ISBN: Ostalo
Godina izdanja: 1981.
Jezik: Engleski
Autor: Strani

William Stockton, John Noble Wilford - Spaceliner
Report on Columbia`s Voyage

NY Times Books, 1981.
Tvrdi povez, zastitni omot pohaban, 183 strane, ilustrovano.
IZUZETNO RETKO IZDANJE!


Спејс-шатл или спејс шатл[1] (енгл. Space Shuttle) је била вишекратна свемирска летелица америчке свемирске агенције Наса која је служила за превоз људи и опреме између Земље и орбите око Земље.

Спејс-шатл је летелица која се лансира са лансирне рампе као ракета, одлази у орбиту око Земље носећи људе и разну опрему, између осталог и вештачке сателите, а затим се као једрилица спушта на Земљу. Прва таква летелица полетела је 12. априла 1981. и то је био спејс-шатл Колумбија.

Идеја за изградњу спејс-шатла потиче из средине шездесетих година 20. века. Идеја се родила у америчким војним врховима и требало је то да буде свемирско транспортно возило нове генерације које би саобраћало између америчких земаљских војних база и велике војне свемирске станице.

Сваки спејс-шатл се састоји од три дела: орбитера (у којем се налазе посада и терет), спољашњег резервоара (у којем се налазе течни водоник и кисеоник) и пара ракетних мотора на чврсто гориво (који обезбеђују већину потиска током лансирања).

Наса је изградила пет шатлова. То су: Колумбија, Чаленџер, Дискавери, Атлантис и Ендевор. Шатл Чаленџер је експлодирао 73 секунде након лансирања, 28. јануара 1986. године, и том приликом је погинуло свих седам чланова посаде. 1. фебруара 2003. године, 16 минута пре слетања, распао се шатл Колумбија, такође са седам чланова посаде. Овим је флота шатлова Насе преполовљена, а изгубљено је 14 људских живота. Тиме су се летови шатла дефинитивно показали као врло ризични, па је Наса одлучила да шатлове избаци из употребе 2011. године, после више од 30 година.
Преглед система

Спејс-шатл је била вишекратна[2] свемирска летелица која је служила за транспорт људи и опреме у ниску земљину орбиту. Летелицу је пројектовала, развила и оперативно користила америчка Национална ваздухопловна и свемирска администрација (Наса) од 1981. до 2011. године. Летелица је резултат студија изводљивости које је спровела Наса у сарадњи са Америчким ратним ваздухопловством током шездесетих година 20. века. Развој шатла је предложен као део амбициозне друге генерације свемирског транспортног система (СТС) који ће наследити програм Аполо. Смањење буџета Насе након окончања програма Аполо присилила је председника Никсона да обустави развој свих компоненти планираног система осим шатла, за који је Наса усвојила назив СТС.

Елементи система су били: орбитер (летелица која је ишла у орбиту и затим се враћала на Земљу), потрошни спољни резервоар за течни кисеоник/водоник (који су сагоревали мотори на орбитеру при лансирању) и два ракетна мотора на чврсто гориво који су могли вишекратно да се користе. Први од четири пробна лета полетео је 1981. године, док је оперативна употреба почела 1982. год. Сва лансирања спроведена су са свемирског центра Кенеди на Флориди. Систем је повучен из употребе 2011. године, након 135 мисија.[3] Последње, 135. лансирање, догодило се 8. јула 2011. године. Програм спејс-шатла је званично окончан слетањем орбитера Атлантис 21. јула 2011. године, чиме је након три деценије окончан програм летова шатла у орбиту.[4] У значајније мисије убрајају се лансирање многих сателита и међупланетарних сонди[5], спровођење научних експеримената у свемиру, као и сервисирање и склапање сегмената свемирских станица. Први орбитер, назван Ентерпрајз, произведен је ради почетних тестова приласка и слетања. Није имао моторе, топлотни штит и другу опрему неопходну за летове у орбиту. Укупно је произведено пет орбитера, од којих су два уништена у несрећама.

Коришћен је за мисије у свемиру од стране Насе, министарства одбране САД, Европске свемирске агенције, Јапана и Немачке. САД су финансирале развој и коришћење шатла, осим Спејслаб модула током мисија СТС-61-А и СТС-55 које је финансирала Немачка.[6][7][8] Мисију СТС-47 је делом финансирао Јапан.[9]

При лансирању, система се сатојао из „стека“ који су чинили спољни резервоар (ET, енгл. External Tank) тамно наранџасте боје[10], два бела, витка помоћна ракетна мотора на чврсто гориво (SRB, енгл. Solid Rocket Booster) причвршћена за спољни резервоар, и орбитера у коме се налазила људска посада и опрема у теретном простору. Поједини сателити, који су захтевали лансирање у више орбите од ниске Земљине орбите, достављени су у жељну орбиту уз помоћ додатног модула који се налазио у теретном простору шатла. За ове намене развијена су два додатна модула: једностепени PAM (енгл. Payload Assist Module) и двостепени IUS (енгл. Inertial Upper Stage). Све компоненте су састављане пред лансирање у згради за вертикалну монтажу, затим се цео „стек“ причвршћивао на мобилну лансирну платформу уз помоћ четири експлозивна вијка[11] на сваком ракетном мотору, који су активирани при лансирању.[12]

