ⓘ Uzay mekiği harici yakıt tankı

                                     

ⓘ Uzay mekiği harici yakıt tankı

Uzay mekiği harici tankı, uzay mekiği fırlatma aracının bir parçasıydı. Bu bölümde sıvı hidrojen ve sıvı oksijen yükseltgenleri bulunurdu. Aracın kalkıs ve yükselme sırasında bu tank yörünge aracındaki üç uzay mekiği ana motoru için gerekli olan yakıtı ve yükseltgenlerini belli bir basınç altında sağlardı. Uzay mekiği harici tankı ana motorların devre dısı kalmasından 10 saniye sonra mekikten ayrılarak düsmeye baslar ve Dünya atmosferine yeniden girerdi. Katı roket iticilerinden farklı olarak harici tanklar tekrar kullanılamazlardı. Harici tank Hint Okyanusu’ na düstükten sonra yeniden kullanılabilecek duruma getirilemediğinden dolayı ve transfer alanının dısına düsmesinden dolayı kurtarılamıyordu.

                                     

1. Genel Bakıs

Harici tank uzay mekiğinin en büyük ve yüklendiğinde ise en ağır bileseniydi. Bu tank 3 ana bilesenden olusmaktaydı:

  • Yukarı oksijen tankı
  • Çoğu elektriksel bilesenleri içeren basınçsız bir içtank
  • Arka sıvı hidrojen tankı ; bu bölüm en büyük bölümünü olusturmaktadır fakat hidrojenin yoğunluğunun az olmasından dolayı oldukça hafiftir.

Harici tank, mekiğin fırlatma sırasındaki belkemiğidir. Harici tank, uzay mekiği katıroket iticileri ve yörünge aracının bir arada kalmasını sağlamak için yapısal destek sağlar. Harici tank her iki uzay mekiği katı roket iticisine ileri bir bağlanma noktasından iç tank boyunca kirisler kullanılarak ve bir arka kiris noktasından bağlanır.nHarici tank, yukarıdan 1 ve asağıdan 2 destek bağlantı noktalarından yörünge aracına bağlanırdı. Alt bağlantı bölgesinde sıvı, gaz, elektrik sinyalleri tasıyan, harici tank ve yörünge aracı arasında elektriksel gücü boru hatları bulunurdu. Yörünge aracı ve iki katı roket iticisi arasındaki elektriksel sinyal ve kontroller bu boru hatları ile sağlanırdı. Harici tankların her zaman atılmasına rağmen onları yörüngede tekrar kullanmak mümkündü.

Yapılan planlar arasında bu tankı uzay istasyonuna bağlayarak fazladan yasam alanı veya arastırma alanı olusturulabilirdi. Dahası bu harici tankı gezegenlerarası görevlerde örneğin Mars görevi roket yakıtı tankı olarak yörünge fabrikalarında kullanılması planlanmaktaydı. Harici tank için düsünülen baska bir plan ise büyük yükleri tasıyan bir tasıyıcıdır. Planlanan bir diğer fikir ise 7 metrelik bir teleskobun ilk merceğinin bu tankla tasınmasıdır. Baska bir plan ise bu tankın arka kargo tasıyıcısı olarak kullanılmasıdır.

                                     

2. Çesitleri

Yıllar boyunca NASA, harici tankın bütünsel verimliliğini arttırmak için ağırlığını azaltmaya çalısmıstır. Yaklasık her yarım kilogramlık bir ağırlık azaltmasında harici tankın yakıt yük tasıma kapasitesi yaklasık olarak yarım kilogram artmıs oluyordu.

                                     

2.1. Çesitleri Standart Ağırlık Tankı

Harici tankın orijinali gayri resmi olarak standart ağırlık tankı olarak biliniyordu. Harici tank, yüksek güçlü alüminyum-bakır alasımından olusan bir havacılık uygulaması olan 2219’ dan imal edilmisti. Ilk iki tank STS1 ve STS2 fırlatma için rampada bekletilirken ultraviole ısınlarından korunmaları için boyanmıslardır. Lockheed Martinaynı dönemde Martin Marietta STS-3 tankıyla birlikte boya islemini ortadan kaldırarak tankın ağırlığını 272 kilogram kadar azaltmayı basarmıstır. Bunun yerine tankı yalın olarak pas renkli spreyli olarak bırakmıstır. Bunu yapması hiçbir soruna yol açmamıstır.

STS-4 ile beraber kaynaç olmayan hatları kaldırarak tankın birkaç yüz kilogram daha hafifletilmesi sağlanmıs oldu. Bu hatlar sıvı oksijenin döngüsünü sağlayan oksijenle besleme hatlarına paraleldi. Kaynak olmayan hatların kaldırılması ile fırlatma öncesi tankın sıvı oksijenLOX dolumu sırasında gaz haldeki oksijenin birikmesini azaltmıs oluyordu. Yerde gerçeklestirilen itici gaz dolum testleri ve gerçeklestirilen ilk birkaç uzay mekiği görevlerinin ardından kaynaç olmayan hatlar sonraki görevlerde kaldırılmıstı. Böylece harici tankın toplam uzunluğu ve çevresi değismemisti. STS-7 ile uçan en son standart ağırlık tankı yaklasık olarak 35. 000 kilogram olarak ölçülmüstür.



