Poderia a aeronave transportadora realizar um vôo transatlântico com um orbitador de ônibus espacial nas costas?

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Alguns dos sites de desembarque de backup do STS estavam na Europa.

Obviamente, o STS teria que voar para lá apenas em caso de extrema emergência, então a prioridade número um era apenas salvar as vidas dos membros da tripulação.

No entanto, a NASA tinha um plano ou seria possível transportar o ônibus espacial no topo de uma aeronave de transporte de ônibus espacial, como nesta foto?

Transportadora Aeronaves que transportam uma órbita do Ônibus Espacial

Estou especialmente curioso sobre a penalidade de alcance induzida pelo arrasto adicional de pegar carona no orbitador.

Créditos da imagem: NASA / Carla Thomas, Domínio público.

por Antzi 19.12.2015 / 17:15

3 respostas

Resposta curta

Um procedimento foi estabelecido para retornar de um local de desembarque transoceânico (TAL) para o Centro Espacial Kennedy (KSC) usando a aeronave Shuttle Carrier (SCA). O orbitador teve que ser modificado antes de ser acasalado para remover algum peso, pois o peso máximo que poderia ser transportado da Europa era de aprox. 87,000 kg.

O alcance do SCA era de milhas náuticas 1,000 (com reservas) quando acasaladas e o alcance máximo não acasalado era de milhas náuticas 5,500. O SCA pode ter parado no Reino Unido, Islândia, Groenlândia e Canadá.

A tailcone A cobertura dos motores de popa 3 e dos propulsores foi usada para reduzir o arrasto e o impacto nos estabilizadores verticais SCA. Também protegeu os bicos do motor contra danos durante o vôo. Ainda assim, o 4,500 NM foi perdido carregando o orbiter.

Se você está interessado nos detalhes, a resposta (enorme) abaixo é para você.


Plano usado após o desembarque no local do TAL

As operações a serem conduzidas para devolver o orbitador ao KSC foram documentadas em um plano que não pôde ser identificado com segurança; no entanto, o plano do Departamento de Defesa dos EUA (DOD) para apoiar a recuperação é bastante descritivo das operações. De FUNCIONAMENTO GIRATÓRIO DDMSCPLAN 3611-03 (C = dia TAL):

The turnaround operation, to include redeployment of personnel and equipment, may require up to 120 days to complete. [...]

C+18: JTF-DDMS staff coordinates with NASA for ferry flight route support.

C+22: JTF-DDMS staff presents initial ferry flight support plan to NASA management.

C+26: NASA begins 24 hour turnaround operations to prepare and mate the orbiter to the SCA for return ferry flight. [...]

C+53: Pathfinder and SCA arrive at landing site.

Slides explicando o plano DOD também estão disponíveis.


Operações do site TAL

Cada um dos locais da TAL foi equipado para as operações de aterrissagem e recuperação do Orbiter:

  • Auxiliares de navegação e pouso
  • Equipamento meteorológico
  • Equipamento de apoio no solo dedicado
  • Equipamento de emergência
  • Suporte de aeronave C-130

A partir de Fato da NASA - Locais de desembarque transoceânico de ônibus espaciais:

Each TAL site is covered by a separate international agreement. The TAL sites are referred to as augmented sites because they are equipped with space shuttle-unique landing aids and are staffed with NASA, contractor and Department of Defense personnel during a launch and contingency landing.

insira a descrição da imagem aqui
Sistema de aterrissagem por microondas da Shuttle (fonte)

Além do que, além do mais:

Safing and deservicing of the orbiter would be initiated by the deployed TAL team and augmented by a team known as the Rapid Response Team. [...]

The TAL site ground operations manager would initially be in charge until relieved by a higher-ranking management official who would arrive on the response/investigation team aircraft.

Within 24 hours, the response/investigation teams would arrive at the TAL site aboard C-17 aircraft carrying personnel and equipment. Most of the equipment would come from Kennedy Space Center and Dryden Flight Research Center in California.

Following the advance response/investigation teams contingent, the Deployed Operations Team, consisting of additional personnel and equipment, would begin arriving at the TAL site for the orbiter turnaround operation. NASA estimates it would take about 19 C-17/C-5 aircraft sorties, a significant Navy sealift operation, and 450 NASA and contractor personnel to complete the turnaround. [...]