Цео „стек“ је лансиран у вертикалном положају као и стандардна ракета-носач. Потисак за полетање стварала су два SRB и три мотора који су сагоревали течни кисеоник и течни водоник, којим су се снабдевали из ET. Лансирање спејс-шатла се састојало из два степена. Ракетни мотори на чврсто гориво обезбеђивали су потисак при полетању са лансиране рампе и током прве фазе лета. Два минута (тачније 124 секунде) након полетања активирани су експлозивни вијци којима су ови ракетни мотори били причвршћени за ET. По одвајању од ET на потисницима су активирани падобрани који су омогућавали релативно нежан пад у океан, одакле су касније бродовима транспортовани на копно ради рехабилитације и поновног коришћења. Орбитер и ET наставили би даље уз све хоризонталнију путању лета и потисак три главна мотора. Након достизања брзине од 7,8 km/s, неопходне за ниску Земљину орбиту, мотори су угашени. Спољни резервоар, причвршћен са два експлозивна вијка[13], је затим одбачен да изгори при повратку у атмосферу. Након одбацивања ET, мотори орбиталног маневарског система коришћени су за достизање коначне орбите.

Орбитер је превозио астронауте и опрему, као што су сателити или сегменти свемирских станица, у ниску Земљину орбиту, горње слојеве атмосфере или термосфере.[14] Посаду је најчешће чинило пет до седам чланова посаде. Два члана, командант и пилот, били су довољни за управљање орбитером, што је и био случај током прва четири експериментална лета (СТС-1 до СТС-4). Носивост теретног простора је типично била око 22.700 kg, али је могла да се повећа у зависности од конфигурације при лансирању. Орбитер је превозио опрему у свом теретном простору. Главна особина овог теретног простора, по чему је шатл био јединствен међу свемирским летелицама, била су његова врата која су се отварала целом дужином ради лакшег приступа опреми унутра. Ова особина се показала посебно корисном приликом доставе великих сателита у орбиту, планетарних сонди, Хабловог свемирског телескопа, али и при враћању сателита из орбите на Земљу.

По завршетку своје мисије у свемиру, орбитер би активирао моторе ОМС система како би напустио орбиту и спустио се назад на Земљу.[14] Приликом повратка, орбитер је пролазио кроз различите слојеве атмосфере и успоравао углавном уз помоћ аерокочења. У нижим слојевима атмосфере понашао се као једрилица али је било могуће управљати летелицом уз помоћ реакционог система управљања (RCS, енгл. Reaction control system) и система команди лета којим су контролисани хидраулички покретачи маневарских површина. Слетао је на писту веће дужине јер је брзина при слетању била већа него код комерцијалних авиона. Аеродинамички облик орбитера представљао је компромис због различитих брзина и притисака које је морао да издржи током уласка у атмосферу, хиперсоничног лета и при ниским брзинама током слетања. Због тих компромиса, орбитер је имао релативно велику брзину падања на малим висинама, тако да се маневрисање на већим висинама вршило помоћу RCS, а на мањим висинама помоћу маневарских површина на летелици.
Први кораци

Званичан развој спејс-шатла почео је „А фазом“ уговора о студијама, објављеном крајем шездесетих година двадесетог века. Међутим, разрада овог концепта почела је скоро две деценије раније, још пре програма Аполо с краја шездесетих. Једно од места са којих је потекла идеја о летелици која по повратку из свемира слеће на писту попут авиона била је истраживачка агенција NACA (енгл. National Advisory Committee for Aeronautics), претходник агенције НАСА, 1954. године. Радило се о ваздухопловном истраживачком експерименту који је касније добио назив X-15. Предлог агенције NACA поднео је Волтер Дорнбергер.

Током 1958. године X-15 концепт је еволуирао у предлог да се летелица X-15 пошаље у свемир, али се појавио још један сличан предлог летелице из X-серије, назван X-20 Дајна-Сор (енгл. X-20 Dyna-Soar), као и мноштво других студија везаних за концепт свемирског авиона (енгл. Spaceplane). Иако X-20 није конструисан, неколико година касније конструисан је сличан свемирски авион. Достављен је агенцији НАСА у јануару 1966. године, а радило се о летелици HL-10 (енгл. Horizontal Landing – хоризонтално слетање).
Председник Никсон (десно) са администратором агенције НАСА Џејмсом Флечером у јануару 1972. године, три месеца пре него што је Конгрес одобрио средства за развој шатла.

