Под внешней обшивкой у космического челнока скрывается оболочка из алюминия - такая же, как у обычных самолетов.


Система термозащиты корабля состоит не только из огнеупорных плит.

Возвращаясь из космоса, корабль несется к Земле на скорости до 27360 км/ч.

Вход в атмосферу разогревает поверхность шаттла до 1600 градусов Цельсия; этой температуры достаточно для того, чтобы плавить сталь.

А значит, чтобы защитить сам корабль и его экипаж, нужны слои керамической плитки и других материалов. Все это вместе называется системой термозащиты челнока (TPS).

В начале 2003 года по крылу шаттла "Колумбия" ударился кусок изоляционной пены размером с чемоданчик. Кусок этот отвалился во время старта от внешнего топливного бака и повредил термозащитные панели корабля. Через 16 суток при входе в земную атмосферу горячие газы проникли в "Колумбию" и привели к тому, что он развалился.

Горячие ребра

Перед полетом "Дискавери" (эта миссия по терминологии НАСА называется STS-114) инженеры тестировали различные способы исправления повреждений, которые могут получить эти панели и другие составляющие системы термозащиты.


На манипуляторе имеются сенсоры и камеры, позволяющие проводить проверки состояния внешней обшивки

Проверки с использованием 15-метровой системы прогонки сенсоров корабля (OBSS) выявили шесть зон в "брюшной" части фюзеляжа "Дискавери", в которых есть подозрения на небольшие дефекты.

И именно с этими трещинками в термоизоляционных плитх члены экипажа STS-114 заранее готовились справляться.

Основные типы материалов, используемых в системе термозащиты, - это усиленные углерод-углеродные (RCC) панели, высоко- и низкотемпературные изоляционные плиты, сменные войлочные изоляционные слои и волоконные изоляционные слои.

Панели RCC сделаны из плотного материала, напоминающего древесный уголь, который используется в головках баллистических ракет. Они располагаются в таких зонах как ребро атаки крыла, носовом наконечнике, а также сразу за носом, на "щечной панели".

Именно эти зоны внешней обшивки корабля во время вхождения в атмосферу нагреваются больше всего.

Именно RCC-панели на передней кромки левого крыла получили повреждения на "Колумбии". Полетная история шаттлов свидетельствует: RCC-панели и раньше становились объектами ударного воздействия извне, однако до "Колумбии" они никогда не пробивались насквозь.

Заполнение пространства

У экипажа "Дискавери" есть с собой вещество под названием Noax (это аббревиатура: неоксидный экспериментальный клей), которое можно использовать для ликвидации трещин или при потере RCC-панелей покрытия, если площадь участка не превышает 6х100 миллиметров.


Так выглядит фрагмент заполнителя межплиточного пространства

Есть еще "излучающее средство", которое в основном рассчитано на ремонт относительно мелких трещин.

Чем экипаж "Дискавери" не оснащен - так это возможностью ликвидировать такие повреждения, которые, как полагают, получила в свое время "Колумбия".

Большие площади на "брюхе" корабля, на котором были сосредоточены проводимые астронавтами проверки, покрыты высокотемпературными плитами поверхностной изоляции многократного использования (HRSI).

Эти окрашенные в черное плитки, сделанные из кварцевого волокна, расположены там, где температура может достигать 1260 градусов Цельсия. Таких плиток на каждом челноке около 24 тысяч, и каждая плитка отличается от другой, поскольку каждая изготовлена с учетом кривизны фюзеляжа шаттла.

Их цель - разгонять поверхностный нагрев, и скорость этого разгона такова, что, вытащив из печи, плитку можно держать за края голыми руками - при том, что ее центр еще разогрет докрасна.

Пространство между плитками заполняется керамическим материалом, который так и называется заполнитель межплиточного пространства.

Эта ткань может перемещаться и выдавливаться, как это и случилось по меньшей мере в двух местах на "Дискавери". И когда корабль возвращается на Землю и входит в атмосферу, подобные торчащие из корпуса фрагменты возбуждают аэродинамические потоки.

А это значит, что плитка позади выпирающих фрагментов может разогреваться на несколько сот градусов больше, чем в нормальных условиях. И особенно это беспокоит в том случае, если сами эти плитки тоже повреждены.

Грязный космос

Покрытые белым - это низкотемпературные плиты поверхностной изоляции многократного использования, рассчитанные на защиту корабля от температур, не превышающих 650 градусов.


У "Дискавери" повреждена одна из плиток на крышке люка шасси

Когда-то они очень широко использовались, однако теперь в основном применяются на носовой части фюзеляжа и на некоторых деталях системы орбитального маневрирования.

В течение лет эти плитки заменялись на материал, известный под названием гибкая поверхностная изоляция многократного применения (FRSI), и на усовершенствованную гибкую поверхностную изоляцию многократного применения (AFRSI).

FRSI и AFRSI легче и менее дорогостоящи, чем обычные плитки, и их применение позволяет челноку поднимать на орбиту больше полезных грузов.

Что касается тех зон фюзеляжа, на которых нагрев не превышает 370 градусов Цельсия во время снижения или 400 градусов по время набора высоты, - это боковые части фюзеляжа, крышки люков, верхние плоскости крыльев и так далее, - то они защищены относительно простыми "одеялами".

Все основные материалы в системе термозащиты челнока держатся на корпусе при помощи особого клея, выдерживающего температуру от -160 до +290 градусов Цельсия без потери вязкости.

Небольшие трещины, которые изучал экипаж "Дискавери", могли быть вызваны ударами кусков термопены, отваливавшейся от внешнего топливного бака во время набора высоты. Но они могли стать и результатом ударов космического мусора, аэродинамических сил или микрометеоров.

И все-таки, слава богу, несмотря на полдесятка относительно крупных кусков пены, отлетевших от топливного бака во время старта на прошлой неделе, "Дискавери" остается, по словам руководителя НАСА Майка Гриффина, "свободной птичкой".

Пол Ринкон Би-би-си, Хьюстон