home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SHUTTLE / STS_OUT.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-02-05  |  115KB  |  2,312 lines

  1. "6_2_4_2_2.TXT" (5360 bytes) was created on 01-02-89
  2.  
  3. SPACE SHUTTLE OVERVIEW
  4.  
  5.         Flight hardware for the Space Shuttle is manufactured at many
  6. locations around the United States by NASA prime contractors and
  7. subcontractors.
  8.  
  9.         In the case of the orbiter, the prime contractor is Rockwell
  10. International, Downey, Calif., and major components and subsystems
  11. for it are assembled at the firm's production plant at Palmdale,
  12. Calif.  After an orbiter is built, it is flown to NASA's Kennedy
  13. Space Center (KSC) Fla., atop a specially-equipped Boeing-747
  14. aircraft called the Shuttle Carrier Aircraft.
  15.  
  16.         The Space Shuttle main engines are produced by the Rocketdyne
  17. Division of Rockwell International, Canoga Park, Calif.  The engines
  18. are shipped to the KSC after they have undergone engine test firings
  19. on stands at NASA's John C.  Stennis Space Center (formerly the
  20. National Space Technology Laboratories) near Bay St.  Louis, Miss.
  21.  
  22.         The Shuttle's huge external tank is built at NASA's Michoud Assembly
  23. Facility near New Orleans, La., by Martin Marietta Corp., Michoud
  24. Aerospace.  The tanks are shipped to KSC by barge, arriving at the
  25. center's turn basin canal in the Launch Complex 39 area, where they
  26. are unloaded and moved to the Vehicle Assembly Building (VAB).
  27.  
  28.         Several aerospace firms components for the Shuttle's solid rocket
  29. boosters (SRB).  The solid propellant motors are built by the Wasatch
  30. Division of the Morton Thiokol Chemical Corp., Brigham City, Utah.
  31.  
  32.         All other SRB components are produced by United Space Boosters,
  33. Inc., Huntsville, Ala.  Booster stacking -- assembly of the entire
  34. solid rocket booster -- is performed by the Lockheed Space Operations
  35. Co., Titusville, Fla., the Shuttle processing contractor at KSC.
  36.  
  37.         Processing flow procedures for new and reused Shuttle flight
  38. hardware are essentially similar.  Differences in the procedures
  39. occur early in the pre-integration activity.  For example, newly-
  40. produced orbiters usually undergo a period of powered-down processing
  41. to allow time to finish work that may not have been completed at the
  42. manufacturing plant, or to make modifications ordered after the
  43. orbiter leaves the plant.  Also, during the initial flow processing
  44. of a new orbiter, the main engines and orbiter maneuvering system
  45. pods undergo checkouts before being installed.
  46.  
  47.         Another requirement for new orbiters is that their main engines are
  48. test fired on the launch pad.  Called the Flight Readiness Firing,
  49. the purpose of the test is to verify that the main propulsion system
  50. works the way it is designed to work.
  51.  
  52.         For orbiters that have already flown, turnaround processing
  53. procedures include various post-flight deservicing and maintenance
  54. functions which are carried out in parallel with payload removal and
  55. the installation of equipment needed for the next mission.
  56.  
  57.         If new flight hardware is called for, additional pre-launch tests
  58. are usually needed.  For example, if new auxiliary power units (APU)
  59. are installed, they must undergo "hot firings" to verify their
  60. operational readiness.
  61.  
  62.         If changes are made in external tank design, the tank usually will
  63. usually require a tanking test in which it is loaded with liquid
  64. oxygen and hydrogen just as it is before launch.  This is called a
  65. "confidence check" and determines the tank's ability to withstand the
  66. high pressures and super cold temperatures of the cyrogenics.
  67.  
  68.         After separate hardware checks and servicing of major flight
  69. elements are completed -- a process called stand-alone processing --
  70. actual Shuttle vehicle integration starts with stacking of the SRBs
  71. on a Mobile Launcher Platform in one of the high bays of the VAB.
  72. Next, the external tank is moved from its VAB location and is mated
  73. with the SRBs.
  74.  
  75.         The orbiter, having completed its pre-launch processing and after
  76. horizontally-integrated payloads have been installed, is towed from
  77. the Orbiter Processing Facility (OPF) to the VAB and hoisted into
  78. position alongside the SRBs and the external tank.  It then is then
  79. attached to the external tank.  The mating is then complete.
  80.  
  81.         The mobile launcher concept was originally developed for the Apollo
  82. program.  It permits the complete checkout of the vehicle in the
  83. enclosed protection of the VAB before moving the vehicle to the
  84. launch pad.  This provides greater protection of flight hardware from
  85. the elements and allows for more systematic checkout processing using
  86. computer techniques.  Thus, the Shuttle spends a relatively short
  87. time on the launch pad.
  88.  
  89.         When the VAB pre-launch preparations are completed, the entire
  90. system -- the assembled Space Shuttle and the Mobile Launcher
  91. Platform -- is lifted by the Crawler Transporter and rolled slowly to
  92. the launch pad.  The move takes about 6 hours.
  93.  
  94.         At the pad, vertically integrated payloads are loaded into the
  95. payload bay.  Then, propellant servicing and needed ordnance tasks
  96. are performed.  Finally, the countdown gets underway, launch
  97. readiness is confirmed and launch takes place.
  98.  
  99.         Only minutes following the launch, recovery crews, on station in the
  100. Atlantic Ocean off shore from the launch site, prepare to recover the
  101. spent SRBs thus beginning the process of vehicle turnaround.  While
  102. the Shuttle is carrying out its mission in orbit, back on Earth the
  103. ground crews already are preparing for the next mission.
  104.  
  105.  
  106. "6_2_4_2_3.TXT" (1489 bytes) was created on 01-03-89
  107.  
  108. SPACE TRANSPORTATION SYSTEM
  109.  
  110.  
  111. SPACE SHUTTLE PROGRAM
  112.  
  113.         The Space Shuttle is developed by the National Aeronautics and Space
  114. Administration.  NASA coordinates and manages the Space
  115. Transportation System (NASA's name for the overall Shuttle program),
  116. including intergovernmental agency requirements and international and
  117. joint projects.  NASA also oversees the launch and space flight
  118. requirements for civilian and commercial use.
  119.  
  120.         The Space Shuttle system consists of four primary elements:  an
  121. orbiter spacecraft, two Solid Rocket Boosters (SRB), an external tank
  122. to house fuel and oxidizer and three Space Shuttle main engines.
  123.  
  124.         The orbiter is built by Rockwell International's Space
  125. Transportation Systems Division, Downey, Calif., which also has
  126. responsibility for the integration of the overall space
  127. transportation system.  Both orbiter and integration contracts are
  128. under the direction of NASA's Johnson Space Center in Houston, Texas.
  129.  
  130.         The SRB motors are built by the Wasatch Division of Morton Thiokol
  131. Corp., Brigham City, Utah, and are assembled, checked out and
  132. refurbished by United Space Boosters Inc., Booster Production Co.,
  133. Kennedy Space Center, Cape Canaveral, Fla.  The external tank is
  134. built by Martin Marietta Corp. at its Michoud facility, New Orleans,
  135. La., and the Space Shuttle main engines are built by Rockwell's
  136. Rocketdyne Division, Canoga Park, Calif.  These contracts are under
  137. the direction of NASA's George C. Marshall Space Flight Center,
  138. Huntsville, Ala.
  139.  
  140.  
  141. "6_2_4_2_4.TXT" (4891 bytes) was created on 01-03-89
  142.  
  143. SPACE SHUTTLE REQUIREMENTS
  144.  
  145.         The Shuttle will transport cargo into near Earth orbit 100 to 217
  146. nautical miles (115 to 250 statute miles) above the Earth.  This
  147. cargo -- or payload -- is carried in a bay 15 feet in diameter and 60
  148. ft long.
  149.  
  150.         Major system requirements are that the orbiter and the two solid
  151. rocket boosters be reusable.
  152.  
  153.         Other features of the Shuttle:
  154.  
  155.         The orbiter has carried a flight crew of up to eight  persons.  A
  156. total of 10 persons could be  carried under emergency conditions  The
  157. basic mission is 7 days in space.  The crew compartment has a
  158. shirtsleeve environment, and the acceleration load is never greater
  159. than 3 Gs.  In its return to Earth, the orbiter has a cross-range
  160. maneuvering capability of 1,100 nautical miles (1,265 statute miles).
  161.  
  162.         The Space Shuttle is launched in an upright position, with thrust
  163. provided by the three Space Shuttle  engines and the two SRB.  After
  164. about 2 minutes, the two boosters are spent and are separated from
  165. the external tank.  They fall into the ocean at predetermined points
  166. and are recovered for reuse.
  167.  
  168.         The Space Shuttle main engines continue firing for about 8 minutes.
  169. They shut down just before the craft is inserted into orbit.  The
  170. external tank is then separated from the orbiter.  It follows a
  171. ballistic trajectory into a remote area of the ocean but is not
  172. recovered.
  173.  
  174.         There are 38 primary Reaction Control System (RCS) engines and six
  175. vernier RCS engines located on the orbiter.  The first use of
  176. selected primary reaction control system engines occurs at
  177. orbiter/external tank separation.  The selected primary reaction
  178. control system engines are used in the separation sequence to provide
  179. an attitude hold for separation.  Then they move the orbiter away
  180. from the external tank to ensure orbiter clearance from the arc of
  181. the rotating external tank.  Finally, they return to an attitude hold
  182. prior to the initiation of the firing of the Orbital Maneuvering
  183. System (OMS) engines to place the orbiter into orbit.
  184.  
  185.         The primary and/or vernier RCS engines are used normally on orbit to
  186. provide attitude pitch, roll and yaw maneuvers as well as translation
  187. maneuvers.
  188.  
  189.         The two OMS engines are used to place the orbiter on orbit, for
  190. major velocity maneuvers on orbit and to slow the orbiter for
  191. reentry, called the deorbit maneuver.  Normally, two OMS engine
  192. thrusting sequences are used to place the orbiter on orbit, and only
  193. one thrusting sequence is used for deorbit.
  194.  
  195.         The orbiter's velocity on orbit is approximately 25,405 feet per
  196. second (17,322 statute miles per hour).  The deorbit maneuver
  197. decreases this velocity approximately 300 fps  (205 mph) for reentry.
  198.  
  199.         In some missions, only one OMS thrusting sequence is used to place
  200. the orbiter on orbit.  This is referred to as direct insertion.
  201. Direct insertion is a technique used in some missions where there are
  202. high-performance requirements, such as a heavy payload or a high
  203. orbital altitude.  This technique uses the Space Shuttle main engines
  204. to achieve the  desired apogee (high point in an orbit) altitude,
  205. thus conserving orbital maneuvering system propellants.  Following
  206. jettison of the external tank, only one OMS thrusting sequence is
  207. required to establish the desired orbit altitude.
  208.  
  209.         For deorbit, the orbiter is rotated tail first in the direction of
  210. the velocity by the primary reaction control system engines.  Then
  211. the OMS engines are used to decrease the orbiter's velocity.
  212.  
  213.         During the initial entry sequence, selected primary RCS engines are
  214. used to control the orbiter's attitude (pitch, roll and yaw).  As
  215. aerodynamic pressure builds up, the orbiter flight control surfaces
  216. become active and the primary reaction control system engines are
  217. inhibited.
  218.  
  219.         During entry, the thermal protection system covering the entire
  220. orbiter provides the protection for the orbiter to survive the
  221. extremely high temperatures encountered during entry.  The thermal
  222. protection system is reusable (it does not burn off or ablate during
  223. entry).
  224.  
  225.         The unpowered orbiter glides to Earth and lands on a runway like an
  226. airplane.  Nominal touchdown speed varies from 184 to 196 knots (213
  227. to 225 miles per hour).
  228.  
  229.         The main landing gear wheels have a braking system for stopping the
  230. orbiter on the runway, and the nose wheel is steerable, again similar
  231. to a conventional airplane.
  232.  
  233.         There are two launch sites for the Space Shuttle.  Kennedy Space
  234. Center (KSC) in Florida is used for launches to place the orbiter in
  235. equatorial orbits (around the equator), and Vandenberg Air Force Base
  236. launch site in California will be used for launches that place the
  237. orbiter in polar orbit missions.
  238.  
  239.         Landing sites are located at the KSC and Vandenberg.  Additional
  240. landing sites are provided at Edwards Air Force Base in California
  241. and White Sands, N.M.  Contingency landing sites are also provided in
  242. the event the orbiter must return to Earth in an emergency.
  243.  
  244.  
  245. "6_2_4_2_5.TXT" (6012 bytes) was created on 01-03-89
  246.  
  247. LAUNCH SITES
  248.  
  249.         Space Shuttles destined for equatorial orbits are launched from the
  250. KSC, and those requiring polar orbital planes will be launched from
  251. Vandenberg.
  252.  
  253.         Orbital mechanics and the complexities of mission requirements, plus
  254. safety and the possibility of infringement on foreign air and land
  255. space, prohibit polar orbit launches from the KSC.
  256.  
  257.         Kennedy Space Center launches have an allowable path no less than 35
  258. degrees northeast and no greater than 120 degrees southeast.  These
  259. are azimuth degree readings based on due east from KSC as 90 degrees.
  260.  
  261.         A 35-degree azimuth launch places the spacecraft in an orbital
  262. inclination of 57 degrees.  This means the spacecraft in its orbital
  263. trajectories around the Earth will never exceed an Earth latitude
  264. higher or lower than 57 degrees north or south of the equator.
  265.  
  266.         A launch path from KSC at an azimuth of 120 degrees will place the
  267. spacecraft in an orbital inclination of 39 degrees (it will be above
  268. or below 39 degrees north or south of the equator).
  269.  
  270.         These two azimuths - 35 and 120 degrees - represent the launch
  271. limits from the KSC.  Any azimuth angles further north or south would
  272. launch a spacecraft over a habitable land mass, adversely affect
  273. safety provisions for abort or vehicle separation conditions, or
  274. present the undesirable possibility that the SRB or external tank
  275. could land on foreign land or sea space.
  276.  
  277.         Launches from Vandenberg have an allowable launch path suitable for
  278. polar insertions south, southwest and southeast.        The launch limits
  279. at Vandenberg are 201 and 158 degrees.  At a 201-degree launch
  280. azimuth, the spacecraft would be orbiting at a 104-degree
  281. inclination.  Zero degrees would be due north of the launch site, and
  282. the orbital trajectory would be within 14 degrees east or west of the
  283. north-south pole meridian.  At a launch azimuth of 158 degrees, the
  284. spacecraft would be orbiting at a 70-degree inclination, and the
  285. trajectory would be within 20 degrees  east  or west of the polar
  286. meridian.  Like KSC, Vandenberg has allowable launch azimuths that do
  287. not pass over habitable areas or involve safety, abort, separation
  288. and political considerations.
  289.  
  290.         Mission requirements and payload weight penalties also are major
  291. factors in selecting a launch site.
  292.  