Средином шездесетих година Америчко ратно ваздухопловство је спровело тајне студије свемирског транспортног система следеће генерације и дошло до закључка да је најекономичније решење био концепт који је подразумевао вишекратно коришћење појединих компоненти. Предложено је да се одмах започне развојни програм ракете „класе 1“ са потрошним ракетним моторима на чврсто гориво, праћен споријим развоје концепта „класе 2“ који је био делом вишекратан, а опционо и „класе 3“ која је подразумевала да се сви елементи система вишекратно користе. Џорџ Милер је 1967. године одржао једнодневни симпозијум у седишту агенције НАСА, како би се размотриле све опције. Симпозијуму је присуствовало осморо људи који су представили велики број идејних решења, укључујући и раније идеје Америчког ратног ваздухопловства попут X-20 Дајна-Сор.

НАСА је 1968. године званично започела развој система који је у то време био познат под називом „Интегрисани систем за лансирање и повратак на Земљу“ (енгл. Integrated Launch and Re-entry Vehicle – ILRV). У исто време, НАСА је расписала одвојени тендер за главне моторе спејс-шатла. Експозитуре агенције НАСА у Хјустону и Хантсвилу су заједнички објавиле захтев за предлоге (енгл. Request for Proposal) за идејна решења ILRV летелице која ће достављати опрему у орбиту а затим се враћати на Земљу. На пример, једно од решења био је двостепени концепт који се састојао из великог ракетног мотора на чврсто гориво и малог орбитера, названо DC-3, и било је једно од решења предложених у „А фази“. Након поменуте „А фазе“ уследиле су B, C, и D фазе које су прогресивно детаљно анализирале концепте све до 1972. године. На крају се дошло до решења да први степен ракете буду вишекратни ракетни мотори на чврсто гориво, док се у другом степену користио потрошни спољни резервоар.

Председник Ричард Никсон је 1969. год. одлучио да подржи развој спејс-шатла. Низом развојних програма и додатних анализа систем је усавршен, пре пуног развоја и тестирања. У августу 1973. године, летелицом X-24B је доказано да је могуће летелицу вратити из орбите и безбедно је приземљити на писту.

Са друге стране Атлантика, министри земаља западне Европе састали су се у Белгији 1973. године како би одобрили учешће у програму шатла и развој програма Спејслаб (енгл. Spacelab), који је био главни европски допринос спејс-шатлу. Спејслаб је требало да обезбеди мултидисциплинарну лабораторију у орбити, као и додатну свемирску опрему за шатл.
Опис
СТС-1 на лансирној рампи 1981. године.

Спејс-шатл је био прва свемирска летелица у оперативној употреби која је могла вишекратно да се користи. Коришћена је за транспорт разноразне опреме у НЗО, за ротацију посаде и достављање опреме на Међународну свемирску станицу и за сервисирање сателита у орбити. Орбитер је такође омогућавао повратак сателита и друге опреме на Земљу у свом теретном простору. Сваки орбитер је конструисан тако да може извршити 100 мисија, или 10 година оперативне употребе, али је овај број касније додатно увећан. За конструисање СТС система био је задужен Максим Фегет, који је претходно надгледао развој Меркјури, Џемини и Аполо летелица. Кључан фактор који је диктирао величину и облик орбитера био је захтев да омогући транспорт највећих планираних цивилних и војних сателита, али да такође има долет од најмање 1.600 km при лансирању у поларну орбиту. Овај захтев је поставило Америчко ратно ваздухопловство како би у случају прекида лансирања у ванредним ситуацијама поверљива опрема могла да се спасе и не падне у погрешне руке.

Захтев војске је био један од главних разлога за уграђивање великих крила на орбитер, за разлику од новијих летелица сличне намене које имају кратка крила и мали број маневарских површина. Употреба SRB и потрошног ET представљала је компромис између жеље Пентагона за системом који ће моћи да лансира велике сателите, и жеље администрације председника Никсона за смањење трошкова истраживања свемира коришћењем вишекратних компоненти.

Конструисано је пет оперативних орбиталних возила (OV, енгл. Orbiter Vehicle):

• OV–102 Колумбија (енгл. Columbia)
• OV–099 Чаленџер (енгл. Challenger)
• OV–103 Дискавери (енгл. Discovery)
• OV–104 Атлантис (енгл. Atlantis)
• OV–105 Ендевор (енгл. Endeavour)

Дискавери одлази у орбиту, снимљено непосредно по одвајању ракетних мотора на чврсто гориво.

