I tre Space Shuttle Main Engines, insieme ai Solid Rocket Boosters, forniscono la spinta per sollevare l’Orbiter da terra per la salita iniziale. I motori principali continuano a funzionare per 8,5 minuti dopo il lancio, la durata del volo alimentato dello Shuttle.
Immagine a sinistra: I motori principali dello Space Shuttle forniscono parte della spinta che manda lo Shuttle in orbita. Clicca sull’immagine per riprodurre il video dell’accensione dei motori durante il lancio (senza audio). Photo credit: NASA
Dopo che i razzi solidi sono stati lanciati, i motori principali forniscono la spinta che accelera lo Shuttle da 4.828 chilometri all’ora (3.000 mph) a oltre 27.358 chilometri all’ora (17.000 mph) in soli sei minuti per raggiungere l’orbita. Essi creano una spinta massima combinata di più di 1,2 milioni di libbre.
Quando lo Shuttle accelera, i motori principali bruciano mezzo milione di galloni di propellente liquido fornito dal grande serbatoio esterno arancione. I motori principali bruciano idrogeno liquido – il secondo liquido più freddo sulla Terra a meno 423 gradi Fahrenheit (meno 252,8 gradi Celsius) – e ossigeno liquido. Mentre spingono lo Shuttle verso l’orbita, i motori consumano combustibile liquido a una velocità che drenerebbe una piscina familiare media in meno di 25 secondi, generando oltre 37 milioni di cavalli. Le loro turbine girano quasi 13 volte più velocemente del motore di un’automobile quando gira a velocità autostradale.

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I motori principali sviluppano la spinta utilizzando propellenti ad alta energia in un ciclo di combustione a stadi. I propellenti sono parzialmente bruciati in due prebruciatori per produrre gas caldo ad alta pressione per azionare le turbopompe.
La combustione è completata nella camera di combustione principale. Le temperature nella camera di combustione del motore principale possono raggiungere i 6.000 gradi Fahrenheit (3.315,6 gradi Celsius).
Immagine a destra: Motori principali dello Space Shuttle in fase di installazione sul Discovery presso l’Orbiter Processing Facility al Kennedy Space Center della NASA. Credito fotografico: NASA/Kennedy Space Center.
Ogni motore principale dello Space Shuttle funziona con un rapporto di miscela di ossigeno liquido/idrogeno liquido di 6 a 1 per produrre una spinta a livello del mare di 179.097 chilogrammi (375.000 libbre) e una spinta a vuoto di 213.188 (470.000 libbre).
I motori possono essere regolati su una gamma di spinta dal 65% al 109%, che fornisce un alto livello di spinta durante il decollo e la fase iniziale di ascesa, ma permette di ridurre la spinta per limitare l’accelerazione a 3 g durante la fase finale di ascesa. I motori sono cardanici per fornire il controllo di beccheggio, imbardata e rollio durante l’ascesa.