Διαστημικό Λεωφορείο Κολούμπια

Το Διαστημικό Λεωφορείο Κολούμπια (Space Shuttle Columbia (Orbiter Vehicle Designation: OV-102) ήταν το πρώτο σκάφος στον στόλο των διαστημικών λεωφορείων της NASA που πέταξε στο διάστημα και που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Γη. Εκτοξεύθηκε για πρώτη φορά για την αποστολή STS-1, στις 12 Απριλίου 1981, Σε 22 έτη υπηρεσίας ολοκλήρωσε 27 αποστολές προτού διαλυθεί κατά την επανείσοδό του στην ατμόσφαιρα κατά την τελική φάση της 28ης αποστολής του (STS-107) την 1η Φεβρουαρίου 2003, σκοτώνοντας και τους 7 επιβαίνοντες.

Ιστορία

Η κατασκευή του «Κολούμπια» άρχισε το 1975 στις εγκαταστάσεις της Rockwell International, στο Πάλμντεϊλ της Καλιφόρνια (προάστιο του Λος Άντζελες), μετά από συμβόλαιο που υπογράφηκε στις 26 Ιουλίου 1972. Το σκάφος πήρε το όνομά του από το ιστορικό και ποιητικό όνομα των ΗΠΑ, όπως και η τροχιακή άκατος της αποστολής Απόλλων 11, της πρώτης διαστημικής αποστολής που προσεδάφισε ανθρώπους στη Σελήνη. Μετά την κατασκευή, το σκάφος έφθασε στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντυ την 25η Μαρτίου 1979, για να ετοιμαστεί για την πρώτη του εκτόξευση. Το «Κολούμπια» ήταν προγραμματισμένο αρχικώς να εκτοξευθεί στα τέλη του 1979, αλλά η εκτόξευση καθυστέρησε εξαιτίας προβλημάτων με το σύστημα θερμικής προστασίας και τα SSME. Στις 19 Μαρτίου 1981, κατά τη διάρκεια προετοιμασιών για μία δοκιμή εδάφους, τρεις εργάτες υπέστησαν ασφυξία ενώ εργάζονταν στο διαμέρισμα των πίσω κινητήρων του σκάφους.
Ο αρχηγός της πρώτης διαστημικής αποστολής του «Κολούμπια» (STS-1) ήταν ο Τζων Γιάνγκ, ένας βετεράνος των προγραμμάτων «Gemini» και «Απόλλων», ο ένατος άνθρωπος στην ιστορία που περπάτησε στη Σελήνη, το 1972. Κυβερνήτης ήταν ο Ρόμπερτ Κρίπεν, ένας πολύ νεότερος αστροναύτης.
Το «Κολούμπια» παρέμεινε 105 ημέρες πάνω στην Εξέδρα Εκτοξεύσεως (Pad) 39A μέχρι να εκτοξευθεί στις 12 Απριλίου 1981, ανήμερα την 20ή επέτειο της πρώτης πτήσεως ανθρώπου στο διάστημα (του Γκαγκάριν με το σκάφος «Βοστόκ 1»). Επέστρεψε στη Γη μόλις δύο ημέρες αργότερα, έχοντας εκτελέσει 36 περιφορές γύρω από τον πλανήτη μας. Προσγειώθηκε σαν αεροπλάνο στην Αεροπορική Βάση Έντουαρντς της Καλιφόρνια. Στη συνέχεια εκτέλεσε τρεις ακόμα δοκιμαστικές αποστολές για τον έλεγχο των τεχνικών του χαρακτηριστικών