Die drei Space Shuttle Main Engines sorgen in Verbindung mit den Solid Rocket Boosters für den Schub, der den Orbiter für den ersten Aufstieg vom Boden abhebt. Die Haupttriebwerke sind nach dem Start noch 8,5 Minuten lang in Betrieb, das ist die Dauer des Motorfluges des Shuttles.
Bild links: Die Haupttriebwerke des Space Shuttle liefern einen Teil des Schubs, der das Shuttle in die Umlaufbahn bringt. Klicken Sie auf das Bild, um ein Video vom Zünden der Triebwerke beim Start abzuspielen (kein Ton). Bildnachweis: NASA
Nach dem Abwurf der Feststoffraketen sorgen die Haupttriebwerke für den Schub, der das Shuttle in nur sechs Minuten von 4.828 Stundenkilometern auf über 27.358 Stundenkilometer beschleunigt, um die Umlaufbahn zu erreichen. Sie erzeugen zusammen einen maximalen Schub von mehr als 1,2 Millionen Pfund.
Während das Shuttle beschleunigt, verbrennen die Haupttriebwerke eine halbe Million Gallonen Flüssigtreibstoff aus dem großen, orangefarbenen externen Treibstofftank. Die Haupttriebwerke verbrennen flüssigen Wasserstoff – mit minus 423 Grad Fahrenheit (minus 252,8 Grad Celsius) die zweitkälteste Flüssigkeit auf der Erde – und flüssigen Sauerstoff.
Die Abgase der Triebwerke bestehen hauptsächlich aus Wasserdampf, wenn sich der Wasserstoff und der Sauerstoff verbinden. Während sie das Shuttle in die Umlaufbahn schieben, verbrauchen die Triebwerke flüssigen Treibstoff in einer Geschwindigkeit, die ein durchschnittliches Familienschwimmbecken in weniger als 25 Sekunden entleeren würde, und erzeugen dabei über 37 Millionen PS. Ihre Turbinen drehen sich fast 13 Mal so schnell wie ein Automotor, wenn er auf der Autobahn läuft.

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Die Haupttriebwerke entwickeln Schub, indem sie hochenergetische Treibstoffe in einem gestuften Verbrennungszyklus verwenden. Die Treibstoffe werden in zwei Vorbrennern teilweise verbrannt, um Heißgas unter hohem Druck für den Antrieb der Turbopumpen zu erzeugen.
Die Verbrennung wird in der Hauptbrennkammer abgeschlossen. Die Temperaturen in der Brennkammer des Haupttriebwerks können bis zu 6.000 Grad Fahrenheit (3.315,6 Grad Celsius) erreichen.
Bild rechts: Space Shuttle-Haupttriebwerke beim Einbau in die Discovery in der Orbiter Processing Facility im Kennedy Space Center der NASA. Bildnachweis: NASA/Kennedy Space Center.
Jedes Space Shuttle-Haupttriebwerk arbeitet mit einem Flüssigsauerstoff/Flüssigwasserstoff-Gemisch im Verhältnis von 6 zu 1, um einen Schub in Meereshöhe von 179.097 Kilogramm (375.000 Pfund) und einen Vakuumschub von 213.188 (470.000 Pfund) zu erzeugen.
Die Triebwerke können über einen Schubbereich von 65 Prozent bis 109 Prozent gedrosselt werden, was einen hohen Schub während des Starts und der anfänglichen Aufstiegsphase ermöglicht, aber auch eine Reduzierung des Schubs erlaubt, um die Beschleunigung während der letzten Aufstiegsphase auf 3 g zu begrenzen. Die Triebwerke sind kardanisch aufgehängt, um Nick-, Gier- und Rollbewegungen während des Aufstiegs zu steuern.