شاتل فضایی (Space Shuttle) یک سیستم فضایی قابلاستفاده مجدد بود که توسط ناسا از سال ۱۹۸۱ تا ۲۰۱۱ برای انجام مأموریتهای مداری در مدار پایین زمین (LEO) استفاده شد. این برنامه که رسماً بهعنوان سیستم حملونقل فضایی (STS) شناخته میشود، اولین فضاپیمای قابلاستفاده مجدد در جهان بود که توانایی حمل فضانوردان، ماهوارهها، و تجهیزات علمی را به مدار داشت و پس از اتمام مأموریت به زمین بازمیگشت. ایده شاتل در اواخر دهه ۱۹۶۰ شکل گرفت، زمانی که ناسا به دنبال جایگزینی مقرونبهصرفه برای موشکهای یکبارمصرف برنامه آپولو بود. اولین پرواز آزمایشی شاتل (STS-1) در ۱۲ آوریل ۱۹۸۱ با شاتل کلمبیا انجام شد و آخرین مأموریت (STS-135) در ۲۱ ژوئیه ۲۰۱۱ با شاتل آتلانتیس به پایان رسید.
برنامه شاتل در مجموع ۱۳۵ مأموریت انجام داد و نقش کلیدی در پرتاب ماهوارهها، ساخت ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS)، و تعمیر تلسکوپ فضایی هابل ایفا کرد. این برنامه با دو حادثه فاجعهبار چلنجر (۱۹۸۶) و کلمبیا (۲۰۰۳) نیز شناخته میشود که منجر به از دست رفتن ۱۴ فضانورد شد. شاتلها بهعنوان نمادی از پیشرفت فناوری و اکتشاف فضایی، تأثیر عمیقی بر برنامههای فضایی آمریکا گذاشتند.
شاتل فضایی چیست؟
شاتل فضایی یک فضاپیمای بالدار و قابلاستفاده مجدد بود که برای انجام مأموریتهای متنوع در مدار پایین زمین طراحی شد. این سیستم شامل سه جزء اصلی بود: مدارگرد (Orbiter)، مخزن خارجی (External Tank)، و دو موشک تقویتکننده جامد (Solid Rocket Boosters). مدارگرد، که بخش اصلی شاتل محسوب میشد، فضانوردان و بار را حمل میکرد و قابلیت فرود مانند هواپیما را داشت. برخلاف فضاپیماهای قبلی مانند آپولو، شاتل برای کاهش هزینههای پرتاب و افزایش دسترسی به فضا طراحی شده بود، هرچند هزینههای بالای نگهداری این هدف را تا حدی محقق نکرد.
شاتلها توانایی حمل تا ۸ فضانورد و ۲۴.۵ تن بار به مدار را داشتند و برای مأموریتهایی مانند پرتاب ماهواره، انجام آزمایشهای علمی، و ساخت و تعمیر ISS استفاده شدند. Space Shuttle به ناسا امکان داد تا حضور مداوم انسان در فضا را حفظ کند و فناوریهای جدیدی مانند آزمایشگاههای فضایی (Spacelab) را آزمایش کند.
انواع شاتل فضایی
- شاتل فضایی ناسا
- شاتل فضایی بوران
- شاتل فضایی ژاپن
- شاتل چین
- شاتلهای تجاری
شاتلهای فضایی ناسا: اولین و مشهورترین نمونهها
- کلمبیا
- چلنجر
- دیسکاوری
- آتلانتیس
- اندیور
آژانس فضایی آمریکا، ناسا، نخستین بار در دهه ۱۹۷۰ برنامهی توسعه شاتل فضایی را آغاز کرد. شاتل فضایی ناسا شامل مجموعهای از پنج شاتل اصلی به نامهای کلمبیا، چلنجر، دیسکاوری، آتلانتیس و اندیور بود. هرکدام از این شاتلها قابلیت حمل سرنشین، ماهواره یا تجهیزات علمی را داشتند. طراحی منحصر به فرد این شاتلها شامل بدنهی اصلی، دو موشک سوخت جامد، و مخزن سوخت خارجی بود. پس از اتمام مأموریت، شاتلها مانند یک هواپیما به زمین بازمیگشتند و روی باند فرود میآمدند. این مدل شاتلها از سال ۱۹۸۱ تا ۲۰۱۱ در مجموع بیش از ۱۳۵ پرواز انجام دادند و نقطهی عطفی در تاریخ فضانوردی به شمار میروند.