                                     

2.2. Çesitleri Hafif Ağırlıklı Tank

STS-6 görevinin baslamasıyla hafif ağırlıklı tank tanıtılmıs oldu. Bu tank uzay mekiği uçuslarının büyük bir kısmında kullanıldı. En son olarak faciayla sonuçlanan Columbia Uzay Mekiği STS-107’nde kullanıldı. Her tankın ağırlığı farklılık gösterse de her biri ortalama olarak 30. 000 kilogram ağırlığındaydı.

Standart ağırlık tankının ağırlığının hafifletilmesi kirislerin tanktan atılmasıyla basarılmıstır. Bu kirisler hidrojen tankının boylama yapısal destekleriydi. Bunun yerine hidrojen tankında halka kirisler kullanıldı ve yapısında büyük değisiklikler gerçeklestirildi. Ayrıca tankın dıs çevresi farklı olarak öğütülerek önemli ölçüde incelmesi sağlandı. Harici tankın arka katı roket itici bağlantıları daha güçlü, nispeten hafif ve daha ucuz olan titanyum alasımıyla değistirilerek ağırlığı azaltılmıs oldu.

                                     

2.3. Çesitleri Süper Hafif Ağırlıklı Tank

Süper hafif ağırlıklı tank ilk uçusunu STS-91 ile 1998 yılında gerçeklestirdi ve bundan sonra gerçeklestirilen görevlerde kullanılmaya baslandı. STS-99 ve STS-107’ de kullanılmamıstır. Süper hafif ağırlıklı tankın tasarımı, hafif ağırlıklı tankın tasarımıyla temel olarak aynıydı. Ikisinin tek farkı hafif ağırlıklı tankın büyük bir bölümünde alüminyum-lityum alasımıAl 2195 kullanılıyordu. Bu sayede kullanılan alasımın hafif ağırlıklı tankın ağırlığını yaklasık olarak 3.175 kilogram azaltmıstı. Süper hafif ağırlıklı tankın tanıtılmasından sonra bütün harici tanklar bu konfigürasyonda yapılmaya baslanmasına rağmen sadece 1 adet hafif ağırlıklı tank tekrar kullanılmak istenilebilmesi üzere bir sonraki uzay mekiği devrimine kadar depoda bekletildi. Süper hafif ağırlık tankı, uzay mekiğinin uluslararası uzay istasyonuna ulasması için gerekli olan performansa %50 ek bir artıs sağlamaktaydı. Tankın ağırlığının hafifletilmesi ile yörünge aracının daha fazla yükü uluslararası uzay istasyonunun yüksek eğimli yörüngesine tasıması sağlanacaktı.

                                     

3. Teknik Özellikleri

Süper Hafif Ağırlık Tankı

  • Bos Ağırlık: 26.500 kg
  • Toplam Kalkıs Ağırlığı: 760.000 kg
  • Uzunluk: 153.8 ft 46.9 m
  • Genislik: 27.6 ft 8.4 m

Sıvı Oksijen TankıLOX

  • Hacmi: 553.358 litre
  • Uçus Sırasında Basınç: 20–22 psi 140–150 kPa
  • Sıvı OksijenLOX Ağırlığı: 629.340 kg
  • Genislik: 27.6 ft 8.4 m
  • Uzunluk: 54.6 ft 16.6 m

Sıvı Hidrojen Tankı

  • Genislik: 27.6 ft 8.4 m
  • Hacim: 1.497.440 litre
  • Uçus Sırasında Basınç: 32–34 psi 220–230 kPa
  • Uzunluk: 97.0 ft 29.6 m
  • Sıvı Hidrojen Ağırlığı: 106.261 kg
  • Uçus Sırasında Sıcaklık: −423 °F −252.8 °C


                                     

4. Müteahhit

Harici tankın müteahhiti, New Orleans Louisiana’ da bulunan LockheedMartinönceki Martin Marietta sirketidir. Harici tank, New Orleans’ ta bulunan Michoud Montaj Tesisleri’ nde üretildi ve mavna ile Kennedy Uzay Merkezi’ ne tasındı.

                                     

5. Bilesenler

Harici tank 3 ana yapıdan olusmaktadır. Bunlar bir sıvı oksijenLOX tankı, bir içtank ve bir de sıvı hidrojen tankından olusmaktadır. Bütün tankların yüzeyleri tankın desteklenmesi ve sabit yapıları için gerektiği gibi alüminyum alasımından yapılmıstı. Içtank alüminyum yapısı, kirislerin sabit yapıda kalmasını sağlıyordu. Her 3 yapıda da 2195 ve 2090 ana alüminyum alasımları kullanılmıstır. Al 2195, alüminyum-lityum alasımı olup Lockheed Martin ve Reynolds sirketleri tarafından kriyojeniklerinsoğuk maddeler depolanması için tasarlandı. Al 2090 ticari amaçlı olarak Alüminyum-lityum alasımı olarak bulunur.

