Войти
DIRECT был предложенной в конце 2000-х альтернативной сверхтяжелой ракетой-носителем архитектура, поддерживающая NASA Vision for Space Exploration, который заменит запланированные космическим агентством ракеты Ares I и Ares V на семейство Shuttle-Derived. Ракеты-носители под названием «Юпитер».
ПРЯМОЕ поддерживалось группой энтузиастов космоса, которые утверждали, что они представляют более широкую команду из десятков инженеров НАСА и космической промышленности, которые активно работали над предложением анонимного, на общественных началах в свободное время. В сентябре 2008 года команда DIRECT, как сообщалось, состояла из 69 членов, 62 из которых были инженерами НАСА, инженерами-подрядчиками НАСА и менеджерами из Constellation Program. Небольшое количество членов команды, не являющихся членами НАСА, публично представляли группу.
Название проекта «DIRECT» отсылает к философии максимального повторного использования оборудования и средств, уже имеющихся для Программа Space Shuttle (STS), отсюда «прямой» переход. Команда DIRECT утверждала, что использование этого подхода для разработки и эксплуатации семейства ракет с высокой степенью универсальности сократит затраты и разрыв между выводом из эксплуатации космического челнока и первым запуском Ориона, сократит графики и упростит технические требования для будущего космического пространства США.
Три основных версии предложения ПРЯМОГО были выпущены, а последняя, версия 3.0, была обнародована в мае 2009 г. 17 июня 2009 г. группа представила свое предложение на публичных слушаниях Обзор Комитет США по планам полетов человека в космос, комиссия, рассматривающая космические усилия США, в Вашингтоне, округ Колумбия
С подписанием 11 октября Акта о разрешении НАСА 2010 года (S. 3729) Президент Обама санкционировал работы над ракетой-носителем Space Launch System Heavy Lift Launch Vehicle, команда DIRECT объявила свои усилия успешными и распустилась. Некоторые участники впоследствии объявили о создании новой космической компании: C-Star Aerospace, LLC.
Некоторые предполагаемые конфигурации Юпитера, включая варианты экипажа и груза DIRECT выступали за разработку единой высокотехнологичной ракеты-носителя. Обычное семейство ракет под названием Юпитер, тесно адаптированное из существующих систем Space Shuttle. Каждая ракета-носитель Jupiter будет использовать «общую ступень ядра», состоящую из конструкции бака, основанной на существующем внешнем баке космического шаттла с парой стандартных четырехсегментных твердотопливных ракетных ускорителей ( SRB) смонтированы по бокам, как на Space Shuttle. До четырех главных двигателей космического шаттла (SSME) с орбитального корабля космического корабля можно было бы прикрепить ко дну внешнего бака. Двигатели будут спущены с орбиты вместе с израсходованным баком, чтобы сгореть в атмосфере Земли.
Экипажи будут нести на борту ракеты-носителя запланированной Orion Crew Exploration Vehicle НАСА.>, который завершается запланированной системой Launch Abort System. Груз, независимо от того, перевозится ли он за космическим кораблем Орион или в одиночку при запуске только с грузом, будет заключен в обтекатель полезной нагрузки.
Многие конфигурации Юпитера рассматривались как возможные, но предложение DIRECT версии 3.0, выпущенное в мае 2009 года, рекомендовал два: Юпитер-130 и Юпитер-246 с заявленной грузоподъемностью более 70 и 110 тонн соответственно для низкой околоземной орбиты.
Космический корабль Орион доставляет на МКС модуль доставки полезной нагрузки космического шаттла (SSPDM), несущий воздушный шлюз, альфа-магнитный спектрометр и другой груз на одном Юпитере-130. (Концепция художника) DIRECT утверждал, что дополнительная полезная нагрузка Jupiter-130 позволит каждому экипажу Orion перевозить целый ряд дополнительных грузов, что невозможно с Арес I. Команда предложила ряд дополнительных миссий, которые будет разрешен Юпитером в их предложении, в том числе:
Команда DIRECT заявила, что эти дополнительные новые миссии могли быть запланированы и профинансированы за счет экономии затрат на разработку семейства ракет Юпитер по сравнению с текущим исходным планом НАСА. Они предположили, что Предлагаемые новые миссии и полезная нагрузка могут обеспечить полезную работу для многих людей, которые работали в Программа Space Shuttle.