شاتل فضایی بوران: پاسخ شوروی به سلطه فضایی آمریکا
اتحاد جماهیر شوروی نیز در پاسخ به برنامه شاتل آمریکا، پروژهای مشابه به نام «بوران» راهاندازی کرد. این شاتل در ظاهر شباهت زیادی به مدلهای آمریکایی داشت، اما از نظر فناوری و سیستمهای کنترلی، تفاوتهای قابل توجهی داشت. بوران در سال ۱۹۸۸ تنها یک پرواز آزمایشی بدون سرنشین انجام داد و به صورت خودکار بر روی زمین فرود آمد، که در نوع خود یک شاهکار مهندسی بود. با فروپاشی شوروی و کاهش بودجههای فضایی، ادامه این برنامه متوقف شد و بوران هرگز به شکل عملیاتی وارد مأموریتهای فضایی نشد. با این حال، تکنولوژیهای توسعهیافته در این پروژه در بسیاری از سیستمهای بعدی فضایی روسیه مورد استفاده قرار گرفتند.
شاتل فضایی ژاپن: مدلهای بدون سرنشین و تحقیقاتی
آژانس فضایی ژاپن (JAXA) نیز با هدف پیشرفت در حملونقل فضایی، پروژههایی در راستای توسعه شاتلهای بدون سرنشین مانند “HOPE-X” را در دست اجرا داشت. HOPE-X قرار بود یک شاتل تحقیقاتی کوچک باشد که با استفاده از راکت H-II به مدار زمین فرستاده شود. با وجود پیشرفتهای اولیه در طراحی، این پروژه در نهایت به دلایل اقتصادی و اولویتبندیهای دیگر در اوایل دهه ۲۰۰۰ لغو شد. با این حال، تجربیات حاصل از این پروژهها، به ژاپن کمک کرد تا در همکاریهای بینالمللی نظیر ایستگاه فضایی بینالمللی و توسعهی فضاپیماهای حمل بار شرکت فعال داشته باشد.
چین و توسعه نسل نوین شاتلهای بازگشتپذیر
چین در دهههای اخیر با سرمایهگذاری گسترده در حوزه فضایی، برنامههایی برای ساخت شاتلهایی با قابلیت بازگشت و استفاده مجدد را آغاز کرده است. یکی از پروژههای مهم در این زمینه، توسعه فضاپیمای آزمایشی بدون سرنشینی بود که در سال ۲۰۲۰ با موفقیت به مدار زمین پرتاب و سپس بازیابی شد. گرچه اطلاعات دقیق از این پروژهها در دسترس عموم قرار نگرفته، اما تصاویر ماهوارهای و بیانیههای رسمی نشان میدهد که چین نیز در حال ساخت مدلی از شاتل فضایی با طراحی مدرنتر و بهرهگیری از فناوریهای جدید است که میتواند رقیبی برای مدلهای آمریکایی و اروپایی باشد.
شاتلهای تجاری: دوران جدید حملونقل فضایی
با ورود شرکتهای خصوصی به صنعت فضایی، مفهوم شاتل فضایی وارد فاز جدیدی شده است. شرکتهایی مانند SpaceX و بلو ارجین با ارائه فضاپیماهایی مانند «دراگون» و «نیو شپرد» توانستهاند مفهوم سفر فضایی تجاری و چندبار مصرف را زنده کنند. فضاپیمای دراگون ساخت اسپیسایکس، بهطور منظم مأموریتهایی برای ناسا و سایر سازمانها انجام میدهد. اگرچه طراحی این فضاپیماها با شاتلهای کلاسیک متفاوت است، اما هدف نهایی آنها یکسان است: کاهش هزینه سفرهای فضایی با استفاده از فضاپیماهای قابل بازگشت و چندبار مصرف. این رویکرد نوین در حال بازتعریف آیندهی صنعت فضانوردی است.