Макета орбитера, под називом Инспирејшн (енгл. Inspiration), тренутно се налази на улазу у кућу славних астронаута. Још једна летелица, OV–101 Ентерпрајз (енгл. Enterprise), конструисана је ради испитивања лета при ниским брзинама и током слетања. Првобитно је ова летелица након испитивања требало је да се опреми потребним системима, како би могла да се користи у оперативној употреби. Међутим, анализама је утврђено да је исплативије да се опреми модел STA–099 који је служио за испитивање структурних оптерећења, који је након потребних измена преименован у OV–099 Чаленџер. Орбитер Чаленџер се распао 73 секунде по полетању 1986. године, и као замена за њега је од резервних структурних компоненти конструисан Ендевор. Изградња Ендевора коштала је 1,7 милијарди долара. Једно лансирање спејс-шатла коштало је у просеку око 450 милиона долара.

Роџер А. Пилке Млађи проценио је да је програм спејс-шатла коштао око 170 милијарди долара (по вредности долара из 2008.) до почетка 2008. године. Просечни трошкови једног лета су процењени на око 1,5 милијарди долара.[15] Две мисије је финансирала Немачка – Спејслаб D1 и D2 (D за Deutschland), током којих је контролни центар модула Спејслаб био у Оберфафенхофену. Током мисије D1 по први пут контрола терета мисије са људском посадом није била у рукама САД.

Понекад се за орбитер користи назив спејс-шатл. Технички гледано то није тачно јер спејс-шатл представља комбинацију орбитера, спољњег резервоара и два ракетна мотора на чврсто гориво. Када се ове компоненте саставе у згради за вертикалну интеграцију, у којој су се склапале ракете Сатурн V програма Аполо, за њих се користио назив „стек“.[16]

Одговорност за компоненте шатла била је расподељена између више центара агенције НАСА широм САД. Свемирски центар Кенеди био је одговоран за лансирање, слетање и рехабилитацију орбитера по слетању из екваторијалних орбита (ове орбите су у ствари биле једине у које је шатл летео). Ваздухопловна база Ванденберг (Америчког ратног ваздухопловства) била је одговорна за лансирање, слетање и рехабилитацију орбитера по повратку из поларне орбите (међутим, шатл никада није летео у поларну орбиту). Џонсонов свемирски центар био је контролни центар за све мисије шатла. Маршалов центар за свемирска истраживања био је одговоран за главне моторе шатла, спољни резервоар и ракетне моторе на чврсто гориво. Свемирски центар Џон К. Стенис вршио је тестирања главних мотора, а Годардов центар за свемирске летове управљао је глобалном мрежом за праћење.[17]
Орбитер
Орбитер Атлантис спушта свој стајни трап пред слетања на писту.

Орбитер је подсећао на обичан авион, са делта крилима, са углом стреле унутрашње нападне ивице од 81° и спољашње од 45°. Угао нападне ивице вертикалног репа износи 50°. Четири елевона, смештена на задњем крају крила, и кормило/аеродинамичка кочница, смештени на задњем крају вертикалног репа, заједно са закрилцима, омогућавали су управљање орбитером приликом приласка и слетања.

Теретни простор орбитера био је дуг 18 метара, а широк и висок по 4,6 метара, и заузимао је већи део трупа летелице. Из информација са којих је 2011. године скинута ознака тајности се види да је теретни простор орбитера био наменски пројектован да може да обухвати велики шпијунски сателит KH-9 HEXAGON, којим је управљао национални уред за извиђање.[18] Цео горњи део теретног простора су чинила двоја симетрична врата која су била причвршћена шаркама са страна, а отварала су се по средини. Терет се обично утоварао у хоризонталном положају у теретни простор орбитера, који је већ био спојен са осталим компонентама за лансирање (ET и SRB) и налазио се у вертикалном положају. По уласку у одговарајућу орбиту, врата су се отварала, а терет је истоваран у приближно бестежинском стању помоћу: роботске руке за даљинску манипулацију (коју су контролисали астронаути), астронаута током свемирске шетње, или је терет имао сопствени погонски систем (то је био случај код сателита који су користили додатке PAM или IUS).

Три главна мотора спејс-шатла (SSME, енгл. Space Shuttle Main Engines) монтирани су на задњи крај трупа орбитера у шаблон троугла. Млазнице мотора могле су да се померају 10,5° горе-доле и 8,5° лево-десно током полетања, тиме се мењао правац њиховог потиска и тако се управљало шатлом. Структура орбитера је углавном направљена од легуре алуминијума, док је структура мотора већином од легуре титанијума.

