Войти
Исследование архитектуры исследовательских систем (ESAS ) является официальным названием крупномасштабное исследование системного уровня, опубликованное Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) в ноябре 2005 года в ответ на заявление президента США Джорджа Буша от 14 января, 2004 г. о его цели по возвращению астронавтов на Луну и, в конечном итоге, Марс - известную как Vision for Space Exploration (и неофициально как " Луна, Марс и за его пределами »в некоторых аэрокосмических кругах, хотя особенности пилотируемой« сверх »программы остаются неясными). Программа Constellation была отменена в 2010 году администрацией Обамы и заменена программой Artemis в 2017 году в рамках администрации Трампа.
Администратор НАСА Майкл Гриффин приказал внести ряд изменений в первоначально запланированные Crew Exploration Vehicle (ныне Orion MPCV ) стратегия захвата, разработанная его предшественником Шоном О'Кифом. В планах Гриффина была более выгодная конструкция, разработанная им в рамках исследования для Планетарного общества, а не предыдущие планы Исследовательского корабля экипажа, разработанные параллельно двумя конкурирующими командами. Эти изменения были предложены во внутреннем исследовании под названием «Исследование архитектуры исследовательских систем», результаты которого были официально представлены на пресс-конференции, состоявшейся в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия 19 сентября 2005 года.
ESAS включал ряд рекомендаций по ускорению разработки CEV и реализации Project Constellation, включая стратегии пилотируемых полетов CEV еще в 2012 году и методы обслуживания Международная космическая станция (МКС) без использования космического корабля Space Shuttle, с использованием грузовых версий CEV.
Первоначально планировалось выпустить 25 июля 2005 г., после миссии «Возвращение в полет» Discovery, выпуск ESAS был отложен до 19 сентября, как сообщается, из-за плохой обзоры презентации плана и некоторое сопротивление со стороны Управления по управлению и бюджету.
Первоначальные «стратегии закупок» CEV при Шоне О 'Кифе увидели бы два « фазы »проектирования CEV. Предложения, представленные в мае 2005 года, должны были стать частью этапа 1 проектирования CEV, за которым должен был последовать орбитальный или суборбитальный полет космического корабля-демонстратора технологий под названием FAST в 2008 году. Выберите одного подрядчика для этапа 2 программы произошло бы позже в том же году. Первый пилотируемый полет CEV состоится не раньше 2014 года. Согласно первоначальному плану, одобренному бывшим администратором НАСА Шоном О'Кифом, CEV должен был запускаться на Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV), а именно Boeing Delta IV Heavy или Lockheed Martin Atlas V Heavy EELV.
Однако со сменой администраторов НАСА Майк Гриффин покончил с этим графиком, посчитав его неприемлемо медленным, и в начале 2006 года перешел непосредственно к Фазе 2. Он заказал 60-дневное внутреннее исследование для повторного - обзор концепций - теперь известных как ESAS - которые способствовали запуску CEV на. Кроме того, Гриффин планировал ускорить или иным образом изменить ряд аспектов первоначального плана, опубликованного в прошлом году. Вместо взлета CEV в 2008 году НАСА перешло бы к этапу 2 программы CEV в 2006 году, при этом полеты CEV должны были начаться уже в июне 2011 года.
ESAS призвал к разработке двух ракеты-носители на базе шаттла для поддержки ныне несуществующей программы Constellation ; один получен из твердотопливного ракетного ускорителя космического шаттла, который станет теперь отмененным Ares I для запуска CEV, и линейный тяжеловесный аппарат с использованием SRB и шаттла внешний резервуар для запуска ступени вылета с Земли и модуля доступа к лунной поверхности, который был известен как Ares V (эта конструкция была повторно использована для системы космического запуска ). Характеристики ракеты-носителя с грузовым шаттлом (SDLV) будут составлять от 125 до 130 метрических тонн на низкой околоземной орбите (НОО). SDLV позволит получить гораздо большую полезную нагрузку на запуск, чем вариант EELV.
