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=I primi studi=
==Dal Silbervogel al X-15 ==
[[File:Silbervogel.jpg|thumb|left|Modello del [[Silbervogel]] in una [[galleria del vento]].]]
La prima menzione di un [[razzo]] dotato di [[ala (aeronautica)|ala]] capace di lasciare la bassa atmosfera fu in un progetto tedesco-austriaco dell'[[ingegnere]] [[Eugen Sanger]] risalente al [[1933]]. Il concetto venne successivamente sviluppato verso la fine della [[seconda guerra mondiale]] con la il disegno dello ''[[Silbervogel]]'', un velivolo in grado di [[bombardamento|bombardare]] gli [[Stati Uniti]] dopo aver realizzato un [[volo suborbitale]]. Al termine della guerra, l'[[United States Air Force|aeronautica militare statunitense]] studiò, con la ''[[North American Aviation]]'' un missile alato, chiamato ''[[North American SM-64 Navaho|Navaho]]'' per il trasporto di [[arma nucleare|armi nucelari]]. Dopo alcuni voli di test effettuati nel [[1957]] il progetto fu abbandonato in favore di [[missile balistico|missili balistici]] di tipo [[SM-65 Atlas|Atlas]], [[Titan]] e [[PGM-17 Thor|Thor]]
In questo epriodo il centro di ricerca aeronautica statunitense, la [[NACA]], poi divenuta [[NASA]] fu fortemente convolta nella ricerca sugli aerei a razzo tanto da realizzare il [[Bell X-1]] che superò la [[barriera del suono]] nel [[1947]]. Questi studi portarono velocemente ad identificare i due grandi problemi di progettazione: l'instabilità nel volo atmosferico e la dissipazione del [[calore]] durante il rientro nell'[[atmosfera]]. Quest'ultimo portò allo studio di nuovi materiali per la realizzazione di un adeguato [[scudo termico]]. La costruzione del razzo [[North American X-15|X-15]], avvenuta nel [[1954]], consentì la sperimentazione di diverse soluzioni. Le nuove scoperte consentirono di arrivare, nel [[1960]], ad una velocità di 6.8 [[Mach]] ed una altitudine di 108 km. L'X-15 potè sperimentare gran parte delle fasi di volo che incontrerà decenni più avanti lo Space Shuttle durante il rientro sulla Terra[2].
== Corpo portante (1957-1970) ==
{{vedi anche|corpo portante}}
[[File:LiftingBodies.jpg|thumb|right|280px|Tre esempi di corpo portante. [[Martin-Marietta X-24|X-24]]A, M2-F3, HL-10.]]
Per ridurre le sollecitazioni termiche e meccaniche subite da un aereo che vola ad alta velocità, una soluzione è quella di rimuovere l'ala e generare [[portanza]] con la forma del corpo che viene allargato. Aerei di questo tipo, chiamati a [[corpo portante]], furono studiati dalla NASA a partire dal [[1957]]. Parecchi prototipi dimostrarono la loro cpacità di eseguire rientri e deviazioni del percorso con buona facilità. Di questo concetto fu il progetto del [[Boeing X-20 Dyna-Soar]], voluto dall'aeronautica militare statunitense nel [[1957]]. Esso era costituito da un corpo portante e da una [[ala a delta]], veniva lanciato come un razzo per poi [[atterraggio|atterrare]] come un aereo. Il progetto progerì fino al [[1963]] quando fu chiuso per motivi di bilancio, poichè non era giustificato da uno scenario di missione chiaramente identificato[2].
