home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SHUTTLE / LAND_TUR.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-02-05  |  17KB  |  330 lines

  1. "6_2_4_5_2.TXT" (4238 bytes) was created on 01-02-89
  2.  
  3. SHUTTLE LANDING OPERATIONS
  4.  
  5.         When a mission's planned in-orbit operations have been accomplished,
  6. the emphasis on board the orbiter turns to the task of preparing the
  7. vehicle for its return to Earth.  Usually, the last full day in orbit
  8. is devoted primarily to stowing equipment, cleaning up the living
  9. areas and making final systems configurations which will facilitate
  10. post-landing processing.
  11.  
  12.         The crew schedule, or timeline, is designed such that crew members
  13. are awake and into their "work day" 6 to 8 hours before landing.  At
  14. about 4 hours before deorbit maneuvers are scheduled, the crew and
  15. flight controllers have finished with the Crew Activity Plan for that
  16. mission.  They now work from the mission's Deorbit Prep handbook,
  17. which covers the major deorbit events leading up to touchdown.  Major
  18. events include the "go" from MCC to close the payload bay doors, and
  19. the final OK to perform the deorbit burn which will bring the orbiter
  20. back to Earth.
  21.  
  22.         However, before the deorbit burn is performed, the orbiter is turned
  23. to a tail-first attitude. (That is, the aft end of the orbiter faces
  24. the direction of travel.)  At a predesignated time, the OMS engines
  25. are fired to slow the orbiter down and to permit deorbit.  The RCS
  26. thrusters are then used to turn the orbiter back into a nose-first
  27. attitude.  These thrusters are used during much of the reentry pitch,
  28. roll and yaw maneuvering until the orbiter's aerodynamic,
  29. aircraft-like control surfaces encounter enough atmospheric drag to
  30. control the landing.  This is called Entry Interface (EI) and usually
  31. occurs 30 minutes before touchdown at about 400,000 ft.  At this
  32. time, a communications blackout occurs as the orbiter is enveloped in
  33. a sheath of plasma caused by electromagnetic forces generated from
  34. the high heat experienced during entry into the atmosphere.
  35.  
  36.         As the orbiter glides toward a landing, initially at a velocity of
  37. 25,000 feet per second at the EI point, its velocity is gradually
  38. slowed by a series of banks and roll reversals.  As the atmospheric
  39. density increases, the forward RCS thrusters are turned off, while
  40. the aft RCS jets continue to maneuver the orbiter until a dynamic
  41. pressure of 10 lb. per square foot is sensed by instruments on board.
  42.  At this point, the ailerons on orbiter's delta-shaped wings begin to
  43. operate and the aft RCS roll thrusters are stopped.
  44.  
  45.         When the dynamic pressure reaches 20 lb. per square foot, the
  46. orbiter's wing elevators become operational and the RCS pitch
  47. thrusters are stopped.  A speed brake on the vertical tail opens when
  48. the orbiter's velocity falls below Mach 10.  Then, at Mach 3.5, the
  49. rudder is activated and the final RCS burns -- the yaw jets -- are
  50. stopped.  The orbiter is now at an altitude of 45,000 ft., and is
  51. beginning what are called "area energy management maneuvers" which
  52. enable it to intercept the landing approach corridor at the desired
  53. altitude and velocity.
  54.  
  55.         As it nears the landing site, the orbiter is steered into the
  56. nearest of two heading alignment circles called HACs.  Each has a
  57. radius of 18,000 ft.  The orbiter is now in subsonic flight, at
  58. 49,000 ft., and about 22 mile from its touchdown point.
  59.  
  60.         In the future, final approach and landing will be controlled at this
  61. point the commander takes over control of the orbiter for final
  62. approach and landing maneuvers by the Microwave Scanning Beam Landing
  63. System (MSBLS) -- called autoland -- which will take over control 2
  64. minutes before touchdown while the orbiter is at an altitude of
  65. 15,489 ft., 9.8 mile from the runway touchdown point, traveling at a
  66. speed of 410 mph.  This phase of the flight will be completely
  67. automatic and the crew's main task will be to monitor the MSBLS.
  68.  
  69.         The initial orbiter landing approach is at a glide slope of 19
  70. degrees.  This is six times steeper than the 3-degree glide slope of
  71. a typical commercial jet airliner as it approaches landing.
  72.  
  73.         Just before the orbiter touches down, flare or pull-up maneuvers are
  74. required to bring it into its final landing glide slope of l.5
  75. degrees.  At touchdown -- nominally about 2,500 ft. beyond the runway
  76. threshold -- the orbiter is traveling at a speed  ranging from 213 to
  77. 226 mph.
