когда были выключены основные ЖРД SSМЕ, скорость полета ОК с внешним топливным баком составила 7701 м/с, что только на 0.6 м/с превысило расчетную скорость. Вертикальная скорость набора высоты в этот момент была 66 м/с и точно соответствовала расчетной.

После выключения основных ЖРД ОК продолжал выполнение маневра со снижением от 140 км до высоты 116.5 км для отделения внешнего топливного бака, которое произошло через 12с после выключения основных ЖРД SSМЕ.
Отделение внешнего топливного бака и закрытие больших створок ниши разъемов на нижней части фюзеляжа ОК (через которые в основную двигательную установку подаются компоненты топлива) прошли нормально, без существенных замечаний из центра управления полетом. После отделения бак разрушился над Индийским океаном на высоте, превышающей расчетную на 30 км, а центр эллипса рассеивания его обломков находился в 3885 км от стартового комплекса и в радиусе 18.5 км от расчетной точки.

После отделения внешнего топливного бака ЖРД SSМЕ стали поворачиваться в карданном подвесе для принятия исходного положения, причем Дж.Янг сообщил в центр управления полетом, что при повороте двигательной установки возникли значительные вибрации. Перевод ЖРД SSМЕ в исходное положение был необходим для обеспечения наилучшей аэродинамики ОК "Колумбия" при его возвращении на Землю после завершения орбитального полета.

При выключении основных ЖРД и отделении топливного бака ОК находился на эллиптической траектории с параметрами 149.8 х 24 км. Сразу же после отделения бака Дж.Янг перевел ОК в требуемое положение для первого включения двух ЖРД системы орбитального маневрирования (ОМS) фирмы Аэроджет. В это время ОК находился в перевернутом положении, и угол между линией горизонта и осью аппарата составил 15º.
Время момента первого включения ЖРД ОМS для коррекции орбиты высвечивалось на экране электронно-лучевого индикатора в кабине экипажа. За 15с до включения ЖРД ОМS на экране индикатора появилась команда "исполнение", после чего Р.Криппен нажал аналогичную клавишу на панели бортовой ЭВМ, подтверждая готовность экипажа ОК к запуску ЖРД ОМS.
Первое включение двух ЖРД ОМS было произведено на 632-й секунде после старта для обеспечения требуемого приращения характеристической скорости ОК на 49.5 м/с и его выведения на промежуточную эллиптическую орбиту с высотой 240.5 км в апогее и 105.4км в перигее. Двигатели проработали 87 с, тяга каждого ЖРД ОМS составила 2.72 тс, в результате чего было обеспечено приращение скорости 49.4 м/с и ОК "Колумбия" был выведен на промежуточную орбиту с высотой 244.2 км в апогее и 105.4 км в перигее. Вес ОК "Колумбия" на промежуточной орбите составил 97 тс.

start14.jpg (19025 bytes)

При первом включении ЖРД ОМS производился дренаж магистралей основной двигательной установки, причем остатки жидкого кислорода сбрасывались через сопла основных ЖРД SSМЕ, а остатки жидкого водорода - через боковые дренажные клапаны. Предполагалось, что при сливе остатков жидкого кислорода возникнет дополнительная тяга -1360 кгс, которая составит ~50% тяги каждого ЖРД ОМS. Поскольку дренаж двигательной установки завершается за короткий промежуток времени, экипаж и специалисты центра управления ожидали небольшого изменения пространственного положения ОК, которого, однако, не произошло. В связи с этим остался открытым вопрос: была ли неправильной оценка величины дополнительной тяги при дренаже, или ее влияние на динамику ОК явилось следствием ошибок в расчетах.
Необходимость дренажа магистралей ЖРД SSМЕ связана с тем, что после отделения внешнего топливного бака в них остается ~2450 кгс компонентов топлива. Это могло бы привести к угрозе взрыва, вызвать загрязнение объектов, установленных в грузовом отсеке ВКС "Колумбия", привести к смещению центра масс от расчетного положения на 0.18 м, а также усложнить управление орбитальным полетом аппарата из-за небольших ускорений, возникающих при истечении газообразных кислорода и водорода.

На 44-й минуте полета было произведено второе включение ЖРД ОМS продолжительностью 77 с. ОК "Колумбия" получил приращение характеристической скорости 41.6 м/с и был переведен на круговую орбиту высотой 240.5 км.
По сообщению центра управления полетом, на начальном участке выведения частота пульса у Янга была 85-90 уд./мин, а у Криппена достигла 130 уд./мин (в обычных условиях частота пульса обоих членов экипажа составляет 60 уд./мин).