آیا شاتلها میتوانستند به ماه برسند؟
شاتلهای فضایی برای عملیات در مدار پایین زمین (بین ۲۰۰ تا ۶۵۰ کیلومتر) طراحی شده بودند و توانایی سفر به ماه را نداشتند. برخلاف فضاپیمای آپولو که با موشک عظیم ساترن V به ماه پرتاب شد، شاتلها فاقد نیروی پیشران کافی برای خروج از مدار زمین و رسیدن به ماه بودند. مخزن خارجی و موشکهای تقویتکننده شاتل تنها برای قرار گرفتن در مدار پایین طراحی شده بودند و سوخت لازم برای سفر ۳۸۴,۴۰۰ کیلومتری به ماه را تأمین نمیکردند.
علاوه بر این، شاتلها برای عملیات در خلأ فضا و بازگشت به جو زمین بهینه شده بودند، اما سیستمهای محافظ حرارتی و طراحی آیرودینامیکی آنها برای سفرهای بینسیارهای مناسب نبود. برای مأموریتهای قمری، ناسا به سیستمهای پرتاب سنگین مانند SLS (سیستم پرتاب فضایی) وابسته است که برای این منظور طراحی شدهاند.
ایده اولیه و فلسفه طراحی
ایده شاتل فضایی در اکتبر ۱۹۶۸، پیش از فرود آپولو ۱۱ بر ماه، مطرح شد. هدف اصلی، ایجاد یک سیستم فضایی قابلاستفاده مجدد بود که هزینههای پرتاب را کاهش دهد و دسترسی به فضا را بهصورت منظم و اقتصادی ممکن سازد. این ایده توسط کمیتهای به رهبری معاون رئیسجمهور وقت، اسپیرو اگنیو، در سال ۱۹۶۹ شکل گرفت و شاتل تنها بخشی از این طرح بود که بودجه لازم را دریافت کرد. فلسفه طراحی شاتل بر پایه چندمنظوره بودن، قابلیت استفاده مجدد، و انعطافپذیری برای انجام مأموریتهای علمی، تجاری، و نظامی بود.
طراحی شاتل ترکیبی از فناوریهای هواپیما و فضاپیما بود، با هدف ایجاد یک “هواپیمای فضایی” که بتواند مانند موشک پرتاب شود و مانند هواپیما فرود آید. این رویکرد نیازمند پیشرفتهای چشمگیر در مواد، پیشرانش، و نرمافزار بود که در مقایسه با آپولو چالشهای مهندسی بیسابقهای ایجاد کرد.
اهداف برنامه شاتل فضایی
برنامه شاتل فضایی اهداف متعددی داشت:
- کاهش هزینههای پرتاب: با استفاده مجدد از اجزای شاتل، ناسا امیدوار بود هزینههای پرتاب را نسبت به موشکهای یکبارمصرف کاهش دهد.
- حمل بارهای متنوع: شاتل برای پرتاب ماهوارهها، آزمایشگاههای علمی، و ماژولهای ISS طراحی شد.
- پشتیبانی از ایستگاههای فضایی: شاتل نقش کلیدی در ساخت و تأمین ISS و همکاری با ایستگاه میر داشت.
- انجام آزمایشهای علمی: با استفاده از ماژولهایی مانند Spacelab، شاتل امکان انجام آزمایشهای میکروشناوری را فراهم کرد.
- مأموریتهای نظامی: شاتل برای پرتاب ماهوارههای جاسوسی برای دفتر شناسایی ملی (NRO) استفاده شد.
با این حال، فشار برای دستیابی به نرخ پرتاب بالا (تا ۲۴ مأموریت در سال) و وابستگی به بودجههای تجاری، چالشهایی را برای ایمنی و کارایی برنامه ایجاد کرد.