και των αποδόσεων των χιλιάδων εξαρτημάτων του. Η πρώτη «κανονική» («λειτουργική») του αποστολή, με τετραμελές πλήρωμα, ήταν η STS-5, που εκτοξεύθηκε στις 11 Νοεμβρίου 1982. Τότε στο πρόγραμμα διαστημικών λεωφορείων είχε ήδη προστεθεί το «Τσάλεντζερ», το οποίο εκτέλεσε τις τρεις επόμενες αποστολές του προγράμματος, ενώ στο «Κολούμπια» έγιναν αρκετές τροποποιήσεις για την πρώτη αποστολή του Spacelab.
Το 1983 το «Κολούμπια», και πάλι με αρχηγό αποστολής τον Τζων Γιάνγκ, εκτοξεύθηκε για τη δεύτερη λειτουργική αποστολή του (STS-9), η οποία μετέφερε το επιστημονικό εργαστήριο Spacelab και εξαμελές πλήρωμα. Στους αστροναύτες συγκαταλεγόταν και ο πρώτος μη Αμερικανός πολίτης σε πτήση διαστημικού λεωφορείου, ο Γερμανός Ουλφ Μέρμπολντ. Μετά την πτήση αυτή, το σκάφος πέρασε 18 μήνες στις εγκαταστάσεις του Πάλμντεϊλ, τροποποιούμενο έτσι ώστε να έχει παρόμοια χαρακτηριστικά με τα άλλα διαστημικά λεωφορεία. Επέστρεψε στο διάστημα στις 12 Ιανουαρίου 1986, με την αποστολή STS-61-C, στο πλήρωμα της οποίας βρισκόταν ο πρώτος εν ενεργεία βουλευτής που επισκέφθηκε ποτέ το διάστημα, ο Μπιλ Νέλσον.
Δέκα μόλις ημέρες μετά την επιστροφή του «Κολούμπια» από αυτή την αποστολή ακολούθησε η τραγωδία του Κολούμπια. Ως αποτέλεσμα, το πρόγραμμα του διαστημικού λεωφορείου διακόπηκε και το «Κολούμπια» δεν ξαναπέταξε μέχρι το 1989, οπότε και επανήλθε στην κανονική υπηρεσία ως μέλος του στόλου των διαστημικών λεωφορείων.
Η πτήση του STS-93, που εκτοξεύθηκε στις 23 Ιουλίου 1999, ήταν η πρώτη διαστημική αποστολή των ΗΠΑ με γυναίκα αρχηγό, την Αϊλήν Κόλινς. Αυτή η αποστολή έθεσε σε τροχιά το Διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ «Τσάντρα».
Η τελευταία επιτυχής αποστολή του «Κολούμπια» ήταν η STS-109, η 4η αποστολή φροντίδας του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Χαμπλ. Η επόμενη αποστολή του «Κολούμπια», η STS-107, τελείωσε με την καταστροφή του κατά την επανείσοδό του στην κατώτερη ατμόσφαιρα και τον θάνατο του επταμελούς του πληρώματος.
Ως συνέπεια της καταστροφής αυτής, ο Πρόεδρος των ΗΠΑ Τζωρτζ Μπους απεφάσισε την απόσυρση του στόλου των διαστημικών λεωφορείων μέχρι το 2010 και την ανάπτυξη αντί για αυτά του νέου διαστημικού επανδρωμένου σκάφους «Ωρίων» (το οποίο καταργήθηκε με τη σειρά του το 2010 από τον Πρόεδρο Ομπάμα).