Как и в базовой программе НАСА Constellation Program, для ПРЯМОЙ лунной миссии будут выполнены два запуска. Одна ракета «Юпитер-246» будет нести экипаж запланированного НАСА корабля для исследования экипажа «Орион» вместе с планируемым НАСА модулем доступа к лунной поверхности лунным посадочным модулем. Будет запущен еще один "Юпитер-246", его разгонный блок "Юпитер" (JUS) будет полностью заправлен без полезной нагрузки. Этот конкретный ЮС будет служить этапом отправления с Земли. Две верхние ступени встретятся на низкой околоземной орбите, и лунный космический корабль перейдет от отработанного JUS к новому JUS. Собранный Orion / Altair / JUS покинет земную орбиту и направится к Луне. Космический корабль выйдет на лунную орбиту, и весь экипаж спустится на Луну в Альтаире, в то время как Орион останется на лунной орбите.
ПРЯМО подсчитал, что два Юпитера-246 смогут отправить 80,7 т массы через транслунную инъекцию. Это выгодно по сравнению с двойным запуском Ares I / Ares V, по состоянию на сентябрь 2008 г., рассчитанный на 71,1 т.
Изображение 1978 г. предлагаемого Morton Thiokol In-Line Shuttle Создана ракета-носитель. Обратите внимание на окрашенный танк. Автомобиль DIRECT Jupiter был бы "рядным". Эта широкая категория адаптации Space Shuttle, постулированная еще до запуска первого шаттла, удаляет крылатый Space Shuttle Orbiter, перемещает жидкостные главные двигатели на дно криогенной цистерны (обычно предлагается должен быть адаптирован из внешнего резервуара Shuttle ) и перемещает полезную нагрузку над резервуаром.
Первое официальное исследование концепции было проведено в 1986 году НАСА Центр космических полетов им. Маршалла после катастрофы космического корабля "Челленджер". Он был продвинут как одна из альтернатив для запуска беспилотного груза и потенциально позволил бы перезапустить лунную программу. Однако у НАСА не было средств на строительство новых транспортных средств, пока продолжалась программа Space Shuttle. Идея была отложена, и вместо этого НАСА сконцентрировалось на ремонте и эксплуатации космического шаттла.
Подход DIRECT был похож на подход 1991 года National Launch System. Предложенная совместно НАСА и министерством обороны в качестве альтернативы Titan IV, конструкция была основана на тех же твердотопливных ракетных ускорителях и модифицированном внешнем баке, но вместо многоразового космического корабля. Челночный маршевый двигатель, указанное четыре из предложенных одноразовых, дешевле. Конгресс Соединенных Штатов не выделил финансирование на разработку. В открытом доступе существует множество справочных материалов, касающихся NLS.
Исследование архитектуры исследовательских систем (ESAS) НАСА 2005 г. включало дизайн, аналогичный предложению ПРЯМОГО, с использованием трех главных двигателей космического корабля. (SSME). Эта идея, известная как LV-24 в форме запуска экипажа и LV-25 в грузовой конфигурации, была отклонена, поскольку она не имела достаточных характеристик для предлагаемой лунной программы - однако концепция не рассматривалась с использованием ступени вылета с Земли 15>(EDS).
Повторное исследование идеи SDLV компанией DIRECT началось в 2006 году в связи с разочарованием в связи с высокой стоимостью и задержками Ares I и опасениями, что любые подобные проблемы с гигантом Ares V могут поставить под угрозу всю Constellation Программа под угрозой. Дополнительная цель состояла в том, чтобы сохранить способность США запускать экипажи в космос с как можно более коротким перерывом после запланированного вывода из эксплуатации Шаттла.
Согласно команде DIRECT, Первая версия ПРЯМОГО предложения была результатом трехмесячного исследования, проведенного более чем дюжиной инженеров и менеджеров НАСА, работающих в свободное время, и небольшой группой инженеров и неинженеров вне НАСА. DIRECT принял последнюю рекомендацию ESAS об использовании EDS на этапе подъема полета, чтобы получить дополнительные характеристики запуска на Cargo LV, и применил ту же методологию к LV-24/25.
