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  兩臺可重用的SRB提供太空梭離地時的主要推力,一直工作到約45公里(150000英尺)高空。在發射臺上,SRB承擔了外儲箱和軌道器的全部重量,並將之轉移給移動發射臺。發射時每臺助推器產生約1245噸(2800000磅力)推力,隨後迅速增加到1379噸(3100000磅力)推力。三臺主發動機點火推力達到預設水平後,SRB點火。SRB分離75秒後到達67公里(220000英尺)最高點,隨後降落傘開啟,濺落在離發射場122海里(226公里)海面上並得到回收。  SRB是最大的固體燃料火箭,也是第一次採用可重用設計的固體火箭。助推器高45米,直徑3.7米。在發射臺上,每臺助推器重589550 kg(1300000磅),兩臺助推器佔全部起飛質量的60%。而每臺助推器中填充的推進劑重約498850 kg(1100000磅)。  SRB的基本元件有發動機(含殼體,推進劑,點火器和噴管),主結構體,分離系統,飛行控制儀器,火工裝置,減速系統,推力向量控制器,回收系統,安全自毀系統。  每臺助推器都通過SRB尾部的兩個橫向支桿和斜向連線杆與外儲箱相接,並且SRB前裙部與外儲箱前端相接。每臺助推器尾部還通過四顆脆性螺母與發射臺相接,起飛時螺母斷開。  助推器分為七部分由不同廠商製造然後在廠房中成對組裝,通過鐵路運到肯尼迪航天中心完成最後總裝。各段通過環形柄、環形夾和環形銷連線和固定,再用“O形環”進行密封(最初使用兩個,在1986年”挑戰者號災難“後改成三個),最後塗上耐熱膩子。

  

  每臺助推器都有四個固定柱與發射臺上的相應的支撐柱對應,固定螺栓將助推器與發射臺連線起來。螺栓兩端都有螺母,而頂端螺母是脆性螺母,其中含有兩個NASA標準起爆器(NSD),將在固體發動機收到點火命令後起爆。隨後螺栓在NSD燃氣壓力和重力作用下向下滑出掉入裝滿沙的螺栓減速臺。該螺栓長71釐米,直徑8.9釐米。而脆性螺母被吹風容器捕獲。如果固定失敗,SRB的推力足夠拉斷螺栓,釋放太空梭。  SRB的點火命令是軌道器中的電腦發出的,訊號經主事件控制器到移動發射臺上的火工點火控制器(PIC)。發射前16秒,發射處理系統為PIC低壓供電,PIC使用低壓啟動起爆器。

  軌道器的主直流匯流排電源通過A、B、C三條SRB匯流排向SRB供電,分別對應主直流匯流排電源的A,B,C線。主直流匯流排電源的C線作為SRB的A、B匯流排的備用電源,B線作為SRB的C匯流排備用電源。如此電力分配設計可使所有SRB匯流排在軌道器其中一個匯流排失效時保持電力。  公稱執行電壓是28±4V DC.