  293.         The Earth rotates from west to east at a speed of approximately 900
  294. nautical miles per hour (1,035 mph).  A launch to the east uses the
  295. Earth's rotation somewhat as a springboard.  The Earth's rotational
  296. rate also is the reason the orbiter has a cross-range capability of
  297. 1,100 nautical miles (1,265 statute miles) to provide the
  298. abort-once-around capability in polar orbit launches.
  299.  
  300.         Attempting to launch and place a spacecraft in polar orbit from KSC
  301. to avoid habitable land mass would be uneconomical because the
  302. Shuttle's payload would be reduced severely-down to approximately
  303. 17,000 pounds.  A northerly launch into polar orbit of 8 to 20
  304. degrees azimuth would necessitate a path over a land mass; and most
  305. safety, abort, and political constraints would have to be waived.
  306. This prohibits polar orbit launches from the KSC.
  307.  
  308.         NASA's latest assessment of orbiter ascent and landing weights
  309. incorporates currently approved modifications to all vehicle
  310. elements, including crew escape provisions, and assumes a  maximum
  311. Space Shuttle main engine throttle setting of 104 percent.  It is
  312. noted that the resumption of Space Shuttle flights initially requires
  313. more conservative flight design criteria and additional
  314. instrumentation, which reduces the following basic capabilities by
  315. approximately 1,600 pounds:
  316.  
  317.         %Kennedy Space Center Eastern Space and Missile Center (ESMC)
  318. satellite deploy missions.  The basic cargo-lift capability for a due
  319. east  (28.5 degrees) launch is 55,000 pounds to a 110-nautical-mile
  320. (126-statute-mile) orbit using OV-103 (Discovery) or OV-104
  321. (Atlantis) to support a 4-day satellite deploy mission.  This
  322. capability will be reduced approximately 100 pounds for each
  323. additional nautical mile of altitude desired by the customer.
  324.  
  325.         The payload capability for the same satellite deploy mission with a
  326. 57-degree inclination is 41,000 pounds.
  327.  
  328.         The performance for intermediate inclinations can be estimated by
  329. allowing 500 pounds per degree of plane change between 28.5 and 57
  330. degrees.
  331.  
  332.         If OV-102 (Columbia) is used, the cargo-lift weight capability must
  333. be decreased by approximately 8,400 pounds.  This weight  difference
  334. is attributed to an approximately 7,150-pound difference in inert
  335. weight, 850 pounds of orbiter experiments, 300 pounds of additional
  336. thermal protection system and 100 pounds to accommodate a fifth
  337. cryogenic liquid oxygen and liquid hydrogen tank set for the power
  338. reactant storage and distribution system.
  339.  
  340.         %Vandenberg Air Force Base Western Space and Missile Center (WSMC)
  341. satellite deploy missions.  Using OV-103 (Discovery) or OV-104
  342. (Atlantis), the cargo-lift  weight capability is 29,600 pounds for a
  343. 98-degree launch inclination and 110-nautical-mile (126-statute-mile)
  344. polar orbit.  Again, an increase in altitude costs approximately 100
  345. pounds per nautical mile.  NASA assumes also that the advanced solid
  346. rocket motor will replace the filament-wound solid rocket motor case
  347. previously used for western test range assessments.  The same mission
  348. at 68 degrees inclination (minimum western test range inclination
  349. based on range safety limitations) is 49,600 pounds. Performance for
  350. intermediate inclinations can be estimated  by allowing 660 pounds
  351. for each degree of plane change between inclinations of 68 and 98
  352. degrees.
  353.  
  354.         %Landing weight limits.  All the Space Shuttle orbiters are
  355. currently limited to a total vehicle landing weight  of 240,000
  356. pounds for abort landings and 230,000 pounds  for nominal
  357. end-of-mission landings. It is noted that each additional crew person
  358. beyond the five-person standard is chargeable to the cargo weight
  359. allocation and reduces the payload capability by approximately 500
  360. pounds.  (This is an increase of 450 pounds to account for the crew
  361. escape equipment.)
  362.  
  363.  
  364. "6_2_4_2_6.TXT" (10933 bytes) was created on 01-03-89
  365.  
  366. BACKGROUND AND STATUS
  367.  
  368.         On July 26, 1972, NASA selected Rockwell's Space Transportation
  369. Systems Division in Downey, Calif., as the industrial contractor for
  370. the design, development, test and evaluation of the orbiter.  The
  371. contract called for fabrication and testing of two orbiters, a
  372. full-scale structural test article, and a main propulsion test
  373. article.  The award followed years of NASA and Air Force studies to
  374. define and assess the feasibility of a reusable space transportation
  375. system.
  376.  
  377.         NASA previously (March 31, 1972) had selected Rockwell's Rocketdyne
  378. Division to design and develop the Space Shuttle main engines.
  379. Contracts followed to Martin Marietta for the external tank (Aug. 16,
  380. 1973) and Morton Thiokol's Wasatch Division for the solid rocket
  381. boosters (June 27, 1974).
  382.  
  383.         In addition to the orbiter DDT&E contract, Rockwell's Space
  384. Transportation Systems Division was given contractual responsibility
  385. as system integrater for the overall Shuttle system.
  386.  
  387.         Rockwell's Launch Operations, part of the Space Transportation
  388. Systems Division, was under contract to NASA's Kennedy Space Center
  389. for turnaround, processing, prelaunch testing, and launch and
  390. recovery operations from STS-1 through the STS-11 mission.
  391.  
  392.         On Oct. 1, 1983, the Lockheed Space Operations Co. was awarded the
  393. Space Shuttle processing contract at KSC for turnaround processing,
  394. prelaunch testing, and launch and recovery operations.
  395.  
  396.         The first orbiter spacecraft, Enterprise (OV-101), was rolled out on
  397. Sept. 17, 1976.  On Jan. 31, 1977, it was transported 38 miles
  398. overland from Rockwell's assembly facility at Palmdale, Calif., to
  399. NASA's Dryden Flight Research Facility at Edwards Air Force Base for
  400. the Approach and Landing Test (ALT) program.
  401.  
  402.         The 9-month-long ALT program was conducted from February through
  403. November 1977 at Dryden and demonstrated the orbiter could fly in the
  404. atmosphere and land like an airplane except without power, a gliding
  405. flight.
  406.  
  407.         The ALT program involved ground tests and flight tests.
  408.  
  409.         The ground tests included taxi tests of the 747 Shuttle Carrier
  410. Aircraft (SCA) with the Enterprise mated atop the SCA to determine
  411. structural loads and responses and assess the mated capability in
  412. ground handling and control characteristics up to flight takeoff
  413. speed.  The taxi tests also validated 747 steering and braking with
  414. the orbiter attached.  A ground test of orbiter systems followed the
  415. unmanned captive tests.  All orbiter systems were activated as they
  416. would be in atmospheric flight.  This was the final preparation for
  417. the manned captive-flight phase.
  418.  
  419.         Five captive flights of the Enterprise mounted atop the SCA with the
  420. Enterprise unmanned and Enterprise systems inert were conducted to
  421. assess the structural integrity and performance-handling qualities of
  422. the mated craft.
  423.  
  424.         Three manned captive flights that followed the five unmanned captive
  425. flights included an astronaut crew aboard the orbiter operating its
  426. flight control systems while the orbiter remained perched atop the
  427. SCA.  These flights were designed to exercise and evaluate all
  428. systems in the flight environment in preparation for the orbiter
  429. release (free) flights.  They included flutter tests of the mated
  430. craft at low and high speed, a separation trajectory test and a dress
  431. rehearsal for the first orbiter free flight.
  432.  
  433.         In the five free flights the astronaut crew separated the spacecraft
  434. from the SCA and maneuvered to a landing at Edwards Air Force Base.
  435. In the first four such flights the landings were on a dry lake bed;
  436. in the fifth, the landing was on Edwards' main concrete runway under
  437. conditions simulating a return from space.  The last two free flights
  438. were made without the tail cone, which is the spacecraft's
  439. configuration during an actual landing from Earth orbit.  These
  440. flights verified the orbiter's pilot-guided approach and landing
  441. capability; demonstrated the orbiter's subsonic terminal area energy
  442. management autoland approach capability; and verified the orbiter's
  443. subsonic airworthiness, integrated system operations and selected
  444. subsystems in preparation for the first manned orbital flight.  The
  445. flights demonstrated the orbiter's ability to approach and land
  446. safely with a minimum gross weight and using several
  447. center-of-gravity configurations.
  448.  
  449.         For all of the captive flights and the first three free flights, the
  450. orbiter was outfitted with a tail cone covering its aft section to
  451. reduce aerodynamic drag and turbulence.  The final two free flights
  452. were without the tail cone, and the three simulated Space Shuttle
  453. main engines and two orbital maneuvering system engines were exposed
  454. aerodynamically.
  455.  
  456.         The final phase of the ALT program prepared the spacecraft for four
  457. ferry flights.  Fluid systems were drained and purged, the tail cone
  458. was reinstalled and elevon locks were installed.
  459.  
  460.         The forward attachment strut was replaced to lower the orbiter's
  461. cant from 6 to 3 degrees.  This reduces drag to the mated vehicles
  462. during the ferry flights.
  463.  
  464.         After the ferry flight tests, OV-101 was returned to the NASA hangar
  465. at Dryden and modified for vertical ground vibration tests at NASA's
  466. Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala.
  467.  
  468.         On March 13, 1978, the Enterprise was ferried atop the SCA to MSFC.
  469. At Marshall, Enterprise was mated with the external tank and SRB and
  470. subjected to a series of vertical ground vibration tests.  These
  471. tested the mated configuration's critical structural dynamic response
  472. modes, which were assessed against analytical math models used to
  473. design the various element interfaces.
  474.  
  475.         These were completed in March 1979.  On April 10, 1979 the
  476. Enterprise was ferried to Kennedy Space Center, mated with the
  477. external tank and SRB and transported via the mobile launcher
  478. platform to Launch Complex 39-A.  At Launch Complex 39-A, the
  479. Enterprise served as a practice and launch complex fit-check
  480. verification tool representing the flight vehicles.
  481.  
  482.         It was ferried back to Dryden at Edwards AFB in California on Aug.
  483. 16, 1979, and then returned overland to Rockwell's Palmdale final
  484. assembly facility on Oct. 30, 1979.  Certain components were
  485. refurbished for use on flight vehicles being assembled at Palmdale.
  486. The Enterprise was then returned overland to Dryden on Sept. 6, 1981.
  487.  
  488.         During exhibition at the Paris, May and June 1983, Enterprise was
  489. ferried to France for the Air Show as well as to Germany, Italy,
  490. England and Canada before returning to Dryden.
  491.  
  492.         From April to October 1984, Enterprise was ferried to Vandenberg AFB
  493. and to Mobile, Ala., where it was taken by barge to New Orleans, La.,
  494. for the United States 1984 World's Fair.
  495.  
  496.         In November 1984 it was transported to Vandenberg and used as a
  497. practice and fit-check verification tool.  On May 24, 1985,
  498. Enterprise was ferried from Vandenberg to Dryden.
  499.  
  500.         On Sept. 20, 1985, Enterprise was ferried from Dryden Flight
  501. Research Facility to KSC.  On Nov. 18, 1985, Enterprise was ferried
  502. from KSC to Dulles Airport, Washington, D.C., and became the property
  503. of the Smithsonian Institution.  The Enterprise was built as a test
  504. vehicle and is not equipped for space flight.
  505.  
  506.         The second orbiter, Columbia (OV-102), was the first to fly into
  507. space.  it was transported overland on March 8, 1979, from Palmdale
  508. to Dryden for mating atop the SCA and ferried to KSC.  It arrived on
  509. March 25, 1979, to begin preparations for the first flight into space.
  510.  
  511.         The structural test article, after 11 months of extensive testing at
  512. Lockheed's facility in Palmdale, was returned to Rockwell's Palmdale
  513. facility for modification to become the second orbiter available for
  514. operational missions.  it was redesignated OV-099, the Challenger.
  515.  
  516.         The main propulsion test article (MPTS-098) consisted of an orbiter
  517. aft fuselage, a truss arrangement that simulated the orbiter's
  518. mid-fuselage and the Shuttle main propulsion system (three Space
  519. Shuttle main engines and the external tank).  This test structure is
  520. at the Stennis Space Center in Mississippi.  A series of static
  521. firings was conducted from 1978 through 1981 in support of the first
  522. flight into space.
  523.  
  524.         On Jan. 29, 1979, NASA contracted with Rockwell to manufacture two
  525. additional orbiters, OV-103 and OV-104 (Discovery and Atlantis),
  526. convert the structural test article to space flight configuration
  527. (Challenger) and modify Columbia from its development configuration
  528. to that required for operational flights.
  529.  
  530.         NASA named the first four orbiter spacecraft after famous
  531. exploration sailing ships.  In the order they became operational,
  532. they are:  Columbia (OV-102), after a sailing frigate launched in
  533. 1836, one of the first Navy ships to circumnavigate the globe.
  534. Columbia also was the name of the Apollo 11 command module that
  535. carried Neil Armstrong, Michael Collins and Edward (Buzz) Aldrin on
  536. the first lunar landing mission, July 20, 1969.  Columbia was
  537. delivered to Rockwell's Palmdale assembly facility for modifications
  538. on Jan. 30, 1984, and was returned to KSC on July 14, 1985, for
  539. return to flight.  Challenger (OV-099), also a Navy ship, which from
  540. 1872 to 1876 made a prolonged exploration of the Atlantic and Pacific
  541. oceans.  It also was used in the Apollo program for the Apollo 17
  542. lunar module.  Challenger was delivered to DSC on July 5, 1982.
  543. Discovery (OV-103), after two ships, the vessel in which Henry Hudson
  544. in 1610-11 attempted to search for a northwest passage between the
  545. Atlantic and Pacific oceans and instead discovered Hudson Bay and the
  546. ship in which Capt. Cook discovered the Hawaiian Islands and explored
  547. southern Alaska and western Canada.  Discovery was delivered to KSC
  548. on Nov. 9, 1983.  Atlantis (OV-104), after a two-masted ketch
  549. operated for the Woods Hole Oceanographic Institute from 1930 to
  550. 1966,  which traveled more than half a million miles in ocean
  551. research.  Atlantis was delivered to KSC on April 3, 1985.
  552.  
  553.         In April 1983, under contract to NASA, Rockwell's Space
  554. Transportation Systems Division, Downey, Calif., began the
  555. construction of structural spares for completion in 1987.  The
  556. structural spares program consisted of an aft fuselage, crew
  557. compartment, forward reaction control system, lower and upper forward
  558. fuselage, mid-fuselage, wings (elevons), payload bay doors, vertical
  559. stabilizer (rudder/speed brake), body flap and one set of orbital
  560. maneuvering system/reaction control system pods.
  561.  
  562.         On Sept. 12, 1985, Rockwell International's Shuttle Operations Co.,
  563. Houston, Texas, was awarded the Space Transportation System operation
  564. contract at NASA's Johnson Space Center, consolidating work
  565. previously performed under 22 contracts by 16 different contractors.
  566.  