== Il progetto di navetta in fase sperimentale (1968-1970) ==
[[file:Space Shuttle concepts.jpg|thumb|left|I primi schizzi della navetta spaziale]]
Mentre la NASA sta valutando ulteriori iniziative in cui viene completata la fase di sviluppo del programma Apollo, l'agenzia spaziale lancia il 30 ottobre 1968 una consultazione esplorativa (fase A) per lo sviluppo di un sistema di lancio e di nuovo a Terra (lancio integrale e veicolo di rientro ILRV): deve essere posto in orbita bassa un carico utile tra il 2,3 e 23 tonnellate, tornare sulla Terra almeno 1 tonnellata di carico, hanno una capacità di laterale offset [N 1 ] di 833 km e vano di carico dovrebbe avere un volume di 85 m3. Nel febbraio del 1969, sulla base dei loro primi lavori, quattro imprese - North American Rockwell, Lockheed, General Dynamics e McDonnell Douglas - sono selezionati per rispondere a questa pre-studio [3]. Due produttori di motori, Pratt & Whitney Rocketdyne e sono a loro volta selezionati per progettare i motori delle 270 tonnellate di spinta (nel vuoto) da comune a entrambi i piani della navetta. Questi motori hanno una spinta regolabile tra il 73 e il 100% schierabili e utilizzare un ugello con un rapporto di 58 a trigger di basso livello e 120 nel vuoto [4].
I vari centri di ricerca della NASA hanno opinioni divergenti su come progettare la navetta. Maxime Faget, in rappresentanza del Marshall Space Flight Center è a favore di una navetta dotata di ali piccole dritto con scarse possibilità di compensare teoria, ma più leggero e meglio aliante a velocità subsoniche: il DC-Shuttle 3, un 1/10th aereo modello in scala sarà rilasciato nel maggio 1970 per l'aerodinamica a bassa velocità. Centri di Langley e Dryden sostenere la soluzione del corpo di sollevamento e soprattutto l'H-10 hanno contribuito a sviluppare. Un bus di questo tipo ha una capacità di compensare intermedio tra l'ala destra e ala delta, anche se teoricamente meno ingombrante rispetto al secondo. L'Air Force e il Laboratorio Draper in favore di un ala delta che offre una capacità massima di offset. Lavoro da Fase A completamento nel giugno 1970 per consentire la NASA ad eliminare il concetto di corpo di sollevamento la cui forma non è compatibile con i carri armati di trasporto e attrezzature e l'uso di un ala a geometria variabile anche ha studiato con conseguente navetta troppo pesante [4]. Nei disegni prodotti dalle quattro società dello shuttle ha due componenti distinte, sia riutilizzabile. Il primo piano è volato a terra con motori a propulsione convenzionale. Il secondo piano continua a spingere se stesso in orbita e quindi esegue un rientro una volta che la missione è compiuta con un angolo di rotazione molto alta prima di atterrare come un aereo [5].
==Il lancio del progetto (1969-1972)==
[[file:North American Rockwell P333.jpg|right|thumb|Completamente navetta riutilizzabile progettato nel 1969 dal Nord America]]
Mentre il programma Apollo è sull'orlo del successo con il primo sbarco sulla luna, ingegneri e molti politici sono convinti della NASA che il successo del loro progetto punta a convincere i politici a sostenere la quota di bilancio dedicata spazio e in particolare per volo umano. Dopo aver realizzato alcuni anni di progresso che sarebbe sembrato inaspettato nel 1960, credono che il volo umano su Marte e l'installazione di colonie sulla Luna sono ora a portata di mano l'agenzia spaziale. Ma i politici non hanno né i mezzi né la volontà di finanziare un programma ambizioso. Space Shuttle, come sarà costruito, è il risultato di un compromesso tra il desiderio per la NASA per avere un mestiere innovativo e risorse limitate che i leader politici del Paese si impegna a concedere a lui.