                                     

5.1. Bilesenler Sıvı Oksijen Tankı

Sıvı oksijenLOX tankı, harici tankın en üstünde yer alırdı ve bir mermi sekline sahipti. Mermi sekline sahip olması sayesinde aerodinamik direnci ve aerotermodinamik ısınmayı azaltması hedefleniyordu. Mermi burunlu bölüm düz ayrılabilir bir levha ve bir burun konisi ile kaplanmıstı. Burun konisi, ayrılabilir bir koniksel düzenek ve elektriksel sistem bilesenlerinden olusmaktaydı. Bu koniksel düzenek itis için aerodinamik bir kaplama sağlıyordu. Konik burnun uç noktasındaki bilesenler alüminyum paratoneri olarak islev görmekteydi. Sıvı oksijen LOX tankının hacmi 250 kPa’da 559. 1 m³ idi ve −297 °F −182.8 °C sıcaklığa sahipti.

Tank, 430 milimetre genisliğinde bir besleme hattına sayesinde sıvı oksijenin içtank boyunca dolasımını sağlardı ve daha sonra harici tankın dısından alt-sağ el harici tank/yörünge aracı bağlantı kopma bölgesine tasırdı. 430 milimetrelik besleme hattı genisliği, sıvı oksijenin saniyede yaklasık olarak 1264 kilogram akmasını sağlardı. Uzay mekiği harici tankının %104’lük bir verimlilikle çalısması veya saniyede 1. 1099 m³’lük maksimum akısa imkân sağlıyordu.

Aerodinamik yükler hariç bütün yükler falanj bağlantı arayüzü ile birlikte içtanka tutturulan sıvı oksijen tankına aktarılmıstı. Sıvı oksijen tankı aynı zamanda bir sıvı tasma yönlendiricisi ve sıvı tasmasını azaltmak için bir burgaç yönlendiricisi bulunurdu. Burgaç yönlendiricisi tüm sıvı oksijen besleme yolu boyunca monte edilmisti. Böylece sıvı sarmalından kaynaklanan etrafa saçılma azaltılacak ve gazların ulastırılan sıvı oksijen tankında hapsedilmesi önlenecekti.



                                     

5.2. Bilesenler IçTank

Içtank, harici tankın sıvı oksijen ile sıvı hidrojen tanklarını birbirine bağlayan yapısal bağlantısıdır. Içtankın ana görevleri itme için gerekli yakıtları katı roket iticileri ve tanklara ulastırmak ve dağıtmaktı.

Içtank yapısından ayrı olarak iki katı roket itici bağlantı yerleri birbirinden 180° mesafede bulunurlardı. Içtank yapısı boyunca kiris tutturularak bağlantı yerlerine yerlestirilirdi. Katı roket iticileri ateslendiği zaman bu kirisler yüksek stres yükü nedeniyle bükülürler. Daha sonra bu yükler diğer donanıma aktarılırdı.

Birbirine bitisik katı roket itici bağlantı donanımları büyük halkasal yapıdadır. Daha sonra yükler donanımdan büyük halkasal yapılara aktarılır. Daha sonra bu büyük halkasal yapılar açısal yükleri içtank yüzeyine tasır. Içtank yüzeyinin itme paneli olarak adlandırılan iki paneli, açısal katı roket itici itis yüklerini sıvı oksijen ve sıvı hidrojen tanklarına ve yakın içtank yüzey panallerine dağıtır. Bu yakın paneller 6 adet sert kiris panellerden olusmaktadır.

Içtankın baska bir görevi de görev ekipmanlarının bulunduğu bölgeyi korumaktır.



                                     

5.3. Bilesenler Sıvı Hidrojen Tankı

Sıvı hidrojen tankı, harici tankın alt bölümünde bulunmaktadır. Bu tank 4 adet silindirik varil bölümlerinden olusmaktadır. Hidrojen tankının bir üst bir de alt kubbe olmak üzere iki bölüme ayrılmıstır. Varil bölümleri 5 büyük halkasal yapılarla bir araya getirilmistir. Bu halka yapılar yükleri ulastırıp dağıtımını yapmaktadır. Üst kubbeden varil yapısına, içtank yapısı boyunca etki eden tüm yükleri aktarır ve ayrıca sıvı hidrojen tankını içtanka bağlayan bir falanjdır. Büyük alt halkası, yörünge aracının uyarılmıs yüklerini alt yörünge aracı destek kirislerinden ve uyarılmıs katı roket itici yüklerini alt katı roket itici destek kirislerinden alırdı. Geriye kalan 3 halka yapı yörüngenin itici yüklerini ve sıvı oksijen besleme hattı destek yüklerini dağıtır. Yapılardaki yükler daha sonra varil yüzey panelleri boyunca dağıtılır. Sıvı hidrojen tankının hacmi 29.3 psi basınçta 1.514.6 m³ ve −252. 8 °C −423 °F sıcaklığındadır.

