Space Shuttle bol americký pilotovaný kozmický raketoplán používaný na lety do vesmíru vládnou organizáciou NASA. Mal sa stať jednou zo súčastí projektovaného komplexného kozmického dopravného systému STS (Space Transportation System), ktorý však nebol realizovaný.
Raketoplán – päť plne prevádzkyschopných exemplárov – projektovala a postavila firma Rockwell International, Space Systems Group (teraz Boeing North American), Palmdale, Kalifornia (USA). Lety boli riadené z riadiaceho strediska MCC (Mission Control Center) v Johnsonovom vesmírnom stredisku (NASA Lyndon B. Johnson Space Center) v Houstone, Texas (USA) pre NASA Office of Space Flight, Washington (USA). Space Shuttle bol prvou z veľkej časti znovupoužiteľnou kozmickou pilotovanou loďou na svete. Z troch jeho základných častí sa pri nutnej údržbe opakovane dali použiť dve. Počas 30-ročnej histórie sa v programe uskutočnilo 135 letov, z ktorých dva skončili tragicky.
Pôvod názvu Prvé slovo názvu, space, je skrátením dvojslovného termínu outer space, teda vesmír; druhá časť, shuttle, v pôvodnom význame slova znamená člnok tkáčskeho stavu alebo šijacieho stroja, teda súčiastku vykonávajúcu nepretržitý pohyb tam a späť; v americkej angličtine je v prenesenom význame používaný na označenie dopravného prostriedku kyvadlovej prepravy (napr. vlak, autobus, loď a pod.). V spojení space shuttle teda znamená dopravný prostriedok pre kozmickú kyvadlovú prepravu.
Popis raketoplánu Kompletný raketoplán pri jeho štarte tvorili tri časti: dva pomocné štartovacie stupne SRB (Solid Rocket Boosters); odhadzovacia nádrž ET (External Tank); družicový stupeň (Orbiter), vybavený hlavnými motormi SSME (Space Shuttle Main Engines).
Celková dĺžka zostavy raketoplánu Space Shuttle pri vzlete bola . Vzletová hmotnosť sa pri jednotlivých exemplároch a ich misiách líšila a pohybovala sa približne okolo 2 050 ton. Pristávacia hmotnosť tiež kolísala a závisela najmä na množstve nákladu dopravovaného naspäť na Zem; zvyčajne sa pohybovala od 90 do 115 ton. Nosnosť družicového stupňa raketoplánu bola v začiatkoch programu okolo 29,5 ton nákladu pri štarte a 14,5 ton pri pristávaní. Neskoršou modernizáciou sa nosnosť ešte zvýšila.
Štartovacie stupne SRB
Štartovacie stupne a ich motory vyvinula a vyrábala firma Thiokol (teraz Morton Thiokol, súčasť koncernu Alliant Techsystems, Inc.), Brigham City, Utah (USA).
Väčšiu časť každého zo štartovacích stupňov SRB (Solid Rocket Booster) s dĺžkou , priemerom a vzletovou hmotnosťou 590 ton (prázdna hmotnosť 87 ton) tvorí raketový motor SRM (Solid Rocket Motor) spaľujúci tuhé pohonné látky, zmes tvorenú 12,04 % polybutadienakrylátu, 16,00 % práškového hliníka a 69,6 % chloristanu amónneho; ďalej 0,40 % oxidu železitého ako katalyzátora a 1,96 % epoxidového vytvrdzovača. SRB boli prvé raketové motory na svete, ktoré sa použili pri pilotovaných letoch, a v čase zavedenia do prevádzky boli tiež najväčšie raketové motory na tuhé pohonné hmoty na svete.
Stavebne sa motory skladajú zo štyroch segmentov, ktoré boli zostavované dohromady až na kozmodróme. Horný segment obsahuje iniciačnú a zážihovú zložku, k spodnému je pripojená vychyľovateľná ablatívne chladená expanzná dýza. Doba činnosti motorov SRB pevne daná množstvom pohonnej látky bola približne 120 sekúnd. Každý z motorov SRB v okamihu vzletu raketoplánu vyvíjal ťah 11,8 MN. Prierez stredového kanálu palivového zrna má tvar jedenásťcípej hviezdy; po ohorení cípov, zhruba v T +50 s po štarte, sa ťah motoru samovoľne znižoval.
Na povrchu spaľovacej komory SRM boli lineárne nálože, ktoré by sa v prípade havárie raketoplánu počas štartu odpálili, rozpolili spaľovaciu komoru a tým ukončili činnosť motora pre prípad, že by dopadol na obývané miesta.