معرفی اجزای اصلی
سیستم شاتل فضایی از سه جزء اصلی تشکیل شده بود:
- مدارگرد (Orbiter): بخش اصلی که فضانوردان و بار را حمل میکرد. مدارگرد شامل کابین خدمه، محفظه بار، و موتورهای اصلی بود.
- مخزن خارجی (External Tank): مخزنی یکبارمصرف که سوخت مایع (هیدروژن و اکسیژن) را برای موتورهای اصلی تأمین میکرد. این مخزن پس از پرتاب جدا شده و در جو میسوخت.
- موشکهای تقویتکننده جامد (SRBs): دو موشک قابلاستفاده مجدد که نیروی اولیه برای پرتاب فراهم میکردند و پس از حدود دو دقیقه جدا شده و با چتر به اقیانوس بازمیگشتند.
هر مدارگرد (مانند کلمبیا، چلنجر، دیسکاوری، آتلانتیس، و اندیور) بهطور خاص برای مأموریتهای مختلف بهینهسازی شده بود، اما اجزای اصلی یکسان بودند.
ساختار فنی و مهندسی شاتل
شاتل فضایی یک شاهکار مهندسی بود که ترکیبی از فناوریهای فضایی و هوانوردی را در خود جای داده بود. مدارگرد حدود ۳۷ متر طول، ۲۴ متر عرض بال، و وزن خالی حدود ۷۸,۰۰۰ کیلوگرم داشت. ساختار آن از آلیاژهای آلومینیوم سبک ساخته شده بود که با کاشیهای محافظ حرارتی پوشیده شده بودند. این کاشیها برای محافظت در برابر دماهای بالا (تا ۱,۶۵۰ درجه سانتیگراد) هنگام بازگشت به جو طراحی شده بودند.
سیستمهای شاتل شامل کامپیوترهای پیشرفته، سیستمهای پیشرانش، و تجهیزات پشتیبانی حیات بود. برخلاف آپولو که از سوخت متمرکز استفاده میکرد، شاتل از یک پیکربندی موازی (موتورهای اصلی و SRBها) استفاده میکرد که چالشهای دینامیکی جدیدی ایجاد کرد.
عملکرد موتورهای اصلی (SSME)
موتورهای اصلی شاتل (SSME) سه موتور قدرتمند بودند که سوخت هیدروژن و اکسیژن مایع را از مخزن خارجی مصرف میکردند. هر موتور توانایی تولید ۱.۸ میلیون نیوتن نیروی پیشران در سطح دریا را داشت و در مأموریتهای بعدی تا ۱۰۴٪ قدرت اسمی کار میکردند. این موتورها قابل تنظیم (throttlable) بودند و امکان کنترل دقیق نیروی پیشران را فراهم میکردند، ویژگیای که در آپولو وجود نداشت.
SSMEها از فناوریهای پیشرفتهای مانند پمپهای توربینی با فشار بالا استفاده میکردند که در دماها و فشارهای شدید کار میکردند. این موتورها پس از هر مأموریت بازسازی و بازرسی میشدند تا از ایمنی آنها اطمینان حاصل شود.
مراحل پرتاب و ورود به مدار
پرتاب شاتل شامل مراحل زیر بود:
- نیروی اولیه: SRBها و SSMEها بهطور همزمان روشن میشدند و شاتل را از سکو بلند میکردند.
- جداسازی SRBها: پس از حدود ۲ دقیقه، SRBها در ارتفاع ۴۵ کیلومتری جدا شده و با چتر به اقیانوس بازمیگشتند.
- جداسازی مخزن خارجی: پس از ۸.۵ دقیقه، مخزن خارجی در ارتفاع حدود ۱۱۰ کیلومتری جدا شده و در جو میسوخت.
- ورود به مدار: مدارگرد با استفاده از موتورهای مانور مداری (OMS) به مدار موردنظر میرسید.
نحوه بازگشت و فرود بر روی زمین
شاتلها برای بازگشت به زمین مانند یک گلایدر بدون موتور عمل میکردند. فرآیند بازگشت شامل مراحل زیر بود:
- شروع بازگشت: موتورهای OMS برای کاهش سرعت و خروج از مدار روشن میشدند.
