Descrizione del Sistema
Space Shuttle

Lo Space Shuttle è il veicolo spaziale più complesso e costoso mai costruito. E’ costituito da quattro componenti principali: la navetta (o Orbiter), i motori principali (o SSME - Space Shuttle Main Engines), i boosters a propellente solido (o SRB - Solid Rocket Boosters) ed il serbatoio principale (o ET - External Tank).

La navetta (Orbiter)

La navetta è un veicolo spaziale simile ad un aereo con ali a delta ed è la parte dello Space Shuttle che trasporta l’equipaggio ed il carico utile. Le sue dimensioni sono equivalenti a quelle di un aereo di linea; è lunga infatti 34 metri, ha una apertura alare di 24 metri circa ed è alta 17 metri.

La fusoliera della navetta contiene la cabina dell’equipaggio, il vano di carico, i motori per le manovre orbitali (o OMS- Orbital Maneuvering System) ed alla sua parte posteriore sono fissati i tre motori principali.

La cabina per l’equipaggio è composta da due livelli:

• in quello superiore vi è la cabina di pilotaggio e, nella sua parte posteriore, i comandi dei sistemi del vano di carico e del braccio manipolatore . Vi è inoltre un finestrino che guarda direttamente nel vano di carico;

• in quello inferiore, che è invece la zona adibita all’alimentazione ed al riposo degli astronauti, vi è la camera pressurizzata per l’accesso al vano di carico e l’esecuzione delle attività extraveicolari (le cosiddette passeggiate spaziali).

La navetta può ospitare da 2 a 8 astronauti e può restare in orbita fino ad un massimo di quattordici giorni; fa eccezione la navetta Endeavour, l’ultima della serie, che può rimanere in orbita fino a 28 giorni.

Il vano di carico è accessibile dall’esterno attraverso un’apertura sul dorso, che viene protetta durante la fase di lancio e di rientro da due portelloni. Quando la navetta è in orbita i due portelloni debbono rimanere in posizione aperta in quanto su di essi sono installati i radiatori dell’impianto di raffreddamento e, qualora non fosse possibile aprirli, la navetta sarebbe costretta a rientrare sulla Terra entro un tempo massimo di otto ore.

Nel vano di carico possono essere trasportati satelliti o equipaggiamenti scientifici oppure possono essere installati i laboratori Spacelab o Spacehub. Il carico massimo trasportabile in orbita è di 28000 chilogrammi. All’interno del vano di carico è installato il braccio manipolatore (ovvero RMS - Remote Manipulator System), un braccio meccanico articolato che, grazie alle sue possibilità di movimento ed alla forma della sua estremità può afferrare satelliti ed altri oggetti, muovendoli e ruotandoli. Su questo braccio può, inoltre essere installata una piccola piattaforma alla quale vengono agganciati i piedi degli astronauti quando effettuano attività extraveicolari nel corso delle quali devono operare su un satellite per effettuare delle riparazioni. Questo sistema consente maggiore stabilità in condizioni di assenza di gravità. Il braccio manipolatore è comandato da un astronauta che agisce sugli appositi comandi collocati nella parte posteriore della zona superiore della cabina.

I Motori principali (SSME - Space Shuttle Main Engines)

I motori principali forniscono alla navetta la spinta necessaria per raggiungere l’orbita. Sono collocati nella parte posteriore della navetta ed utilizzano come carburante una miscela di idrogeno liquido ed ossigeno liquido. Ciascun motore fornisce una spinta di circa 170.000 chilogrammi, che può essere regolata in un intervallo che va dal 65% al 109%.

Qualora uno dei motori non fornisse il 100% della spinta durante la fase ascensionale, la navetta non potrebbe raggiungere l’orbita prestabilita.

Dopo ogni missione i motori sono sbarcati dalla navetta per essere sottoposti ad una minuziosa revisione generale. Per questo motivo i motori sono imbarcati a rotazione sulle varie navette.

Il Serbatoio esterno (ET - External Tank)

Il carburante consumato dai motori principali è contenuto in un serbatoio esterno, che viene attaccato al ventre della navetta (gli americani chiamano questa configurazione "piggy-back").

Il serbatoio è lungo 47 metri ed ha un diametro di 8 metri e mezzo. Esso è costituito da due compartimenti separati: quello superiore contiene circa 37.800 litri di ossigeno liquido, mentre quello inferiore contiene circa 101.200 litri di idrogeno liquido.

Il carburante deve essere mantenuto ad una temperatura di oltre 100 gradi centigradi sottozero e, per questo motivo, il serbatoio è ricoperto da un tessuto schiumoso coibente di colore arancione che impedisce la formazione di ghiaccio sulla superficie esterna del serbatoio stesso.

Il serbatoio esterno è l’unica parte "spendibile" dello Space Shuttle e viene perduta quando, esauritosi il carburante, si stacca dalla navetta e rientra nell’atmosfera incendiandosi.

I Boosters (SRB - Solid Rocket Boosters)

I boosters dello Space Shuttle sono i più grandi razzi a propellente solido mai costruiti. Sono alti circa 45 metri e mezzo, hanno un diametro di 3 metri e 66 centimetri e producono una spinta di 1.202.040 chilogrammi di spinta al decollo. Nel cono anteriore di ogni booster sono alloggiati i tre paracadute che ne consentono il recupero dopo ogni lancio.

L’ugello del booster può ruotare per un ampiezza di circa 7 gradi in modo da consentire una limitata regolazione della direzione della spinta.