  567.         On July 31, 1987, NASA awarded Rockwell's Space Transportation
  568. Systems Division, Downey, Calif., a contract to build a replacement
  569. Space Shuttle orbiter using the structural spares.  The replacement
  570. orbiter will be assembled at Rockwell's Palmdale, Calif., assembly
  571. facility and is scheduled for completion in 1991.  This orbiter is
  572. designated OV-105.
  573.  
  574.  
  575. "6_2_4_2_7.TXT" (22802 bytes) was created on 01-03-89
  576.  
  577. MISSION PROFILE
  578.  
  579.         In the launch configuration, the orbiter and two SRBs are attached
  580. to the external tank in a vertical (nose-up) position on the launch
  581. pad.  Each SRB is attached at its aft skirt to the mobile launcher
  582. platform by four bolts.
  583.  
  584.         Emergency exit for the flight crew on the launch pad up to 30
  585. seconds before liftoff is by slidewire.  There are seven
  586. 1,200-foot-long slidewires, each with one basket.  Each basket is
  587. designed to carry three persons.  The baskets, 5 feet in diameter and
  588. 42 inches deep, are suspended beneath the slide mechanism by four
  589. cables.  The slidewires carry the baskets to ground level.  Upon
  590. departing the basket at ground level, the flight crew progresses to a
  591. bunker that is designed to protect it from an explosion on the launch
  592. pad.
  593.  
  594.         At launch, the three Space Shuttle main engines - fed liquid
  595. hydrogen fuel and liquid oxygen oxidizer from the external tank - are
  596. ignited first.  When it has been verified that the engines are
  597. operating at the proper thrust level, a signal is sent to ignite the
  598. SRB.  At the proper thrust-to-weight ratio, initiators (small
  599. explosives) at eight hold-down bolts on the SRB are fired to release
  600. the Space Shuttle for liftoff.  All this takes only a few seconds.
  601.  
  602.         Maximum dynamic pressure is reached early in the ascent, nominally
  603. approximately 60 seconds after liftoff.  Approximately 1 minute later
  604. (2 minutes into the ascent phase), the two SRB have consumed their
  605. propellant and are jettisoned from the external tank.  This is
  606. triggered by a separation signal from the orbiter.
  607.  
  608.         The boosters briefly continue to ascend, while small motors fire to
  609. carry them away from the Space Shuttle.  The boosters then turn and
  610. descend, and at a predetermined altitude, parachutes are deployed to
  611. decelerate them for a safe splashdown in the ocean.  Splashdown
  612. occurs approximately 141 nautical miles (162 statute miles) from the
  613. launch site.  The boosters are recovered and reused.
  614.  
  615.         Meanwhile, the orbiter and external tank continue to ascend, using
  616. the thrust of the three Space Shuttle main engines.  Approximately 8
  617. minutes after launch and just short of orbital velocity, the three
  618. Space Shuttle engines are shut down (main engine cutoff), and the
  619. external tank is jettisoned on command from the orbiter.
  620.  
  621.         The forward and aft reaction control system engines provide attitude
  622. (pitch, yaw and roll) and the translation of the orbiter away from
  623. the external tank at separation and return to attitude hold prior to
  624. the orbital maneuvering system thrusting maneuver.
  625.  
  626.         The external tank continues on a ballistic trajectory and enters the
  627. atmosphere, where it disintegrates.  Its projected impact is in the
  628. Indian Ocean (except for 57-degree inclinations) in the case of
  629. equatorial orbits KSC launch) and in the extreme southern Pacific
  630. Ocean in the case of a Vandenberg launch.
  631.  
  632.         Normally, two thrusting maneuvers using the two OMS engines at the
  633. aft end of the orbiter are used in a two-step thrusting sequence:  to
  634. complete insertion into Earth orbit and to circularize the
  635. spacecraft's orbit.  The OMS engines are also used on orbit for any
  636. major velocity changes.
  637.  
  638.         In the event of a direct-insertion mission, only one OMS thrusting
  639. sequence is used.
  640.  
  641.         The orbital altitude of a mission is dependent upon that mission.
  642. The nominal altitude can vary between 100 to 217 nautical miles (115
  643. to 250 statute miles).
  644.  
  645.         The forward and aft RCS thrusters (engines) provide attitude control
  646. of the orbiter as well as any minor translation maneuvers along a
  647. given axis on orbit.
  648.  
  649.         At the completion of orbital operations, the orbiter is oriented in
  650. a tail first attitude by the reaction control system.  The two OMS
  651. engines are commanded to slow the orbiter for deorbit.
  652.  
  653.         The reaction control system turns the orbiter's nose forward for
  654. entry.  The reaction control system controls the orbiter until
  655. atmospheric density is sufficient for the pitch and roll aerodynamic
  656. control surfaces to become effective.
  657.  
  658.         Entry interface is considered to occur at 400,000 feet altitude
  659. approximately 4,400 nautical miles (5,063 statute miles) from the
  660. landing site and at approximately 25,000 feet per second velocity.
  661.  
  662.         At 400,000 feet altitude, the orbiter is maneuvered to zero degrees
  663. roll and yaw (wings level) and at a predetermined angle of attack for
  664. entry.  The angle of attack is 40 degrees.  The flight control system
  665. issues the commands to roll, pitch and yaw reaction control system
  666. jets for rate damping.
  667.  
  668.         The forward RCS engines are inhibited prior to entry interface, and
  669. the aft reaction control system engines maneuver the spacecraft until
  670. a dynamic pressure of 10 pounds per square foot is sensed, which is
  671. when the orbiter's ailerons become effective. The aft RCS roll
  672. engines are then deactivated.  At a dynamic pressure of 20 pounds per
  673. square foot, the orbiter's elevators become active, and the aft RCS
  674. pitch engines are deactivated.  The orbiter's speed brake is used
  675. below Mach 10 to induce a more positive downward elevator trim
  676. deflection.  At approximately Mach 3.5, the rudder becomes activated,
  677. and the aft reaction control system yaw engines are deactivated at
  678. 45,000 feet.
  679.  
  680.         Entry guidance must dissipate the tremendous amount of energy the
  681. orbiter possesses when it enters the Earth's atmosphere to assure
  682. that the orbiter does not either burn up (entry angle too steep) or
  683. skip out of the atmosphere (entry angle too shallow) and that the
  684. orbiter is properly positioned to reach the desired touchdown point.
  685.  
  686.         During entry, energy is dissipated by the atmospheric drag on the
  687. orbiter's surface.  Higher atmospheric drag levels enable faster
  688. energy dissipation with a steeper trajectory.  Normally, the angle of
  689. attack and roll angle enable the atmospheric drag of any flight
  690. vehicle to be controlled.  However, for the orbiter, angle of attack
  691. was rejected because it creates surface temperatures above the design
  692. specification.  The angle of attack scheduled during entry is loaded
  693. into the orbiter computers as a function of relative velocity,
  694. leaving roll angle for energy control.  Increasing the roll angle
  695. decreases the vertical component of lift, causing a higher sink rate
  696. and energy dissipation rate.  Increasing the roll rate does raise the
  697. surface temperature of the orbiter, but not nearly as drastically as
  698. an equal angle of attack command.
  699.  
  700.         If the orbiter is low on energy (current range-to-go much greater
  701. than nominal at current velocity), entry guidance will command lower
  702. than nominal drag levels.  If the orbiter has too much energy
  703. (current range-to-go much less than nominal at the current velocity),
  704. entry guidance will command higher-than-nominal drag levels to
  705. dissipate the extra energy.
  706.  
  707.         Roll angle is used to control cross range.  Azimuth error is the
  708. angle between the plane containing the orbiter's position vector and
  709. the heading alignment cylinder tangency point and the plane
  710. containing the orbiter's position vector and velocity vector.  When
  711. the azimuth error exceeds a computer-loaded number, the orbiter's
  712. roll angle is reversed.
  713.  
  714.         Thus, descent rate and down ranging are controlled by bank angle.
  715. The steeper the bank angle, the greater the descent rate and the
  716. greater the drag.  Conversely, the minimum drag attitude is wings
  717. level.  Cross range is controlled by bank reversals.
  718.  
  719.         The entry thermal control phase is designed to keep the backface
  720. temperatures within the design limits.  A constant heating rate is
  721. established until below 19,000 feet per second.
  722.  
  723.         The equilibrium glide phase shifts the orbiter from the rapidly
  724. increasing drag levels of the temperature control phase to the
  725. constant drag level of the constant drag phase.  The equilibrium
  726. glide flight is defined as flight in which the flight path angle, the
  727. angle between the local horizontal and the local velocity vector,
  728. remains constant.  Equilibrium glide flight provides the maximum
  729. downrange capability.  It lasts until the drag acceleration reaches
  730. 33 feet per second squared.
  731.  
  732.         The constant drag phase begins at that point.  The angle of attack
  733. is initially 40 degrees, but it begins to ramp down in this phase to
  734. approximately 36 degrees by the end of this phase.
  735.  
  736.         In the transition phase, the angle of attack continues to ramp down,
  737. reaching the approximately 14-degree angle of attack at the entry
  738. Terminal Area Energy Management (TAEM) interface, at approximately
  739. 83,000 feet altitude, 2,500 feet per second, Mach 2.5 and 52 nautical
  740. miles (59 statute miles) from the landing runway.  Control is then
  741. transferred to TAEM guidance.
  742.  
  743.         During the entry phases described, the orbiter's roll commands keep
  744. the orbiter on the drag profile and control cross range.
  745.  
  746.         TAEM guidance steers the orbiter to the nearest of two heading
  747. alignment cylinders, whose radii are approximately 18,000 feet and
  748. which are located tangent to and on either side of the runway
  749. centerline on the approach end.  In TAEM guidance,  excess energy is
  750. dissipated with an S-turn; and the speed brake can be used to modify
  751. drag, lift-to-drag ratio and flight path angle in high-energy
  752. conditions.  This increases the ground track range as the orbiter
  753. turns away from the nearest Heading Alignment Circle (HAC) until
  754. sufficient energy is dissipated to allow a normal approach and
  755. landing guidance phase capture, which begins at 10,000 feet altitude.
  756.  The orbiter also can be flown near the velocity for maximum lift
  757. over drag or wings level for the range stretch case.  The spacecraft
  758. slows to subsonic velocity at approximately 49,000 feet altitude,
  759. about 22 nautical miles (25.3 statute miles) from the landing site.
  760.  
  761.         At TAEM acquisition, the orbiter is turned until it is aimed at a
  762. point tangent to the nearest HAC and continues until it reaches way
  763. point 1.  At WP-1, the TAEM heading alignment phase begins.  The HAC
  764. is followed until landing runway alignment, plus or minus 20 degrees,
  765. has been achieved.  In the TAEM pre-final phase, the orbiter leaves
  766. the HAC; pitches down to acquire the steep glide slope, increases
  767. airspeed; banks to acquire the runway centerline and continues until
  768. on the runway centerline, on the outer glide slope and on airspeed.
  769. The approach and landing guidance phase begins with the completion of
  770. the TAEM pre-final phase and ends when the spacecraft comes to a
  771. complete stop on the runway.
  772.  
  773.         The approach and landing trajectory capture phase begins at the TAEM
  774. interface and continues to guidance lock-on to the steep outer glide
  775. slope.  The approach and landing phase begins at about 10,000 feet
  776. altitude at an equivalent airspeed of 290, plus or minus 12, knots
  777. 6.9 nautical miles (7.9 statute miles) from touchdown.  Autoland
  778. guidance is initiated at this point to guide the orbiter to the minus
  779. 19- to 17-degree glide slope (which is over seven times that of a
  780. commercial airliner's approach) aimed at a target 0.86 nautical mile
  781. (1 statute mile) in front of the runway.  The spacecraft's speed
  782. brake is positioned to hold the proper velocity.  The descent rate in
  783. the later portion of TAEM and approach and landing is greater than
  784. 10,000 feet per minute (a rate of descent approximately 20 times
  785. higher than a commercial airliner's standard 3-degree instrument
  786. approach angle).
  787.  
  788.         At 1,750 feet above ground level, a pre-flare maneuver is started to
  789. position the spacecraft for a 1.5-degree glide slope in preparation
  790. for landing with the speed brake positioned as required.  The flight
  791. crew deploys the landing gear at this point.
  792.  
  793.         The final phase reduces the sink rate of the spacecraft to less than
  794. 9 feet per second.  Touchdown occurs approximately 2,500 feet past
  795. the runway threshold at a speed of 184 to 196 knots (213 to 226 mph).
  796.  
  797.         ABORTS.  Selection of an ascent abort mode may become necessary if
  798. there is a failure that affects vehicle performance, such as the
  799. failure of a Space Shuttle main engine or an orbital maneuvering
  800. system.  Other failures requiring early termination of a flight, such
  801. as a cabin leak, might require the selection of an abort mode.
  802.  
  803.         There are two basic types of ascent abort modes for Space Shuttle
  804. missions:  intact aborts and contingency aborts.  Intact aborts are
  805. designed to provide a safe return of the orbiter to a planned landing
  806. site.  Contingency aborts are designed to permit flight crew survival
  807. following more sever failures when an intact abort is not possible.
  808. A contingency abort would generally result in a ditch operation.
  809.  
  810.         There are four types of intact aborts:  Abort to Orbit (ATO), Abort
  811. Once Around (AOA), Transatlantic Landing (TAL) and Return to Launch
  812. Site (RTLS).
  813.  
  814.         The ATO mode is designed to allow the vehicle to achieve a temporary
  815. orbit that is lower than the nominal orbit.  This mode requires less
  816. performance and allows time to evaluate problems and then choose
  817. either an early deorbit maneuver or an orbital maneuvering system
  818. thrusting maneuver to raise the orbit and continue the mission.
  819.  
  820.         The AOA is designed to allow the vehicle to fly once around the
  821. Earth and make a normal entry and landing.  This mode generally
  822. involves two orbital maneuvering system thrusting sequences, with the
  823. second sequence being a deorbit maneuver.  The entry sequence would
  824. be similar to a normal entry.
  825.  
  826.         The TAL mode is designed to permit an intact landing on the other
  827. side of the Atlantic Ocean.  This mode results in a ballistic
  828. trajectory, which does not require an orbital maneuvering system
  829. maneuver.
  830.  
  831.         The RTLS mode involves flying downrange to dissipate propellant and
  832. then turning around under power to return directly to a landing at or
  833. near the launch site.
  834.  
  835.         There is a definite order of preference for the various abort modes.
  836.  The type of failure and the time of the failure determine which type
  837. of abort is selected.  In cases where performance loss is the only
  838. factor, the preferred modes would be ATO, AOA, TAL and RTLS, in that
  839. order.  The mode chosen is the highest one that can be completed with
  840. the remaining vehicle performance.  In the case of some support
  841. system failures, such as cabin leaks or vehicle cooling problems, the
  842. preferred mode might be the one that will end the mission most
  843. quickly.  In these cases, TAL or RTLS might be preferable to AOA or
  844. ATO.  A contingency abort is never chosen if another abort option
  845. exists.
  846.  
  847.         The Mission Control Center-Houston is prime for calling these aborts
  848. because it has a more precise knowledge of the orbiter's position
  849. than the crew can obtain from onboard systems.  Before main engine
  850. cutoff, Mission Control makes periodic calls to the crew to tell them
  851. which abort mode is (or is not) available.  If ground communications
  852. are lost, the flight crew has onboard methods, such as cue cards,
  853. dedicated displays and display information, to determine the current
  854. abort region.