- ورود به جو: شاتل با زاویهای خاص وارد جو میشد تا گرمای ناشی از اصطکاک را تحمل کند.
- فرود: شاتل مانند هواپیما روی باند فرود میآمد، معمولاً در مرکز فضایی کندی یا پایگاه نیروی هوایی ادواردز.
کاشیهای محافظ حرارتی و طراحی آیرودینامیکی شاتل برای تحمل دماهای بالا و فرود ایمن حیاتی بودند. با این حال، نقص در این سیستمها (مانند آسیب به کاشیها در کلمبیا) میتوانست به فاجعه منجر شود.
جزئیات شاتلهای معروف: دیسکاوری، آتلانتیس، اندیور
سه شاتل برجسته برنامه عبارت بودند از:
- دیسکاوری: با ۳۹ مأموریت، رکورددار تعداد پروازها بود. این شاتل تلسکوپ هابل را در سال ۱۹۹۰ پرتاب کرد و در مأموریتهای ISS نقش کلیدی داشت.
- آتلانتیس: آخرین شاتل فعال بود که مأموریت نهایی (STS-135) را در سال ۲۰۱۱ انجام داد. آتلانتیس در ساخت ISS و تعمیر هابل مشارکت داشت.
- اندیور: در سال ۱۹۹۱ برای جایگزینی چلنجر ساخته شد و در مأموریتهای علمی و ISS فعال بود. این شاتل سبکتر و پیشرفتهتر از کلمبیا بود.
مواد مورد استفاده در بدنه و محافظ حرارتی
بدنه شاتل عمدتاً از آلیاژهای آلومینیوم سبک ساخته شده بود که با کاشیهای محافظ حرارتی (TPS) پوشیده شده بود. این کاشیها از مواد سرامیکی مانند سیلیکا و فیبرهای کامپوزیتی ساخته شده بودند و برای تحمل دماهای تا ۱,۶۵۰ درجه سانتیگراد طراحی شده بودند. پنلهای کربن-کربن تقویتشده (RCC) در لبههای بالها و دماغه برای مقاومت در برابر دماهای بالاتر استفاده میشدند. مخزن خارجی با فوم عایق پلیاورتان پوشیده شده بود تا از تشکیل یخ جلوگیری کند، اما این فوم در حادثه کلمبیا مشکلساز شد. SRBها از فولاد و مواد کامپوزیتی ساخته شده بودند.
سیستم هدایت و کنترل پرواز
شاتل از یک سیستم هدایت پیشرفته با پنج کامپیوتر IBM AP-101 استفاده میکرد که دادههای پرواز را پردازش میکردند. این سیستم شامل نرمافزارهای پیچیده برای کنترل پرتاب، مانورهای مداری، و فرود بود. کابین خلبان دارای ۲,۲۱۴ کلید و نمایشگر بود که سه برابر آپولو بود. در مأموریتهای بعدی، نمایشگرهای سربالا (HUD) برای فرود دقیق اضافه شدند.
سیستم کنترل واکنش (RCS) و موتورهای OMS برای مانورهای دقیق در فضا استفاده میشدند. این سیستمها امکان تنظیم دقیق مسیر و جهتگیری شاتل را فراهم میکردند.
ظرفیت حمل فضانورد و بار
شاتلها توانایی حمل تا ۸ فضانورد و ۲۴.۵ تن بار به مدار پایین زمین را داشتند. محفظه بار (۱۵ متر طول و ۴.۵ متر عرض) برای حمل ماهوارهها، آزمایشگاههای علمی مانند Spacelab، و ماژولهای ISS طراحی شده بود. ظرفیت بار شاتل در مقایسه با آپولو (که تنها ۲ تن بار به ماه حمل میکرد) بسیار بیشتر بود. شاتل کلمبیا به دلیل طراحی سنگینتر، ظرفیت بار کمتری برای مأموریتهای ISS داشت و بیشتر برای مأموریتهای علمی استفاده میشد.