Следующее изменение в разработке DIRECT было связано с тем, что НАСА отказалось от главного двигателя космического корабля на конструкции Ares V из-за высокой стоимости производства двигателей SSME и сложности производства необходимого количества единиц. в год с существующими производственными мощностями. НАСА определило пять двигателей RS-68 в качестве основных двигателей для Ares V. В предложении DIRECT оговаривалось, что его ядро должно включать два двигателя РС-68. Дополнительные характеристики для доставки полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту будут обеспечены за счет модернизации главных двигателей с помощью форсунок рекуперативного охлаждения для повышения их эффективности.
Предложение v1.0 было представлено 25 октября 2006 г. администратору НАСА Майклу Д. Гриффину и широкому кругу промышленных, политических и пропагандистских групп, участвующих в программе Constellation.
В конце 2006 г., руководитель исследования ESAS, доктор Дуг Стэнли, заявил, что предложение DIRECT v1.0 не может работать, поскольку оно основывается на чрезмерно оптимистичных и спекулятивных характеристиках производительности для обновленного RS-68. Regen двигатель. Стэнли представил официальные спецификации от Rocketdyne об обновлениях RS-68 Regen в качестве доказательства своей точки зрения.
Расширенная диаграмма конфигурации DIRECT v2.0 Jupiter-232 
Direct v2.0 предлагал использовать ориентированную на человека версию существующей конструкции двигателя RS-68. 10 мая 2007 года было выпущено пересмотренное предложение DIRECT. Чтобы отреагировать на критику в отношении использования исследований двигателей, а не работающих двигателей, DIRECT v2.0 определил стандартную производительность RS-68, используемую на существующих пусковых установках Delta IV, а также для верхней stage выбрал нижнюю из двух спецификаций двигателя J-2X, который Rocketdyne в настоящее время разрабатывает для ракет-носителей НАСА Ares. DIRECT v2.0 представила масштабируемое модульное семейство ракет-носителей на основе "Шаттла", начиная с Юпитера-120 и Юпитера-232.
Согласно предложению, одноступенчатый Юпитер-120 может достичь низкой Земли. на орбите с двумя стандартными аблятивными двигателями RS-68, в то время как дополнительный RS-68 требовался на основной ступени более тяжелого двухступенчатого Юпитера-232. Стадия отправления Земли для Юпитера-232 теперь требовала двух стандартных двигателей J-2X вместо одного.
Команда DIRECT подготовила 131-страничное исследование архитектуры исследования DIRECT v2.0, которое было опубликовано 19 сентября 2007 г. Конференция AIAA «Космос 2007» в Лонг-Бич, Калифорния. По словам представителей группы, эта статья была создана в ходе девятимесячного исследования. В документе подробно описывается, как ракеты-носители станут одним из компонентов более широкой архитектуры, позволяющей США поддерживать Международную космическую станцию (МКС), выполнять полеты на Луну и предоставлять дополнительные возможности для НАСА. программа пилотируемых космических полетов. Эти возможности включали миссии на Марс, точку Лагранжа, варианты промежуточной архитектуры и архитектуры миссий для посещения околоземных объектов пунктов назначения.
В июне 2008 года Дэвид Кинг, директор Центра космических полетов им. Маршалла НАСА заявил, что НАСА рассмотрело ПРЯМЫЕ, а также многие другие предложения по ракетам, и что Семья Ареса была правильным набором ракет для миссии. «DIRECT v2.0 значительно отстает от требований к характеристикам лунного посадочного модуля для исследовательских миссий, как это конкретно указано в основных правилах программы Constellation. Эта концепция также превосходит требования для ранних миссий на Международную космическую станцию в ближайшее десятилетие. Эти недостатки потребуют поспешных действий. разработка более дорогой пусковой системы со слишком малыми возможностями в долгосрочной перспективе, которая фактически увеличит разрыв между выводом из эксплуатации космического челнока и разработкой нового транспортного средства. Что еще более важно, подход Ареса предлагает гораздо больший запас безопасности экипажа - первостепенное значение к каждой миссии НАСА в космос ".
В июле 2008 года, после заявлений НАСА об отсутствии специальных исследований DIRECT, космическое агентство опубликовало некоторые внутренние исследования, проведенные в 2006 и 2007 годах. Почти год спустя, 18 мая 2009 года, команда DIRECT опубликовала опровержение обвинения, выдвинутые НАСА, заключившие, что «значительные недостатки в оценке DIRECT» сделали анализ октября 2007 года бесполезным.