  855.  
  856.         Which abort mode is selected depends on the cause and timing of the
  857. failure causing the abort and which mode is safest or improves
  858. mission success.  If the problem is a Space Shuttle main engine
  859. failure, the flight crew and Mission Control Center select the best
  860. option available at the time a space shuttle main engine fails.
  861.  
  862.         If the problem is a system failure that jeopardizes the vehicle, the
  863. fastest abort mode that results in the earliest vehicle landing is
  864. chosen.  RTLS and TAL are the quickest options (35 minutes), whereas
  865. an AOA requires approximately 90 minutes.  Which of these is elected
  866. depends on the time of the failure with three good Space Shuttle main
  867.  engines.
  868.  
  869.         The flight crew selects the abort mode by positioning an abort mode
  870. switch and depressing an abort push button.
  871.  
  872.         RETURN TO LAUNCH SITE.  The RTLS abort mode is designed to allow the
  873. return of the orbiter, crew, and payload to the launch site, Kennedy
  874. Space Center, approximately 25 minutes after lift-off.  The RTLS
  875. profile is designed to accommodate the loss of thrust from one space
  876. shuttle main engine between liftoff and approximately four minutes 20
  877. seconds, at which time not enough main propulsion system propellant
  878. remains to return to the launch site.
  879.  
  880.         An RTLS can be considered to consist of three stages -- a powered
  881. stage, during which the main engines are still thrusting; an ET
  882. separation phase; and the glide phase, during which the orbiter
  883. glides to a landing at the KSC.  The powered RTLS phase begins with
  884. the crew selection of the RTLS abort, which is done after SRB
  885. separation.  The crew selects the abort mode by positioning the abort
  886. rotary switch to RTLS and depressing the abort push button.  The time
  887. at which the RTLS is selected depends on the reason for the abort.
  888. For example, a three-engine RTLS is selected at the last moment,
  889. approximately 3 minutes, 34 seconds into the mission; whereas an RTLS
  890. chosen due to an engine out at liftoff is selected at the earliest
  891. time, approximately two minutes 20 seconds into the mission (after
  892. SOR separation).
  893.  
  894.         After RTLS is selected, the vehicle continues downrange to dissipate
  895. excess main propulsion system propellant.  The goal is to leave only
  896. enough main propulsion system propellant to be able to turn the
  897. vehicle around, fly back towards KSC and achieve the proper main
  898. engine cutoff conditions so the vehicle can glide to the KSC after
  899. external tank separation.  During the downrange phase, a pitch-around
  900. maneuver is initiated (the time depends in part on the time of a main
  901. engine failure) to orient the orbiter/ external tank configuration to
  902. a heads up attitude, pointing toward the launch site.  At this time,
  903. the vehicle is still moving away from the launch site, but the main
  904. engines are now thrusting to null the downrange velocity.  In
  905. addition, excess orbital maneuvering system and reaction control
  906. system propellants are dumped by continuous orbital maneuvering
  907. system and reaction control system engine thrustings to improve the
  908. orbiter weight and center of gravity for the glide phase and landing.
  909.  
  910.         The vehicle will reach the desired main engine cutoff point with
  911. less than 2 percent excess propellant remaining in the external tank.
  912.  At main engine cutoff minus 20 seconds, a pitch-down maneuver
  913. (called powered pitch-down) takes the mated vehicle to the required
  914. external tank separation attitude and pitch rate.  After main engine
  915. cutoff has been commanded, the external tank separation sequence
  916. begins, including a reaction control system translation that ensures
  917. that the orbiter does not recontact the external tank and that the
  918. orbiter has achieved the necessary pitch attitude to begin the glide
  919. phase of the RTLS.
  920.  
  921.         After the reaction control system translation maneuver has been
  922. completed, the glide phase of the RTLS begins.  From then on, the
  923. RTLS is handled similarly to a normal entry.
  924.  
  925.         TRANSATLANTIC   LANDING  ABORT.  The TAL abort mode was developed to
  926. improve the options available when a main engine fails after the last
  927. RTLS opportunity but before the first time that an AOA can be
  928. accomplished with only two main engines or when a major orbiter
  929. system failure, for example, a large cabin pressure leak or cooling
  930. system failure, occurs after the last RTLS opportunity, making it
  931. imperative to land as quickly as possible.
  932.  
  933.         In a TAL abort, the vehicle continues on a ballistic trajectory
  934. across the Atlantic Ocean to land at a predetermined runway.  Landing
  935. occurs approximately 45 minutes after launch.  The landing site is
  936. selected near the nominal ascent ground track of the orbiter in order
  937. to make the most efficient use of space shuttle main engine
  938. propellant.  The landing site also must have the necessary runway
  939. length, weather conditions and U.S. State Department approval.
  940. Currently, the three landing sites that have been identified for a
  941. due east launch are Moron, Spain; Banjul, The Gambia; and Ben Guerir,
  942. Morocco.
  943.  
  944.         To select the TAL abort mode, the crew must place the abort rotary
  945. switch in the TAL/AOA position and depress the abort push button
  946. before main engine cutoff.  (Depressing it after main engine cutoff
  947. selects the AOA abort mode.)  The TAL abort mode begins sending
  948. commands to steer the vehicle toward the plane of the landing site.
  949. It also rolls the vehicle heads up before main engine cutoff and
  950. sends commands to begin an orbital maneuvering system propellant dump
  951. (by burning the propellants through the orbital maneuvering system
  952. engines and the reaction control system engines).  This dump is
  953. necessary to increase vehicle performance (by decreasing weight), to
  954. place the center of gravity in the proper place for vehicle control,
  955. and to decrease the vehicle's landing weight.  TAL is handled like a
  956. nominal entry.
  957.  
  958.         ABORT TO ORBIT.  An ATO is an abort mode used to boost the orbiter
  959. to a safe orbital altitude when performance has been lost and it is
  960. impossible to reach the planned orbital altitude.  If a Space Shuttle
  961. main engine fails in a region that results in a main engine cutoff
  962. under speed, the Mission Control Center will determine that an abort
  963. mode is necessary and will inform the crew.  The orbital maneuvering
  964. system engines would be used to place the orbiter in a circular orbit.
  965.  
  966.         ABORT ONCE AROUND.  The AOA abort mode is used in cases in which
  967. vehicle performance has been lost to such an extent that either it is
  968. impossible to achieve a viable orbit or not enough Orbital
  969. Maneuvering System (OMS) propellant is available to accomplish the
  970. OMS thrusting maneuver to place the orbiter on orbit and the deorbit
  971. thrusting maneuver.  In addition, an AOA is used in cases in which a
  972. major systems problem (cabin leak, loss of cooling) makes it
  973. necessary to land quickly.  In the AOA abort mode, one OMS thrusting
  974. sequence is made to adjust the post-main engine cutoff orbit so a
  975. second orbital maneuvering system thrusting sequence will result in
  976. the vehicle deorbiting and landing at the AOA landing site (White
  977. Sands, N.M.; Edwards AFB; or KSC).   Thus, an AOA results in the
  978. orbiter circling the Earth once and landing approximately 90 minutes
  979. after liftoff.
  980.  
  981.         After the deorbit thrusting sequence has been executed, the flight
  982. crew flies to a landing at the planned site much as it would for a
  983. nominal entry.
  984.  
  985.         CONTINGENCY ABORT.  Contingency aborts are caused by loss of more
  986. than one main engine or failures in other systems.  Loss of one main
  987. engine while another is stuck at a low thrust setting may also
  988. necessitate a contingency abort.  Such an abort would maintain
  989. orbiter integrity for in-flight crew escape if a landing cannot be
  990. achieved at a suitable landing field.
  991.  
  992.         Contingency aborts due to system failures other than those involving
  993. the main engines would normally result in an intact recovery of
  994. vehicle and crew.  Loss of more than one main engine may, depending
  995. on engine failure times, result in a safe runway landing.  However,
  996. in most three-engine-out cases during ascent, the orbiter would have
  997. to be ditched.  The in-flight crew escape system would be used before
  998. ditching the orbiter.
  999.  
  1000. "6_2_4_2_8.TXT" (5835 bytes) was created on 01-03-89
  1001.  
  1002. ORBITER GROUND TURNAROUND
  1003.  
  1004.         Spacecraft recovery operations at the nominal end-of-mission landing
  1005. site are supported by approximately 160 Space Shuttle launch
  1006. operations team members.  Ground team members wearing self-contained
  1007. atmospheric protective ensemble suits that protect them from toxic
  1008. chemicals approach the spacecraft as soon as it stops rolling.  The
  1009. ground team members take sensor measurements to ensure the atmosphere
  1010. in the vicinity of the spacecraft is not explosive.  In the event of
  1011. propellant leaks, a wind machine truck carrying a large fan will be
  1012. moved into the area to create a turbulent airflow that will break up
  1013. gas concentrations and reduce the potential for an explosion.
  1014.  
  1015.         A ground support equipment air-conditioning purge unit is attached
  1016. to the right-hand orbiter T-0 umbilical so cool air can be directed
  1017. through the orbiter's aft fuselage, payload bay, forward fuselage,
  1018. wings, vertical stabilizer, and orbital maneuvering system/reaction
  1019. control system pods to dissipate the heat of entry.
  1020.  
  1021.         A second ground support equipment ground cooling unit is connected
  1022. to the left-hand orbiter T-0 umbilical spacecraft Freon Coolant loops
  1023. to provide cooling for the flight crew and avionics during the
  1024. postlanding and system checks.  The spacecraft fuel cells remain
  1025. powered up at this time.  The flight crew will then exit the
  1026. spacecraft, and a ground crew will power down the spacecraft.
  1027.  
  1028.         AT KSC, the orbiter and ground support equipment convoy move from
  1029. the runway to the Orbiter Processing Facility.
  1030.  
  1031.         If the spacecraft lands at Edwards, the same procedures and ground
  1032. support equipment are used as at the KSC after the orbiter has
  1033. stopped on the runway.  The orbiter and ground support equipment
  1034. convoy move from the runway to the orbiter mate and demate facility
  1035. at Edwards.  After detailed inspection, the spacecraft is prepared to
  1036. be ferried atop the Shuttle carrier aircraft from Edwards to KSC.
  1037. For ferrying, a tail cone is installed over the aft section of the
  1038. orbiter.
  1039.  
  1040.         In the event of a landing at an alternate site, a crew of about
  1041. eight team members will move to the landing site to assist the
  1042. astronaut crew in preparing the orbiter for loading aboard the
  1043. Shuttle carrier aircraft for transport back to the KSC.  For landings
  1044. outside the United States, personnel at the contingency landing sites
  1045. will be provided minimum training on safe handling of the orbiter
  1046. with emphasis on crash rescue training, how to tow the orbiter to a
  1047. safe area, and prevention of propellant conflagration.
  1048.  
  1049.         Upon its return to the Orbiter Processing Facility (OPF) at KSC, the
  1050. orbiter is safed (ordnance devices safed), the payload (if any) is
  1051. removed, and the orbiter payload bay is reconfigured from the
  1052. previous mission for the next mission.  Any required maintenance and
  1053. inspections are also performed while the orbiter is in the OPF.  A
  1054. payload for the orbiter's next mission may be installed in the
  1055. orbiter's payload bay in the OPF or may be installed in the payload
  1056. bay when the orbiter is at the launch pad.
  1057.  
  1058.         The spacecraft is then towed to the Vehicle Assembly Building and
  1059. mated to the external tank.  The external tank and solid rocket
  1060. boosters are stacked and mated on the mobile launcher platform while
  1061. the orbiter is being refurbished.  Space Shuttle orbiter connections
  1062. are made and the integrated vehicle is checked and ordnance is
  1063. installed.
  1064.  
  1065.         The mobile launcher platform moves the entire space shuttle system
  1066. on four crawlers to the launch pad, where connections are made and
  1067. servicing and checkout activities begin.  If the payload was not
  1068. installed in the OPF, it will be installed at the launch pad followed
  1069. by prelaunch activities.
  1070.  
  1071.         Space Shuttle launches from Vandenberg will use the Vandenberg
  1072. Launch Facility (SL6), which was built but never used for the manned
  1073. orbital laboratory program.  This facility was modified for Space
  1074. Transportation System use.
  1075.  
  1076.         The runway at Vandenberg was strengthened and lengthened from 8,000
  1077. feet to 12,000 feet to accommodate the orbiter returning from space.
  1078.  
  1079.         When the orbiter lands at Vandenberg, the same procedures and ground
  1080. support equipment and convoy are used as at KSC after the orbiter
  1081. stops on the runway.  The orbiter and ground support equipment are
  1082. moved from the runway to the Orbiter Maintenance and Checkout
  1083. Facility at Vandenberg.  The orbiter processing procedures used at
  1084. this facility are similar to those used at the OPF at the KSC.
  1085.  
  1086.         Space Shuttle buildup at Vandenberg differs from that of the KSC in
  1087. that the vehicle is integrated on the launch pad.  The orbiter is
  1088. towed overland from the Orbiter Maintenance and Checkout Facility at
  1089. Vandenberg to launch facility SL6.
  1090.  
  1091.         SL6 includes the launch mount, access tower, mobile service tower,
  1092. launch control tower, payload preparation room, payload changeout
  1093. room, solid rocket booster refurbishment facility, solid rocket
  1094. booster disassembly facility, and liquid hydrogen and liquid oxygen
  1095. storage tank facilities.
  1096.  
  1097.         The SRB start the on-the-launch-pad buildup followed by the external
  1098. tank.  The orbiter is then mated to the external tank on the launch
  1099. pad.
  1100.  
  1101.         The launch processing system at the launch pad is similar to the one
  1102. used at KSC.
  1103.  
  1104.         Kennedy Space Center Launch Operations has responsibility for all
  1105. mating, prelaunch testing and launch control ground activities until
  1106. the Space Shuttle vehicle clears the launch pad tower.
  1107. Responsibility is then turned over to Mission Control Center-Houston.
  1108.  The Mission Control Center's responsibility includes ascent,
  1109. on-orbit operations, entry, approach and landing until landing runout
  1110. completion, at which time the orbiter is handed over to the
  1111. postlanding operations at the landing site for turnaround and
  1112. re-launch.  At the launch site the SRBs and external tank are
  1113. processed for launch and the SRBs are recycled for reuse.
  1114.  
  1115.  
  1116. "6_2_4_2_9.TXT" (40951 bytes) was created on 01-03-89
  1117.  
  1118. OPERATIONAL IMPROVEMENTS AND MODIFICATIONS
  1119.  
  1120.         Many of the changes and upgrades in the Space Shuttle systems and
  1121. components were under way before the 51-L accident as part of NASA's
  1122. continual improvement and upgrade program.  However, NASA has taken
  1123. advantage of the Space Shuttle program downtime since the accident to
  1124. accelerate the testing and integration of these improvements and
  1125. upgrades as well as fixes required as a result of the accident.
  1126.  