Орбитер Атлантис током транспорта на леђима летелице за превоз шатла (измењен Боинг 747), 2008. г.
Орбитер Атлантис током транспорта на леђима летелице за превоз шатла (измењен Боинг 747), 2008. г.
Ендевор на леђима летелице за превоз шатла.
Ендевор на леђима летелице за превоз шатла.
Поглед спреда на шатл Атлантис који се налази на мобилној лансирној платформи (MLP), пред мисију СТС-79.
Поглед спреда на шатл Атлантис који се налази на мобилној лансирној платформи (MLP), пред мисију СТС-79.
Тест система за пригушење звука. Током лансирања, на MLP се истисне преко 1.300.000 литара воде за 41 секунду.[19]
Тест система за пригушење звука. Током лансирања, на MLP се истисне преко 1.300.000 литара воде за 41 секунду.[19]
Слика орбитера Атлантис током приласка МСС. У теретном простору се види један од модула МСС.
Слика орбитера Атлантис током приласка МСС. У теретном простору се види један од модула МСС.
Ноћно слетање шатла на писту свемирског центра Кенеди на Флориди.
Ноћно слетање шатла на писту свемирског центра Кенеди на Флориди.

Спољни резервоар
Спољни резервоар спејс-шатла
Спољни резервоар спејс-шатла.
Ракетни мотор на чврсто гориво довучен на копно ради рехабилитације
Ракетни мотор на чврсто гориво довучен на копно ради рехабилитације.

Примарна намена спољњег резервоара била је да напаја течним кисеоником и течним водоником главне моторе. Такође је служио као главни ослонац целог система, јер су се на њега монтирали орбитер и два ракетна мотора на чврсто гориво. Спољни резервоар је била једина компонента система која није могла вишекратно да се користи. Иако су резервоари одбацивани да сагоре при повратку у атмосферу, било је технички могуће да се они ставе у орбиту и да се тако вишекратно користе (нпр. да се споје са свемирском станицом и користе за складиштење горива).[20]
Ракетни мотори на чврсто гориво

Сваки од два ракетна мотора на чврсто гориво (SRB) производио је 12,5 милиона њутна потиска при полетању. Недуго након полетања потисак је растао на 14 милиона њутна. Два SRB су заједно обезбеђивали 83% укупног потиска при полетању, док је остатак долазио од три главна мотора (SSME). SRB су одбацивани два минута након полетања са лансирне рампе, на висини од око 46 km, након чега су активирани велики падобрани како би се обезбедио што нежнији пад у океан, одакле су бродовима одвлачени на копно. Кућишта SRB била су направљена од челика дебљине 13 mm.[21] SRB су, након рехабилитације, могли да се користе много пута. Кућиште коришћено за тест мотора ракете Арес I 2009. године коришћено је у 48 мисија шатла, укључујући и прву мисију СТС-1 1981. године.[22]
Додаци орбитера

У зависности од захтева мисије, уз орбитер су могли да се користе многи додаци. У ове додатке су спадале орбиталне лабораторије (Спејслаб, Спејсхаб), додатни степени ракете за лансирање сателита у више орбите (PAM, IUS), систем за дужи боравак у орбити (енгл. Extended Duration Orbiter), вишенаменски логистички модули (енгл. Multi-Purpose Logistics Module) или роботска рука за даљинску манипулацију Канадарм (енгл. Canadarm). Компанија Орбитал сајенсес конструисала је додатан степен под називом фаза за трансферну орбиту (енгл. Transfer Orbit Stage), који је такође једном коришћен.[23] Као додаци користили су се и други системи и ормари који су били део система Спејслаб.[24]

Вишенаменски логистички модул Леонардо.
Вишенаменски логистички модул Леонардо.
Додатни степен IUS са Галилеом.
Додатни степен IUS са Галилеом.
Додатни степен PAM са сателитом.
Додатни степен PAM са сателитом.
Монтажа система за дужи боравак у орбити.
Монтажа система за дужи боравак у орбити.
Спејслаб у орбити.
Спејслаб у орбити.
Роботска рука за даљинску манипулацију (Канадарм).
Роботска рука за даљинску манипулацију (Канадарм).

Спејслаб
Спејслаб ЛМ2, коришћен током мисија које је финансирала Немачка.
Главни чланак: Спејслаб

Једна од важнијих компоненти програма спејс-шатл био је Спејслаб, који су заједнички развиле земље Европе, а користиле су га САД и њени међународни партнери.[24] Овај модуларни систем чинили су модули под притиском, палете и ормари, уз помоћ којих су током Спејслаб мисија вршени експерименти из многих научних дисциплина, а успут је развијана и међународна сарадња.[24] Спејслаб је коришћен током 29 мисија у које се убрајају истраживања везана за астрономију, мокрогравитацију, радар, људско тело, живе организме и др.[24] Опрема и системи развијени за Спејслаб коришћени су и при другим мисијама шатла – при сервисирању телескопа Хабл и при достављању намирница и опреме на МСС. Током мисија СТС-2 и СТС-3 извршена су испитивања система, а прва оперативна мисија била је Спејслаб-1 (СТС-9), лансирана 28. новембра 1983. године.[24]
Системи лета

Спејс-шатл је једна од првих летелица на којој је коришћен компјутеризован електрични систем команди лета (енгл. fly-by-wire). Ово је значило да није постојала механичка или хидрауличка веза између контролне палице пилота и маневарских површина, односно потисника реакционог система управљања.