Στατιστικά

Συνολικά κατά τη διάρκεια της υπηρεσίας του το Διαστημικό Λεωφορείο «Κολούμπια» μετέφερε στο διάστημα 160 ανθρώπους. Στις 28 αποστολές του παρέμεινε συνολικά στο διάστημα επί 300 ημέρες, 17 ώρες, 40 λεπτά και 22 δευτερόλεπτα, ολοκληρώνοντας 4808 περιφορές γύρω από τη Γη και καλύπτοντας απόσταση ως προς το έδαφος ίση με 201.497.772 χιλιόμετρα, ενώ έθεσε σε τροχιά 8 τεχνητούς δορυφόρους.

Βάρος

Ως το δεύτερο διαστημικό λεωφορείο που κατασκευάσθηκε ποτέ και το πρώτο που ήταν ικανό να πετάξει στο διάστημα, το «Κολούμπια» ήταν περίπου 3600 κιλά βαρύτερο κατά την εκτόξευση από μετέπειτα διαστημικά λεωφορεία, τα οποία είχαν ελαφρώς τροποποιημένο σχεδιασμό και είχαν επωφεληθεί από τις προόδους που είχαν σημειωθεί στο μεταξύ στην τεχνολογία των υλικών. Η πρόσθετη μάζα εντοπιζόταν κυρίως στις πτέρυγες και τα ακροφύσια, αλλά και στην προσθήκη οργάνων για δοκιμές της αποδόσεως, εξοπλισμός που παρέμεινε προσαρμοσμένος στο σκάφος στις πρώτες αποστολές του. Εξαιτίας του πρόσθετου βάρους, το σκάφος ήταν λιγότερο επιθυμητό για χρήση σε αποστολές προς τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, παρά το ότι έγιναν τροποποιήσεις κατά την τελευταία ανακαίνισή του προς τον σκοπό αυτό.

Το σύστημα θερμικής προστασίας

Το «Κολούμπια» ήταν το πρώτο διαστημικό όχημα στην ιστορία του οποίου η εξωτερική επιφάνεια καλυπτόταν κατά το μεγαλύτερο μέρος της με πλακίδια «Επαναχρησιμοποιήσιμης Επιφανειακής Μονώσεως Υψηλών/Χαμηλών Θερμοκρασιών» (High & Low Temperature Reusable Surface Insulation, HRSI/LRSI). Τα πλακίδια αυτά αποτελούσαν το κύριο σύστημα θερμικής προστασίας (TPS) των διαστημικών λεωφορείων. Τα λευκά πλακίδια αποτελούνταν από Nomex με χρωστική επένδυση ελαστικής χρωστικής και κάλυπταν στις πρώτες πτήσεις σχεδόν το 25% της επιφάνειας του σκάφους, ενώ στην πρώτη αναβάθμιση αφαιρέθηκαν από αρκετά σημεία και στις ύστερες πτήσεις κάλυπταν μόνο το άνω τμήμα των θυρών της κοιλότητας φορτίου (payload bay) και τις εσωτερικές περιοχές της άνω επιφάνειας των πτερύγων. Η αναβάθμιση περιελάμβανε και την αντικατάσταση πολλών λευκών πλακιδίων LRSI των άνω επιφανειών με καλύμματα Προηγμένης Ελαστικής Επαναχρησιμοποιήσιμης Επιφανειακής Μονώσεως (AFRSI), γνωστά και ως Καλύμματα Ινώδους Μονώσεως (Fibrous Insulation Blankets, FIBs), που πρωτοχρησιμοποιήθηκαν στα λεωφορεία Ντισκάβερυ και Ατλάντις. Αρχικώς το «Κολούμπια» έφερε 32 χιλιάδες πλακίδια, ενώ η αναβάθμιση μείωσε τον αριθμό αυτό σε 24.300. Το κάθε κάλυμμα AFRSI, με στρώσεις διαφορετικών μορφών πυριτίου είχε επιφάνεια μέχρι 30 επί 30 ίντσες και αντικαθιστούσε μέχρι 25 πλακίδια. Επειδή τα καλύμματα εφάρμοζαν απευθείας στο σώμα του σκάφους, υπήρχε μείωση του βάρους, βελτιωμένη ανθεκτικότητα, μειωμένο κόστος κατασκευής και εφαρμογής, όπως και μειωμένος χρόνος για την εφαρμογή τους.
Παρά τις βελτιώσεις στο σύστημα θερμικής προστασίας και άλλες τροποποιήσεις, το «Κολούμπια» δεν θα ζύγιζε ποτέ χωρίς φορτίο τόσο λίγο όσο τα άλλα διαστημικά λεωφορεία. Το δεύτερο λεωφορείο που κατασκευάσθηκε, το «Τσάλεντζερ» ήταν επίσης σχετικώς βαρύ, αλλά κατά 998 κιλά ελαφρότερο από το «Κολούμπια».