Üst ve alt kubbeler aynı tarzda eliptik sekle sahiptirler. Üst kubbenin montaj donanımı, sıvı hidrojen valf deliği, sıvı hidrojen basınç tesisat hattı ve elektriksel besleme tesisatı ile birlesiktir. Alt kubbede sıvı hidrojen besleme hattı ekranına ulasabilmek ve sıvı hidrojen besleme hattını desteklemek için bir mekanizma kontrol deliği bulunur.

Sıvı hidrojen tankında türbülanstan dolayı olusabilecek sıçramaları azaltmak ve sıvı hidrojen tankına aktarılan gazların sıkısmasını önlemek için girdap bölmesi bulunur. Bu bölme alt kubbedeki sıvı hidrojen tankının sıvı akıs borusunun çıkıs ağzında yer almaktadır. Bu çıkıs yolu sıvı hidrojeni 430 mm lik bir hat boyunca sol alt göbeğe aktarır. Sıvı hidrojen besleme hattı akıs hızı saniyede uzay mekiği ana motorları ile birlikte %104 oranıyla 211 kilogramdır veya saniyede 2.988 m³’tür.

                                     

5.4. Bilesenler Termal Koruma Sistemi

Harici tank termal koruma sistemi, püskürtülen izolasyon sistemi, önceden olusmus olan köpük kalıntıları ve önceden eriyip kalıplasan kalıntılardan olusmaktadır. Ayrıca bu sistemde fenolik ısı yalıtkanları kullanılarak hava sıvılasması engellenmektedir. Sıvı hidrojen tankı bağlantıları için ısı izolasyonları, açıkta kalan metallerin hava sıvılasmasına maruz kalmasını engellemek ve sıvı hidrojene ısı akısını önlemek için gereklidir. Isınan sıvı oksijen bazı termal gereksinimlere yol açarken sıvı oksijen tankının üst alüminyum bölgeleri hava ısınmasından önlenmesi gerekmektedir. Bu sırada alt bölgelerdeki izolasyonlar sıvılasan havanın içtankta birikmesini önlemektedir. Oksijen tankının orta silindir ve itici gaz hatlarının derin bölgelerde nemden kaynaklı olusabilecek don birikmelerine direnmesi gerekecek. Fakat yörünge aracı serbest buzul kırılmalarından dolayı hasar görmeyecektir. Termal koruma sisteminin ağırlığı yaklasık olarak 2.188 kg’ dır.

Harici tank ısı koruma sisteminin gelisimi sorunsal bir süreçtir. Köpük uygulamasındaki aksilikler sık görülmeye baslamıstı. Bunlar güvenlik unsurları yerine değisimler olarak ele alındı. NASA, köpük bölümlerin uçus sırasında sökülmesini önlerken çok zorluk çekmistir. Yasanmıs olan bu sorunlar:

  • STS-4, 1982: Çıkıntılı Hava Yükü PAL rampa kaybı. 40 dösemenin tamamen yenilenmesi gerekti.
  • STS-62.1994: Destek rampasının bir bölümü zarar gördü.
  • STS-50, 1992: Destek rampa kaybı meydana geldi. 20x10x1 cm’ lik döseme hasarı olustu.
  • STS-27, 1988: Nereden olduğu belli olmayan büyük bir kaybın tüm dösemelerin kaybına sebep oldu. Yüzlerce küçük kayıplar meydana geldi.
  • STS-32, 1990: Destek rampa kaybı gözlemlendi. Bes bölmede 70 cm çağında bosluklar meydana geldi. Buna ek olarak döseme hasarları da olustu.
  • STS-7, 1983: 50x30 santimetrelik bir destek rampası kaybı görüntülendi ve ayrıca düzinelerce bölme kaybı oldu.
  • STS-1, 1981: Kabin ekibi, beyaz bir maddenin yörünge aracı-harici tank uçusu sırasında pencereler boyunca aktığını raporlamıslardır. Ekip bu akısın boyutunu çeyrek inç ile bir avuç boyutunda olduğunu vurgulamıstır. Inis sonrası raporunda bilinmeyen bir noktadan muhtemel köpük kaybı olduğu belirtildi ve 300 dösemenin çesitli sebeplerden dolayı tamamen değistirilmesi gerekiyordu.
  • STS-5, 1982: Yüksek miktarda döseme kaybına devam edildi.
  • STS-52, 1992: Destek rampasının bir bölümü olan kaldıraç rampası zarar gördü. Toplamda 290 döseme hasar gördü. Bunlardan 16’ sı 1 inç2.54 cm’ ten büyük parçalardı.