Међутим, у почетку се јавила сумња у поузданост дигиталног система команди лета. Због тога су утрошена значајна средства у истраживање и развој рачунарског система спејс-шатла. Шатл је користио пет идентичних 32-битних IBM рачунара опште намене, модел AP-101, који су заједно чинили уграђени систем. Четири рачунара су радила са специјализованим софтвером који се звао PASS (енгл. Primary Avionics Software System – примарни софтверски систем авионике). Пети, резервни рачунар, радио је са одвојеним софтвером који се звао BFS (енгл. Backup Flight System – резервни систем лета). Свих пет рачунара заједно су били познати као DPS (енгл. Data Processing System – систем за обраду података).[25][26]
Симулација шатла при брзини 2,46 маха на висини од 20.000 m. Површина возила обојена је у односу на коефицијент притиска, док контуре сиве боје представљају густину околног ваздуха, прорачунато користећи OVERFLOW софтверски пакет.

Циљ при изради DPS система била је двострука поузданост. У случају отказа једног рачунара, шатл је и даље могао успешно да изврши све задатке мисије. У случају отказа два рачунара, шатл је могао безбедно да слети, али није могао да изврши целу мисију. Четири рачунара опште намене радили су удружено, контролисали су се међусобно. Уколико један од њих откаже три преостала рачунара би се сагласила да је дошло до отказа и избацили би га из система. Овим се рачунар са грешком одвајао од система за управљање. Уколико би отказао један од преостала три рачунара у функцији, преостала два би га избацила из система. У случају да у истом тренутку откажу два од четири рачунара опште намене (случај 50/50), једна група са два рачунара би се изабрала насумично и преузела контролу летелице.

BFS је био софтвер чији је развој текао одвојено од развоја софтвера за четири рачунара опште намене. На њему је радио пети рачунар, и он би преузео контролу само у случају отказа свих рачунара опште намене. BFS је креиран јер иако су четири примарна рачунара била хардверски одвојена, радила су на истом софтверу, тако да је грешка у софтверском коду могла све да их онеспособи. Софтвер који је уграђен у рачунаре развијен је под потпуно другачијим условима у односу на софтвер доступан широј јавности – број линија кода био је значајно мањи у односу на комерцијални софтвер, његове измене су биле ретке и вршене су тек након опсежних испитивања, тако да је велики број људи радио на развоју и тестирању мале количине рачунарског кода. Међутим, у теорији, могло је да дође до пада система, и баш из тог разлога постојао је пети рачунар са BFS системом. Мада је BFS могао да ради паралелно са PASS, он није преузео контролу ниједном током свих мисија спејс-шатла.

Софтвер за рачунаре спејс-шатла писан је у програмском језику који се звао HAL/S (енгл. High-order Assembly Language/Shuttle), који је био сличан језику PL/1. Он је наменски написан за окружење уграђеног система који се мења у реалном времену.

Рачунари AP-101 компаније IBM првобитно су имали 424 kB RAM меморије израђене у техници са магнетним језгром. Процесор је био у стању да обради око 400.000 инструкција сваке секунде. Нису имали тврди диск, а софтвер су учитавали са касета са магнетном траком.

Током 1990. године, стари рачунари замењени су унапређеним верзијама AP-101S, који су имали 2,5 пута већу меморију (око 1 MB), и три пута већу брзину процесора (1,2 милиона операција у секунди). Меморија за софтвер је промењена са магнетних трака на полупроводничку технологију уз резервне батерије.

Прве мисије шатла, почевши од новембра 1983. године, носиле су са собом GRiD Compass који се сматра једним од првих лаптоп рачунара. Надимак овог рачунара био је СПОК (SPOC, енгл. Shuttle Portable Onboard Computer). Да би могао да се употребљава током мисија шатла морао је да претрпи разне хардверске и софтверске измене које су касније преточене у верзије производа за тржиште. Током мисија је коришћен за праћење и приказ позиције шатла, приказивао је путању наредне две орбите, приказивао је одакле шатл има директну видљивост за комуникацију са станицама на Земљи, а показивао је и тачке на површини које су биле интересантне за фотографисање. GRiD Compass се продавао веома лоше јер је његова цена била око 8.000 долара, али је нудио ненадмашне перформансе за те димензије и масу. Агенција НАСА била је један од главних купаца.[27]
Ознаке и обележја орбитера

Прототип орбитера Ентерпрајз првобитно је имао заставу САД на горњој површини левог крила и црна слова „USA“ на десном крилу. Назив „Ентерпрајз“ исписан је црним словима на вратима теретног простора, одмах изнад шарке и иза модула са посадом. На задњем крају врата теретног простора налазио се „црвић“ логотип агенције НАСА сиве боје. На задњем крају трупа орбитера, одмах изнад крила, налазио се натпис „United States“ црним словима, и мала застава САД испред њега.
„Црвић“ логотип агенције НАСА (1975—1992. г.).
„Ћуфта“ логотип агенције НАСА (1959—1975. и од 1992. г. до данас).