== Cosa ci aspetta nel programma Apollo? (1969) ==
All'inizio del 1969, la NASA ha studiato il follow-up del programma Apollo. Diverse proposte sono sviluppate internamente nel euforia del programma lunare di successo: lo spazio della stazione spaziale, la base lunare, spedizione su Marte, navetta [6]. Il comitato "Space Task Group" è stato creato nel febbraio 1969 su richiesta della U. S. presidente Nixon per prepararsi per i futuri programmi spaziali con equipaggio della NASA. A seguito della deliberazione del gruppo di lavoro, presieduto dal vicepresidente Spiro Agnew, offre tre scenari il cui bilancio annuale varia tra i 5 ei 10 miliardi di dollari, un importo pari o superiore al bilancio annuale del programma Apollo al massimo. La proposta prevede il meno ambizioso lo sviluppo simultaneo di uno space shuttle e la stazione spaziale. Il presidente Nixon non mantiene nessuna delle scenari proposti, che giudica troppo costosa.
La NASA ha deciso di concentrare le sue richieste di bilancio sul progetto di navetta spaziale perché la disponibilità di quest'ultimo è un requisito indispensabile per operare una stazione spaziale. I leader della NASA ritengono anche che la navetta può essere utilizzato per sostituire 10 tipi esistenti di lancio negli Stati Uniti - contando quelle attuate dall'esercito - per i propri satelliti in orbita.
Ma la fine della Guerra Fredda e il crollo del programma spaziale sovietico ha privato il programma spaziale degli Stati Uniti per gran parte della sua giustificazione. Il presidente Nixon, che sta affrontando una situazione di budget molto limitato, non voglio lanciare alto profilo del progetto nella scala del programma Apollo perché questa volta non ci si aspetta ricadute politiche. Il Presidente pone quindi il progetto della NASA, sotto la supervisione del bilancio federale (Bob a diventare OMB Ufficio di Gestione e Bilancio dal 1970) richiede la giustificazione dell'agenzia spaziale. Una volta che la configurazione dello space shuttle congelati, OMB conduce una vera e propria guerra di trincea con la luce verde al bilancio della NASA nel 1972, che richiedono partite finanziarie, le giustificazioni, e confronto con soluzioni tecniche alternative. James C. Fletcher, direttore della Nasa, dice che "non voleva la testa del bilancio OMB di mantenere al minimo, che faceva parte del suo lavoro, ma lo ha accusato di cercare di concepire la navetta al suo posto. "[7] [8]. Per combattere lo scetticismo di OMB vis-à-vis, le prove fornite dalla NASA, questo comando nel giugno 1970 una relazione di una società indipendente, Mathematica. I risultati di questo sono molto favorevoli al progetto perché sono ipotizzando tassi di lancio di navette: il costo per chilogrammo in orbita è così ridotto a un tasso competitivo con quello di un tiro da un razzo convenzionale. La relazione sarà utilizzato dalla NASA, in particolare, dal Senato américainpour difendere la redditività del progetto.
==Fase B Design (1970-1971) ==
[[file:Faget shuttle concept P208.jpg|thumb|left|Disegno di navetta Maxime Faget's: Orbiter e le ali a destra della piccola]]
Al termine della fase A, la NASA scrive nel giugno 1970 una nuova specifica per una fase di progettazione più dettagliata, chiamata fase B. Si specifica che la navetta dovrebbe avere due tappe che decollare verticalmente e orizzontalmente terra. La macchina deve essere collocato in un'orbita di 500 km con un carico utile di 6,8 tonnellate dalla rampa di lancio a Cape Canaveral per una inclinazione di 55 °. Il carico utile è aumentato a 11,5 tonnellate pochi mesi dopo, per essere più vicini alle esigenze dell'Esercito, che vuole mettere 30 tonnellate in orbita bassa. I concorrenti sono invitati a progettare due macchine diverse: una con una capienza di 370 km di offset corrispondente alle esigenze della NASA e l'altro con una capacità di offset 2784 km più vicini alle aspettative dei dell'Esercito Air. La seconda versione sarà, secondo i calcoli, dissipare l'energia termica 5-7 volte più che l'altra versione. Lo shuttle deve essere in grado di tentare un altro sbarco in caso di mancato avvicinamento che richiede la presenza di motori a reazione. Essi devono essere riabilitato in due settimane tra un volo e consentire una frequenza compresa tra 25 e 70 voli all'anno. Ogni navetta trasporta un equipaggio di due astronauti. Due squadre sono selezionati per la Fase B, che è stata lanciata nel luglio 1970: McDonnell Douglas combinato con Martin Marietta e North American Rockwell associati con General Dynamics. Una bozza dello studio è fornito dai concorrenti all'inizio di dicembre 1970 presso la NASA che fa i suoi primi commenti, il file finale è da produttori nel marzo 1971. Le due proposte orbiter hanno caratteristiche molto simili, perché la NASA ha fornito specifiche molto esigente. Con contro ci sono grandi differenze nel design del primo piano. Un fattore comune è l'uso di alluminio per la struttura perché l'Air Force ha escluso l'uso del titanio, più efficiente, ma l'offerta è considerata troppo incerta [4].