  78.  
  79.  
  80. "6_2_4_5_3.TXT" (7930 bytes) was created on 01-02-89
  81.  
  82. POST-LANDING OPERATIONS
  83.  
  84.         Once the orbiter has rolled to a stop on the runway, post-landing
  85. activities get underway involving the Orbiter Recovery Convoy.
  86. Mission responsibility has shifted from the Johnson Space Center back
  87. to the Kennedy Space Center.
  88.  
  89.         Recovery Convoy.  The Orbiter Recovery Convoy consists of a number
  90. of specially-designed vehicles and a team of specialists who safe and
  91. service the orbiter and assist in crew egress.  Included in the
  92. convoy are ll special vehicles and units.  A brief description of
  93. these follows.
  94.  
  95.         Scape Trailer .  Self-Contained Atmospheric Protection Ensemble
  96. (SCAPE), vehicle, parked at a midfield location during landing,
  97. contains the equipment necessary to support recovery including
  98. recovery crew SCAPE suits, liquid air packs, and a crew who assist
  99. recovery personnel in suiting-up in protective clothing.
  100.  
  101.         Vapor Dispersal Unit.  The Vapor Dispersal Unit is a mobile
  102. wind-making machine able to produce a directed wind stream of up to
  103. 45 mph.  It is an adaptation of a standard 14-ft. agricultural wind
  104. machine designed to protect fragile agricultural crops from frost
  105. damage or freezing.  It is used by the recovery team to blow away
  106. toxic or explosive gases that may occur in or around the orbiter
  107. after landing.  The fan can move 200,000 square feet of air a minute.
  108.  
  109.         Coolant Umbilical Access.  This apparatus is a stair and platform
  110. unit mounted on a truck bed which permits access to the aft port side
  111. of the orbiter where ground support crews attach coolant lines from
  112. the Orbiter Coolant Transporter.
  113.  
  114.         Orbiter Coolant Transporters.  This unit is a tractor-trailer
  115. carrying a refrigeration unit that provides Freon ll4 through the
  116. orbiter's T-O umbilical into its cooling system.
  117.  
  118.         Purge Umbilical Access Vehicle.  This vehicle is similar to the
  119. Coolant Umbilical Access Vehicle in that it has an access stairway
  120. and platform allowing crews to attach purge air lines to the orbiter
  121. on its aft starboard side.
  122.  
  123.         Orbiter Purge Transporter.  This vehicle is a tractor-trailer which
  124. carries an air conditioning unit powered by two 300 KW, 60 Hz
  125. electric generators.  The unit blows cool or dehumidified air into
  126. the payload bay to remove possible residual explosive or toxic gases.
  127.  
  128.         Cres Hatch Access Vehicle.  The Crew Hatch Access Vehicle consists
  129. of a stairway and platform on which is located a white room equipped
  130. with special orbiter interface seals.  It contains pressurized
  131. filtered air to keep toxic or explosive gases, airborne dust or other
  132. contaminants from getting into the orbiter during crew egress.
  133.  
  134.         Astronaut Transporter Van.  As its name implies, this van is used to
  135. transport the flight crew from the landing area.  It is a modified
  136. recreational vehicle in which the crew can remove their flight suits
  137. and be examined by a physician while enroute.
  138.  
  139.         Helium Tube Bank.  This specialized vehicle is a trailer on which is
  140. mounted a 12-tube bank container which provides helium to purge
  141. hydrogen from the orbiter's main engines and lines.  The bank
  142. contains 85,000 cubic feet of helium at 6,000 psi.
  143.  
  144.         Orbiter Tow Vehicle.  This unit is very much like the typical towing
  145. units used for large aircraft.  However, it is  equipped with a
  146. special towing bar designed specifically for the orbiter.  It is used
  147. to move the orbiter from the landing facility to the OPF.  It also is
  148. used for moving the orbiter from the OPF to the VAB.
  149.  
  150.         Mobile Ground Power Unit.  The final special vehicle for orbiter
  151. post-landing operations is the Mobile Ground Power Unit which
  152. provides power to the orbiter if the fuel cells have to be shut down.
  153. It can deliver a nominal load of 10 of direct power to the orbiter.
  154.  
  155. Augmenting these special orbiter recovery convoy vehicles are various
  156. conventional command and emergency vehicles.
  157.  
  158.         Recovery Convoy Operations.  The main job of the recovery convoy is
  159. to service the orbiter, prepare it for towing, assist the crew in
  160. leaving the orbiter and finally to tow it to servicing facilities.
