¿Podría el Shuttle Carrier Aircraft hacer un vuelo transatlántico con un transbordador espacial en su espalda?

Respuesta corta

Se había establecido un procedimiento para regresar desde un sitio de Aterrizaje Abortado Transoceánico (TAL) al Centro Espacial Kennedy (KSC) utilizando el Shuttle Carrier Aircraft (SCA). El peso máximo que se podía transportar desde Europa era de aprox. 87,000 kg, por lo que se tuvo que quitar peso del orbitador antes de acoplarlo.

El SCA tenía un alcance máximo, sin acoplar, de 5.500 millas náuticas; sin embargo, cuando se acoplaba, el alcance disminuía a 1.000 millas náuticas, utilizando reservas. Se perdieron 4.500 NM al transportar el orbitador. La SCA habría tenido que detenerse en el Reino Unido, Islandia, Groenlandia y Canadá.

Se había realizado una prueba de reabastecimiento de combustible en vuelo, pero no se desarrolló ninguna solución. De nuestros amigos de Space Exploration :

Se realizaron estudios para equipar la SCA con equipos de reabastecimiento aéreo, una modificación ya realizada en los E-4 de la Fuerza Aérea de los EE. UU. (747-200 modificados) y transportes cisterna 747 para la IIAF. Sin embargo, durante el vuelo en formación con un avión cisterna para probar los enfoques de reabastecimiento de combustible, se observaron grietas menores en la aleta de cola del N905NA. Si bien es probable que estos no hayan sido causados ​​​​por los vuelos de prueba, se consideró que no tenía sentido tomar riesgos innecesarios. Dado que no había necesidad urgente de dotar de capacidad de reabastecimiento aéreo, se suspendieron las pruebas.

Se utilizó un cono de cola que cubría los 3 motores de popa y los propulsores para reducir la resistencia y las sacudidas en los estabilizadores verticales SCA. También protegió las boquillas del motor para que no se dañen en vuelo.

Consulte a continuación si está interesado en conocer más detalles del plan de recuperación.

Plan utilizado después de aterrizar en el sitio TAL

Las operaciones que se llevarán a cabo para devolver el orbitador a KSC se documentaron en un plan que no se pudo identificar con certeza; sin embargo, el plan del Departamento de Defensa de EE. UU. (DOD) para respaldar la recuperación es bastante descriptivo de las operaciones. Desde DDMS TURNAROUND FUNCPLAN 3611-03 (C=TAL día):

La operación de recuperación, que incluye la redistribución de personal y equipo, puede requerir hasta 120 días para completarse. [...]

C+18: El personal de JTF-DDMS se coordina con la NASA para el apoyo de la ruta de vuelo del transbordador.

C+22: El personal de JTF-DDMS presenta el plan inicial de apoyo al vuelo del ferry a la dirección de la NASA.

C+26: la NASA comienza las operaciones de respuesta de 24 horas para preparar y acoplar el orbitador al SCA para el vuelo de regreso en ferry. [...]

C+53: Pathfinder y SCA llegan al lugar de aterrizaje.

También hay disponibles diapositivas que explican el plan del DOD .

Operaciones del sitio TAL

Cada uno de los sitios TAL estaba equipado para las operaciones de aterrizaje y giro del Orbiter:

• Ayudas a la navegación y al aterrizaje
• Equipo meteorológico
• Equipo de apoyo en tierra dedicado
• Equipo de emergencia
• Apoyo a aviones C-130

De Nasa Fact - Sitios de aterrizaje de aborto transoceánico del transbordador espacial :

Cada sitio TAL está cubierto por un acuerdo internacional separado. Los sitios TAL se conocen como sitios aumentados porque están equipados con ayudas de aterrizaje exclusivas del transbordador espacial y cuentan con personal de la NASA, contratistas y del Departamento de Defensa durante un lanzamiento y aterrizaje de contingencia.

^{Sistema de aterrizaje por microondas del transbordador ( fuente )}

Además:

El equipo TAL desplegado iniciaría la protección y el mantenimiento del orbitador y lo aumentaría un equipo conocido como Equipo de respuesta rápida. [...]

El gerente de operaciones terrestres del sitio TAL inicialmente estaría a cargo hasta que lo relevara un funcionario de administración de mayor rango que llegaría en el avión del equipo de respuesta/investigación.

Dentro de las 24 horas, los equipos de respuesta/investigación llegarían al sitio TAL a bordo de un avión C-17 que transportaba personal y equipo. La mayor parte del equipo provendría del Centro Espacial Kennedy y del Centro de Investigación de Vuelo Dryden en California.

Después del contingente de equipos de investigación/respuesta avanzada, el Equipo de operaciones desplegadas, que consta de personal y equipos adicionales, comenzaría a llegar al sitio TAL para la operación de cambio de órbita del orbitador. La NASA estima que se necesitarían alrededor de 19 salidas de aviones C-17/C-5, una importante operación de transporte marítimo de la Marina y 450 miembros del personal de la NASA y del contratista para completar el cambio. [...]

