Режимы аварийного прекращения полёта МТКК «Спейс шаттл» () — особые аварийные процедуры, позволяющие спасти космический корабль «Спейс шаттл» и его экипаж в случае критического отказа оборудования, как правило, во время старта корабля. Типичным сценарием аварии является отказ основного двигателя шаттла (SSME) во время взлёта. Возможность парировать возникшие угрозы жизни экипажа довольно невелика, и существовало всего несколько вариантов действий, которые могли выполняться только на определённых этапах взлёта, а также до или после прохождения плотных слоёв атмосферы. Например, катастрофа шаттла «Колумбия» произошла во время входа в атмосферу, и у экипажа не было возможности предотвратить разрушение корабля или спастись.

Аварии, произошедшие после прохода шаттлом плотных слоёв атмосферы, сравнительно безопасны для экипажа и обычно не классифицируются как аварийное прекращение полёта. Например, проблемы с системой управления полётом или множественные отказы вспомогательной силовой установки могут сделать полёт до посадочной полосы невозможным и вынудить астронавтов покинуть корабль над океаном.

Взлётные аварийные режимы Существовало пять аварийных режимов, доступных в ходе взлёта корабля. Кроме них были доступны также предстартовые аварийные режимы. Все режимы подразделяются на два типа — лёгкие (), если отказ оборудования позволяет совершать управляемый полёт в атмосфере, и тяжёлые (), применяемые при серьёзном отказе оборудования, например, сразу двух-трёх двигателей. Выбор аварийного режима зависит от степени опасности нештатной ситуации и достижимости кораблём резервной посадочной полосы. Аварийные режимы могут парировать большое число возникающих проблем, но наиболее ожидаемой является авария основного двигателя шаттла (SSME), которая приводит к невозможности достижения кораблём орбиты или трансатлантического перелёта, в зависимости от времени аварии и числа отказавших двигателей. Другие возможные проблемы, приводящие к необходимости аварийного прекращения полёта, включают в себя множественные отказы вспомогательной силовой установки (, APU), разгерметизацию кабины и течь во внешнем топливном баке.

Предстартовые аварийные режимы Основные двигатели челнока могут быть выключены, если были запущены при ещё несработавших твердотопливных боковых ускорителях (SRB). Эта ситуация называлась предстартовой отменой полёта () и случалась пять раз в ходе запусков миссий STS-41-D, STS-51-F, STS-51, STS-55 и STS-68. Каждый раз это происходило по команде компьютера, который обнаруживал проблемы с основными двигателями после их запуска, но до срабатывания ускорителей SRB. После срабатывания SRB уже не могут быть отключены, и, следовательно, взлёт шаттла произойдёт даже при аварийных основных двигателях.

Лёгкие аварийные режимы

Существовало четыре лёгких режима аварийного прекращения полёта, из них только один был применён на практике. Лёгкие режимы были разработаны для успешного достижения аварийным кораблём заданной посадочной полосы.

RTLS (Return To Launch Site, Возврат к месту старта) — корабль продолжает подъём до момента отделения ускорителей. Он совершает поворот вокруг поперечной оси, так что основные двигатели работают в направлении, почти противоположном направлению полёта. Этот манёвр происходит на значительной высоте над плотными слоями атмосферы, в почти полном вакууме, и качественно не отличается от манёвра, выполняемого при помощи двигателей системы орбитального маневрирования для схода с орбиты в ходе нормального полёта. Основные двигатели продолжают работу до момента полного гашения взлётной скорости и корабль возвращается назад к точке запуска со скоростью, достаточной для достижения посадочной полосы. Основные двигатели отключаются, внешний бак сбрасывается и корабль производит нормальную планирующую посадку на посадочную полосу Космического Центра Кеннеди. TAL (Transatlantic Abort Landing, Трансатлантическая аварийная посадка) — использовал для приземления аварийного корабля заранее подготовленные площадки в Африке и Западной Европе. Режим предполагался к использованию в случаях, когда скорость, высота и дальность подъёма не позволяли бы возврат к месту старта при помощи RTLS. Также должен был быть использован, когда медленно развивающаяся авария не требовала быстрого, но более тяжёлого по нагрузкам на корабль и экипаж режима RTLS. AOA (Abort Once Around, Возврат после одного витка) — применялся, когда шаттл не мог достичь стабильной орбиты, но набрал достаточную скорость для того, чтобы совершить оборот вокруг Земли и приземлиться. Окно графика для использования этого режима очень невелико — всего лишь несколько секунд между зонами применимости режимов TAL и ATO, и, следовательно, вероятность реализации такого режима была очень мала. ATO (Abort to Orbit, Возврат на орбиту) — доступен, когда целевая орбита не может быть достигнута, однако возможен выход на более низкую, но стабильную орбиту. Срабатывание этого режима произошло в ходе миссии STS-51-F, которая была продолжена несмотря на выход на более низкую орбиту. Протечка водородного бака в ходе миссии STS-93 привела к достижению слегка более низкой орбиты, чем целевая, однако режим ATO использован не был, но если бы утечка была бы более серьёзной, это могло бы привести к необходимости использования режимов ATO, RTLS или TAL. Момент, начиная с которого начинается зона применимости режима ATO, обычно назывался «press to ATO moment» — буквально «момент дожатия до ATO».

Отмена полёта обычно инициировалась вызовом от центра управления полётом с командой «abort» («возврат»), за которой следует сокращение для используемого режима (RTLS, TAL, AOA, ATO). Например, во время полёта STS-51-F после обнаружения сбоя в работе основного двигателя центр управления передал на борт: «Challenger Houston, Abort ATO. Abort ATO» («Хьюстон Челленджеру, возврат ATO. Возврат ATO»). После получения такой команды на отмену командир корабля поворачивает переключатель аварийных режимов в положение ATO и нажимает кнопку запуска аварийного режима. Это запускает требуемые программы для системы управления полётом и она начинает автоматически выполнять требуемые процедуры. В случае потери связи командир корабля имеет право самостоятельно принять решение об аварийном прекращении полёта и действовать самостоятельно.