==L'abbandono del progetto di navetta completamente riutilizzabile (1971)==
James C. Fletcher ha avuto nel mese di aprile 1971, il capo della NASA e decide di promuovere il record con il Senato della navetta spaziale, che è bloccato. Egli ha osservato che l'unico modo per raggiungere un accordo su questo tema è quello di integrare nelle specifiche della navetta esigenze molto specifiche militari per ottenere il supporto da loro. I tentativi di cooperazione internazionale sono anche avviato con risultati modesti: Europa (soprattutto Germania) è impegnata a costruire lo Spacelab, che saranno incorporati nella stiva dell'orbiter e del Canada per costruire il Canadarm utilizzata per sollevare carichi in orbita. Nel maggio 1971 l'Ufficio del Bilancio (OMB) ha annunciato che la NASA dovrà accontentarsi per i prossimi anni un budget totale annuale di 3,2 miliardi di dollari, che rispetto ad altri progetti spaziali è ridotto a 1 miliardo dollari per busta annua che può essere dedicato alla navetta. Con questo vincolo finanziario, la NASA è costretta ad abbandonare il proprio progetto di navetta completamente riutilizzabili il cui costi di sviluppo avrebbe raggiunto il picco a $ annuo 2 miliardi di euro all'anno. In autunno, una configurazione con un'ala delta viene mantenuto per tener conto delle esigenze dei militari [4].
La NASA aveva ordinato nel dicembre 1970 con Boeing e Gruman uno studio per confrontare la navetta con un serbatoio di idrogeno risultati esterne ed interne sono molto favorevoli al serbatoio esterno più economico e più sicuro. Per riflettere la nuova finanziaria vincoli NASA nel giugno 1971 ha deciso di optare per un serbatoio esterno non è riutilizzabile. Ha chiesto nel settembre 1971 a società che ha prodotto la relazione e per coloro che avevano partecipato ad uno studio di Fase B un servizio navetta tra la specifica [9], [4].
Per ridurre ulteriormente i costi, la NASA ha lanciato all'inizio di novembre 1971, una finale dello studio, questa volta al primo piano, che contribuiscono Grumman / Boeing, Lockheed, McDonnell-Douglas/Martin Marrietta e North American Rockwell. I produttori devono prendere in considerazione tre alternative: l'uso di una fase Saturno IC, l'uso di un palco alimentato da un nuovo motore a propellente liquido o usare booster solido. In seguito a questo studio, la NASA ha scelto di usare booster a propellente solido che risparmiare $ 500 milioni di costi di sviluppo rispetto ai propulsori a propellente liquido, ma che aumentano il costo del operazione che è quasi il doppio l'alternativa: $ 500 per ogni chilogrammo di carico utile contro i 275 dollari al chilogrammo. Fine del 1971 la NASA richiede un cambiamento definitivo: i motori del primo e secondo piano sarà illuminato a terra [4].