Las cargas útiles y/o el equipo de apoyo aerotransportado permanecerán a bordo del orbitador para el vuelo de regreso al Centro Espacial Kennedy, a menos que la capacidad de la aeronave portadora del transbordador, la ubicación del lugar de aterrizaje u otros requisitos dicten lo contrario.

Aligerando el orbitador en el sitio TAL antes de transportarlo a KSC

Límites de peso del SCA :

• Peso básico, NASA 905, 318 053 ​​lb (144 269 kg), NASA 911, 323 034 lb (146 528 kg)
• Peso máximo bruto de liberación del freno, 710 000 lb (322 056 kg)
• Peso bruto máximo de aterrizaje, 600.000 lbs (272.160 kg).

Desde Operaciones de Aborto y Recuperación de Carga del Sistema de Transporte Espacial :

El peso del ferry desde los sitios de aterrizaje de contingencia en Europa y África está limitado a aprox. 192.000 libras. (aprox. 87.000 kg). El peso del transbordador desde los sitios de aterrizaje de contingencia del Pacífico se limita aún más a 154.000 libras. (aprox. 70.000 kg).

Esto requiere no solo la eliminación de la carga útil, sino también la eliminación de los motores principales, los neumáticos, el tren de aterrizaje y otros componentes del Orbiter. Además, la ubicación del centro de gravedad del eje Z (vertical) y el eje X (longitudinal) del Orbitador debe estar dentro de un sobre limitado, como se muestra en la Figura 1.

De La conquista del espacio, Ferrying the Shuttle - Parte cuatro: The Shuttle Carrier Aircraft :

Una ruta típica podría llevar a la pareja de Europa continental a Inglaterra, luego a Islandia, luego a Canadá y finalmente a los Estados Unidos.

(Se puede encontrar información adicional en JSC-NSTS-08934-VOLUME-4, Space Shuttle Orbiter Ferry Plan).

Apareamiento y separación del orbitador

Galería de fotos del apareamiento Discovery en Edwards y desemparejamiento en KSC (STS-114).

^{(Fuente: Nasa -- STS-114: Misión completada )}

La estructura de acoplamiento anterior no se podría usar en un sitio TAL, por lo que una grúa estaría disponible para la operación:

^{Columbia se prepara en White Sands. Foto de Steve Schmidt.
(Fuente: Aeródromos abandonados y poco conocidos )}

Transportando el Orbitador

De Nasa Fact, Shuttle Carrier Aircraft .

Había dos SCA:

• NASA 905: Obtenido de American Airlines en 1974.
• NASA 911: obtenido de Japan Airlines en 1989.

Eran B747-100 y B747-100SR, modificados por Boeing en su configuración SCA.

^{(Fuente: Nasa Fact, Shuttle Carrier Aircraft )}

Estaban propulsados ​​por cuatro Pratt and Whitney JT9D-7J y tenían una capacidad de combustible de 316,307 lbs (143,477 kg).

El SCA no volaba muy rápido: 250 kt o M .6, debido a la resistencia del orbitador y los estabilizadores verticales adicionales. Su altitud de crucero típica también era bastante baja para evitar la congelación de los fluidos del orbitador:

• con orbitador, 13,000-15,000 pies
• sin acoplar, 24,000-26,000 pies

Por lo tanto, el rango era un poco más corto que si volara más alto. Rango típico:

• Acoplado, típicamente 1000 NM (con reservas)
• Sin acoplar, máximo 5500 NM.

Sí, era posible y la NASA tenía un plan. Enterprise realizó una gira europea en 1983, visitando el Reino Unido, Francia, Alemania e Italia. Para llegar allí, cruzó el Atlántico en la parte trasera del Shuttle Carrier Aircraft (el 747 convertido). Según Slate , el alcance del SCA era de unas 1.000 millas náuticas, por lo que hizo paradas de reabastecimiento de combustible en Goose Bay y Keflavik en su camino a Londres Stansted.

Aparentemente sí.

Del documento de la NASA Sitios de aterrizaje de aborto transoceánico (TAL) del transbordador espacial (énfasis mío):

Las cargas útiles y/o el equipo de apoyo aerotransportado permanecerán a bordo del orbitador para el vuelo de regreso al Centro Espacial Kennedy, a menos que la capacidad de la aeronave portadora del transbordador, la ubicación del lugar de aterrizaje u otros requisitos dicten lo contrario.

El documento también detalla el procedimiento a seguir en caso de que se vaya a utilizar el TAL. Los sitios TAL se 'activaron' antes del lanzamiento y se mantuvo un C-130 en espera para evacuaciones y emergencias.