نحوه حمل ماهوارهها و ماژولهای ISS
شاتلها برای پرتاب ماهوارهها از محفظه بار خود استفاده میکردند. ماهوارهها معمولاً با یک مرحله بالایی (مانند IUS) به مدار بالاتر منتقل میشدند، مانند ماهواره TDRS در مأموریت STS-6. برای ISS، شاتلها ماژولهای بزرگ مانند Destiny و Harmony را حمل و با استفاده از بازوی رباتیک Canadarm نصب میکردند. شاتل همچنین خدمه را برای تعمیر و نگهداری ISS جابهجا میکرد. شاتلها بین سالهای ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۸ نه بار به ایستگاه میر متصل شدند و تجربهای ارزشمند برای مأموریتهای ISS فراهم کردند.
ایمنی پرواز و اقدامات اضطراری
ایمنی شاتلها به دلیل طراحی پیچیده و ریسکهای ذاتی پرواز فضایی چالشبرانگیز بود. سیستمهای اضطراری شامل گزینههای سقط مأموریت (مانند RTLS و ATO) و تجهیزات نجات مانند واحدهای تحرک خارج از فضاپیما (EMU) بود. پس از حادثه چلنجر، ناسا تغییراتی مانند استفاده از لباسهای فشار برای پرتاب و فرود و اضافه کردن یک میله تلسکوپی برای خروج اضطراری اعمال کرد.
پس از حادثه کلمبیا، ناسا بازرسیهای مداری و مأموریتهای نجات (مانند STS-300) را معرفی کرد تا ایمنی را بهبود بخشد. با این حال، گزارشها نشان داد که فرهنگ سازمانی ناسا گاهی اوقات خطرات را نادیده میگرفت.
بررسی مأموریتهای مهم مانند STS-1 و STS-135
STS-1 (۱۹۸۱): اولین پرواز شاتل کلمبیا در ۱۲ آوریل ۱۹۸۱ بود که توسط جان یانگ و رابرت کریپن هدایت شد. این مأموریت برای آزمایش سیستمهای شاتل طراحی شده بود و بدون آزمایش بدون سرنشین انجام شد، که ریسک بالایی داشت. شاتل با موفقیت ۳۷ دور زمین را طی کرد و در پایگاه ادواردز فرود آمد.
STS-135 (۲۰۱۱): آخرین مأموریت برنامه شاتل بود که توسط آتلانتیس انجام شد. این مأموریت تجهیزات و تدارکات را به ISS برد و پایاندهنده ۳۰ سال فعالیت شاتل بود. آتلانتیس پس از ۱۳ روز در مرکز فضایی کندی فرود آمد. هر دو مأموریت نقاط عطفی در تاریخ شاتل بودند، اولی آغاز و دومی پایان این برنامه را نشان داد.
نقش شاتل در مأموریتهای تلسکوپ هابل
شاتلها نقش کلیدی در پرتاب و تعمیر تلسکوپ هابل داشتند. دیسکاوری در سال ۱۹۹۰ (STS-31) هابل را به مدار برد. مأموریتهای تعمیر بعدی (مانند STS-61 در ۱۹۹۳ و STS-109 در ۲۰۰۲) نقصهای اپتیکی هابل را اصلاح کردند و تجهیزات جدیدی مانند دوربینهای پیشرفته نصب کردند. شاتل کلمبیا به دلیل عدم وجود آداپتور اتصال به ISS، برای مأموریتهای هابل استفاده میشد.
تفاوت شاتل فضایی با فضاپیمای آپولو
شاتل فضایی و آپولو تفاوتهای اساسی داشتند:
- آپولو برای سفر به ماه طراحی شده بود، در حالی که شاتل برای مدار پایین زمین بود.
- شاتل قابلاستفاده مجدد بود، اما آپولو یکبارمصرف بود.
- شاتل تا ۲۴.۵ تن بار حمل میکرد، در حالی که آپولو تنها ۲ تن به ماه برد.
- شاتل از پیکربندی موازی (SRBها و SSME) استفاده میکرد، در حالی که آپولو از سوخت متمرکز ساترن V بهره میبرد.
- شاتل از کامپیوترها و نرمافزارهای پیشرفتهتر و کاشیهای محافظ حرارتی استفاده میکرد.