Расширенная диаграмма конфигурации DIRECT v3.0 Jupiter-130 
Чтобы сэкономить время и затраты на разработку, Direct v3.0 предложил использовать «готовые» главные двигатели космических шаттлов, которые уже были рассчитаны на человека. 29 мая 2009 года официальный представитель DIRECT Стивен Метчан выступил с докладом на 28-й ежегодной Международной конференции по развитию космоса в Орландо, Флорида под названием «Direct 3.0: посадка на Луну вдвое большей массы за половину стоимости». В апреле 2009 года, после исследований НАСА по торговле, сравнивающих использование главного двигателя космического корабля (SSME) с первоначально запланированным двигателем RS-68 для Ares V, Команда DIRECT объявила, что будущие предложения DIRECT будут рекомендовать SSME в качестве основного двигателя. Замена двигателя была вызвана опасениями, что RS-68 с аблятивным охлаждением не сможет выдержать интенсивное нагревание, производимое близлежащими выхлопными газами космических шаттлов SRB. DIRECT утверждает, что более высокая стоимость рекуперативно охлаждаемого SSME будет компенсирована временем и деньгами, сэкономленными за счет отсутствия оценки людей с помощью RS-68. Аналогичным образом, для верхней ступени команда DIRECT рекомендовала использовать шесть проверенных в полетах двигателей RL10B-2.
В мае 2009 года Управление по политике в области науки и технологий объявило о рассмотрении Комитетом планов полетов человека в космос Соединенных Штатов под председательством Нормана Р. Огастина.. 17 июня 2009 года член команды Стивен Метчан представил концепцию DIRECT v3.0 Комитету, который был сформирован для предоставления независимых рекомендаций новой администрации Обамы. В итоговом отчете комитета не проводилось прямое сравнение ПРЯМОГО с программой созвездия, но предлагались комбинации бюджета, графика и миссий, в которых могла бы использоваться ракета-носитель шаттла.
19 января 2010 г., на фоне слухов, что НАСА предложит прямую ракету-носитель, похожую на ПРЯМОЙ, команда ПРЯМОГО сделала презентацию помощнику администратора НАСА по исследовательским системам управления миссии Дугласу Куку и помощнику администратора НАСА по космическим операциям Уильяму Х. Герстенмайеру в совещание, созванное администратором НАСА Чарльз Ф. Болден-младший
Баржа Pegasus доставляет внешний резервуар космического шаттла в Сборочный корпус космического центра Кеннеди во Флориде из здания Michoud Assembly Объект в Луизиане. DIRECT будет использовать существующую баржу для транспортировки запланированного аналогичного танка из Michoud. Согласно команде DIRECT, многие инженеры и менеджеры НАСА поддержали концепцию и выполнили анализ затрат, сравнительный анализ с текущей программой НАСА Constellation, а также подробную серию оценок для вспомогательные средства, такие как данные о существующих производственных мощностях для внешнего резервуара на сборочном предприятии Michoud и различных средствах обработки запусков в настоящее время в космическом центре Кеннеди. DIRECT предложила повторно использовать почти все существующие объекты с минимальными модификациями в отличие от ракет Ares I и Ares V, которые потребовали бы значительных модификаций и замен по сравнению с существующими объектами.
Основная ступень DIRECT осталась бы на существующем диаметре 8,41 м (27,6 фута) внешнего резервуара Shuttle по сравнению с 10,06 м (33,0 фута) у Ares V. Команда DIRECT утверждала, что не увеличивая диаметр основной ступени существующей оснастки для изготовления внешнего резервуара на сборочном предприятии Michoud, существующей барже Pegasus, которая использовалась для транспортировки резервуара из Michoud в Космический центр Кеннеди, существующие рабочие платформы в Сборочном корпусе, существующие Платформы мобильных пусковых установок и Гусеничные транспортеры, а также части конструкции существующей фиксированной Структура обслуживания и пламенные траншеи на Стартовом комплексе 39 могут использоваться без значительных модификаций.