1995 yılında kloroflorokarbon-11 CFC-11 büyük alanlardan geri alınmaya baslandı. Makinedeki püskürtülmüs köpükler, Çevre Koruma Ajansı tarafından 610 numaralı maddesi uyarınca Açık Hava Anlasması gereğince kullanımını yasaklamıstır. Bunun yerine hidrokloroflorokarbon olarak bilinen HCFC-141b’ nın genel kullanımı ve uzay mekik programında da kullanılması için onay verilmistir. Detaylı bölümler tek el ile püskürtme yapılana kadar arta kalan bölümlerde CFC-11 kullanımına devam edilecekti. Bu bölgelerde sorunlu destek ve Çıkıntılı Hava Yükü rampalarının yanı sıra birkaç kiris ve arayüz bulunmaktaydı. Destek rampasındaki tank bölümü için uygulanan köpük islemi 1993 yılından beri hiç değismemistir. Yeni köpük olarak bilinen HCFC-141b ilk olarak 1996 yılında STS-79’ un harici tankının ET-82 alt kubbesinde kullanıldı. HCFC-141b’ nin kullanım alanı harici tanka kadar genisletildi. Ve ayrıca tankın büyük bölümünde de uçusunu 1997 yılında STS-86 ile gerçeklestiren harici tank ET-88 ile birlikte kullanılmaya baslandı.

STS-107’ nin 16 Ocak 2003’ teki kalkısı sırasında tankın destek rampalarından birinden bir parça köpük izolasyonu kopmustu. Bu kopan parça saatte birkaç mil hızla Columbia Uzay Mekiği’ nin ön kanat kenarına çarptı. Bu çarpmanın etkisiyle sol kanadın karbon-karbon paneli ile güçlendirilmis ön kenarına büyük zarar vermisti. Yaklasık olarak basketbol topu büyüklüğünde bir parça birkaç gün sonra atmosfere giris sırasında asırı ısınmıs gazın kanadın muazzam yapısından içeriye girmesine sebep olmustu. Bunun sonucunda Columbia Uzay Mekiği’ nin yok olmasına ve tüm mürettebatının ise ölümüne sebep olmustur. Raporlara göre harici yakıt tankı ET-93, BX-250 ile insa edilmisti ve kapanıs köpüğünde HCFC-141b yerine CFC-11 kullanılmıstı. 2005 yılında, STS-144’ teli köpük dökülmesi problemi tamamiyle çözülememisti. Tankın üzerine monte edilen fazladan kameralar, bir parça köpüğün Çıkıntılı Hava Yükü PAL rampasından ayrıldığını kaydetti. Bu Çıkıntılı Hava Yükü PAL rampalar, havanın düzensizce tankın kablo kanallarının ve yükselis sırasında basınç hatlarının altında akmasını önlemek için yapılmıstı. Çıkıntılı Hava Yükü PAL rampalar, manuel spreyli köpük katmanlardan olusmaktaydı ve bunlar enkaz yığınına daha çok benzemeye baslamıstı. Bu parça yörünge aracıyla hiçbir etkilesim içine girmemisti.

Raporlar STS-114’ ün görev baslangıcıyla es zamanlı olarak yayımlanarak öneriler sundular. Bu raporlarda harici tankın değisimi sırasında oldukça fazla bakım yapılması ve yükseltmenin Discovery’ nin dönüsü uçus görevinde köpük kaybına neden olacağı vurgulandı. Fakat 3 uzay mekiği görevi kabul edilebilir seviyedeki köpük kaybı ile yürütülmüstür.Fakat STS-118’ in üzerinden 10 cm çapında bir parça köpük veya buz tankın besleme hattı bağlantı yeri kösesinden ayrılmıstı. Bu kopan parça alt desteklerden birine ve kanadın alt tarafına çarpmıstı. Ve ayrıca iki dösemeye de hasar vermisti. Bu hasar tehlikeli olarak kabul edilmemisti.



                                     

6.1. Donanım Havalandırma ve Tahliye Vanaları

Her bir itici gaz tankının üst en uç bölgesinde havalandırma ve tahliye vanaları bulunmaktadır. Bu çift is görebilen vana, kalkıstan önce havalandırma için ve uçus sırasında sıvı hidrojen tankının bos bölümlerinde basıncın 38 psi’a ulasmasından dolayı veya sıvı oksijen tankındaki basıncın 25 psi’a ulasması durumlarında yerde bulunan destek ekipmanlarıyla açılabilmektedir.

Sıvı oksijen tankı, en üst bölümünde ayrılmıs piroteknik olarak çalısan itis düsürücü havalandırma valfi bulunmaktadır. Ayrılma bölümünde itis düsürücü havalandırma valfi açılır. Bu sayede bir itme sağlayarak ayrılma manevrasına ve daha iyi bir kontrol ile harici tankın aerodinamik girisini daha iyi kontrol edilmesine yardımcı olur.