Сравнение Saturn V, Space Shuttle и трех (SDLV). Экипаж будет запущен в CEV поверх пятисегментной производной Ракетный ускоритель Shuttle на твердом топливе и новый жидкостный разгонный блок, основанный на внешнем баке Shuttle. Первоначально он был оснащен одной одноразовой версией главного двигателя космического шаттла, но позже он был заменен на модернизированный и усиленный вариант ракетного двигателя J-2 (известный как J-2 X), используемый на верхних ступенях S-IVB, используемых на ракетах Saturn IB и Saturn V. Этот ускоритель сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 25 тонн. Ракета-носитель будет использовать компоненты, которые уже были рассчитаны на человека.
Грузовой корабль будет запускаться на тяжелонагруженной версии космического челнока, которая будет «линейной» ракетой-носителем, на которой будут размещены полезные нагрузки. бустера. Линейный вариант первоначально включал пять одноразовых версий SSME на основной ступени, но позже был изменен на пять ракетных двигателей RS-68 (в настоящее время используются на Delta IV Heavy ракета), с большей тягой и меньшей стоимостью, что потребовало небольшого увеличения общего диаметра активной зоны. Два увеличенных пятисегментных SRB помогут двигателям RS-68 продвигать вторую ступень ракеты, известную как Earth Departure Stage (EDS), и полезную нагрузку на НОО. Он мог поднять около 125 тонн на НОО, а стоимость запуска оценивалась в 540 миллионов долларов.
Инфраструктура в Космическом центре Кеннеди, включая Сборочный корпус (VAB) и стартовые площадки шаттла LC-39A и 39B, поддерживалась в рабочем состоянии. и адаптирован к потребностям будущей гигантской ракеты-носителя. Новая площадка LC-39C была позже сконструирована для поддержки малых ракет-носителей с возможностью создания LC-39D или возрождения прежних площадок LC-34 или LC-37A на близлежащих площадках База ВВС на мысе Канаверал, использовавшаяся космическим кораблем Сатурн для первых околоземных миссий Аполлона.
ESAS рекомендовала стратегии для полетов пилотируемых CEV к 2014 году, и одобрил подход рандеву на лунной орбите к Луне. Версии CEV на низкоорбитальной орбите будут доставлять на МКС экипажи от четырех до шести человек. Лунная версия CEV будет иметь экипаж из четырех человек, а Mars CEV - шесть. Груз также мог перевозиться на беспилотной версии CEV, аналогичной российским грузовым кораблям "Прогресс ". Lockheed Martin была выбрана НАСА в качестве подрядчика CEV. Этот автомобиль в конечном итоге станет Orion MPCV с его первым полетом в 2014 году (EFT-1 ), первым полетом с экипажем в 2022 году (Artemis 2 ) и первый полет на Луну в 2024 году (Artemis 3 ). Только одна версия корабля была сконструирована для поддержки полетов в дальний космос с переброской экипажа МКС в рамках программы Commercial Crew Program.
. Модуль возврата CEV будет весить около 12 тонн - почти вдвое больше массы корабля Apollo. Модуль - и, как и Apollo, будет присоединен к сервисному модулю для жизнеобеспечения и движения (Европейский сервисный модуль ). CEV будет капсулой типа «Аполлон» с теплозащитным экраном типа Viking , а не подъемным корпусом или крылатым транспортным средством, например Шаттл был. Он приземлится не на воду, а на сушу, как и космический корабль Российский Союз. Это будет изменено на приводнение только для экономии веса. CST-100 Starliner станет первым космическим кораблем США, приземлившимся на суше. Возможные районы посадки, которые были идентифицированы, включали База ВВС Эдвардс, Калифорния, Карсон Флэтс (Карсон Синк ), Невада, и район вокруг озера Мозес, Вашингтон штат. Приземление на западном побережье позволит пролететь большей частью над Тихим океаном, чем над населенными пунктами. CEV будет использовать абляционный (аполлоноподобный) тепловой экран, который будет выбрасываться после каждого использования, а сам CEV можно будет повторно использовать примерно 10 раз.