Први оперативни орбитер, Колумбија, првобитно је имао исте ознаке као Ентерпрајз, уз изузетак слова „USA“ на десном крилу, која су била мало већа и размакнутија. Колумбија је такође имала површине обојене у црно које Ентерпрајз није имао – на предњем модулу реакционог система управљања, око прозора кокпита и на вертикалном репу, као и препознатљиве црне „образе“ на предњем делу горње површине крила које није имао ниједан други орбитер.

Са Чаленџером је установљена модификована шема ознака орбитера, која је касније примењена на Дискавери, Атлантис и Ендевор. Слова „USA“ црне боје налазила су се изнад заставе САД на левом крилу, док се „црвић“ логотип сиве боје налазио центриран изнад назива орбитера на десном крилу. Назив орбитера био је исписан не на вратима теретног простора, већ на предњем делу трупа, одмах испод и иза прозора кокпита. Тако је назив орбитера био видљив на фотографијама у орбити, када су врата теретног простора отворена.

Обележја на крилима Ентерпрајза су 1983. године промењена како би се поклапала са онима на Чаленџеру, док је „црвић“ логотип агенције НАСА на задњем крају врата теретног простора префарбан у црну боју. Неке црне ознаке су додате на нос, прозоре кокпита и вертикалан реп, како би што више личио на оперативне орбитере, али је назив „Ентерпрајз“ остао на вратима теретног простора, јер никада није постојала потреба да се она отварају. На орбитеру Колумбија назив је са врата премештен на предњи труп како би личио на остале орбитере након мисије СТС-61-C (током јаза у летовима између 1986. и 1988. год. када је цела флота шатлова приземљена након несреће Чаленџера), али је задржао првобитне ознаке на крилима све до последњег ремонта (након СТС-93), као и јединствене црне „образе“ до краја своје оперативне употребе.

Почевши од 1998. године ознаке и обележја оперативних орбитера су модификована како би укључила „ћуфта“ обележје агенције НАСА. Логотип „црвић“, који је агенција избацила из употребе, уклоњен је са врата теретног простора док је „ћуфта“ обележје додато иза текста „United States“ на задњем доњем крају трупа. „Ћуфта“ обележје је такође додато на лево крило, док се застава САД налазила изнад назива орбитера на десном крилу. Три оперативна орбитера – Атлантис, Дискавери и Ендевор, још носе оваква обележја као експонати у музеју. Орбитер Ентерпрајз прешао је у власништво Смитсонијан институције 1985. године, и није био под надлежношћу агенције НАСА када су се ове промене догодиле. Зато овај орбитер и даље носи ознаке из 1983. године, укључујући и назив орбитера на вратима теретног простора.
Надоградње
Атлантис је био први орбитер који је летео са унапређеним кокпитом (СТС-101).
У првом плану три млазнице ГМСС-а, изнад су две млазнице ОМС-а и вертикални реп.
Унапређено одело за евакуацију посаде – ACES.

Спејс шатл је развијен током седамдесетих година 20. века[28], али су касније на њему извршене разне надоградње и измене како би се повећале перформансе, поузданост и сигурност. У унутрашњости нису вршене веће измене у односу на првобитан пројекат, тако да је шатл остао углавном исти, са изузетком унапређене авионике летелице. Поред овог унапређења, оригинални аналогни инструменти контролне табле замењени су модернијим ЛЦД дисплејима сличним онима који се користе у комерцијалним авионима новије генерације. Са почетком изградње МСС, унутрашња ваздушна комора орбитера замењена је екстерним системом за спајање, како би се на средњој палуби ослободио што већи простор за намирнице при летовима на МСС.

Главни мотори спејс-шатла (SSME) претрпели су неколико измена како би им се повећала поузданост и снага. Овим се објашњава изјава коментатора током полетања шатла: „Потисак главних мотора је 104 процента.“; ово није значило да мотори раде ван границе сигурности. Вредност од 100% важила је за прву верзију мотора. Међутим, током дугог процеса развоја мотора инжењери компаније Рокетдин установили су да мотори могу поуздано да раде на 104% потиска који је оригинално задат. НАСА је могла да прескалира вредности потиска, тако да нових 104% у ствари буде 100%. Да би се све то разјаснило било је потребно изменити велику количину претходне документације и софтвера, тако да је једноставније било задржати бројку од 104% потиска. Унапређења SSME означавана су као блокови – Блок I, Блок II, Блок IIА. Ова унапређења обезбедила су већу поузданост, лакше одржавање и ремонт након повратка из свемира, као и веће перформансе. На крају је достигнут ниво потиска од 109% са верзијом мотора Блок II из 2001. године. Максималан ниво потиска коришћен током номиналног лета био је 104%, док би се вредност од 106% и 109% користила само у случају нужде (прекида лета).

