Ônibus Espacial | História e Estrutura

Ônibus espacial

Ônibus Espacial (Space Shuttle; em Portugal: Vaivém Espacial) é o veículo parcialmente reutilizável usado pela Nasa (National Aeronautics and Space Administration) como veículo lançador e espaçonave para suas missões tripuladas. Ele tornou-se o sucessor da nave Apollo usada durante o Projeto Apollo. O Ônibus Espacial voou pela primeira vez em 1981.

História

O projeto de construção de veículos espaciais reutilizáveis remonta de 1975, quando foram feitos os primeiros testes de um protótipo acoplado a um avião Boeing adaptado a testes de vôo a grande altitude. O objetivo foi testar a aerodinâmica e a dirigibilidade do Ônibus Espacial.

Foram construídas cinco espaçonaves deste tipo, chamadas Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis e Endeavour, que foram usadas em diversas missões no espaço. Destas apenas a Discovery, a Atlantis e a Endeavour ainda existem, já que as outras acabaram destruídas em acidentes que se tornaram tragédias da história da exploração espacial.

Ainda foram construidas mais duas naves, uma chamada Enterprise, usada apenas para testes de pouso, mas sem capacidade de entrar em órbita, e a outra chamada Pathfinder, um simulador usado para treinamento dos astronautas.

Ainda devemos citar os dois veículos reutilizáveis da URSS, chamados Buran e Ptichka. Destes apenas a Buran chegou a voar, em 1988, em uma missão não tripulada. Ambas as naves foram desmontadas em novembro de 1995 após o abandono do projeto.

Estrutura

O Ônibus Espacial é constituído por três partes: o veículo reutilizável, um tanque externo e dois foguetes propulsores de combustível sólido. O Ônibus Espacial é operado por motores traseiros e 44 mini-jatos de controle de órbita. A decolagem é feita pelos foguetes e pousa como avião (em uma pista convencional).

O veículo reutilizável possui asas em formato delta largo. É composto por uma estrutura de alumínio, sendo coberto por uma superfície de isolamento reutilizável semelhante a tecido. O nariz, parte das asas e toda a parte inferior da nave estão cobertos por pequenas peças de cerâmica, a fim de resistir à s elevadas temperaturas causadas pela fricção com a atmosfera, quando o veículo regressa à Terra. Estas peças são numeradas, colocadas manualmente, e não existem duas peças iguais. Os 49 foguetes da nave possuem diferentes funções. Entre as príncipais funções estão a de decolagem, controle de reentrada e controle de rota.

A energia elétrica da nave é fornecida por células de combustível que têm, como subproduto da combustão, água potável. A parte central da nave um compartimento de carga, capaz de levar ao espaço até quatro satélites. Esta estrutura está adaptada a transportar o laboratório Spacelab, assim como seu resgate de volta ao planeta. Um braço mecânico, chamado Remote Manipulator System, é operado pelos tripulantes na cabine de controle. Esse sistema é responsável em colocar os carregamentos em operação para fora do Ônibus.

A parte frontal da nave possui o alojamento da tripulação e a cabine de comando. Esta área do ônibus espacial é semelhante as cabines dos aviões convencionais, porém, algumas características diferenciam os comandos de vôo espacial e vôo aéreo. A parte anterior do convés têm quatro estações de serviço, como o controle do sistema de manipulação à distância. O compartimento de carga tem seu ar retirado quando é necessário aos astronautas realizarem alguma atividade fora da nave. A entrada dos tripulantes na nave é através de uma escotilha, localizada na frente da nave, no alojamento da tripulação.

O tanque externo possui os mesmos propelentes utilizados pelos propulsores principais. Sua estrutura externa protege três tanques internos. Na parte frontal, um tanque contém oxigênio líquido sob pressão. Outro tanque interno contém a maioria dos equipamentos eletrônicos, e um tanque traseiro comporta hidrogênio líquido sob pressão. As paredes do tanque externo são formadas por uma liga de alumínio, com 5,23 centímetros de espessura. Os propelentes são liberados para os sistemas principais de propulsão da nave, através da pressão do gás liberado pela própria combustão. Tal procedimento é feito de forma controlada.

Os foguetes propulsores praticam a maior parte do empuxo de lançamento. O propulsor é formado por quatro unidades tubulares de aço. Na parte frontal do foguete, há uma cápsula em forma de ogiva que contém um pára-quedas, que é acionado para que ele caia no mar sem ser danificado, para ser reutilizado. A parte inferior do foguete tem um bico dirigível. O propulsor também é formado por oito pequenos foguetes, responsáveis pela separação deste do veículo espacial. Cada propulsor contém combustível sólido, que é acionado por um pequeno foguete motor. As chamas do foguete passam pelo interior do propulsor, atingindo o máximo empuxo em menos de meio segundo.

Lançamento

O lançamento do ônibus é feita da mesma maneira que os foguetes: numa plataforma, com o veículo na posição vertical. No momento do lançamento, os sistemas de propulsão do veículo exercem um empuxo de aproximadamente 30.800.000 Newtons. Este valor equivale a soma do empuxo de decolagem de 30 aviões do modelo Jumbo 747. Quando o Ônibus atinge 45 km de altitude, os foguetes propulsores se separam do veículo e caem no mar, sendo posteriormente recuperados. Ao chegar a 110 km da superfície o combustível acaba, e o tanque externo separa-se da nave. A estrutura acaba se desintegrando quando reentra na atmosfera.

Os sistemas de manobras orbitais se encarregam de colocar o Ônibus em órbita. No espaço, o veículo está apto a realizar diversas missões. O transporte de satélites e sondas espaciais, o reparo ou resgate de artefatos que estão em órbita e a realizações de pesquisas científicas são as principais funções do Space Shuttle.

Diferenças entre os ônibus

Columbia