  1127.         ORBITER.  The following identifies the major improvements or
  1128. modifications of the orbiter.  Approximately 190 other modifications
  1129. and improvements were also made.
  1130.  
  1131.         ORBITAL MANEUVERING SYSTEM AND REACTION CONTROL SYSTEM
  1132. AC-MOTOR-OPERATED VALVES.  The 64 valves operated by AC-motors in the
  1133. OMS and RCS were modified to incorporate a "sniff" line for each
  1134. valve to permit monitoring of nitrogen tetroxide or monomethyl
  1135. hydrazine in the electrical portion of the valves during ground
  1136. operations.  This new line reduces the probability of floating
  1137. particles in the electrical microswitch portion of each valve, which
  1138. could affect the operation of the microswitch position indicators for
  1139. onboard displays and telemetry.  It also reduces the probability of
  1140. nitrogen tetroxide or monomethyl hydrazine leakage into the bellows
  1141. of each ac-motor-operated valve.
  1142.  
  1143.         PRIMARY REACTION CONTROL SYSTEM THRUSTERS.  The wiring of the fuel
  1144. and oxidizer injector solenoid valves was wrapped around each of the
  1145. 38 primary RCS thrust chambers to remove electrical power from these
  1146. valves in the event of a primary RCS thruster instability.
  1147.  
  1148.         FUEL CELL POWER PLANTS.  End-cell heaters on each fuel cell power
  1149. plant were deleted because of potential electrical failures and
  1150. replaced with Freon coolant loop passages to maintain uniform
  1151. temperature throughout the power plants.  In addition, the hydrogen
  1152. pump and water separator of each fuel cell power plant were improved
  1153. to minimize excessive hydrogen gas entrained in the power plant
  1154. product water.  A current measurement detector was added to monitor
  1155. the hydrogen pump of each fuel cell power plant and provide an early
  1156. indication of hydrogen pump overload.
  1157.  
  1158.         The starting and sustaining heater system for each fuel cell power
  1159. plant was modified to prevent overheating and loss of heater
  1160. elements.  A stack inlet temperature measurement was added to each
  1161. fuel cell power plant for full visibility of thermal conditions.
  1162.  
  1163.         The product water from all three fuel cell power plants flows to a
  1164. single water relief control panel.  The water can be directed from
  1165. the single panel to the Environmental Control and Life Support System
  1166. (ECLSS) potable water tank A or to the fuel cell power plant water
  1167. relief nozzle.  Normally, the water is directed to water tank A.  In
  1168. the event of a line rupture in the vicinity of the single water
  1169. relief panel, water could spray on all three water relief panel lines
  1170. causing them to freeze and preventing water discharge.
  1171.  
  1172.         The product water lines from all three fuel cell power plants were
  1173. modified to incorporate a parallel (redundant) path of product water
  1174. to ECLSS potable water tank B in the event of a freeze-up in the
  1175. single water relief panel.  If the single water relief panel freezes
  1176. up, pressure would build up and discharge through the redundant paths
  1177. to water tank B.
  1178.  
  1179.         A water purity sensor (pH) was added at the common product water
  1180. outlet of the water relief panel to provide a redundant measurement
  1181. of water purity (a single measurement of water purity in each fuel
  1182. cell power plant was provided previously).  If the fuel cell power
  1183. plant pH sensor failed in the past, the flight crew had to sample the
  1184. potable water.
  1185.  
  1186.         AUXILIARY POWER UNITS.  The APUs that have been in use to date have
  1187. a limited life.  Each unit was refurbished after 25 hours of
  1188. operation because of cracks in the turbine housing, degradation of
  1189. the gas generator catalyst (which varied up to approximately 30 hours
  1190. of operation) and operation of the gas generator valve module (which
  1191. also varied up to approximately 30 hours of operation).  The
  1192. remaining parts of the APU were qualified for 40 hours of operation.
  1193.  
  1194.         Improved APUs are scheduled for delivery in late 1988.  A new
  1195. turbine housing increases the life of the housing to 75 hours of
  1196. operation (50 missions); a new gas generator increases its life to 75
  1197. hours; a new standoff design of the gas generator valve module and
  1198. fuel pump deletes the requirement for a water spray system that was
  1199. required previously for each APU upon shutdown after the first OMS
  1200. thrusting period or orbital checkout; and the addition of a third
  1201. seal in the middle of the two existing seals for the shaft of the
  1202. fuel pump/lube oil system (previously only two seals were located on
  1203. the shaft, one on the fuel pump side and one on the gearbox lube oil
  1204. side) reduces the probability of hydrazine leaking into the lube oil
  1205. system.
  1206.  
  1207.         The deletion of the water spray system for the gas generator valve
  1208. module and fuel pump for each APU results in a weight reduction of
  1209. approximately 150 pounds for each orbiter.  Upon the delivery of the
  1210. improved units, the life-limited APUs will be refurbished to the
  1211. upgraded design.
  1212.  
  1213.         In the even that a fuel tank valve switch in an auxiliary power unit
  1214. is inadvertently left on or an electrical short occurs within the
  1215. valve electrical coil, additional protection is provided to prevent
  1216. overheating of the fuel isolation valves.
  1217.  
  1218.         MAIN LANDING GEAR.  The following modifications were made to improve
  1219. the performance of the main landing gear elements:
  1220.  
  1221.         %The thickness of the main landing gear axle was increased to
  1222. provide a stiffer configuration that reduces brake-to-axle
  1223. deflections and precludes brake damage experienced in previous
  1224. landings.  The thicker axle should also minimize tire wear.
  1225.  
  1226.         %Orifices were added to hydraulic passages in the brake's piston
  1227. housing to prevent pressure surges and brake damage caused by a
  1228. wobble/pump effect.
  1229.  
  1230.         %The electronic brake control boxes were modified to balance
  1231. hydraulic pressure between adjacent brakes and equalize energy
  1232. applications.  The anti-skid circuitry previously used to reduce
  1233. brake pressure to the opposite wheel if a flat tire was detected has
  1234. now been removed.
  1235.  
  1236.         %The carbon-lined beryllium stator discs in each main landing gear
  1237. brake were replaced with thicker discs to increase braking energy
  1238. significantly.
  1239.  
  1240.         %A long-term structural carbon brake program is in progress to
  1241. replace the carbon-lined beryllium stator discs with a carbon
  1242. configuration that provides higher braking capacity by increasing
  1243. maximum energy absorption.
  1244.  
  1245.         %Strain gauges were added to each nose and main landing gear wheel
  1246. to monitor tire pressure before launch, deorbit and landing.
  1247.  
  1248.         Other studies involve arresting barriers at the end of landing site
  1249. runways (except lakebed runways), installing a skid on the landing
  1250. gear that could preclude the potential for a second blown tire on the
  1251. same gear after the first tire has blown, providing "roll on rim" for
  1252. a predictable roll if both tires are lost on a single or multiple
  1253. gear and adding a drag chute.
  1254.  
  1255.         Studies of landing gear tire improvements are being conducted to
  1256. determine how best to decrease tire wear observed after previous KSC
  1257. landings and how to improve crosswind landing capability.
  1258.  
  1259.         Modifications were made to the KSC Shuttle Landing Facility runway.
  1260. The full 300-foot width of 3,500-foot sections at both ends of the
  1261. runway were ground to smooth the runway surface texture and remove
  1262. cross grooves.  The modified corduroy ridges are smaller than those
  1263. they replaced and run the length of the runway rather than across its
  1264. width.  The existing landing zone light fixtures were also modified,
  1265. and the markings of the entire runway and overruns were repainted.
  1266. The primary purpose of the modifications is to enhance safety by
  1267. reducing tire wear during landing.
  1268.  
  1269.         NOSE WHEEL STEERING.  The nose wheel steering system was modified on
  1270. Columbia (OV-102) for the 61-C mission, and Discovery (OV-103) and
  1271. Atlantis (OV-104) are being similarly modified before their return to
  1272. flight.  The modification allows a safe high-speed engagement of the
  1273. nose wheel steering system and provides positive lateral directional
  1274. control of the orbiter during rollout in the presence of high
  1275. crosswinds and blown tires.
  1276.  
  1277.         THERMAL PROTECTION SYSTEM.  The area aft of the reinforced
  1278. carbon-carbon nose cap to the nose landing gear doors has sustained
  1279. damage (tile slumping) during flight operations from impact during
  1280. ascent and overheating during reentry.  This area, which previously
  1281. was covered with high-temperature reusable surface insulation tiles,
  1282. will now be covered with reinforced carbon-carbon.
  1283.  
  1284.         The low-temperature thermal protection system tiles on Columbia's
  1285. midbody, payload bay doors and vertical tail were replaced with
  1286. advanced Flexible Reusable Surface iInsulation (FRSI) blankets.
  1287.  
  1288.         Because of evidence of plasma flow on the lower wing trailing edge
  1289. and elevon landing edge tiles (wing/elevon cove) at the outboard
  1290. elevon tip and inboard elevon, the low-temperature tiles are being
  1291. replaced with Fibrous Refractory Composite Insulation (FRC1-12) and
  1292. High-Temperature (HRSI-22) tiles along with gap fillers on Discovery
  1293. and Atlantis.  On Columbia only gap fillers are installed in this
  1294. area.
  1295.  
  1296.         WING MODIFICATION.  Before the wings for Discovery and Atlantis were
  1297. manufactured, a weight reduction program was instituted that resulted
  1298. in a redesign of certain areas of the wing structure.  An assessment
  1299. of wing air loads from actual flight data indicated greater loads on
  1300. the wing structure than predicted.  To maintain positive margins of
  1301. safety during ascent, structural modifications were incorporated into
  1302. certain areas of the wings.
  1303.  
  1304.         MID-FUSELAGE MODIFICATIONS.  Because of additional detailed analysis
  1305. of actual flight data concerning descent-stress thermal-gradient
  1306. loads, torsional straps were added to tie all the lower mid-fuselage
  1307. stringers in bays 1 through 11 together in a manner similar to a box
  1308. section.  This eliminates rotational (torsional) capabilities to
  1309. provide positive margins of safety.
  1310.  
  1311.         Also, because of the detailed analysis of actual descent flight
  1312. data, room-temperature vulcanizing silicone rubber material was
  1313. bonded to the lower mid-fuselage from bays 4 through 11 to act as a
  1314. heat sink, distributing temperatures evenly across the bottom of the
  1315. mid-fuselage, reducing thermal gradients and ensuring positive
  1316. margins of safety.
  1317.  
  1318.         GENERAL ,PURPOSE COMPUTERS.  New upgraded General Purpose Computers
  1319. (GPC), IBM AP-101S, will replace the existing GPCs aboard the Space
  1320. Shuttle orbiters in late 1988 or early 1989.  The upgraded computers
  1321. allow NASA to incorporate more capabilities into the orbiters and
  1322. apply advanced computer technologies that were not available when the
  1323. orbiter was first designed.  The new computer design began in January
  1324. 1984, whereas the older design began in January 1972.  The upgraded
  1325. GPCs provide two-and-a-half times the existing memory capacity and up
  1326. to three times the existing processor speed with minimum impact on
  1327. flight software.  They are half the size, weigh approximately half as
  1328. much, and require less power to operate.
  1329.  
  1330.         INERTIAL MEASUREMENT UNITS.  The new High-Accuracy Inertial
  1331. Navigation System (HAINS) will be phased in in 1988-89 to augment the
  1332. present KT-70 inertial measurement units .  These new Inertial
  1333. Measurement Units (IMUs) will result in lower program costs over the
  1334. next decade, ongoing production support, improved performance, lower
  1335. failure rates and reduced size and weight.  The HAINS IMUs also
  1336. contain an internal dedicated microprocessor with memory for
  1337. processing and storing compensation and scale factor data from the
  1338. IMU manufacturer's calibration, thereby reducing the need for
  1339. extensive initial load data for the orbiter's computers.  The HAINS
  1340. is both physically and functionally interchangeable with the KT-70
  1341. IMU.
  1342.  
  1343.         CREW ESCAPE SYSTEM.  The in-flight crew escape system is provided
  1344. for use only when the orbiter is in controlled gliding flight and
  1345. unable to reach a runway.  This would normally lead to ditching.  The
  1346. crew escape system provides the flight crew with an alternative to
  1347. water ditching or to landing on terrain other than a landing site.
  1348. The probability of the flight crew surviving a ditching is very small.
  1349.  
  1350.         The hardware changes required to the orbiters would enable the
  1351. flight crew to equalize the pressurized crew compartment with the
  1352. outside pressure via a depressurization valve opened by pyrotechnics
  1353. in the crew compartment aft bulkhead that would be manually activated
  1354. by a flight crew member in the middeck of the crew compartment;
  1355. pyrotechnically jettison the crew ingress/ egress side hatch in the
  1356. middeck of the crew compartment; and bail out from the middeck of the
  1357. orbiter through the ingress/ egress side hatch opening after manually
  1358. deploying the escape pole through, outside and down from the side
  1359. hatch opening.  One by one, each crew member attaches a lanyard hook
  1360. assembly, which surrounds the deployed escape pole, to his parachute
  1361. harness and egresses through the side hatch opening.  Attached to the
  1362. escape pole, the crew member slides down the pole and off the end.
  1363. The escape pole provides a trajectory that takes the crew members
  1364. below the orbiter's left wing.
  1365.  
  1366.         Changes were also made in the software of the orbiter's general
  1367. purpose computers.  The software changes were required for the
  1368. primary avionics software system and the backup flight system for
  1369. transatlantic-landing and glide-return-to-launch-site aborts.  The
  1370. changes provide the orbiter with an automatic-mode input by the
  1371. flight crew through keyboards on the commander's and/or pilot's panel
  1372. C3, which provides the orbiter with an automatic stable flight for
  1373. crew bailout.
  1374.  
  1375.         The side hatch jettison feature also could be used in a landing
  1376. emergency.
  1377.  
  1378.         EMERGENCY EGRESS SLIDE.  The emergency egress slide provides orbiter
  1379. flight crew members with a means for rapid and safe exit through the
  1380. orbiter middeck ingress/egress side hatch after a normal opening of
  1381. the side hatch or after jettisoning the side hatch at the nominal
  1382. end-of-mission landing site or at a remote or emergency landing site.
  1383.  
  1384.         The emergency egress slide replaces the emergency egress side hatch
  1385. bar, which required the flight crew members to drop approximately
  1386. 10.5 feet to the ground.  The previous arrangement could have injured
  1387. crew members or prevented an already-injured crew member from
  1388. evacuating and moving a safe distance from the orbiter.
  1389.  
  1390.         17-INCH ORBITER/EXTERNAL TANK DISCONNECTS.  Each mated pair of
  1391. 17-inch disconnects contains two flapper valves:  one on the orbiter
  1392. side and one on the external tank side.  Both valves in each
  1393. disconnect pair are opened to permit propellant flow between the
  1394. orbiter and the external tank.  Prior to separation from the external
  1395. tank, both valves in each mated pair of disconnects are commanded
  1396. closed by pneumatic (helium) pressure from the main propulsion
  1397. system.  The closure of both valves in each disconnect pair prevents
  1398. propellant discharge from the external tank or orbiter at external
  1399. tank separation.  Valve closure on the orbiter side of each
  1400. disconnect also prevents contamination of the orbiter main propulsion
  1401. system during landing and ground operations.