  每臺SRB都含有兩套自維持的獨立液壓動力系統(HPU),每個系統由輔助動力系統(APU),燃料供給模組,液壓泵,液壓儲油器和液壓液體管道整合組成。輔助動力系統由聯氨供能,通過機械軸驅動液壓泵,產生SRB液壓系統的液壓。兩套液壓動力系統和兩套液壓系統處於SRB尾部,位於噴管和尾裙部之間。液壓動力系統的元件安置在尾裙部,處於搖擺和傾斜傳動裝置之間。而控制電路模組置於尾部外儲箱連線環處的電子整合裝置區。兩套系統在T+28秒開始工作,直至SRB與外儲箱和軌道器分離。  液壓動力系統和其燃料系統是彼此分開的。每個燃料供給模組儲有10kg聯氨,壓力為2757.88 kPa(400psi)的氮氣擠壓聯氨進入燃料分配管。  輔助動力系統(APU)中,燃料泵給聯氨增壓並輸送至燃氣發生器。燃氣發生器在催化劑作用下將聯氨分解為高溫,高壓氣體。二級渦輪泵將氣壓變為機械動力,驅動變速箱。冷卻的低壓廢氣在排出前還流經燃氣發生器做冷卻之用。變速箱驅動燃料泵,自身潤滑泵,液壓動力系統的液壓泵。該系統不能自啟動,因此一根旁管向燃氣發生器輸送氮氣,直到輔助動力系統轉速過高,產生的出口壓力高過旁管。  APU轉速達到100%,APU主控制閥關閉,此後APU的轉速由控制電路控制。如果主控制閥出故障保持開放狀態,副控制閥將在APU達到112%轉速時起作用。APU的全速轉速為72,000 rpm,110%轉速為79,200 rpm,112%轉速為80,640 rpm。  SRB上的液壓動力系統與SRB的伺服傳動機構相連,一套系統為伺服傳動機構提供主動力,第二套作為副動力源。若主液壓系統壓力降至14100kPa,傳動機構由切換閥控制開啟副動力源。切換閥處於第二位置時,一個開關觸頭將關閉。若閥門關閉,APU控制器將收到訊號,將APU設定為112%工作狀態。APU的全速工作能為一套APU/HPU提供足夠液壓。  液壓泵轉速為3,600 rpm,輸出液壓為21000±340kPa。高壓放洩閥當液壓超過25855kPa時開啟,以保護液壓系統。  APU/HPU及液壓系統可重用20次。

  每臺SRB有兩套液壓萬向伺服傳動機:一套用於翻滾,一套用於傾斜。伺服傳動機為噴管的推力向量控制提供動力。  太空梭飛行控制系統中的上升推力向量控制部分(TVC)負責引導三臺主發動機和兩臺SRB的推力以在發射和上升段控制飛行高度和軌跡。來自制導系統的指令送到TVC,TVC按一定比例分給主發動機和SRB的伺服傳動機。四個獨立的飛行控制系統通道和四個TVC通道控制六個主發動機驅動器和四個SRB的ATVC驅動器,一個驅動器負責一臺伺服傳動機。  每個SRB伺服傳動機由四個獨立的二級伺服閥組成,伺服閥接受來自驅動器的訊號。一個伺服閥控制一個傳動機,進而控制噴管朝向,確定推力方向。傳動機動力缸中感測器為推力向量系統提供定位反饋資訊。  每套傳動機的四個伺服閥還提供一套控制定位的“多數表決機制”,即四個伺服閥的訊號一致才啟動,如果一個錯誤訊號持續超過預定時間,壓差感測器啟用選擇閥以隔離故障伺服閥的液壓。由其餘的伺服閥控制傳動機運動。  每個訊號通道的故障監視器可以顯示哪個通道出問題,而隔離閥可以復位出故障的通道。  每套伺服傳動機還有濺落減載裝置,使噴管的撓性軸承的濺落至海面時免受損傷。

  每臺SRB有兩個速率陀螺儀整合(RGA),每個RGA含有一個傾斜和一個偏航陀螺儀。它們與軌道器的翻轉陀螺儀一同為軌道器電腦,制導導航系統和控制系統提供資料。SRB分離後,軌道器的陀螺儀整合繼續工作。  陀螺儀整合訊號通過尾部多路/多路分配器傳到軌道器通用控制系統。陀螺儀整合資料冗餘系統採用中值選擇方式。陀螺儀整合可重用20次。