حادثه چلنجر ۱۹۸۶
در ۲۸ ژانویه ۱۹۸۶، شاتل چلنجر در مأموریت STS-51-L، ۷۳ ثانیه پس از پرتاب منفجر شد و تمام ۷ سرنشین آن، از جمله کریستا مک آلیف، اولین معلم فضانورد، کشته شدند. دلیل اصلی، نقص در O-ringهای موشک تقویتکننده جامد بود که در دمای پایین (۲ درجه سانتیگراد) خاصیت ارتجاعی خود را از دست داده و نشت گاز داغ ایجاد کرد. این حادثه به دلیل فشار برای رعایت برنامه پرتاب و نادیده گرفتن هشدارهای مهندسان رخ داد.
کمیسیون راجرز پس از حادثه تشکیل شد و بیش از ۲,۰۰۰ تغییر در سیستم شاتل اعمال کرد. برنامه شاتل برای ۳۲ ماه متوقف شد و مأموریتهای تجاری به موشکهای یکبارمصرف منتقل شدند.
حادثه کلمبیا ۲۰۰۳
در ۱ فوریه ۲۰۰۳، شاتل کلمبیا در مأموریت STS-107 هنگام بازگشت به جو زمین متلاشی شد و ۷ فضانورد آن کشته شدند. دلیل، برخورد یک قطعه فوم عایق از مخزن خارجی به بال چپ شاتل در هنگام پرتاب بود که به پنلهای کربن-کربن (RCC) آسیب رساند. گازهای داغ در هنگام بازگشت به جو از این شکاف وارد بال شده و ساختار آن را تخریب کردند.
تحقیقات هیئت بررسی حادثه کلمبیا (CAIB) نشان داد که فرهنگ سازمانی ناسا و نادیده گرفتن خطرات فوم نقش کلیدی در این فاجعه داشت. برنامه شاتل برای بیش از دو سال متوقف شد و تغییراتی مانند بازرسیهای مداری و سیستمهای نجات معرفی شدند.
هزینه ساخت و نگهداری ناوگان شاتل
هزینه کل برنامه شاتل تا سال ۲۰۱۰ حدود ۱۹۲ میلیارد دلار (به دلار ۲۰۱۰) بود، که بهطور متوسط هر پرتاب ۱.۵ میلیارد دلار هزینه داشت. هزینه ساخت هر مدارگرد حدود ۱.۷ میلیارد دلار بود، و هزینههای نگهداری و بازسازی پس از هر مأموریت قابلتوجه بود. برخلاف انتظار اولیه برای کاهش هزینهها، هزینههای بالای بازسازی SRBها و SSMEها و تعمیر کاشیهای حرارتی، شاتل را گرانتر از موشکهای یکبارمصرف کرد. حمل بار به ISS با شاتل در سال ۲۰۱۷ حدود ۲۷۲,۰۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه داشت، دو برابر فضاپیمای سایگنوس و سه برابر دراگون اسپیسایکس.
دلایل فنی و سیاسی توقف پروژه
برنامه شاتل در سال ۲۰۱۱ به دلایل زیر متوقف شد:
- دلایل فنی: حوادث چلنجر و کلمبیا نشان داد که طراحی شاتل ذاتاً پرریسک است. محدودیتهای گزینههای سقط مأموریت و پیچیدگی سیستمها ایمنی را کاهش میداد.
- دلایل سیاسی: در سال ۲۰۰۴، رئیسجمهور جورج دبلیو بوش طرح چشمانداز اکتشاف فضایی را اعلام کرد که بر بازنشستگی شاتل پس از تکمیل ISS و تمرکز بر مأموریتهای قمری و مریخی تأکید داشت.
- رقابت تجاری: ظهور شرکتهای خصوصی مانند اسپیسایکس با هزینههای کمتر، شاتل را از نظر اقتصادی غیررقابتی کرد.
پس از بازنشستگی، وظایف شاتل به فضاپیماهای تجاری مانند دراگون و سایگنوس و فضاپیمای سایوز روسیه منتقل شد.