Her iki alt harici tank orta destek levhaları yörünge aracındaki uyumlu levhalar ile eslesir. Bu levhalar merkez boyunca eslesmenin sürdürülmesine yardımcı olmaktadır. Merkez levhalarındaki fiziksel güç, merkez levhaların birbirine kenetlenmesiyle sağlanır. Yörünge aracının genel amaçlı bilgisayarları ile harici tankın ayrılması için komut verilirken aralarındaki bağlantı vidaları piroteknik cihazlarla yerlerinden ayrılır. Harici tankta bes adet merkez itis valf bulunmaktadır. Bu valfler yörünge aracı merkeziyle arayüzdür. Iki tanesi sıvı oksijen tankı için ve diğerüç tanesi ise sıvı hidrojen tankı içindir. Sıvı hidrojen tankı için olan bir valf sıvı oksijen diğeri ise gaz halindeki oksijen içindir. Bunun yanı sıra sıvı hidrojen tankındaki iki valf sıvı hidrojen diğer bir valf ise gaz halindeki hidrojen içindir. Ortalama çaptaki sıvı hidrojen merkezi deviradim merkezidir ve sadece sıvı hidrojenin fırlatmadan önce ısısını düsürmek için kullanılır.

Harici tank dolduğu zaman asırı hidrojen gazı açılabilen destek kolundan sabit servis yapısına kadar olan büyük genislikteki merkez bağlantılı borulardan yardımıyla havalandırılır. Bu boruların harici tank ve servis yapısı arasındaki bağlantı yer merkez tasıyıcı levhaları ile yapılmıstır. Sensörler merkezi yer tasıyıcı levhalarına yüklenerek hidrojen seviye ölçümü yapılır. STS-80, STS-119, STS-127 ve STS-133’ ün geri sayımı bağlantılarda meydana gelen hidrojen sızıntısı nedeniyle durduruldu ve birkaç hafta ertelenmesine sebep oldu. Bu sebeple tankların tamamiyle bosaltılması ve bosaltılan hidrojenin helyum gazı üzerinde arıtılması temizlenmesi gerekiyordu. Bu süreç teknisyenlerin denetlemesi ve problemleri çözmesinden önce yapılarak yaklasık olarak 20 saat sürüyordu.

Sabit servis yapısında bulunan döner kol a bir kapak yerlestirilerek harici tankın oksijen tankının üst havalandırmasını geri sayım boyunca kapar ve fırlatmadan iki dakika önce geri çekilir. Bu kapak hacri tank içerisinde büyük buz kütleleri olusturan oksijen buharını emer. Böylece yörünge aracının kalkıs esnasında termal savunma sistemi korunmus olur.

                                     

6.2. Donanım Sensörler

Toplamda sekiz adet itici bosaltma sensörü bulunmaktadır. Bunlardan dört tanesi yakıt ve yükseltgenler içindir. Yakıt bosaltma sensörleri yakıt tankının üst kısmında yer almaktadır. Yükseltgeyici sensörler yörünge aracındaki sıvı oksijen besleme hattının bağlantısının asağı dağıtım besleme hattı bağlantısıyla kesildiği yere monte edilmistir. Uzay mekiği ana motorlarının ateslenmesi sırasında yörünge aracı genel amaçlı bilgisayarları aracın iticilerin kullanımından dolayı olan anlık ağırlığını hemen hesaplamaktadır. Normalde ana motorun kapatılması önceden belirlenmis hıza bağlı olarak yapılmaktadır. Fakat herhangi iki yakıt veya yükseltgeyici sensörler nemli bir hava hissederse ana motorlar hemen kapatılacaktır. Sıvı oksijen sensörlerinin konumu maksimum miktarda yükseltgenin kullanılmasını sağlamaktadır. Bu sırada motorların yükseltegiycilerin kavite pompalamadan önce kapatılması için yeterli zaman sağlamaktadır. Buna ek olarak 500 kilogram sıvı hidrojen üst ve alt bölümlere yüklenmis olur. Bu miktardaki sıvı hidrojen için 6-1’ lik bir yükseltgeyici/ana motor karısımı bir oran gereklidir. Bosaltma sensörlerinden devre dısı bırakılma zengin yakıt sağlamaktadır. Yükseltgeyici bol motorların kapatılması yanmalara sebep olur ve ana motor bilesenlerinde keskin asınmalara sebebiyet vermektedir. Bunlarla beraber aracın inflak etmesine ve mürettebatın ölümüne sebep olabilir.

Yakıt bosaltma sensörlerinin açıklanamamıs hatalı okumaları birkaç uzay mekiği fırlatmalarınının ertelenmesine sebep olmustur. Bunlardan en dikkat çekeni ise STS-122’ dir. 18 Aralık 2007’ de depolama testi, sensörlerden ziyade kablolama hattı bağlayıcısında basarısızlığa sebep olabilecek hatalar belirledi.