  發動機推進劑由高氯酸銨(氧化劑,佔69.6% 質量),鋁(燃料,16%),鐵氧化物(催化劑,0.4%),聚合物(如PBAN和HTPB,作粘合劑,次級燃料,12.04%),環氧樹脂(固化劑,1.96%)組成。這種推進劑亦稱高氯酸銨組合推進劑(APCP)。用這種推進劑海平面比衝為242秒,真空比衝268秒。  主燃料是鋁,因為鋁比能為31.0MJ/kg,但是體積應變能密度也很高,難以意外引燃。  推進劑在前發動機段中是十一星形填料,在尾部和後罩部呈雙截錐形。如此填裝使發動機在離地時產生大推力,並在約50秒後推力漸減以避免太空梭在最大動壓(Max Q)期間過載。

  

  SRB只有在安全發火機構的鎖針被移除後點火器才能工作,鎖針由地面工作人員在預發射期間手工移除。助推器發動機點火指令在三臺主發動機點火併達到額定推力90%時發出,而且沒有主發動機故障,SRB點火器火工啟動控制器(PIC)電壓過低,發射處理系統(LPS)沒有延遲。  軌道器電腦通過主事件控制器(MEC)向SRB上的安全發火機構,NASA標準起爆器發出點火指令。火工啟動控制器的一個單通道電容放電器控制各個火工裝置的點火。火工啟動控制器必須同時收到三個訊號才能點火,三個訊號是:預備,點火1和點火2,它們源自軌道器通用計算機 (GPC),隨後送到MEC,MEC用28伏電壓將訊號送到PIC。arm訊號將PIC電容充電到40伏 DC。  通用計算機的發射序列也控制一部分主推進系統閥門,並監視主發動機的就緒狀態。機載計算機在T-6.6秒向主推進系統發出啟動指令(次第啟動三臺主發動機,間隔0.25秒),隨後監視每臺發動機的推力變化,三臺主發動機必須在三秒內達到90%推力,否則會發出程式關機指令,並觸發安全措施。  正常情況下(推力達到90%)在T+3秒時,主發動機接到指令調整到噴管到起飛朝向,同時SRB接到點火1訊號,太空梭基本彎曲載荷模式初始化(按外儲箱頂部為標準,朝向外儲箱方向移動65釐米(25.5英寸)。  點火2命令使多餘的標準起爆器起爆,從薄擋片上落入火焰管,由此點燃安全發火機構中的增壓火藥(pyro booster charge), 增壓火藥點燃點火啟動器中的炸藥,燃燒產物點燃固體發動機點火器,點火器瞬間點燃SRB垂直方向上全部推進劑表面。  在T時刻,兩臺SRB在四臺機載計算機發出的指令下點火,SRB上的爆炸螺栓觸發,機載主計時系統,事件計時器,任務時間計時器啟動,三臺主發動機推力達到100%,地面發射序列結束。  發動機推力在最大動壓區域(Max Q)能調節減小,推進劑初始是星形填裝,隨後逐漸燃燒變成圓形外表面,表面積減小,因此推力減小。

  當固體發動機室壓感測器經過冗餘管理系統,中值選擇後,兩臺SRB的首端室壓低於345kPa(50psi),SRB分離過程啟動。另有備份方案是比對點火至當前時刻所經歷的時間。  分離過程啟動後,推力向量系統控制傳動機移向零位,將主推進系統設為“第二級”模式(啟動0.8秒後)以確保兩臺SRB推力都降至44噸以下。軌道器偏航姿態持續4秒,SRB推力降至27噸以下。分離指令由軌道器下達,SRB接到指令後在30毫秒內,起爆標準起爆器和分離發動機,與外儲箱分開。每臺SRB的每一端都有四臺分離發動機。  前附著點有一個球,與外儲箱的插口通過螺栓連線。螺栓兩端含有標準起爆器。尾部附著點有三部分組成:上杆,下杆和斜杆。每個支桿兩端都裝有標準起爆器。