Система космического запуска , возможный преемник НАСА Ареса, сохранила диаметр резервуара космического шаттла 8,41 м (27,6 фута).
Одна из самых сильных программных критических замечаний с Ares I и Архитектура Ares V была дорогой как для разработки двух новых пусковых установок, так и для работы двух параллельных программ. Проблемы стоимости приводились в отчетах GAO для Конгресса, в которых отмечалось, что разработка одного только Ares I будет стоить до 14,4 млрд долларов. Бывший администратор НАСА Майкл Д. Гриффин подтвердил, что общая стоимость разработки обеих пусковых установок Ares составит 32 миллиарда долларов, что указывает на то, что разработка Ares V будет дороже, чем Арес I.
В расписании для Ареса I было несколько задержек с момента начала новой лунной программы. Первоначальное намерение в отчете Исследование архитектуры исследовательских систем (ESAS) состояло в том, чтобы уже в середине 2011 года после вывода космического челнока на пенсию в 2010 году был осуществлен полет с экипажем. Последующее официальное расписание НАСА имело 65% уверенности в том, что первый пилотируемый полет Ареса I с Орионом (Орион 2 ) должен был произойти в марте 2015 года.
A критическим активом разработки Ареса I был график для J-2X разгонный двигатель и пятисегментная версия SRB. Инженеров беспокоили колебания тяги и интеграция Орион-Арес I. В 2008 году компания Lockheed Martin обратилась в НАСА с просьбой изменить дизайн Ares I, чтобы устранить риски интеграции с капсулой экипажа Orion. Комбинированные результаты испытаний запуска Ares IX и статических испытательных стрельб Ares I показали, что колебания тяги не были критической проблемой, по словам инженеров-программистов.
ПРЯМОЕ утверждение что требование разработать 5-сегментные SRB и двигатель разгонной ступени J-2X для Ares I, чтобы запустить первый Orion, напрямую повлияло на задержки в графике и сравнительно высокие затраты на разработку. Абсолютно новое производство на сборочной базе Michoud и стартовые мощности в Космическом центре Кеннеди также потребуются для Ареса I. Напротив, DIRECT предложила повторно использовать существующие 4-сегментные полностью человеческие с рейтингом твердотопливный ракетный ускоритель космического корабля и главный двигатель космического корабля. DIRECT также предложил повторно использовать существующие производственные мощности для создания модифицированного варианта существующего внешнего бака космического шаттла. В Космическом центре Кеннеди потребуются только умеренные модификации для обеспечения возможности запусков. Предложение DIRECT о единственной ракете-носителе было предназначено для устранения программных рисков, связанных с возможной отменой пусковой установки Ares V из-за бюджетных ограничений.
DIRECT утверждал, что ее пусковые установки Jupiter позволят избежать задержек с Ares I, не требуя J-2X на транспортном средстве Jupiter-130 первого поколения, не требуя пятисегментного SRB и обеспечивая грузоподъемность более 60 т, что позволило бы решить проблемы с весом проект Orion.
DIRECT также утверждал, что деньги можно будет сэкономить, отказавшись от параллельной разработки ракеты-носителя Ares V, поскольку семейство Jupiter будет представлять собой единую программу семейства ракет. Группа предложила повторно использовать деньги, сэкономленные на Ares V, для ускорения работы по разработке таких других элементов, как Orion, Jupiter-130, модификации стартовой установки и всех связанных систем. Ожидается, что значительные денежные вливания позволят существенно сократить графики всех этих элементов, что обеспечит полную операционную способность системы Orion / Jupiter-130 для выполнения смены экипажа из 6 человек и доставки грузов в Orion / Jupiter-130. 127>МКС к 2013 году.
Сторонники утверждали, что предложение ПРЯМОГО позволит НАСА выполнить мандат Перспективы освоения космоса раньше и безопаснее, чем запланированные Ares I и Ares V, с меньшими затратами и с меньшим программным риском благодаря более простому подходу, который снижает усилия по новым разработкам. Адвокаты заявили, что предложение ПРЯМОГО позволит НАСА выделить достаточно денег для продолжения программ финансирования, выходящих за рамки разработки и эксплуатации ракет-носителей, включая расширение его участия в Международной космической станции, завершение которой должно было завершиться в 2016 году с 2009 года. В предложении DIRECT также говорилось, что НАСА могло бы использовать экономию средств из предложения DIRECT для ускорения графика VSE для возвращения на Луну и, возможно, для выполнения других миссий, таких как миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббл. В отличие от этих заявлений, старший менеджер НАСА по программе STS, Джон Шеннон заявил, что, по его мнению, предложение ПРЯМОГО недооценивает стоимость семейства ракет Юпитер.