За прве две мисије шатла, СТС-1 и СТС-2, спољни резервоар био је офарбан у бело како би се заштитила изолација којом је обложена већина резервоара. Међутим, мање измене и додатна испитивања су показала да фарбање није неопходно. Уштеда на маси фарбе (приближно 272 kg) повећала је масу терета коју орбитер може да достави у орбиту. На маси се додатно уштедело уклањањем унутрашњих веза у резервоару са водоником које нису биле неопходне. Резултат ових уштеда на маси био је „лаки“ ET и ова верзија резервоара је коришћена на већини мисија шатла. За мисију СТС-91 први пут је употребљен „супер лаки“ ET. Ова верзија резервоара била је направљена од алуминијум-литијумске легуре 2195. Његова маса била је 3,4 тоне мања од последње верзије „лаког“ резервоара. Пошто шатл никада није летео без људске посаде, свако од ових унапређења тестирано је током оперативних летова.

Ракетни мотори на чврсто гориво (SRB) такође су унапређени током времена. Инжењери који су пројектовали моторе додали су трећи О-заптивач између сегмената након експлозије спејс-шатла Чаленџер. У плану је било још неколико измена SRB како би им се повећала сигурност и перформансе, али ниједна од тих измена није спроведена у дело. Планираним изменама би се дошло до простијег, јефтинијег, и вероватно сигурнијег и снажнијег унапређеног ракетног мотора на чврсто гориво (ASRB, енгл. Advanced Solid Rocket Booster). Производња ових ракета почела је средином 90-их година како би се подржала изградња Међународне свемирске станице, али је убрзо обустављена ради уштеде новца након потрошених 2,2 милијарде долара. По обустављању даљег развоја ASRB кренуло се у развој супер лаког ET, чиме је повећана маса коју је орбитер могао да достави у орбиту, али тиме безбедност целокупног система није побољшана. Америчко ратно ваздухопловство је развило своју верзију лакшег једносегментног SRB, али ни та верзија није ушла у оперативну употребу.

Мисија СТС-70 је 1995. године одложена јер су детлићи направили рупе у изолационој пени резервоара. Од тада, НАСА је инсталирала пластичне мамце и балоне у облику сова, који су морали да се уклоне пред лансирање.[29] Крхкост изолационе пене била је узрок оштећења Система за топлотну заштиту шатла (енгл. Thermal Protection System) – изолационих плочица које штите орбитер током уласка у атмосферу. НАСА је уверавала да, иако је изолација била главни кривац за несрећу орбитера Колумбија 2003. године, завршетак МСС у предвиђеном року неће бити угрожен.

Теретна верзија шатла, без људске посаде, предлагана је више пута током 80-их година, али ниједном није материјализована. Имала је назив Шатл C (енгл. Shuttle-C, Cargo), и могла је да лансира већу масу у орбиту на уштрб вишекратног коришћења компоненти. Трошкови развоја не би били велики јер би се већином користила постојећа технологија развијена за спејс-шатл. Један од предлога био је и да се теретни простор орбитера претвори у кабину за путнике са 30 до 72 седишта. Боравак у свемиру би трајао око три дана, а цена по седишту би износила око 1,5 милиона долара.[30]

Током прве четири мисије спејс-шатла астронаути су носили модификована одела под притиском за летове на великим висинама, која су користили пилоти Америчког ратног ваздухопловства. Од петог лета, мисије СТС-5, па све до несреће орбитера Чаленџер, ношена су једноделна светлоплава номекс одела. Модификована, компактнија верзија првобитних одела враћена је у употребу 1988. године. Ова одела коришћена су све до 1995. г. када су замењена оделима под пуним притиском званим ACES (енгл. Advanced Crew Escape Suit – Унапређено одело за евакуацију посаде), која су подсећала на одела пројекта Џемини, али су била наранџасте боје.

Како би се продужило време које орбитер може да проведе спојен са МСС, уграђен је систем за пренос енергије између орбитера и орбиталне станице (енгл. Station-to-Shuttle Power Transfer System – SSPTS). Овај систем омогућавао је орбитерима да користе енергију коју производе фотонапонске ћелије станице како би сопствене залихе дуже трајале (орбитер је енергију добијао преко горивних ћелија). Систем SSPTS први пут је коришћен током мисије СТС-118.
Технички подаци
Спецификације компоненти
Профил мисије
Лансирање
Профил једне СТС мисије.

Све мисије програма спејс-шатла лансиране су са свемирског центра Кенеди на Флориди. Временски услови који су се узимали у обзир за лансирање били су: пада