Dört basınç sensörü sıvı oksijen tankının en tepesine konumlandırılmıstı ve sıvı hidrojen tankları fire veren basınçları görüntülüyordu. Ayrıca harici tank iki adet elektriksel gövdeye sahipti. Bu bölgede, elektriksel güç yörünge aracından tanka ve iki katı roket iticilerine tasınıyordu.

Harici tankta dıs kameralar bulunyordu. Bu kameralar vericilerle birlikte mekiğin destek bağlantılarına monte edilmislerdi. Bu kameralar uzay mekiği ve harici tankın ayrılmasından sonra bile video kayıtları göndermeye devam edebiliyordu.

                                     

6.3. Donanım Menzil Güvenlik Sistemi

Önceki tanklarda menzil güvenlik sistemi bulundurularak gerektiğinde iticilerin tankta yayılmasını sağlanırdı. Bu sistemde bir güç bataryası kaynağı, bir alıcı, antenler ve teçhizat bulunurdu. STS-79 ile birlikte bu sistem kullanım dısı bırakıldı. Daha sonra STS-88’ den itibaren tamamen tüm uçuslardan kaldırıldı.

                                     

7. Gelecekte Kullanımı

1990 yılında öne sürülen bir fikre göre harici tank Ay’ da kullanılabilecek bir yasam alanı olarak veya uzay aracı terminali olarak kullanılabilirdi. Fakat bu öneriler hayata geçirilemedi.

Uzay mekiklerinin 2011 yılında kullanımdan kaldırılmasıyla NASA, planladığı TakımYıldız Programı’ nı hayata geçirmeyi planlıyordu. Bu planda Apollo’dan türetilmis bir uzay aracı olan Orion kullanılacaktı. Ayrıca uzay mekiğine benzer iki adet fırlatma aracı kullanılacaktı. Ares-I aracındaki gibi mürettebat tasıyacak bir araç ve Ares-V kargo aracı gibi ağır yükleri tasıyabilecek bir araç olacaktı.

Ares-I ve Ares-V’ in ilk bölümlerinde bes kademeli katı roket iticileri bulunurken yapılan harici tankın Ares-I’ in ikinci kısmı, Ares-V’ in ise ilk kısmı kullanılıyordu. Ares-I ile harici tankın hacmi karsılastırıldığında ise Ares-I’ in yaklasık olarak 98.000 litre sıvı oksijen tasıma kapasitesi bulunurken harici tankın sıvı oksijen tasıma kapasitesi ise 550.000 litre’ ydi. Yaklasık olarak bes katı bir tasıma kapasitesine sahipti.

Ares-V’ in ilk bölümü bes adet RS-68 roket motorlarıyla donatılmıs olacaktı bu roketler Delta IV aracındada kullanılmıstır. Bu roket motorlarının çapı 10 metre’ ydi. Ayrıca Saturn-V’ roketindeki S-IC ve S-II bölümleri kadar da genisti. Iç harici tankın aynı yapısında sıvı oksijen ve hidrojen tanklarını biribirinden içtank yapısıyla ayıracak olusturulacaktı fakat sıvı oksijen ve hidrojeni doğrudan dolumu ve bosaltımının uzay mekiğinde sıvı hidrojen için olduğu gibi bir katlanabilir kol ile sıvı oksijen bosaltım yolu boyunca yapılması gerekiyordu aracın üç iç bölümü tasarımı nedeniyle bir bere gibi islevsizdi.

Diğer taraftan Ares-I’ in ilk bölümü harici tankta kullanıldığı gibi sadece yalıtım köpüğüyle kaplanacaktı. NASA, 2066’ da tasarımı yeniden gözden geçirerek Ares-V ve uzay mekiği harici tankında planlandığı gibi yük kaybı ve maliyeti düsük tutmak için ikinci bölümün iç yapısını tekrar tasarlayacaklardı. Bunu ise Saturn-V roketinde basarıyla kullanılan S-II ve S-IVB kombinasyonundaki gibi sıvı hidrojen ve oksijen tanklarının iticilerle birlikte ayıracak ortak bir gemi gövdesi kullanılacaktı. Uzay mekiğindeki doldur/bosalt sistemi gibi aynı kombinasyona sahip Ares-V’ ten farklı olarak Ares-I’ in sistemi Saturn IB ve Saturn-V roketlerinde kullanılan geleneksel doldur/bosalt sistemi kullanılacaktı. Fakat hızlı katlanabilir kolları ateslenme sırasında hızın çok siddetli artması nedeniyle Ares-I katı roket iticilerinin ateslenmesi beklenecek.