Payloads and/or airborne support equipment will remain onboard the orbiter for the flight back to Kennedy Space Center unless the capability of the shuttle carrier aircraft, landing site location or other requirements dictate other wise.


Relâmpago do orbitador no local do TAL antes de embarcar para o KSC

Limites de peso do SCA:

  • Peso básico, NASA 905, 318,053 lbs (144,269 kg), NASA 911, 323,034 lbs (146,528 kg)
  • Peso bruto máximo de liberação do freio, 710,000 lbs (322,056 kg)
  • Peso bruto máximo de aterrissagem, 600,000 lbs (272,160 kg).

A partir de Sistema de Transporte Espacial Operações de Abortamento e Recuperação de Cargas:

The ferry weight from contingency landing sites in Europe and Africa is constrained to approx. 192,000 Ibs. (approx. 87,000 kg). The ferry weight from the Pacific contingency landing sites is further constrained to 154,000 Ibs. (approx. 70,000 kg).

This requires not only removal of the payload but removal of Orbiter main engines, tires, landing gear and other components as well. In addition, the Orbiter Z axis (vertical) and X axis (longitudinal) center of gravity location must be within a limited envelope, as shown in Figure 1.

Da conquista do espaço, transportando o ônibus espacial - Parte Quatro: A Aeronave Transportadora:

A typical route might take the pair from continental Europe to England, then on to Iceland, then Canada, and finally to the United States.

(Informações adicionais podem ser encontradas em JSC-NSTS-08934-VOLUME-4, Plano de Ferry Space Shuttle Orbiter.)


Acasalando e desmatando o orbitador

galeria de fotos de Discovery acasalamento em Edwards e demating em KSC (STS-114).

insira a descrição da imagem aqui
(Fonte: Nasa - STS-114: Missão concluída)

A estrutura de acoplamento acima não pôde ser usada em um local da TAL; portanto, um guindaste estaria disponível para a operação:

insira a descrição da imagem aqui
Columbia sendo preparada em White Sands. Foto de Steve Schmidt.
(Fonte: Aeródromos abandonados e pouco conhecidos)


Ferrying o orbiter

A partir de Fato da NASA, aeronaves transportadoras.

Havia dois SCA:

  • NASA 905: Obtido da American Airlines em 1974.
  • NASA 911: obtido da Japan Airlines em 1989.

Eles eram B747-100 e B747-100SR, modificados pela Boeing em sua configuração SCA.

insira a descrição da imagem aqui
(Fonte: Fato da NASA, aeronaves transportadoras)

Eles foram projetados por quatro Pratt e Whitney JT9D-7J e tinham uma capacidade de combustível de 316,307 lbs (143,477 kg).

O SCA não voou muito rápido: 250 kt ou M .6, devido ao arrasto do orbitador e aos estabilizadores verticais adicionais. Sua altitude típica de cruzeiro também era bastante baixa para evitar o congelamento dos fluidos da sonda:

  • com orbiter, 13,000-15,000 ft
  • não acasalado, 24,000-26,000 ft.

O alcance foi, portanto, um pouco menor do que se voasse mais alto. Gama típica:

  • Acasalado, normalmente 1000 NM (com reservas)
  • Não acasalado, 5500 NM máximo.
19.12.2015 / 19:13

Sim, era possível e a NASA tinha um plano. Empreendimento foi tirada em Turnê européia no 1983, visitando o Reino Unido, França, Alemanha e Itália. Para chegar lá, atravessou o Atlântico na parte de trás do Aviões de transporte (o 747 convertido). De acordo com ardósia, o alcance do SCA era de cerca de milhas náuticas 1,000, por isso fez paradas de reabastecimento em Goose Bay e Keflavik a caminho de Londres Stansted.

19.12.2015 / 17:30

Aparentemente sim.

Do documento da NASA Locais de desembarque transoceânico de ônibus espaciais (TAL)(ênfase minha):

Payloads and/or airborne support equipment will remain onboard the orbiter for the flight back to Kennedy Space Center unless the capability of the shuttle carrier aircraft, landing site location or other requirements dictate otherwise.

O documento também detalha o procedimento a ser seguido caso o TAL seja usado. Os locais TAL foram 'ativados' antes do lançamento e um C-130 foi mantido em espera para evacuação e emergências.

19.12.2015 / 17:30