Предложение ПРЯМОЕ. потребовалось больше этапов орбитальной сборки, чем предложенная программа Созвездие. В Constellation, после сближения Ареса I и Ареса V на низкой околоземной орбите, исследовательский корабль Orion Crew (приблизительно 22 тонны) от Ares I перевернется и состыкуется с лунным посадочным модулем Altair (приблизительно 44 тонны), который все еще будет прикреплен к Арес V Этап отправления с Земли. В случае DIRECT совокупная масса Ориона и Альтаира превысит грузоподъемность Юпитера-130. Если бы Юпитер-130 был запущен с Орионом, а Юпитер-246 был запущен с Альтаиром, у верхней ступени Юпитера (ЮС) с Альтаиром было бы недостаточно топлива, чтобы вытолкнуть Альтаир / Орион за пределы земной орбиты. Таким образом, ПРЯМОЙ базовый план предполагал запуск двух Юпитер-246, один с частично заправленным топливом (75 т) JUS, несущий Орион / Альтаир, а другой только с полностью заправленным топливом (175 т) JUS. После орбитального сближения «Орион» перевернется и повторно состыкуется с Альтаиром, как в программе «Аполлон» и программе «Созвездие». Однако с DIRECT экипаж Ориона должен будет отделить Орион / Альтаир от первого JUS и стыковать Альтаир со вторым JUS. У второго JUS будет достаточно оставшегося топлива, чтобы служить в качестве ступени вылета на Землю. Первый JUS будет сброшен на низкой околоземной орбите, а второй будет отброшен после того, как сгорел при отбытии с Земли.
От массы верхней ступени Юпитера (JUS) к топливной способности был расценен как реалистичный. Минимальная масса верхней ступени желательна, чтобы ступень могла вывести космические аппараты Орион и Альтаир с околоземной орбиты, но JUS должен быть достаточно большим, чтобы нести достаточно топлива для достижения низкой околоземной орбиты и для использования в качестве ступени отлета с Земли. DIRECT v3.0 JUS имел предполагаемую массу 11,3 т при запасе топлива 175,5 т. Заявляя о наследии конструкции верхних ступеней серии Centaur, DIRECT особо отметил новые материалы, новые методы сварки и общую перегородку, разделяющую резервуары с жидким кислородом и жидким водородом, как достаточные для учета небольшой массы ступени.. Бернард Каттер из United Launch Alliance описал даже более радикальный дизайн DIRECT v2.0 JUS как «... очень разумный. Я бы даже назвал его консервативным».
Грузоподъемность "Ареса V" на низкой околоземной орбите, по данным НАСА, составила бы 188 000 кг. Это было больше, чем самая большая из предложенных ракет Юпитер (Jupiter-246 Heavy с 5-сегментным SRBS), которая, как утверждается, поднимала около 120 000 кг на НОО. Таким образом, для потенциальных миссий на Марс потребуется больше запусков на миссию с использованием Юпитера вместо Ареса V, а модули миссии нужно будет разделить на большее количество разных частей. Тем не менее, для миссии НАСА Design Reference Mission 5.0, завершенной в 2007 году, для марсианской миссии с 6 отдельными запусками Ares V требовалась только ракета-носитель мощностью 125 тонн и более с кожухом диаметром 10 метров. Ракета «Юпитер» будет соответствовать требованиям эталонной миссии по проектированию с очень небольшим дефицитом полезной нагрузки для НОО, при этом выполняя требования по объему.
Ракеты «Юпитер» будут короче по высоте, чем Ares V, что позволяет очень длинные обтекатели полезной нагрузки и, следовательно, больший общий внутренний объем, чем это возможно с более высоким Ares V, который быстро столкнется с ограничениями из-за ограничений по высоте в Сборочном корпусе в Космическом центре Кеннеди.
В эту статью включены материалы, являющиеся общественным достоянием с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.
