No início do fim do programa espacial Apollo, os oficiais da NASA estavam olhando para o futuro do programa espacial americano. Eles estavam usando foguetes descartáveis de um disparo. O que eles precisavam era de um foguete confiável e menos caro, talvez um que fosse reutilizável. A idéia de um “ônibus espacial” reutilizável que pudesse lançar como um foguete, mas aterrisse como um avião, era atraente e seria um grande feito técnico.
NASA começou os estudos de projeto, custo e engenharia de um ônibus espacial e muitas empresas aeroespaciais também exploraram os conceitos. Em 1972, o Presidente Nixon anunciou que a NASA iria desenvolver um vaivém espacial reutilizável ou um sistema de transporte espacial (STS). A NASA decidiu que o vaivém consistiria num orbital ligado a propulsores de foguetes sólidos e a um tanque de combustível externo e adjudicou o contrato principal à Rockwell International.
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Naquele momento, As naves espaciais usaram escudos de calor ablativo que queimariam quando a nave reentrasse na atmosfera terrestre. Entretanto, para ser reutilizável, uma estratégia diferente teria que ser usada. Os projetistas do ônibus espacial tiveram a idéia de cobrir o ônibus espacial com muitas telhas isolantes de cerâmica que pudessem absorver o calor da reentrada sem prejudicar os astronautas.
Lembrar que o ônibus espacial deveria voar como um avião, mais como um planador, quando pousasse. Um orbitador de trabalho foi construído para testar o design aerodinâmico, mas não para ir para o espaço exterior. O orbitador foi chamado de Enterprise após a nave estelar “Star Trek”. A Enterprise voou numerosos testes de voo e aterragem, onde foi lançada de um Boeing 747 e deslizou para uma aterragem na Base da Força Aérea Edwards na Califórnia.
Finalmente, após muitos anos de construção e testes (ou seja, orbitador, motores principais, tanque de combustível externo, impulsionadores de foguetes sólidos), o vaivém estava pronto para voar. Quatro vaivéns foram feitos (Columbia, Discovery, Atlantis, Challenger). O primeiro voo foi em 1981 com o vaivém espacial Columbia, pilotado pelos astronautas John Young e Robert Crippen. Columbia teve um bom desempenho e os outros vaivéns logo fizeram vários vôos de sucesso.
Em 1986, o vaivém Challenger explodiu em voo e toda a tripulação se perdeu. A NASA suspendeu o programa do vaivém durante vários anos, enquanto as razões do desastre eram investigadas e corrigidas. Após vários anos, o ônibus espacial voou novamente e um novo ônibus, Endeavour, foi construído para substituir o Challenger na frota do ônibus.
Em 2003, ao reentrar na atmosfera da Terra, o ônibus espacial Columbia se rompeu sobre os Estados Unidos. A NASA aterrou o programa de ônibus espacial após o acidente e trabalhou febrilmente para fazer mudanças e devolver os ônibus de volta ao vôo. Em 2006, o vaivém Discovery perdeu espuma do seu tanque de combustível externo. Mais uma vez, o programa foi aterrado e os cientistas lutaram para resolver o problema. O Discovery foi lançado duas vezes em 2006, uma em julho e outra em dezembro. Segundo a NASA, o lançamento de julho de 2006 foi a missão de transporte mais fotografada da história. O Atlantis foi lançado em Setembro de 2006, após atrasos devido ao tempo, um problema com a célula de combustível e uma leitura defeituosa do sensor.
Embora os vaivéns espaciais sejam um grande avanço tecnológico, eles são limitados quanto à quantidade de carga útil que podem levar em órbita. Os vaivéns não são os veículos pesados como o Saturn V ou os foguetões Delta. O vaivém não pode ir para órbitas de grande altitude ou escapar ao campo gravitacional da Terra para viajar para a Lua ou Marte. A NASA está actualmente a explorar novos conceitos para veículos de lançamento capazes de ir à Lua e Marte.
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