  161.  
  162.         Even before the Shuttle is launched, the recovery convoy begins its
  163. post-landing preparations by warming up coolant and purge equipment,
  164. readying ground service equipment and carrying out extensive
  165. communications checks.
  166.  
  167.         During the Shuttle flight, the recovery convoy is on call in the
  168. event an earlier than planned landing is necessary.
  169.  
  170.         Major activity begins at about 2 hours before the orbiter is
  171. scheduled to land.  At this time chilldown of the purge and coolant
  172. units begins.  About 1 hour, 40 minutes before landing, the recovery
  173. crew puts on their SCAPE suits and makes final communications checks.
  174.  At 5 minutes before touchdown, the recovery convoy is ready to go to
  175. work.
  176.  
  177.         After landing, the first staging position of the convoy is 200 ft.
  178. up wind from the orbiter.  The safety assessment team in the SCAPE
  179. van moves to about 100 ft. of the port side of the orbiter.  A
  180. SCAPE-dressed crew then moves to the rear of the orbiter using a high
  181. range flammability vapor detector to obtain vapor level readings and
  182. to test for possible explosive hazards and toxic gases.  Two readings
  183. from three different locations are made to determine concentrations
  184. of hydrogen, monomethyl hydrazine, and hydrazine and ammonia.  If
  185. they find that high levels of gases are present, and if wind
  186. conditions are calm, the Vapor Dispersal Unit -- the mobile wind
  187. machine -- moves into place and blows away the potentially dangerous
  188. gases.
  189.  
  190.         Meanwhile, the Purge and Coolant Umbilical Access Vehicles are moved
  191. behind the orbiter and the safety assessment team continues to
  192. determine whether hazardous gases are present in the area.  Once the
  193. umbilical access vehicles are in position, and as soon as it is
  194. possible to connect up to the liquid hydrogen T-O umbilical on the
  195. orbiter, the ground half of the on board hydrogen detection sample
  196. lines are connected to determine the hydrogen concentration.  If the
  197. concentration is less than 4 percent, convoy operations continue.
  198. However, if it should be greater than 4 percent, an emergency power
  199. down of the orbiter is ordered.  The flight crew is evacuated from
  200. the orbiter immediately and the convoy personnel clear the area and
  201. wait for the hydrogen to disperse.
  202.  
  203.         If the hydrogen level is below 4 percent, the carrier plate for the
  204. starboard liquid oxygen T-O umbilical is attached to permit insertion
  205. of purge air ducts.  After the carrier plates have been installed,
  206. the Freon line and purge duct connections are completed and the flow
  207. of coolant and purge air through the umbilical lines begins.
  208.  
  209.         Purge air provides cool and humidified air conditioning to the
  210. payload bay and other cavities thereby removing any residual
  211. explosive or toxic fumes.
  212.  
  213.         When it is determined that the area around and in the orbiter is
  214. safe, non-SCAPE suit operations begin.  First, in the forward orbiter
  215. area, the priority is to assist the flight crew off the orbiter.
  216.  
  217.         The Crew Hatch Access Vehicle moves to the hatch side of the
  218. orbiter.  When the access white room is secured, the orbiter hatch is
  219. opened and a physician boards the orbiter to make a brief preliminary
  220. medical examination of the crew.  The crew then leaves the orbiter
  221. and departs in the Astronaut Transporter Van.
  222.  
  223.         The flight crew is replaced on board the orbiter by an exchange crew
  224. who make preparations for ground towing operations, installing switch
  225. guards and removing data packages from onboard experiments, if
  226. required.
  227.  
  228.         Meanwhile, after allowing for a 30-minute orbiter tire cool down,
  229. the Tow Vehicle crew installs the landing gear lock pins, and
  230. disconnects the nose landing gear drag link.  The Tow Vehicle is
  231. positioned in front of the orbiter and the tow bar connection is
  232. made.  Finally, about two hours after landing the orbiter is towed
  233. off the runway.
  234.  
  235.  
  236. "6_2_4_5_4.TXT" (4554 bytes) was created on 01-02-89
  237.  
  238. SOLID ROCKET BOOSTER RETRIEVAL OPERATIONS
  239.  
  240.         After the Space Shuttle is launched, the Solid Rocket Boosters (SRB)
  241. are jettisoned at 2 minutes, 7 seconds into the flight.  They are
  242. retrieved from the Atlantic Ocean by special recovery vessels and
  243. returned for refurbishment and eventual reuse on future Shuttle
  244. flights.
  245.  