Διακριτικά

Μέχρι την τελευταία τροποποίησή του, το «Κολούμπια» ήταν το μοναδικό λειτουργικό διαστημικό λεωφορείο με διακριτικά πτερύγων την αμερικανική σημαία στην αριστερή πτέρυγα και τα αρχικά «USA» στη δεξιά. Τα υπόλοιπα μέχρι το 1998 έφεραν τη σημαία και τα αρχικά «USA» από κάτω της στην αριστερή πτέρυγα, ενώ στη δεξιά έφεραν το παλαιό (ως το 1998) λογότυπο της NASA πάνω από το όνομα του αντίστοιχου σκάφους. Το όνομα «Columbia» ήταν αρχικώς γραμμένο στις θύρες της κοιλότητας φορτίου, αλλά γράφτηκε στο τοίχωμα της καμπίνας πληρώματος μετά το 1986 ώστε να μπορεί να ταυτοποιείται εύκολα όταν βρίσκεται σε τροχιά. Από την τελευταία αναβάθμισή του μέχρι την καταστροφή του, το «Κολούμπια» έφερε διακριτικά πανομοιότυπα με αυτά των άλλων διαστημικών λεωφορείων: το νέο λογότυπο της NASA στην αριστερή πτέρυγα και την αμερικανική σημαία πάνω από το όνομα του σκάφους στη δεξιά. Μόνο τα χαρακτηριστικά άκρα στις πτέρυγες του «Κολούμπια» παρέμειναν, οι μαύρες περιοχές στις άνω εμπρόσθιες επιφάνειες των πτερύγων του, που προστέθηκαν επειδή αρχικώς οι σχεδιαστές του πρώτου λεωφορείου δεν γνώριζαν πώς η θέρμανση κατά την επιστροφή θα επηρέαζε τις άνω επιφάνειες των πτερύγων. Αυτά επέτρεπαν την εύκολη αναγνώριση του «Κολούμπια» από μακριά, κάτι που δεν συνέβαινε με όλα τα άλλα διαστημικά λεωφορεία.

Ποδίσκος SILTS

Το «Κολούμπια» είχε ένα ακόμα μοναδικό εξωτερικό χαρακτηριστικό, τον «ποδίσκο SILTS» ("SILTS" pod), που βρισκόταν στην κορυφή του κάθετου σταθεροποιητικού πτερυγίου του και προστέθηκε μετά την αποστολή STS-9 για τη συλλογή θερμικών δεδομένων. Αν και ο εξοπλισμός του αφαιρέθηκε μετά από τις αρχικές δοκιμές, η NASA απεφάσισε να αφήσει τον ποδίσκο στη θέση του, καθώς σχεδιαζόταν η χρήση του σε άλλα, μελλοντικά πειράματα. Το κάθετο πτερύγιο τροποποιήθηκε αργότερα για να ενσωματώσει το αλεξίπτωτο οριζόντιας επιβραδύνσεως, όπως έγινε πρώτα στο «Ιντέβορ» το 1992.

Διάφορα άλλα

Το «Κολούμπια» είχε αρχικώς εκτινασσόμενα καθίσματα της Lockheed, ίδια με αυτά του αεροσκάφους SR-71 Blackbird, που παρέμειναν ενεργά για τις πρώτες 4 τροχιακές πτήσεις (τις «δοκιμαστικές»), αλλά απενεργοποιήθηκαν μετά την αποστολή STS-4 και αφαιρέθηκαν μετά την STS-9. Το «Κολούμπια» ήταν επίσης το μόνο προοριζόμενο για το διάστημα λεωφορείο που δεν παραδόθηκε από την κατασκευάστρια εταιρεία με ενδείξεις στο εμπρόσθιο παράθυρο για τον αρχηγό της αποστολής και τον κυβερνήτη. Αυτές προστέθηκαν μετά την STS-9.