¿Cuál es el problema de abortar el lanzamiento de un transbordador espacial?

Había cuatro tipos de abortos intactos diseñados para Shuttle (sin contar los abortos de plataforma). Un aborto intacto se define como uno que devuelve el Orbiter intacto a una pista.

En orden de menos a más deseable:

1. Volver al sitio de lanzamiento (RTLS)
2. Aborto transatlántico (TAL)
3. Abortar una vez alrededor (AOA)
4. Abortar a órbita (ATO)

Solo el ATO se realizó alguna vez en el programa Shuttle.

Además, se diseñaron abortos de contingencia. Un aborto de contingencia se define como uno que permite a la tripulación rescatar, pero no permite el regreso seguro del Orbiter.

Hubo un tipo de aborto de contingencia llamado East Coast Abort Landing (ECAL) que podría haber permitido que el orbitador aterrizara... pero como no era un modo de aborto certificado, todavía se consideraba de contingencia.

Los abortos pueden realizarse por razones de rendimiento (falla o bajo rendimiento de uno o más motores principales) o por razones de sistemas (fugas en la cabina, pérdida de refrigeración, etc.).

Los abortos se superpusieron hasta cierto punto. La selección de cancelación se basó en gran medida en el estado del vehículo en el momento de la falla y el rendimiento. Por ejemplo, el último momento posible para seleccionar RTLS ocurrió cuando al vehículo no le quedaba suficiente propulsor para reducir su velocidad a cero y luego volver a subir lo suficientemente alto como para llegar al Centro Espacial Kennedy.

Este artículo da buena información detallada sobre todo lo que he dicho.

La razón por la que los SRB no se pudieron "desechar" en el momento deseado es porque el sistema de separación, tal como se diseñó, no era lo suficientemente potente como para deshacerse de los propulsores de manera segura si estuvieran entregando una cantidad significativa de empuje. El sistema de separación simplemente cortó los pernos que sujetaban los propulsores al tanque externo y encendió los motores montados en los propulsores para proporcionar espacio entre ellos y la pila acelerada del Orbiter/ET. Si hubieran estado presentes cargas de empuje significativas, entonces se habrían aplicado fuerzas y momentos significativos a la pila Orbiter/ET. Es posible que se pudiera haber diseñado un sistema más robusto, pero no estaba incorporado en el sistema que teníamos.

De manera similar, el sistema de separación ET simplemente cortó los pernos que sujetaban el ET al orbitador. No se proporcionaron motores de separación porque se suponía que el sistema estaría en un entorno de baja presión dinámica en el momento de la separación: el orbitador maniobró utilizando sus chorros del sistema de control de reacción. En un entorno de alta presión dinámica con una cantidad significativa de propulsor chapoteando en el tanque, el potencial de recontacto con el Orbiter era alto.

Hubo cierta discusión en la otra pregunta sobre los asientos eyectables utilizados en las primeras misiones de Columbia. Estos tenían una utilidad limitada: en un punto de ascenso, la columna se expandió tanto que la trayectoria del asiento la atravesaría y se realizó una llamada de "asientos negativos". De manera similar, al entrar, el vehículo tenía que ir lo suficientemente lento como para que un miembro de la tripulación expulsado relativamente sin protección pudiera reducir la velocidad a una velocidad segura.

Desearía profundamente que se hubiera diseñado un mejor sistema de aborto/escape, pero esa no era la realidad de STS.

Editar: ¡Acabo de notar que los manuales de capacitación de la tripulación para abortos intactos y de contingencia están disponibles en la página JSC FDF! Estas son maravillosas referencias para abortos STS.

• aborto intacto
• Abortos de contingencia
• Sistemas de escape de la tripulación

Hubo muchos modos de aborto en el transbordador espacial durante el lanzamiento, y las opciones cambiaron según los detalles de cada parte del vuelo.

El problema principal es que separarse de dos SRB (Solid Rocket Boosters) en llamas que producen 2,8 millones de libras de empuje cada uno simplemente no va a funcionar. Es decir, la más mínima asimetría en la desconexión y probablemente esté muerto.

Por lo tanto, el transbordador se atascó durante los primeros 2 minutos y cambió hasta que se quemó el SRB.

En el flujo de aire hipersónico, la más mínima desviación del vuelo podría destruir el fuselaje del transbordador, lo cual es parte de por qué abortar fue tan difícil.

Una vez que se lanzaron los SRB, hubo un RTLS (regreso al sitio de lanzamiento) que los astronautas describieron como mejor que nada, pero no con mucha confianza.

Esto requeriría que el Transbordador retuviera el Tanque Externo para combustible, gimbalizar los motores para llegar lo suficientemente alto, y dar la vuelta y volar de regreso hacia el sitio de lanzamiento (una vez fuera de la atmósfera para protegerlo del flujo de aire) y luego dejar caer el tanque una vez que esté tenía la energía para deslizarse de regreso a Kennedy.

Hubo modos Abort to Orbit (Usados ​​una vez, creo). Abortar una vez alrededor, y más.

Pero durante gran parte del vuelo, con los SRB encendidos, las opciones son muy limitadas, ya que no se pueden apagar. Se pueden terminar en vuelo soplando una carga lineal a lo largo de él, pero eso también eliminaría el tanque y, por lo tanto, probablemente el Orbiter si todavía está conectado.