  246.         SRB separation occurs at an altitude of about 30 miles  The
  247. separated boosters then coast up to an altitude of 47 miles and
  248. free-fall into an impact zone in the ocean about 158 miles downrange.
  249.  The so-called splash "footprint" is in an area about 7 miles wide
  250. and about 10 miles long.
  251.  
  252.         When a free-falling booster reaches an altitude of about 3 miles its
  253. nose cap is jettisoned and the SRB pilot parachute pops open.  The
  254. pilot parachute then pulls out the 54-ft. diameter, l,100-lb. drogue
  255. parachute.  The drogue parachute stabilizes and slows down the
  256. descent to the ocean.
  257.  
  258.         At an altitude of 6,240 ft., the frustum, a truncated cone at the
  259. top of the SRB where it joins the nose cap, is separated from the
  260. forward skirt, causing the three main parachutes to pop out.  These
  261. parachutes are 115 ft. in diameter and have a dry weight of about
  262. l,500 lb. each.  When wet with sea water they weight about 3,000 lb.
  263.  
  264.         At 6 minute and 44 seconds after liftoff, the spent SRBs, weighing
  265. about 165,000 lb., have slowed their descent speed to about 62 mph
  266. and splashdown takes place in the predetermined area.
  267.  
  268.         The parachutes remain attached to the boosters until they are
  269. detached by recovery personnel.
  270.  
  271.         Waiting near the impact area are two 176-ft.-long,
  272. specially-designed SRB recovery vessels.  Their first job is to
  273. recover the main SRB parachutes.  Each vessel is equipped with four 5
  274. ft. 6 in. -diameter reels which wind the parachute winch lines onto
  275. the reel similar to the way line is wound onto a fishing reel.
  276.  
  277.         The frustum-drogue parachute also is reeled in until the 5,000-lb.
  278. frustum is about 100 ft. from the recovery ship.  The drogue
  279. parachute lines are then reeled in until the frustum can be lifted
  280. out of the ocean by a 10-ton-capacity crane.
  281.  
  282.         Next, the empty SRB casings are recovered using a special device
  283. called the Diver Operated Plug (DOP).  This procedure calls for a
  284. team of underwater divers to descend to a depth of about 110 ft. and
  285. place the DOP into the nozzle of the casing.  A 2,000-ft.-long air
  286. line attached to the DOP is plugged into an air compressor on the
  287. recovery vessel.  Air is pumped into the booster at 120 psi to empty
  288. water from the casing -- a procedure called "dewatering."
  289.  
  290.         Under ideal weather and sea conditions, the retrieval operation
  291. takes about 5 and 1/2 hours.  The recovery ships with the retrieved
  292. SRBs in tow, sail to Port Canaveral, travel north up the Banana River
  293. and dock near Hangar AF at the Cape Canaveral Air Force Station,
  294. their mission completed.
  295.  
  296.         SRB Disassembly Operations.  The retrieval ships take the SRBs to a
  297. dock at the Solid Rocket Booster Disassembly Facility (SRBDF) located
  298. at Hangar AF -- a building originally used for Project Mercury, the
  299. first U.S. manned space program.
  300.  
  301.         The SRBs are unloaded onto a hoisting slip and mobile gantry cranes
  302. lift them onto tracked dollies where they are safed and undergo their
  303. first washing.
  304.  
  305.         The casings are then taken to the SRBDF for disassembly into their
  306. four main segments:  two aft skirt and two forward skirt assemblies.
  307. The main casing segments undergo further cleaning, after which they
  308. are placed on railroad cars and shipped to the manufacturing plant in
  309. Utah where they undergo final refurbishment and are again loaded with
  310. propellant.
  311.  
  312.         Meanwhile, the nose cone frustums and parachutes are processed at
  313. the Parachute Refurbishment Facility in the KSC Industrial Area.
  314.  
  315.         Parachute Refurbishment .  The SRB Parachute Refurbishment Facility
  316. (PRF) was originally built to process the parachutes used in the
  317. Gemini manned space program and was modified for the Shuttle program.
  318.  
  319.         The SRB parachutes are taken to the PRF for refurbishment on the
  320. reels from the recovery vessels.  The PRF also receives and stores
  321. new parachutes and hardware for the SRBs.
  322.  
  323.         Specific procedures for refurbishment of the SRB parachutes include
  324. untangling the lines, and hanging them on an overhead monorail and
  325. automatically washing and drying them.  When this is completed, and
  326. final inspections are conducted, the parachutes are folded on
  327. 64-ft.-long tables and stored in canisters for eventual reuse.
  328.  
  329.  
  330.