  1402.  
  1403.         Inadvertent closure of either valve in a 17-inch disconnect during
  1404. main engine thrusting would stop propellant flow from the external
  1405. tank to all three main engines.  Catastrophic failure of the main
  1406. engines and external tank feed lines would result.
  1407.  
  1408.         To prevent inadvertent closure of the 17-inch disconnect valves
  1409. during the Space Shuttle main engine thrusting period, a latch
  1410. mechanism was added in each orbiter half of the disconnect.  The
  1411. latch mechanism provides a mechanical backup to the normal
  1412. fluid-induced-open forces.  The latch is mounted on a shaft in the
  1413. flowstream so that it overlaps both flappers and obstructs closure
  1414. for any reason.
  1415.  
  1416.         In preparation for external tank separation, both valves in each
  1417. 17-inch disconnect are commanded closed.  Pneumatic pressure from the
  1418. main propulsion system causes the latch actuator to rotate the shaft
  1419. in each orbiter 17-inch disconnect 90 degrees, thus freeing the
  1420. flapper valves to close as required for external tank separation.
  1421.  
  1422.         A backup mechanical separation capability is provided in case a
  1423. latch pneumatic actuator malfunctions.  When the orbiter umbilical
  1424. initially moves away from the ET umbilical, the mechanical latch
  1425. disengages from the ET flapper valve and permits the orbiter
  1426. disconnect flapper to toggle the latch.  This action permits both
  1427. flappers to close.
  1428.  
  1429. SPACE SHUTTLE MAIN ENGINE MARGIN IMPROVEMENT PROGRAM
  1430.  
  1431.         Improvements to the Space Shuttle Main Engines (SSMEs) for increased
  1432. margin and durability began with a formal Phase II program in 1983.
  1433. Phase II focused on turbo-machinery to extend the time between
  1434. high-pressure turbopump overhauls by reducing the operating
  1435. temperature in the high-pressure fuel turbopump and by incorporating
  1436. margin improvements to the High Pressure Fuel Turbopump (HPFT)  rotor
  1437. dynamics (whirl), turbine blade and HPFT bearings.  Phase II
  1438. certification was completed in 1985, and all the changes have been
  1439. incorporated into the SSMEs for the STS-26 mission.
  1440.  
  1441.         In addition to the Phase II improvements, additional changes in the
  1442. SSME have been incorporated to further extend the engines' margin and
  1443. durability.  The main changes were to the high-pressure
  1444. turbo-machinery, main combustion chamber, hydraulic actuators and
  1445. high-pressure turbine discharge temperature sensors.  Changes were
  1446. also made in the controller software to improve engine control.
  1447.  
  1448.         Minor high-pressure turbo-machinery design changes resulted in
  1449. margin improvements to the turbine blades, thereby extending the
  1450. operating life of the turbopumps.  These changes included applying
  1451. surface texture to important parts of the fuel turbine blades to
  1452. improve the material properties in the pressure of hydrogen and
  1453. incorporating a damper into the high-pressure oxidizer turbine blades
  1454. to reduce vibration.
  1455.  
  1456.         Main combustion chamber life has been increased by plating a welded
  1457. outlet manifold with nickel.  Margin improvements have also been made
  1458. to five hydraulic actuators to preclude a loss in redundancy on the
  1459. launch pad.  Improvements in quality have been incorporated into the
  1460. servo-component coil design along with modifications to increase
  1461. margin.  To address a temperature sensor in-flight anomaly, the
  1462. sensor has been redesigned and extensively tested without problems.
  1463.  
  1464.         To certify the improvements to the SSMEs and demonstrate their
  1465. reliability through margin (or limit testing), an aggressive ground
  1466. test program was initiated in December 1986.  From December 1986 to
  1467. December 1987, 151 tests and 52.363 seconds of operation (equivalent
  1468. to 100 Shuttle missions) were performed.  The SSMEs have exceeded
  1469. 300,000 seconds total test  time, the equivalent of 615 Space Shuttle
  1470. missions.  These hot-fire ground tests are performed at the
  1471. single-engine test stands NASA's Stennis Space Center in Mississippi
  1472. and at Rockwell International's Rocketdyne Division's Santa Susana
  1473. Field Laboratory in California.
  1474.  
  1475. SSME FLIGHT PROGRAM
  1476.  
  1477.         By January 1986, there have been 25 flights (75 engine launches with
  1478. three SSMEs per flight) of the SSMEs.  A total of 13 engines were
  1479. flown, and SSME reusability was demonstrated.  One engine (serial
  1480. number 2012) has been flown 10 times; 10 other engines have flown
  1481. between five and nine times.  Two off-nominal conditions were
  1482. experienced on the launch pad and one during flight.  Two fail-safe
  1483. shutdowns occurred on the launch pad during engine start but before
  1484. SRB ignition.  In each case, the controller detected a loss of
  1485. redundancy in the hydraulic actuator system and commanded engine
  1486. shutdown in keeping with the launch commit criteria.  Another loss of
  1487. redundancy occurred in flight with a loss of a red-line temperature
  1488. sensor and its backup.  The engine was commanded to shut down, but
  1489. the other two engines safely delivered the Space Shuttle to orbit.  A
  1490. major upgrade of these components was implemented to prevent a
  1491. recurrence of these conditions and will be incorporated for STS-26.
  1492.  
  1493. SOLID ROCKET MOTOR REDESIGN
  1494.  
  1495.         On June 13, 1986, President Reagan directed NASA to implement, as
  1496. soon as possible, the recommendations of the "Presidential Commission
  1497. on the Space Shuttle Challenger Accident."  NASA developed a plan to
  1498. provide a Redesigned Solid Rocket Motor (RSRM).  The primary
  1499. objective of the redesign effort was to provide an SRM that is safe
  1500. to fly.  A secondary objective was to minimize impact on the schedule
  1501. by using existing hardware, to the extent practical, without
  1502. compromising safety.  A joint redesign team was established that
  1503. included participation from Marshall Space Flight Center, Morton
  1504. Thiokol and other NASA centers as well as individuals from outside
  1505. NASA.
  1506.  
  1507.         An "SRM Redesign Project Plan" was developed to formalize the
  1508. methodology for SRM redesign and requalification.  The plan provided
  1509. an overview of the organizational responsibilities and relationships,
  1510. the design objectives, criteria and process; the verification
  1511. approach and process; and a master schedule.  The companion
  1512. "Development and Verification Plan" defined the test program and
  1513. analyses required to verify the redesign and the unchanged components
  1514. of the SRM.
  1515.  
  1516.         All aspects of the existing SRM were assessed, and design changes
  1517. were required in the field joint, case-to-nozzle joint, nozzle,
  1518. factory joint, propellant grain shape, ignition system and ground
  1519. support equipment.  No changes were made in the propellant, liner or
  1520. castable inhibitor formulations.  Design criteria were established
  1521. for each component to ensure a safe design with an adequate margin of
  1522. safety.  These criteria focused on loads, environments, performance,
  1523. redundancy, margins of safety and verification philosophy.
  1524.  
  1525.         The criteria were converted into specific design requirements during
  1526. the Preliminary Requirements Reviews held in July and August 1986.
  1527. The design developed from these requirements was assessed at the
  1528. Preliminary Design Review held in September 1986 and baselined in
  1529. October 1986.  The final design was approved at the Critical Design
  1530. Review held in October 1987.  Manufacture of the RSRM test hardware
  1531. and the first flight hardware began prior to the Preliminary Design
  1532. Review (PDR) and continued in parallel with the hardware
  1533. certification program.  The Design Certification Review will review
  1534. the analyses and test results versus the program and design
  1535. requirements to certify the redesigned SRM is ready to fly.
  1536.  
  1537.         ORIGINAL VERSUS REDESIGNED SRM FIELD JOINT.  The SRM field-joint
  1538. metal parts, internal case insulation and seals were redesigned and a
  1539. weather protection system was added.
  1540.  
  1541.         In the STS 51-L design, the application of actuating pressure to the
  1542. upstream face of the O-ring was essential for proper joint sealing
  1543. performance because large sealing gaps were created by
  1544. pressure-induced deflections, compounded by significantly reduced
  1545. O-ring sealing performance at low temperature.  The major change in
  1546. the motor case is the new tang capture feature to provide a positive
  1547. metal-to-metal interference fit around the circumference of the tang
  1548. and clevis ends of the mating segments.  The interference fit limits
  1549. the deflection between the tang and clevis O-ring sealing surfaces
  1550. caused by motor pressure and structural loads.  The joints are
  1551. designed so that the seals will not leak under twice the expected
  1552. structural deflection and rate.
  1553.  
  1554.         The new design, with the tang capture feature, the interference fit
  1555. and the use of custom shims between the outer surface of the tang and
  1556. inner surface of the outer clevis leg, controls the O-ring sealing
  1557. gap dimension.  The sealing gap and the O-ring seals are designed so
  1558. that a positive         ORIGINAL VERSUS REDESIGNED SRM FIELD JOINT
  1559.  
  1560. compression (squeeze) is always on the O-rings.  The minimum and
  1561. maximum squeeze requirements include the effects of temperature,
  1562. O-ring resiliency and compression set, and pressure.  The clevis
  1563. O-ring groove dimension has been increased so that the O-ring never
  1564. fills more than 90 percent of the O-ring groove and pressure
  1565. actuation is enhanced.
  1566.  
  1567.         The new field joint design also includes a new O-ring in the capture
  1568. feature and an additional leak check port to ensure that the primary
  1569. O-ring is positioned in the proper sealing direction at ignition.
  1570. This new or third O-ring also serves as a thermal barrier in case the
  1571. sealed insulation is breached.
  1572.  
  1573.         The field joint internal case insulation was modified to be sealed
  1574. with a pressure-actuated flap called a J-seal, rather than with putty
  1575. as in the STS 51-L configuration.
  1576.  
  1577.         Longer field-joint-case mating pins, with a reconfigured retainer
  1578. band, were added to improve the shear strength of the pins and
  1579. increase the metal parts' joint margin of safety.  The joint safety
  1580. margins, both thermal and structural, are being demonstrated over the
  1581. full ranges of ambient temperature, storage compression, grease
  1582. effect, assembly stresses and other environments.  External heaters
  1583. with integral weather seals were incorporated to maintain the joint
  1584. and O-ring temperature at a minimum of 75 F.  The weather seal also
  1585. prevents water intrusion into the joint.
  1586.  
  1587.         ORIGINAL VERSUS REDESIGNED SRM CASE-TO-NOZZLE JOINT.  The SRM
  1588. case-to nozzle joint, which experienced several instances of O-ring
  1589. erosion in flight, has been redesigned to satisfy the same
  1590. requirements imposed upon the case field joint.  Similar to the field
  1591. joint, cast-to-nozzle joint modifications have been made in the metal
  1592. parts, internal insulation and O-rings.  Radial bolts with
  1593. Stato-O-Seals were added to minimize the joint sealing gap opening.
  1594. The internal insulation was modified to be sealed adhesively, and
  1595. third O-ring was included.  The third O-ring serves as a dam or wiper
  1596. in front of the primary O-ring to prevent the polysulfide adhesive
  1597. from being extruded into the primary O-ring groove.  It also serves
  1598. as a thermal barrier in case the polysulfide adhesive is breached.
  1599. The polysulfide adhesive replaces the putty used in the 51-L joint.
  1600. Also, an additional leak check port was added to reduce the amount of
  1601. trapped air in the joint during the nozzle installation process and
  1602. to aid in the leak check procedure.
  1603.  
  1604.         NOZZLE.  The internal joints of the nozzle metal parts have been
  1605. redesigned to incorporate redundant and verifiable O-rings at each
  1606. joint.  The nozzle steel fixed housing part has been redesigned to
  1607. permit the incorporation of the 100 radial bolts that attach the
  1608. fixed housing to the case's aft dome.  Improved bonding techniques
  1609. are being used for the nozzle nose inlet, cowl/boot and aft exit cone
  1610. assemblies.  The distortion of the nose inlet assembly's
  1611. metal-part-to-ablative-parts bond line has been eliminated by
  1612. increasing the thickness of the aluminum nose inlet housing and
  1613. improving the bonding process.  The tape-wrap angle of the carbon
  1614. cloth fabric in the areas of the nose inlet and throat assembly parts
  1615. was changed to improve the ablative insulation erosion tolerance.
  1616. Some of these ply-angle changes were in progress prior to STS 51-L.
  1617. The cowl and outer boot ring has additional structural support with
  1618. increased thickness and contour changes to increase their margins of
  1619. safety.  Additionally, the outer boot ring ply configuration was
  1620. altered.
  1621.  
  1622.         FACTORY JOINT.  Minor modifications were made in the case factory
  1623. joints by increasing the insulation thickness and lay-up to increase
  1624. the margin of safety on the internal insulation.  Longer pins were
  1625. also added, along wit a reconfigured retainer band and new weather
  1626. seal to improve factory joint performance and increase the margin of
  1627. safety.  Additionally, the O-ring and O-ring groove size was changed
  1628. to be consistent with the field joint.
  1629.  
  1630.         PROPELLANT.  The motor propellant forward transition region was
  1631. recontoured to reduce the stress fields between the star and
  1632. cylindrical portions of the propellant grain.
  1633.  
  1634.         IGNITION SYSTEM.  Several minor modifications were incorporated into
  1635. the ignition system.  The aft end of the igniter steel case, which
  1636. contains the igniter nozzle insert, was thickened to eliminate a
  1637. localized weakness.  The igniter internal case insulation was tapered
  1638. to improve the manufacturing process.  Finally, although vacuum putty
  1639. is still being used at the joint of the igniter and case forward
  1640. dome, it was changed to eliminate asbestos as one of its constituents.
  1641.  
  1642.         GROUND SUPPORT EQUIPMENT.  The ground support equipment has been
  1643. redesigned to (1) minimize the case distortion during handling at the
  1644. launch site; (2) improve the segment tang and clevis joint
  1645. measurement system for more accurate reading of case diameters to
  1646. facilitate stacking; (3) minimize the risk of O-ring damage during
  1647. joint mating; and (4) improve leak testing of the igniter, case and
  1648. nozzle field joints.  A Ground Support Equipment (GSE) assembly aid
  1649. guides the segment tang into the clevis and rounds the two parts with
  1650. each other.  Other GSE modifications include transportation
  1651. monitoring equipment and lifting beam.
  1652.  
  1653.         DESIGN ANALYSIS SUMMARY.  Improved, state-of-the-art, analyses
  1654. related to structural strength, loads, stress, dynamics, fracture
  1655. mechanics, gas and thermal dynamics, and material characterization
  1656. and behavior were performed to aid the field joint, nozzle-to-case
  1657. joint and other designs.  Continuing these analyses will ensure that
  1658. the design integrity and system compatibility adhere to design
  1659. requirements and operational use.  These analyses will be verified by
  1660. tests, whose results will be correlated with pretest predictions.
  1661.  