==La decisione di lanciare (1972)==
Il Presidente Richard Nixon non voleva essere uno che ha fermato gli Stati Uniti missioni umane che sono collegati ma ancora una parte di prestigio. Inoltre, se l'opinione pubblica e la comunità scientifica ha convenuto sulla necessità di ridurre il bilancio spazio dedicato ai voli umani, il presidente non è immune alle pressioni dell'industria e considerazioni elettorali. Il ritiro degli Stati Uniti in Vietnam causando un crollo di ordini militari, la crisi congiunturale, l'industria dell'aviazione civile e il declino del programma Apollo si uniscono per provocare una recessione come l'industria aerospaziale statunitense non aveva mai conosciuto : la metà degli ingegneri e dipendenti che lavorano nella zona sono ridondanti. Ora che la California ha una elevata concentrazione di posti di lavoro di astronautica con 370 000 persone nel 1970, è una questione importante per le prossime elezioni [10].
{| align="center" rules="all" cellspacing="0" font-size: 95%; cellpadding="4" style="border: 1px solid #999; border-right: 2px solid #999; border-bottom:2px solid #999; background: #f3fff3"
|+''Stima dei costi della navetta NASA per la sua capacità (dicembre 1971)''<ref name="decision"/>
|-align=center style="background: #ddffdd"
!Scenario
!1
!2
!2A
!3
!4
|-
| Diametro e lunghezza del vano carico
| align=center|3,1 x 9.1 m.
| align=center|3,7 x 12.2 m.
| align=center|4,3 x 13.7 m.
| align=center|4,3 x 15.2 m.
| align=center|4,6 x 18.3 m.
|-
| Massa del [[carico utile]]
| align=center|13.6 t.
| align=center|13.6 t.
| align=center|20.4 t.
| align=center|29.5 t.
| align=center|29.5 t.
|-
| Costo di sviluppo (Mds $)
| align=center|4,7
| align=center|4,9
| align=center|5
| align=center|5,2
| align=center|5,5
|-
| Costo di una missione (Milns $)
| align=center|6,6
| align=center|7
| align=center|7,5
| align=center|7,6
| align=center|7,7
|-
| Costo di lancio per Kg ($)
| align=center|485
| align=center|492
| align=center|368
| align=center|254
| align=center|260
|-
|}
NASA difende il suo progetto di navetta spaziale evidenziando la riduzione del prezzo di un chilo in orbita per quanto riguarda i veicoli di lancio non riutilizzabili. Fine del 1971, l'agenzia spaziale passa la presidenza e valutazione dei costi di sviluppo di funzionamento della navetta con capacità che variano da 14 a 30 tonnellate, la preferenza va alla versione dell'agenzia è la più pesante ritiene l'unica possibilità per rispondere alle esigenze dell'Aeronautica Militare e per consentire il montaggio di una stazione spaziale. Il presidente Nixon finalmente dato il suo benestare per la navetta più ambizioso 5 Gennaio 1972. Ma lo sviluppo di essa finirà per iscriversi a un bilancio spaziali civili calo costante: i soldi stanziati per la NASA stanno passando da 1,7% del bilancio totale dello Stato federale nel 1970 a 0, nel 1986 il 7%, il punto più basso [11], [12]. Per raggiungere finanziare lo sviluppo della navetta della Nasa dovrebbe abbandonare il lancio di una stazione Skylab secondo, che era stato proiettato. Gli Stati Uniti missioni umane sono sospesi fino a quando il volo dello shuttle prima che interverrà nel 1981 [4].