Режим TAL мог быть запущен приблизительно между T+2:30 минут (время взлёта плюс 2 минуты и 30 секунд) и плановым отключением основных двигателей (Main Engine Cutoff, MECO), около T+8:30 минут. Шаттл мог приземлиться на заранее назначенных полосах в дружественных государствах Африки и Западной Европы. Возможные посадочные площадки включали базу ВВС в Истре (Франция); Международный аэропорт Банжул в Гамбии и базы ВВС в Сарагосе и Мороне (Испания). До запуска шаттла из этого списка выбираются две полосы в зависимости от плана полёта и начинается подготовка выбранных зон посадки. Список площадок для TAL с течением времени изменялся: например, база ВВС Бен Герир в Марокко была исключена из-за опасений возможного нападения. В прошлом в список входили Международный аэропорт имени Маллама Амину Кано, Кано, Нигерия; Ист-Айленд (для запусков с Базы Ванденберг); Рота, Испания; Касабланка, Марокко; и Дакар, Сенегал.

Аварийные посадочные полосы для корабля также включали в себя Лажеш, Бежу, (Португалия), Кеблавик (Исландия), Международный аэропорт Шаннон (Ирландия), базу Королевских ВВС Фэйрфорд (Великобритания), аэропорт Кёльн-Бонн (Германия), аэропорт Манхинг около Мюнхена (Германия), Анкару (Турция), Эр-Рияд (Саудовская Аравия), остров Диего-Гарсия (Британская территория в Индийском океане), международный аэропорт Гандер на острове Ньюфаундленд (Канада), аэропорт Мирабель (Канада). В случае, когда в ходе аварийного возврата с орбиты шаттл не мог бы достичь ни одной из предусмотренных площадок, он теоретически мог совершить посадку на любую подходящую ВПП длиной не менее 3000 м, которые имеются в большинстве крупных гражданских аэропортов (на практике американские военные аэродромы были бы предпочтительнее из соображений безопасности и отсутствия нарушений в работе гражданских воздушных сообщений).

В случае применения режима TAL огромная стартовая скорость приведёт к тому, что общее время от старта с площадки Космического Центра Кеннеди до посадки в Европе составит, согласно словам одного из астронавтов, «менее, чем 20 минут».

Существовал порядок предпочтительности аварийных режимов. ATO предпочтительнее было использовать всегда, когда это возможно — это лучший режим. TAL был предпочтителен в случае, если шаттл не смог достичь скорости, необходимой для ATO. AOA мог быть использован только во время очень короткого окна между зонами TAL и ATO. Режим RTLS обеспечивал наиболее быстрый возврат из всех режимов, но считался наиболее рискованным. Следовательно, он мог использоваться только в случае нехватки времени и скорости для использования других, менее опасных режимов аварийного прекращения полёта.

В отличие от всех предыдущих американских пилотируемых кораблей, шаттл ни разу не совершал беспилотных испытательных полётов. Для выполнения предварительных суборбитальных испытаний НАСА предложило завершить первую миссию в режиме RTLS. Однако, командир шаттла «Колумбия» (STS-1) Джон Янг отказался, сказав «не нужно играть в русскую рулетку».

Тяжёлые аварийные режимы Тяжёлые аварийные режимы были разработаны для спасения экипажа корабля на случай, если шаттл получает настолько серьёзные повреждения, что лёгкие режимы использовать было бы невозможно. Тяжёлый возврат обычно приводит к посадке на воду, хотя, если он произойдёт на ранних этапах взлёта, существует возможность приземления на восточном побережье США. Это так называемая «аварийная посадка на Восточном побережье» (East Coast Abort Landing, ECAL).

В список площадок, предназначенных для ECAL, входили: США — ; ; (штат Северная Каролина); и авиационный центр на о. Уоллопс (штат Виргиния); в штате Делавэр; (штат Нью-Джерси); на Лонг-Айленде (штат Нью-Йорк); в штате Массачусетс; в Портсмуте (штат Нью-Хэмпшир); Канада — Галифакс (провинция Новая Шотландия); Стивенвилл, Сент-Джонс, Гандер, Гуз-Бэй (Ньюфаундленд).

Если корабль оказывался не в состоянии достичь посадочной полосы, он мог совершить посадку на воду или в другой подходящей местности. Это могло быть достаточно опасно для экипажа корабля. Однако, для аварийных режимов на стадии взлёта, когда шаттл не может совершать управляемое планирование, было возможно экстренное покидание космического аппарата с использованием парашютов (см.: #Изменения после катастрофы «Челленджера»).

В двух произошедших катастрофах шаттлов аварийные ситуации развивались слишком быстро, и их невозможно было парировать. В случае с «Челленджером» поток пламени, прорвавшийся через обледеневшее уплотнение в корпусе твердотопливного ускорителя, пережёг его крепление, что вызвало его неконтролируемый поворот, прорыв внешнего топливного бака и воспламенение находившегося в нём топлива. Корабль разрушился под действием сильнейших аэродинамических нагрузок во время разрыва общей связки системы. Катастрофа шаттла «Колумбия» произошла, когда корабль вошёл в плотные слои атмосферы. Даже если бы экипаж попытался покинуть корабль на такой скорости, они бы моментально сгорели из-за тепла, выделяемого от трения о воздух.

Изменения после катастрофы «Челленджера»