  安全自毀系統(RSS)是當太空梭失控後,由遠端遙控自毀全機或部分,以減少爆炸碎片,有毒物質等。目前安全自毀系統只使用過一次,即在挑戰者號解體37秒後。  每臺SRB有一套安全自毀系統,系統可接受由地面發出的兩條指令(預備和點火)。只有當太空梭越過發射軌跡紅線時,自毀系統才會使用。  自毀系統由兩個天線耦合器,指令接收/解碼機,雙分配器,安全發火機構(含兩個NASA標準起爆器),兩個引爆信管總管(CDF),七個CDF整合,一個線性火藥(LSC)。  天線耦合器為無線電頻率和地面支援裝置指令提供適當阻抗。指令接收機調諧自毀指令頻率,將輸入訊號送到分配器。指令解碼器保證只有正確的指令進入分配器。分配器也有保證指令正確的裝置。  標準起爆器產生火花點燃CDF,進而點燃LSC引爆太空梭。安全發火機構在發射前和分離過程起到隔離標準起爆器和CDF的作用。  第一個預備訊號,開啟自毀程式,點亮位於指令長和成員艙顯示和控制板上一盞燈。第二個訊號就是點火指令。  SRB上的分配器是交叉相連的,如果一個SRB收到預備或者自毀訊號,另一個SRB也將得到訊號。  自毀系統電池為自毀A系統供電,回收電池為自毀B系統和回收系統供電。在SRB分離序列中,自毀系統電源關閉,回收系統得到供電。

  分離前,軌道器向SRB發出指令開啟回收邏輯系統。同時發出指令開啟三個端頭罩推力器(以便展開引導傘和降落傘),錐體環起爆器(以便展開主降落傘),斷開主降落傘連線。  回收序列從高空空壓開關執行開始,觸發端頭罩推力器,拋除端頭罩,放出引導傘。端頭罩分離預定高度4786米,約在SRB分離218秒後。直徑3.5米的引導傘拉動連線切割刀的系索,切斷減速傘的固定環帶。引導傘拉出減速傘包懸掛帶,使之從原位置展開。十二根長32米的懸掛帶伸開後,直徑16.5米的減速傘開啟。減速傘可承受約143噸重量,自重544kg。  減速傘展開後,SRB呈尾端在下狀態。在預定高度1676米,SRB分離243秒後,低空空壓開關開啟,錐臺體分離,減速傘將錐臺體拉離SRB。主傘懸索從位於錐臺內展開,全長62米,接著三個主傘展開,一段時間延遲後,主傘收束繩斷開,主傘張開至原始尺寸。每個傘直徑45米,承重88噸,自重988kg。錐臺體分離20秒後,噴管延伸部分離。  SRB分離279秒後,以23m/s的速度濺落海面。濺落點約離佛羅里達州東海岸240公里(130海里)。由於SRB是噴管先入水,空氣已充滿內部,使得SRB漂浮,前端露出水面9米。  目前的設計是保留主傘至濺落。鹽水活化釋放裝置(SWAR)整合到主傘總力管中,以簡化回收工作,並減小對SRB的損傷。  特別打造的NASA回收船,"Freedom Star"和"Liberty Star",前往回收SRB及相關裝置。助推器被定位後,潛水員將潛水運作裝置(DOP)放入噴管中,向發動機殼體內注入空氣,使SRB變為水平漂浮以便拖運。隨後回收船將SRB及其它元件拖回肯尼迪航天中心。

  羅傑斯委員會報告指出挑戰者號失事是由SRB的連線設計缺陷引起的。停飛期間,對挑戰者號殘骸的詳細的結構分析發現,SRB與外儲箱的連線環在衝擊下產生過載碰撞。為了修正此缺陷,連線環被重新設計為360°環繞助推器。以前的設計只是270°環繞。  此外,專門的結構測試發現固定柱與尾裙部的連線焊接存在問題,因此尾裙部的尾環增加了加強梁。  兩處改動使每臺SRB增重204 kg(450磅),新助推器名為“重設計固體火箭發動機”(RSRM)。