Nad horným segmentom je pod kužeľovým aerodynamickým krytom umiestená časť riadiacej elektroniky a padákový systém, umožňujúci bezpečné pristátie spotrebovaných motorov na morskú hladinu. Ďalšia časť elektroniky je umiestnená v priestore okolo expanznej dýzy, kde je tiež umiestnené turbočerpadlo hydrauliky na vychyľovanie dýzy motora. V hornom a spodnom prístrojovom úseku sú tiež umiestnené vždy štvorice malých raketových motorov na rýchle oddelenie SRB od externej palivovej nádrže ET.
Stupne SRB boli z boku pripojené k externej nádrži ET prostredníctvom troch rúrkových konštrukcií, jednej v prednej a dvoch v zadnej časti SRB.
Po dokončení práce SRM vo výške sa výbušnými skrutkami oddelili spoje s nádržou ET a zapálili sa dve štvorice pomocných raketových motorov, ktoré SRB vzdialili do bezpečnej vzdialenosti od raketoplánu. SRB zotrvačnosťou vystúpili do výšky okolo . Potom sa voľným pádom vracali na zem. Vo výške sa odhodil predný aerodynamický kryt a vypustil sa výťahovací a napokon aj stabilizačný padák s priemerom . Vo výške sa odhodil stabilizačný padák a otvorili sa tri hlavné padáky, každý s priemerom . Tie zaistili pristátie SRB rýchlosťou /s, približne od miesta štartu. Vzduch vnútri spaľovacej komory zaistil, že po dopade na vodnú hladinu sa nepotopili. Potom boli odvlečené záchrannými loďami do Port Canaveral, kde boli odovzdané na demontáž a opätovné naplnenie tuhými pohonnými látkami. Predpokladalo sa ich desaťnásobné opakované použitie.
SRB sa prevážali železnične do firmy Thiokol do Utahu kvôli rozmerom demontované. Po naplnení a prevezení späť na Floridu boli znova zmontované. Práve zlyhanie tesnenia medzi jednotlivými segmentami SRB bolo príčinou havárie raketoplánu Challenger.
Externá palivová nádrž ET
250px|thumb|left|Externá palivová nádrž raketoplánu Atlantis pri misii STS-110
Externú palivovú nádrž ET vyvinula firma Martin Marietta (teraz Lockheed Martin) a vyrábali sa v továrni Michoud Assembly Facility blízko New Orleans, LA (USA).
Nádrž ET bola jedinou časťou raketoplánu, ktorá sa nedala opakovane použiť. Je valcovitého tvaru so spodným sférickým dnom a zašpicateným vajcovitým vrcholom. Jej celková dĺžka je a priemer . V skutočnosti sa skladá z dvoch oddelených nádrží. Spodná s objemom nesie zásoby kvapalného vodíka (), predná s objemom zásoby kvapalného kyslíka () pre motory SSME.
Bola vyrábaná v troch základných modifikáciách. Prvá z nich, použitá pri prvých siedmich štartoch raketoplánu, mala prázdnu hmotnosť približne 35 ton. Odľahčená verzia tejto nádrže je označovaná LWT (Light-Weight Tank) s hmotnosťou približne 31 ton. Medzitým od roku 1998 bola pre lety k Medzinárodnej kozmickej stanici (ISS) používaná ešte viac odľahčená ET, označovaná skratkou SLWT (Super Light-Weight Tank) s prázdnou hmotnosťou približne 30 ton.
Kyslíková nádrž bola počas letu tlakovaná na prevádzkový tlak 240 až 250 kPa. K turbočerpadlám motorov SSME v družicovom stupni bol kyslík dopravovaný rýchlosťou /s (t. j. /s) prívodným potrubím s vnútornou svetlosťou . V potrubí sú umiestnené štyri senzory predčasného spotrebovania kyslíka pred dosiahnutím predpísanej rýchlosti. Vodíková nádrž bola počas letu tlakovaná na prevádzkový tlak 22 až 230 kPa. K turbočerpadlám motorov SSME bol vodík dopravovaný rýchlosťou /s (t. j. /s) prívodným potrubím so svetlosťou . V spodnej časti vnútra nádrže boli umiestnené priečky, zabraňujúce pohybu kvapalného vodíka počas letu („špliechanie”), aby sa nenarušovala stabilita zostavy raketoplánu. Na týchto priečkach sú tiež umiestnené štyri senzory predčasného spotrebovania vodíka.