Normalde Ares-I ve Ares-V’ te çöp sayılan uzay mekiği ana motorları gelistirilerek kullanılması öngörülüyordu. Fakat R&D düsük fiyatını korumak ve Ares-I ve Orion araçlarını 2011’ de NASA yöneticisi Michael D. Griffin’ in planladığı fırlatma programını sürdürmek için NASA, Ares-V için RS-86 motoru ve Ares-I için ise daha üst bir model J-2 motoru kullanacaktı. RS-68 motorlarının kullanılması Ares-I’ in genisliğinin 8.72 metreden 10.06 metreye çıkması ekstra iticilerin yerlestirilmesini gerektirecekti. Bu sırada Ares-I yeniden konfigüre edilerek besinci katı roket segmenti olan J-2X eklendi. J-2X, uzay mekiği ana motorlarından daha az itme gücüne sahip roket motorları olarak biliniyor. Pazarın olmaması sebebiyle NASA basitlestirilmis RS-68 güçlü itici motorları kullanarak yaklasık olarak 38 milyon dolarlık bir tasarruf sağlamıs olduateslenmek için yeniden düzenlendi ve uzay mekiği ana motorları gibi çalısmaya basladı. Bu sırada Ares-I uzay mekiği ana motorları için yüksek maliyetli baslatılabilir hava testleri kaldırıldıJ-2X ve ondan öncekiler havada ve 0 yerçekimli ortama yakın bölgede çalısmaya baslardı.

DIRECT projesi uzay mekiği türevli araçlara alternatifti. Buna göre gelistirilmis, normal genislikte, harici tank ile birlikte üç uzay mekiği ana motoru ve iki adet katı roket itici motoru bulunan mürettebat fırlatma aracıydı. Aynı araç aynı zamanda ekstra bir uzay mekiği ana motoruyla ve bir EDS üst bölümünden olusan bir kargo fırlatma aracıydı. Yaklasık olarak 16 milyar dolarlık bir tasarruf sağlanmakla beraber NASA’ nın is kayıplarını önlemek, eski mekikleri kaldırmak ve 5 yıldan uzun süreli insanlı derin uzay uçus sürelerini 2 veya daha az süreye indirmek planlanıyordu.

                                     

8. Uçurulmayan Donanımlar

LWT’ nin eski versiyonu olan ET-94 su an Michoud Birlestirme Merkezi, New Orleans B103’ de bulunan bir tasıyıcı içinde tutulmaktadır. 2018 yılında Samuel Oschin Hava ve Uzay Merkezi açıldığında ET-94 uzay mekiği Endevaour ile birlikte California Bilim Merkezi’ nde sergilenecek. Diğer üç harici tank üretici durdurana kadar hazırlık asamasındaydı. ET-139 üretimin en önemli noktasındaydı. Aynı zamanda ET-140 ile ET-141’ de bu konumdaydılar.

                                     

9. Kaynakça

1. "External Tank". NSTS 1988 News Reference Manual. NASA. September 1988. Retrieved 2014-01-19.

2. 7 Nisan 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi. astronautix.com NASA Report, Utilization of the external tanks of the space transportation system Mayıs 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi.

3. "The Very Large Space Telescope VLST". SOMTC - Advanced Concepts Studies. NASA. Archived from the original on May 12, 2013.

4. D. Portree - Space Shuttle with Aft Cargo Carrier - Beyond Apollo wired.com

5. "External Tank". Science.ksc.nasa.gov. Retrieved 2010-11-25.

6."Columbias White External Fuel Tanks". Space.com.

7.National Aeronautics and Space Administration "NASA Takes Delivery of 100th Space Shuttle External Tank." Press Release 99-193. 16 Aug 1999.

8. "FACT SHEET SPACE SHUTTLE EXTERNAL TANK" April 2007

9."External Fuel Tank by the Numbers". Lockheed Martin. Archived from the original on July 22, 2007.

10."STS-7". Astronautix.com. Retrieved 2010-11-25.

11.Insulation problems seen before Archived July 15, 2007, at the Wayback Machine.

12.Bridis, Ted. "Foam called a concern on flight before Columbia," Deseret News Salt Lake City, Mar. 22, 2003, pp. 1: 11 Subat 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi.

13.Columbia Accident Investigation Board Report, Volume 2, Appendix D, Section 11.3 and figure 11-1, p222, Columbia Accident Investigation Board,

14."The Ground Umbilical Carrier Plate". NASA.

15."NASA eyes faulty gauge wires as source of shuttle problems". AFP. 2007-12-18.

16. King CB, Butterfield AJ, Hypes WD, Nealy JE, Simonsen LC 1990. "Lunar habitat concept employing the space shuttle external tank". Journal of Spacecraft and Rockets 27 3: 225–6. PMID 11539123.

17. "SHUTTLES THROWAWAY EXTERNAL TANK -- INSTEAD, COLLECTING AND USING THEM IN ORBIT".

18.NASA launch schedule, accessed 2009/09/23

19."The California Science Centers External Tank". californiasciencecenter.org. Retrieved 2015-05-29.

20. "Completed SD HLV assessment highlights low-cost post-shuttle solution". Nasaspaceflight.com. 2010-06-18. Retrieved 2010-11-25.

21."Downstream shuttle planning: CLFs, AMS noted, MAF working on extra ETs". Nasaspaceflight.com. 2009-02-11. Retrieved 2010-11-25.