==La selezione dei produttori==
L'offerta è stata lanciata nel marzo 1972 dalla NASA per la progettazione e la costruzione del modulo orbitante. Entrambe le proposte hanno superato da un lato, quello di North American Rockwell, costruttore del modulo di comando Apollo e di servizi con sede in California, d'altro canto, la Grumman lunare Apollo produttore di moduli situato nel Stato di New York. Per il comitato di selezione della NASA, la prima proposta si distingue per il suo basso costo, ridotto peso degli orbiter, un solido sistema di gestione dei progetti, mentre Grumman è il piano più rilevanti e dettagliate tecnica. North American Rockwell Rockwell rinominato nel 1973 [N 2], è adottato in via definitiva 26 Luglio 1972 per $ 2,6 miliardi: a questo prezzo l'azienda deve costruire due orbiter e un modello di test operativi e svolgere il ruolo di integratore per la navetta intero. Due sonde orbitanti supplementari sono classificati in ordine successivo. L'orbiter selezionato può mettere 29,5 tonnellate in orbita bassa, ha una tenuta di 18,3 x4, 57 metri e può insorgere a 2350 km su entrambi i lati del suo percorso orbitale. Essa deve essere costruita a Palmdale, in California. Nel 1973 l'azienda Thiokol è mantenuto per la costruzione del booster e Martin Marietta a quella del serbatoio esterno dello shuttle ad essere costruito nella fabbrica di proprietà della NASA Michoud. Rocketdyne è selezionato a fine marzo 1972 per la costruzione dei motori principali (SSME) per l'orbiter [13], [14].
==Sviluppo (1972-1981) ==
[[File:OV-101-CaptiveFlights.jpg|right|thumb|Lo ''[[Shuttle Carrier Aircraft]]'' traspora lo ''[[Space Shuttle Enterprise]]''.]]
Durante i primi due anni successivi alla firma del contratto di molte modifiche vengono apportate le caratteristiche della navetta principalmente per ridurre i costi di sviluppo. L'ala delta doppio è introdotto in questa fase, perché migliora la capacità di volo a bassa velocità ed in più lo permette, con interventi limitati nel disegno della parte anteriore, per compensare i problemi di posizione del centro di gravità potrebbe verificarsi in una fase avanzata di sviluppo. Una delle novità più importanti è l'abbandono di motori a reazione che sono stati per spingere l'orbiter prima di atterrare. Per spostare la navetta, ora non motorizzati, due siti, la NASA ha acquisito nel 1974, di un Boeing 747 usato, che è attrezzato per il trasporto sulla schiena per il veicolo spaziale. Il test di primo motore di orbiter, la SSME, si svolge 17 Ottobre 1975. Il serbatoio esterno è progressivamente ridotta, come e quando si sviluppa, che consente un risparmio di peso di 4,5 tonnellate. La costruzione della prima navetta Enterprise è terminato nel marzo 1976 ma non sarà utilizzato nella fase operativa, come troppo pesante. Il primo volo in cattività sul dorso di un Boeing 747 trasformato avviene 18 febbraio 1977. Altri voli legati, senza e poi con la squadra, tenutasi nel 1977. Il primo volo senza motore della navetta si svolge 12 ago 1977: la navetta è caduta il 747 posteriore e fare 5 minuti a scivolare prima di atterrare su una pista di Edwards AFB. A poco a poco si allunga la durata dei voli per consentire fase di completare i test di avvicinamento e di atterraggio. Consegna operativa di SSME è rinviata due anni (1981 invece di 1979) a seguito di vari incidenti che richiedono la modifica della progettazione del motore. Nel febbraio 1980 la settima prova di qualificazione e finale del booster è eseguita [4], [15].
Enterprise lascia il vettore per quarto volo libero di Boeing
Seconda Enterprise volo libero
Il primo volo dello Space Shuttle avvenuto 12 Aprile 1981: shuttle Columbia assegnato alla missione STS-1 è controllato da John W. Young, che agisce come comandante e Robert L. Crippen driver. I 37 orbite navetta loop in poco più di due giorni prima di atterraggio in sicurezza. Il volo procede nonostante la perdita nominale delle piastrelle di calore 16 scudo. Tre altri voli, per testare tutte le componenti della navetta e il suo comportamento di volo, hanno luogo nel 1981 e nel 1982 prima del primo volo operativo. Il costo dello sviluppo del criptati navetta 1.971-5150000000 costo di 6.744 milioni dollari a partire da fine 1971 dollari, che rappresenta un eccesso relativamente bassa per questo tipo di progetto. Ciò rappresenta un quarto del costo del programma Apollo [4].
==Note==
<referencs/>
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