Kyslíková a vodíková nádrž boli spojené valcovou prechodovou časťou z hliníkových zliatin s oceľovými resp. titánovými výstuhami. Na hornom konci vodíkovej nádrže bola z vonkajšej strany pripojená rúrková konštrukcia, ktorou boli nádrže pripútané k spodku družicového stupňa. Ďalšie dve konštrukcie prepájajúce ET s družicovým stupňom sa nachádzali pri spodnom okraji vodíkovej nádrže. V tomto priestore bolo tiež ukončené prívodné potrubia kyslíka a vodíka napojené na palivové rozvody v motorovom priestore družicového stupňa.
Povrch nádrže ET bol pokrytý tepelnou izoláciou hrdzavo hnedej farby z penového polyuretánu plneného rozdrveným korkom, ktorá znižovala odparovanie pohonných látok pred štartom, čiastočne zabraňovala tvorbe námrazy na povrchu nádrže a chránila obsah nádrže pred aerodynamickým ohrevom počas vzletu atmosférou. Niektoré časti povrchu boli chránené proti aerodynamickému ohrevu ablačným materiálom. Pri prvých dvoch štartoch (STS-1 a STS-2) bol povrch izolácie chránený vrstvou bieleho náteru; nepoužitím náteru pri ďalších letoch raketoplánov bolo ušetrených zhruba "mŕtvej" (neužitočnej) hmotnosti.
Odpadnutie väčšieho kusu tejto penovej izolácie a jeho náraz do nábehovej hrany krídla raketoplánu Columbia, ktorú poškodil, bol v závere misie STS-107 príčinou jeho havárie.
Približne 15 s po dosiahnutí suborbitálnej dráhy a vypnutí motorov SSME sa prívodné potrubie rozpojilo a výbušnými skrutkami sa oddelila prepojovacia konštrukcia medzi ET a družicovým stupňom. Družicový stupeň sa manévrom motormi RCS odpútal do bezpečnej vzdialenosti. Odhodená nádrž ET pokračovala v lete po balistickej suborbitálnej dráhe a zanikala v atmosfére.
Družicový stupeň
thumb|right|Raketoplán Discovery pri pohľade z ruskej kozmickej stanice Mir počas misie STS-91
Okrídlený družicový stupeň (orbiter) vyvinul hlavný dodávateľ celého raketoplánu. Bola to najzložitejšia a najdôležitejšia časť celého raketoplánu a zároveň jediná časť, ktorá sa dostala do vesmíru a potom pristála. Ide o jednoplošník s deltovitými krídlami dvojakej šípovitosti s celkovou dĺžkou , výškou a rozpätím . Jeho prázdná hmotnosť je rôzna pri jednotlivých exemplároch (Columbia bola najťažšia) a pohybuje sa okolo 90 ton. Družicový stupeň má tri hlavné konštrukčné časti: predná časť – dvojpodlažná kabína pre posádku; (dĺžka 8,74 metra) stredná časť – trup s nákladovým priestorom; (dĺžka 18,28 metra) zadná časť – motorový priestor s motormi SSME. (dĺžka 5,48 metra)
Priestor pre posádku (7 osôb, v núdzových prípadoch teoreticky až 10 osôb) má objem a v jeho priestoroch je atmosféra normálneho vzduchu s tlakom 1 014 hPa. V jeho hornej časti sa nachádza letová paluba alebo pilotná paluba vybavená 10 oknami, na ktorej sú sústredené prvky riadenia. Nachádza sa tu sedadlo veliteľa letu (vľavo) a pilota (vpravo). Za nimi sú odmontovateľné kreslá pre ďalších členov posádky. Priamo za sedadlom veliteľa je v podlahe priechod na strednú, alebo obytnú palubu. Obytná paluba obsahuje bočný prielez pre nástup a výstup posádky a prielez do nákladového priestoru. Okrem toho je vybavená sanitárnym zariadením, záchodom, kuchynkou a miestami pre odpočinok. Za priečkou v prednej časti obytnej paluby je umiestnená väčšina riadiacej elektroniky vrátane piatich palubných počítačov. Pod podlahou obytnej paluby sa nachádza spodná alebo technická paluba. Je tu klimatizačné zariadenie a systémy podpory života. Do tejto paluby nebol je bežne prístup, posádka sa tam mohla dostať iba po demontovaní podlahových panelov v obytnej palube.
thumb|left|250px|Raketoplán Atlantis prinášajúci časť zariadenia pre Medzinárodnú vesmírnu stanicu
Riadenie systémov raketoplánu zaisťovalo päť hlavných palubných počítačov typu IBM AP-101S (pôvodne AP-101) s výkonom viac ako 1 milión operácií za sekundu a s operačnou pamäťou 256Ki 32-bitových slov. Počas kritických fáz letu, ako je vzlet a pristátie, boli štyri počítače prepojené a navzájom sa kontrolovali. Piaty, vybavený jednoduchším programovým vybavením, slúžil ako záloha.