  SRB的主承包商是錫奧科爾公司位於百翰市的沃薩奇分部。聯合太空聯盟的固體火箭助推器元件分部負責SRB的整合總裝,檢驗。  其他為SRB提供元件的公司有:

  NASA曾計劃在自己的工廠製造新的先進固體助推器(ASRB)來取代“挑戰者號”之後的太空梭所用助推器。ASRB將能產生額外推力來增加太空梭載荷,以便能運送元件到國際空間站。在花費了20億美元之後,該專案被取消,而“超輕型外儲箱”替換之前發射時掛載的“輕型外儲箱”。現在ASRB的外殼和“開路者號”一起陳列在位於亨茨維爾的美國太空和火箭中心。

  為了在范登堡空軍基地的SLC-6發射臺上將太空梭送入極軌道,SRB採用更輕的纖維纏繞殼體(FWC)代替肯尼迪航天中心發射時用的鋼製殼體。與常規SRB採用了曾導致挑戰者號事故的有缺陷的安裝接頭設計不同,纖維纏繞殼體採助推器採用雙尾("double tang")連線設計(可在主發動機點火離地前的震動中使助推器保持相對位置不變),但仍使用兩個O形密封環。

  在2003年“哥倫比亞號”事故之前,NASA曾考慮過將現有的四段式發動機換成五段式助推器,或者換成採用宇宙神五號或德爾塔四號技術的"flyback"液體助推器。採用五段式設計對現有太空梭結構改動小,但能增加9,100 kg (20,000 磅 )有效載荷到國際空間站的傾斜軌道,並且消除了執行“太空梭異常模式”的危險,甚至可以在太平洋上空採用“雙向曲折機動”飛往極軌道。哥倫比亞事件之後,NASA擱置了五段式助推器研發,而為了星座計劃中的戰神一號和戰神五號又復興了此計劃。

  NASA計劃將SRB的設計和基本結構用於戰神系列火箭。2005年,NASA宣佈太空梭衍生運載器將用於運送獵戶座飛船至近地軌道,隨後送往月球。而SRB衍生的運載器名為戰神一號。原計劃採用原先的四段式發動機作為第一級,第二級使用一臺液體發動機。2006年提出並改進至今的計劃是採用五段式發動機做第一級,第二級採用阿波羅計劃的產物J-2發動機的衍生品J-2X發動機。為安置SRB原先的端頭罩部分,戰神一號使用一段錐形間級來間接第一級和第二級。同時將採用更大更重的降落傘以便回收。  重型運載火箭戰神五號的原設計方案是第一級採用五臺SSME發動機和一對五段式發動機為助推器。當前設計是採用六臺RS-68B發動機和一對5.5段式助推器(類似已退役的泰坦34-D火箭配置)。重新設計後的戰神五號將比土星五號,N1火箭,能源號火箭更長,推力更大。雖然目前關於助推器的回收和重用還有沒有最終方案,但很可能採用和太空梭時代相同的過程。因為用於戰神五號的助推器其飛行軌跡和太空梭助推器幾乎相同。  DIRECT計劃使用的運載器與戰神系列不同,將在德爾塔四號衍生火箭上採用一對原始四段式發動機配合RS-68發動機。

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太空梭固體助推器(Space Shuttle Solid Rocket Boosters,常簡稱為"SRB"或"助推器")是為太空梭在發射升空前兩分鐘內提供推力的一對固體火箭助推器,安裝在太空梭外儲箱兩側。每臺助推器能產生1.8倍於F-1發動機的推力,F-1是推力最大的單室液體燃料火箭發動機,五臺F-1驅動登月火箭土星五號。而SRB是推力最大的固體火箭發動機及固體助推器,也是載人航天第一次使用固體助推器。被拋棄的SRB濺落大西洋上,被打撈後灌注推進劑重新使用,可重用數次。SRB的主要承包商和藥柱生產商是位於猶他州百翰市的錫奧科爾公司。