  1662.         VERIFICATION/CERTIFICATION TEST.  The verification program
  1663. demonstrates that the RSRM meets all design and performance
  1664. requirements, and that failure modes and hazards have been eliminated
  1665. or controlled.  The verification program encompasses the following
  1666. program phases:  development, certification, acceptance, preflight
  1667. checkout, flight and postflight.
  1668.  
  1669.         Redesigned SRM certification is based on formally documented results
  1670. of development motor tests; qualification motor tests and other tests
  1671. and analyses.  The certification tests are conducted under strict
  1672. control of environments, including thermal and structural loads;
  1673. assembly, inspection and test procedures; and safety, reliability,
  1674. maintainability and quality assurance surveillance to verify that
  1675. flight hardware meets the specified performance and design
  1676. requirements.  The "Development and Verification Plan" stipulates the
  1677. test program, which follows a rigorous sequence wherein successive
  1678. tests build on the results of previous tests leading to formal
  1679. certification.
  1680.  
  1681.         The test activities include laboratory and component tests, subscale
  1682. tests, full-scale simulation and full-scale motor static test
  1683. firings.  Laboratory and component tests are used to determine
  1684. component properties and characteristics.  Subscale motor firings are
  1685. used to simulate gas dynamics and thermal conditions for components
  1686. and subsystem design.  Full-scale hardware simulators are used to
  1687. verify analytical models; determine hardware assembly
  1688. characteristics; determine joint deflection characteristics;
  1689. determine joint performance under short-duration hot-gas tests,
  1690. including joint flaws and flight loads; and determine redesigned
  1691. hardware structural characteristics.
  1692.  
  1693.         Fourteen full-scale joint assembly demonstration vertical
  1694. mate/demate tests, with eight interspersed hydro tests to simulate
  1695. flight hardware refurbishment procedures, were completed early for
  1696. the redesigned capture-feature hardware.  Assembly loads were as
  1697. expected, and the case growth was as predicted with no measurable
  1698. increase after three hydro-proof tests.
  1699.  
  1700.         Flight-configuration aft and center segments were fabricated, loaded
  1701. with live propellant, and used for assembly test article stacking
  1702. demonstration tests at Kennedy Space Center.  These tests were
  1703. pathfinder demonstrations for the assembly of flight hardware using
  1704. newly developed ground support equipment.
  1705.  
  1706.         In a long-term stack test, a full-scale casting segment, with live
  1707. propellant, has been mated vertically with a J-seal insulation
  1708. segment and is undergoing temperature cycling.  This will determine
  1709. the compression set of the J-seal, aging effects and long-term
  1710. propellant slumping effects.
  1711.  
  1712.         The Structural Test Article (STA-3), consisting of flight-type
  1713. forward and aft motor segments and forward and aft skirts, was
  1714. subjected to extensive static and dynamic structural testing,
  1715. including maximum prelaunch, liftoff and flight (maximum dynamic
  1716. pressure) structural loads.
  1717.  
  1718.         Redesigned SRM certification includes testing the actual flight
  1719. configuration over the full range of operating environments and
  1720. conditions.  The joint environment simulator, transient pressure test
  1721. article, and the nozzle joint environment simulator test programs all
  1722. utilize full-scale flight design hardware and subject the RSRM design
  1723. features to the maximum expected operating pressure, maximum pressure
  1724. rise rate and temperature extremes during ignition tests.
  1725. Additionally, the Transient Pressure Test Article (TPTA) is subjected
  1726. to ignition and liftoff loads as well as maximum dynamic pressure
  1727. structural loads.
  1728.  
  1729.         Four TPTA tests have been completed to subject the redesigned case
  1730. field and case-to-nozzle joints to the above-described conditions.
  1731. The field and case-to-nozzle joints were temperature-conditioned to
  1732. 75 F. and contained various types of flaws in the joints so that the
  1733. primary and secondary O-rings could be pressure-actuated, joint
  1734. rotation and O-ring performance could be evaluated and the redesigned
  1735. joints could be demonstrated as fail safe.
  1736.  
  1737.         Six of the seven Joint Environment Simulators (JES) tests have been
  1738. completed.  The JES test program initially used the STS 51-L
  1739. configuration hardware to evaluate the joint performance with
  1740. prefabricated blowholes through the putty.  The JES-1 test series,
  1741. which consisted of two tests, established a structural and
  1742. performance data base for the STS 51-L configuration with and without
  1743. a replicated joint failure.  The JES-2 series, two tests, also used
  1744. the STS 51-L case metal-part joint but with a bonded labyrinth and
  1745. U-seal insulation that was an early design variation of the J-seal.
  1746. Tests were conducted with and without flaws built into the U-seal
  1747. joint insulation; neither joint showed O-ring erosion or blow-by.
  1748. The JES-3 series, three tests, uses almost exact flight configuration
  1749. hardware, case field-joint capture feature with interference fit and
  1750. J-seal insulation.
  1751.  
  1752.         Four of five nozzle JES tests have been successfully conducted.  The
  1753. STS 51-L hardware configuration hydro test confirmed predicted
  1754. case-to-nozzle-joint deflection.  The other three tests used the
  1755. radially bolted RSRM configuration.
  1756.  
  1757.         Seven full-scale, full-duration motor static tests are being
  1758. conducted to verify the integrated RSRM performance.  These include
  1759. one engineering test motor used to (1) provide a data base for STS
  1760. 51-L-type field joints; (2) evaluate new seal material; (3) evaluate
  1761. the ply-angle change in the nozzle parts,; (4) evaluate the
  1762. effectiveness of graphite composite stiffener rings to reduce joint
  1763. rotation; and (5) evaluate field-joint heaters.  There were two
  1764. development motor tests and three qualification motor tests for final
  1765. flight configuration and performance certification.  There will be
  1766. one flight Production Verification Motor that contains intentionally
  1767. induced defects in the joints to demonstrate joint performance under
  1768. extreme worse case conditions.  The QM-7 and QM-8 motors were
  1769. subjected to liftoff and maximum dynamic pressure structural loads,
  1770. QM-7 was temperature-conditioned to 90 F., and QM-8 was
  1771. temperature-conditioned to 40 F.
  1772.  
  1773.         An assessment was conducted to determine the full-duration static
  1774. firing test attitude necessary to certify the design changes
  1775. completely.  The assessment included establishing test objectives,
  1776. defining and quantifying attitude-sensitive parameters, and
  1777. evaluating attitude options.  Both horizontal and vertical (nozzle up
  1778. and down) test attitudes were assessed.  In all three options,
  1779. consideration was given to testing with and without externally
  1780. applied loads.  This assessment determined that the conditions
  1781. influencing the joint and insulation behavior could best be tested to
  1782. design extremes in the horizontal attitude.  In conjunction with the
  1783. horizontal attitude for the RSRM full-scale testing, it was decided
  1784. to incorporate externally applied loads.  A second horizontal test
  1785. stand for certification of the RSRM was constructed at Morton
  1786. Thiokol.  This new stand, designated as the T-97 Large Motor Static
  1787. Test Facility, is being used to simulate environmental stresses,
  1788. loads and temperatures experienced during an actual Shuttle launch
  1789. and ascent.  The new test stand also provides redundancy for the
  1790. existing stand.
  1791.  
  1792.         NON-DESTRUCTIVE EVALUATION.  The Shuttle 51-L and Titan 34D-9
  1793. vehicle failures, both of which occurred in 1986, resulted in major
  1794. reassessments of each vehicle's design, processing, inspection and
  1795. operations.  While the Shuttle SRM insulation/ propellant integrity
  1796. was not implicated in the 51-L failure, the intent is to preclude a
  1797. failure similar to that experienced by Titan.  The RSRM field joint
  1798. is quite tolerant of unbonded insulation.  It has sealed insulation
  1799. to prevent hot combustion products from reaching the
  1800. insulation-to-case bond line.  The bonding processes have been
  1801. improved to reduce contamination potential, and the new geometry of
  1802. the tang capture feature inherently provides more isolation of the
  1803. edge insulation area from contaminating agents.  A greatly enhanced
  1804. Non-Destructive Evaluation program for the RSRM has been
  1805. incorporated.  The enhanced non-destructive testing includes
  1806. ultrasonic inspection and mechanical testing of propellant and
  1807. insulation bonded surfaces.  All segments will again be X-rayed for
  1808. the first flight and near-term subsequent flights.
  1809.  
  1810.         CONTINGENCY PLANNING.  To provide additional program confidence,
  1811. both near- and long-term contingency planning was implemented.
  1812. Alternative designs, which might be incorporated into the flight
  1813. program at discrete decision points, include field-joint
  1814. graphite-composite overwrap bands and alternative seals for the field
  1815. joint and case-to-nozzle joint.  Alternative designs for the nozzle
  1816. include a different composite lay-up technique and a steel nose inlet
  1817. housing.
  1818.  
  1819.         Alternative designs with long-lead-time implications were also
  1820. developed.  These designs focus on the field joint and cast-to-nozzle
  1821. joint.  Since fabrication of the large steel components dictates the
  1822. schedule, long-lead procurement of maximum-size steel ingots was
  1823. initiated.  This allowed machining of case joints to either the new
  1824. baseline or to an alternative design configuration.  Ingot processing
  1825. continued through forging and heat treating.  At that time, the final
  1826. design was selected.  A principal consideration in this configuration
  1827. decision was the result of verification testing on the baseline
  1828. configuration.
  1829.  
  1830.         INDEPENDENT OVERSIGHT.  As recommended in the "Presidential
  1831. Commission Report" and at the request of the NASA administrator, the
  1832. National Research Council established an Independent Oversight Panel
  1833. chaired by Dr. H. Guyford Stever, who reports directly to the NASA
  1834. Administrator.  Initially, the panel was given introductory briefings
  1835. on the Shuttle system requirements, implementation and control, the
  1836. original design and manufacturing of the SRM, Mission 51-L accident
  1837. analyses and preliminary plans for the redesign.  The panel has met
  1838. with major SRM manufacturers and vendors, and has visited some of
  1839. their facilities.  The panel frequently reviewed the RSRM design
  1840. criteria, engineering analyses and design, and certification program
  1841. planning.  Panel members continuously review the design and testing
  1842. for safe operation, selection and specifications for material, and
  1843. quality assurance and control.  The panel has continued to review the
  1844. design as it progresses through certification and review the
  1845. manufacturing and assembly of the first flight RSRM.  Panel members
  1846. have participated in major program milestones, project requirements
  1847. review, and preliminary design review; they also will participate in
  1848. future review.  Six written reports have been provided by the panel
  1849. to the NASA administrator.
  1850.  
  1851.         In addition to the NRC, the redesign team has a design review group
  1852. of 12 expert senior engineers from NASA and the aerospace industry.
  1853. They have advised on major program decisions and serve as a "sounding
  1854. board" for the program.
  1855.  
  1856.         Additionally, NASA requested the four other major SRM companies --
  1857. Aerojet Strategic Propulsion Co., Atlantic Research Corp., Hercules
  1858. Inc. and United Technologies Corp.'s Chemical Systems Division -- to
  1859. participate in the redesign efforts by critiquing the design approach
  1860. and providing experience on alternative design approaches.
  1861.  
  1862.  
  1863. "6_2_4_2_11.TXT" (12433 bytes) was created on 01-03-89
  1864.  
  1865. CHRONOLOGY
  1866.  
  1867.  
  1868. l972
  1869.  
  1870. Jan. 5  President Nixon proposes development of a reusable space
  1871. transportation system, the Space Shuttle.
  1872.  
  1873. March 15        NASA selects the three-part configuration for the Space
  1874. Shuttle -- reusable orbiter, partly reusable SRB and an expendable
  1875. external tank.
  1876.  
  1877. Aug. 9  Rockwell receives NASA contract for construction of the Space
  1878. Shuttle orbiter.
  1879.  
  1880.  
  1881. 1975
  1882.  
  1883. Oct. 17 First Space Shuttle main engine tested at the National Space
  1884. Technology Laboratories, Miss.
  1885.  
  1886. Sept. 17        Rollout of orbiter Enterprise (OV-101).
  1887.  
  1888.  
  1889. 1976
  1890.  
  1891. July 18 Thiokol conducts 2-minute firing of an SRB at Brigham City,
  1892. Utah.
  1893.  
  1894. Aug. 12 First free flight Approach and Landing Test (ALT) of orbiter
  1895. Enterprise from Shuttle carrier aircraft at Dryden Flight Research
  1896. Center, Calif.  Flight duration:  5 minutes, 21 seconds.  Landing
  1897. occurred on Runway 17.
  1898.  
  1899. Sept. 13        Second Enterprise ALT flight of 5 minutes, 28 seconds;
  1900. landing on Runway 15. (Three more ALT flights were flown by
  1901. Enterprise on Sept. 23 Oct. 12 and Oct. 25.)
  1902.  
  1903.  
  1904. 1978
  1905.  
  1906. Jan. 18 Thiokol conducts second test firing of an SRB.
  1907.  
  1908.  
  1909. 1979
  1910.  
  1911. March 8 Orbiter Columbia (OV-102) transported 38 miles overland from
  1912. Palmdale to Dryden Flight Research Center.
  1913.  
  1914. March 20-24     Columbia flown on Shuttle carrier aircraft to Kennedy
  1915. Space Center with overnight stops at El Paso and San Antonio, Texas,
  1916. and Eglin AFB, Fla.
  1917.  
  1918. June 15 First SRB qualification test firing; 122 seconds.
  1919.  
  1920.  
  1921. 1980
  1922.  
  1923. Nov. 26 Columbia mated to SRBs and external tank at Vehicle Assembly
  1924. Building (VAB) for STS-l mission.
  1925.  
  1926. Dec. 29 Space Shuttle vehicle moved from VAB to Launch Complex 39A
  1927. for STS-l mission.1981
  1928.  
  1929. 1980 continued
  1930.  
  1931. Feb. 20 Flight readiness firing of Columbia's main engines; 20
  1932. seconds.
  1933.  
  1934. April 20-21     Columbia returned to KSC by Shuttle carrier aircraft via
  1935. Tinker AFB, Okla.
  1936.  
  1937. Aug. 4  Columbia mated with SRBs and external tank for STS-2 mission.
  1938.  
  1939. Aug. 26 Space Shuttle vehicle moved to Launch Complex 39A for STS-2
  1940. mission.
  1941.  
  1942. Nov. 12-14      STS-2, first flight of an orbiter previously flown in space
  1943.  
  1944. Nov. 24-25      Columbia transported back to KSC via Bergstrom AFB, Texas.
  1945.  
  1946. Dec. ll Spacelab l arrives at KSC.
  1947.  
  1948.  
  1949. 1982
  1950.  
  1951. Feb. 3  Columbia moved to VAB for mating in preparation for STS-3
  1952. mission.
  1953.  
  1954. Feb. 16 Assembled Space Shuttle vehicle moved from VAB to launch pad
  1955. for STS-3 mission.
  1956.  
  1957. March 22-30     STS-3 mission; landing at White Sands, N.M.
  1958.  
  1959. April 6 Columbia returned to KSC from White Sands.
  1960.  
  1961. May 16  Columbia moved to VAB for mating in preparation for STS-4.
  1962.  
  1963. May 25  STS-4 vehicle moved to launch pad.
  1964.  
  1965. June 27-July 4  STS-4 mission flown; first concrete runway landing at
  1966. Edwards AFB.
  1967.  
  1968. June 30 Orbiter Challenger (OV-099) rolled out at Palmdale.
  1969.  
  1970. July l  Challenger moved overland to Dryden.
  1971.  
  1972. July 4-5        Challenger flown to KSC via Ellington AFB, Texas.
  1973.  
  1974. July 14-15      Columbia flown to KSC via Dyess AFB, Texas.
  1975.  
  1976. Sept. 9 Columbia mated with SRBs and external tank in preparation for
  1977. STS-5.
  1978.  
  1979. Sept. 21        STS-5 vehicle moved to launch pad.
  1980.  
  1981. Nov. ll-16      STS-5 mission; landing at Edwards AFB.
  1982.  
  1983. Nov. 21-22      Columbia returned to KSC via Kelly AFB, Texas
  1984.  
  1985. Nov. 23 Challenger moved to VAB and mated for STS-6.
  1986.  
  1987. Nov. 30 STS-6 vehicle moved to launch pad.
  1988.  
  1989. Dec. 18 Flight readiness firing of Challenger's main engines; 20
  1990. seconds.
  1991.  
  1992. 1983
  1993.  
  1994. Jan. 22 Second flight readiness firing of Challenger's main engines;
  1995. 22 seconds.
  1996.  
  1997. April 4-9       STS-6 mission, first flight of Challenger.
  1998.  
  1999. May 21  Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS-7
  2000. mission.
  2001.  
  2002. May 26  Challenger moved to launch pad for STS-7.
  2003.  
  2004. June 18-24      STS-7 mission flown with landing at Edwards AFB.
  2005.  
  2006. July 26 Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS-8.
  2007.  
  2008. June 28-29      Challenger flown back to KSC via Kelly AFB.
  2009.  
  2010. Aug. 2  STS-8 vehicle moved to launch pad.
  2011.  
  2012. Aug. 30-Sept. 5 STS-8 mission; first night launch and landing at
  2013. Edwards AFB.
  2014.  
  2015. Sep. 9  Challenger returned to KSC via Sheppard AFB, Texas.
  2016.  
  2017. Sept. 23        Columbia moved to VAB for mating in preparation for STS-9.
  2018.  
  2019. Sept. 28        STS-9 vehicle moved to launch pad.
  2020.  
  2021. Oct. 17 STS-9 launch vehicle moved back to VAB from pad because of
  2022. SRB nozzle problem.
  2023.  
  2024. Oct. 19 Columbia moved to Orbiter Processing Facility.
  2025.  
  2026. Nov. 5  Orbiter Discovery (OV-103) moved overland to Dryden.
  2027.  
  2028. Nov. 6  Discovery transported to Vandenberg AFB, Calif.
  2029.  
  2030. Nov. 8  STS-9 vehicle again moved to launch pad.
  2031.  
  2032. Nov. 8-9        Discovery flown from Vandenberg AFB to KSC via Carswell AFB,
  2033. Texas.
  2034.  
  2035. Nov. 28-Dec. 8  STS-9 mission; landing at Edwards AFB.
  2036.  
  2037. Dec. 14-15      Columbia flown to KSC via El Paso, Kelly AFB and Eglin AFB.
  2038.  
  2039.  
  2040. l984
  2041.  
  2042. Jan. 6  Challenger moved to VAB for mating in preparation of STS 41 B
  2043. mission.
  2044.  
  2045. Jan. ll STS 41-B vehicle moved to launch pad.
  2046.  
  2047. Feb. 3-ll       STS 41-B mission; first landing at KSC.
  2048.  
  2049. March 14        Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS
  2050. 41-C mission.
  2051.  
  2052. March 19        STS 41-C vehicle moved to launch pad.
  2053.  
  2054. April 6-13      STS 41-C mission; landing at Edwards AFB.
  2055.  
  2056. l984 continued
  2057.  
  2058. April 17-18     Challenger flown back to KSC via Kelly AFB.
  2059.  
  2060. May 12  Discovery moved to VAB for mating in preparation for STS 41-D.
  2061.  
  2062. May 19  STS 41-D vehicle moved to launch pad.
  2063.  
  2064. June 2  Flight readiness firing of Discovery's main engines.
  2065.  
  2066. June 25 STS 41-D launch attempt scrubbed because of computer problem.
  2067.  
  2068. June 26 STS 41-D launch attempt scrubbed following main engine
  2069. shutdown at T minus 4 seconds.
  2070.  
  2071. July 14 STS 41-D vehicle moved back to VAB for remanifest of payloads.
  2072.  
  2073. Aug. 9  STS 41-D vehicle again moved out to the launch pad.
  2074.  
  2075. Aug. 30-Sept. 5 STS 41-D mission; first flight of Discovery;landing
  2076. at Edwards AFB.
  2077.  
  2078. Sept. 8 Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS
  2079. 41-G mission.
  2080.  
  2081. Sept. 9-10      Discovery returned to KSC via Altus AFB, Okla.
  2082.  
  2083. Sept. 13        STS 41-G launch vehicle moved to launch pad.
  2084.  
  2085. Oct. 5-13       STS 41-G mission; landing at KSC.
  2086.  
  2087. Oct. 18 Discovery moved to VAB for mating in preparation for STS 51-A
  2088. mission.
  2089.  
  2090. Oct. 23 STS 51-A launch vehicle moved to launch pad.
  2091.  
  2092. Nov. 7  STS 51-A launch scrubbed because of high shear winds.
  2093.  
  2094. Nov. 8-16       STS 51-A mission; landing at KSC.
  2095.  
  2096.  
  2097. 1985
  2098.  
  2099. Jan. 5  Discovery moved to launch pad for STS 51-C mission.
  2100.  
  2101. Jan. 24-27      STS 51-C mission landing at KSC.
  2102.  
  2103. Feb. 10 Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS
  2104. 51-E mission.
  2105.  
  2106. Feb. 15 STS 51-E vehicle moved to launch pad.
  2107.  
  2108. March 4 STS 51-E vehicle rolled back to VAB; mission cancelled;
  2109. payloads combined with STS 51-B.
  2110.  
  2111. March 23        Discovery moved to VAB for mating in preparation for STS
  2112. 51-D mission.
  2113.  
  2114. March 28        STS 51-D vehicle moved to launch pad.
  2115.  
  2116. April 6 Atlantis (OV-104) rollout at Palmdale.
  2117.  
  2118. 1985 continued
  2119.  
  2120. April 10        Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS
  2121. 51-B mission.
  2122.  
  2123. April 12-19     STS 51-D mission; landing at KSC.
  2124.  
  2125. April 13        Atlantis ferried to KSC via Ellington AFB, Texas.
  2126.  
  2127. April 15        Challenger moved to launch pad for 51-B missing.
  2128.  
  2129. April 29-May 6  STS 51-B mission; landing at Edwards AFB.
  2130.  
  2131. May 10  Challenger transported back to KSC via Kelly AFB.
  2132.  
  2133. May 28  Discovery moved to VAB for mating in preparation for STS 51-G.
  2134.  
  2135. June 4  STS 51-G vehicle moved to the launch pad.
  2136.  
  2137. June 17-24      STS 51-G mission; landing Edwards AFB.
  2138.  
  2139. June 24 Challenger moved to VAB for mating in preparation for STS
  2140. 51-F.
  2141.  
  2142. June 28 Discovery ferried back to KSC via Bergstrom AFB, Texas.
  2143.  
  2144. June 29 STS 51-F vehicle moved to the launch pad.
  2145.  
  2146. July ll Refurbished Columbia moved overland from Palmdale to Dryden.
  2147.  
  2148. July 12 STS 51-F launch scrubbed at T-minus 3 seconds because of main
  2149. engine shutdown.
  2150.  
  2151. July 14 Columbia returned to KSC via Offutt AFB, Neb.
  2152.  
  2153. July 29-Aug. 6  STS 51-F mission landing at Edwards AFB.
  2154.  
  2155. July 30 Discovery moved to VAB for mating in preparation for STS 51-I
  2156. mission.
  2157.  
  2158. Aug. 6  STS 51-I vehicle moved to the launch pad.
  2159.  
  2160. Aug. 10-ll      Challenger flown to KSC via Davis-Monthan AFB, Ariz.;
  2161. Kelly AFB; and Eglin AFB.
  2162.  
  2163. Aug. 24 STS 51-I mission scrubbed at T minus 5 minutes because of bad
  2164. weather.
  2165.  
  2166. Aug. 25 STS 51-I mission scrubbed at T-minus 9 minutes because of an
  2167. onboard computer problem.
  2168.  
  2169. Aug. 27-Sept. 3 STS 51-I mission; landing at Edwards AFB.
  2170.  
  2171. August 29       Atlantis moved to launch pad for the 51-J mission.
  2172.  
  2173. Sept. 7-8       Discovery flown back to KSC via Kelly AFB.
  2174.  
  2175. Sept. 12        Flight readiness firing of Atlantis' main engines; 20
  2176. seconds.
  2177.  
  2178. Oct. 3-7        STS 51-J mission; landing at Edwards AFB.
  2179.  
  2180. Oct. ll Atlantis returned to KSC via Kelly AFB.
  2181.  
  2182. Oct. 12 Challenger moved to VAB for mating in preparation for the STS
  2183. 61-A mission. 1985 continued
  2184.  
  2185.  
  2186. Oct. 16 Challenger vehicle moved to the launch pad for STS 61-A
  2187. mission.
  2188.  
  2189. Oct. 30-Nov. 6  STS 61-A mission; landing at Edwards AFB. Nov. 8
  2190. Atlantis moved to VAB for mating in preparation for the STS 61-B.
  2191.  
  2192. Nov. 10-ll      Challenger flown back to KSC via Davis-Monthan AFB, Kelly
  2193. AFB and Eglin AFB.
  2194.  
  2195. Nov. 12 STS 61-B vehicle moved to the launch pad.
  2196.  
  2197. Nov. 18 Enterprise (OV-101) flown from KSC to Dulles Airport,
  2198. Washington, D.C., and turned over to the Smithsonian Institution.
  2199.  
  2200. Nov. 22 Columbia moved to the VAB for mating in preparation STS 61-C.
  2201.  
  2202. Nov. 26-Dec. 3  STS 61-B mission landing at Edwards AFB.
  2203.  
  2204. Dec. l  STS 61-C vehicle moved to launch pad.
  2205.  
  2206. Dec. 7  Atlantis returned to KSC via Kelly AFB.
  2207.  
  2208. Dec. 16 Challenger moved to VAB for mating in preparation for the STS
  2209. 51-L mission.
  2210.  
  2211. Dec. 19 STS 61-C mission scrubbed at T minus 13 seconds because of
  2212. SRB auxiliary power unit problem.
  2213.  
  2214. Dec. 22 STS 51-L vehicle moved to Launch Pad 39B.
  2215.  
  2216.  
  2217. 1986
  2218.  
  2219. Jan. 6  STS 61-C mission scrubbed at T minus 31 seconds because of
  2220. liquid oxygen valve problem on pad.
  2221.  
  2222. Jan. 7  STS 61-C mission scrubbed at T minus 9 minutes because of
  2223. weather problems at contingency landing sites.
  2224.  
  2225. Jan. 10 STS 61-C mission scrubbed T minus 9 minutes because of bad
  2226. weather at KSC.
  2227.  
  2228. Jan. 12-18      STS 61-C mission; landing at Edwards AFB.
  2229.  
  2230. Jan. 22-23      Columbia returned to KSC via Davis-Monthan AFB, Kelly AFB
  2231. and Eglin AFB.
  2232.  
  2233. Jan. 27-28      STS 51-L launched from Pad B. Vehicle exploded 1 minute,
  2234. 13 seconds after liftoff resulting loss of seven crew members.
  2235.  
  2236. Feb. 3  President Reagan announced the formation of the Presidential
  2237. Commission on the Space Shuttle Challenger Accident, headed by
  2238. William P. Rogers, former Secretary of State.
  2239.  
  2240. March 24        NASA publishes "Strategy for Safely Returning the Space
  2241. Shuttle to Flight Status."
  2242.  
  2243. May 12  President Reagan appoints Dr. James C. Fletcher NASA
  2244. Administrator.
  2245.  
  2246. July 8  NASA establishes Safety, Reliability Maintainability, and
  2247. Quality Assurance Office. 1986 continued
  2248.  
  2249. July 14 NASA's plan to implement the recommendations of the Rogers
  2250. commission was submitted to President Reagan. Aug. 15   President
  2251. Reagan announced his decision to support a replacement for the
  2252. Challenger.  At the same time, it was announced that NASA no longer
  2253. would launch commercial satellites, except for those which are
  2254. Shuttle-unique or have national security or foreign policy
  2255. implications.
  2256.  
  2257. Aug. 22 NASA announced the beginning of a series of tests designed to
  2258. verify the ignition pressure dynamics of the Space Shuttle solid
  2259. rocket motor field joint.
  2260.  
  2261. Sept. 5 Study contracts were awarded to five aerospace firms for
  2262. conceptual designs of an alternative or Block II Space Shuttle solid
  2263. rocket motor.
  2264.  
  2265. Sept. 10        Astronaut Bryan O'Connor was named chairman of Space Flight
  2266. Safety Panel.  This panel, with oversight responsibility for all NASA
  2267. manned space program activities, reports to the Associate
  2268. Administrator for Safety, Reliability, Maintainability and Quality
  2269. Assurance.
  2270.  
  2271. Oct. 2  After an intensive study, NASA announced the decision to test
  2272. fire the redesigned solid rocket motor in a horizontal attitude to
  2273. best simulate the critical conditions on the field joint which failed
  2274. during the 51-L mission.
  2275.  
  2276. Oct. 30 Discovery moved to OPF where more than 200 modifications are
  2277. accomplished for STS-26 mission.
  2278.  
  2279. Nov. 6  Office of the Director, National Space Transportation System,
  2280. established in the NASA Headquarters Office of Space Flight.
  2281.  
  2282.  
  2283. 1987
  2284.  
  2285. July 31 Rockwell International awarded contract to build a fifth
  2286. orbiter to replace the Challenger.
  2287.  
  2288. Aug. 3  Discovery in the Orbital Processing Facility is powered up for
  2289. STS-26 mission.
  2290.  
  2291.  
  2292. 1988
  2293.  
  2294. Mid-Jan.        Main engines are installed in Discovery.
  2295.  
  2296. March 28        Stacking of Discovery's SRBs gets underway.
  2297.  
  2298. May 28  Stacking of Discovery's SRBs completed.
  2299.  
  2300. June 10 SRBs and External Tank are mated.
  2301.  
  2302. June 14 The fourth full-duration test firing of the redesigned SRB
  2303. motor is carried out.
  2304.  
  2305. June 21 Discovery rolls over from OPF tp the VAB.
  2306.  
  2307. July 4  Discovery moved to Launch Pad 39B for STS-26 mission.
  2308.  
  2309. Aug. 10 Flight Readiness Firing of Discovery's main engines is
  2310. conducted successfully.
  2311.  
  2312.