Ускоренная разработка лунных миссий должна была начаться к 2010 году, когда «Шаттл» уйдет в отставку. Модуль доступа к лунной поверхности, который позже будет известен как Альтаир, и ускоритель тяжелой грузоподъемности (Ares V ) будут разрабатываться параллельно и оба будут готовы к полету к 2018 году. Конечная цель заключалась в том, чтобы совершить посадку на Луну к 2020 году, программа Artemis теперь нацелена на посадку на Луну в 2024 году. LSAM будет намного больше, чем лунный модуль Apollo, и будет способен нести на поверхность Луны до 23 тонн груза для поддержки лунного форпоста.
Как и Apollo LM, LSAM будет включать этап спуска для посадки и этап подъема для возврата на орбиту. Экипаж из четырех человек будет проходить этап восхождения. Этап подъема будет работать на топливе метан / кислород для возвращения на лунную орбиту (позже заменено жидким водородом и жидким кислородом в связи с зарождением ракетных двигателей на кислороде / метане). Это позволит использовать производную от того же посадочного модуля в более поздних миссиях на Марс, где метановое топливо может быть произведено из марсианской почвы с помощью процесса, известного как Использование ресурсов на месте (ISRU). LSAM будет поддерживать экипаж из четырех человек на поверхности Луны около недели и будет использовать передовые передвижные аппараты для исследования поверхности Луны. Огромное количество груза, перевозимого LSAM, было бы чрезвычайно полезно для поддержки лунной базы и для доставки большого количества научного оборудования на поверхность Луны. Artemis будет использовать отдельно запускаемые посадочные устройства в рамках программы CLPS для доставки вспомогательного оборудования для лунных застав.
Профиль лунной миссии представлял собой комбинацию сближения на околоземной орбите и сближения на лунной орбите (LOR). Во-первых, LSAM и EDS будут запущены с верха тяжелого транспортного средства, созданного на основе Shuttle (Ares V ). EDS будет производной от верхней ступени S-IVB, используемой на ракете Saturn V, и будет использовать один двигатель J-2X, аналогичный используемому на бустере SRB (первоначально должны были использоваться два двигателя J-2X, но двигатели RS-68 для основной ступени позволят НАСА использовать только один). Затем экипаж будет запущен в CEV на ускорителе SRB (Ares I ), а CEV и LSAM состыковываются на околоземной орбите. Затем EDS отправит комплекс на Луну. LSAM выведет комплекс на лунную орбиту (аналогично ракете Block D в неудачной попытке советской лунной съемки в 1960-х и 1970-х годах), где четыре астронавта будут садиться на LSAM для спуска. на поверхность Луны на неделю исследований. Часть LSAM может быть оставлена с грузом, чтобы начать создание долгосрочной заставы.
И LSAM, и лунный CEV будут нести экипаж из четырех человек. Вся команда спустится на поверхность Луны, оставив CEV незанятым. По прошествии времени на лунной поверхности экипаж вернется на лунную орбиту на этапе подъема LSAM. LSAM будет стыковаться с CEV. Экипаж вернется в CEV и выбросит LSAM, а затем двигатель CEV направит команду на Землю. Затем, как и в случае с «Аполлоном», служебный модуль будет сброшен, и CEV будет спускаться для посадки с помощью системы из трех парашютов.
В конечном итоге спонсируемый НАСА лунный форпост будет построен, возможно, недалеко от южного полюса Луны. Но это решение еще не было принято и будет зависеть от потенциального международного и коммерческого участия в геологоразведочном проекте. Программа Artemis надеется создать к 2028 году небольшой международный лунный форпост.
Использование масштабируемых CEV и посадочного модуля с двигателями, работающими на метане, означало, что Значимое тестирование оборудования для миссий на Марс может быть проведено на Луне. Возможные миссии на Марс начнут подробно планироваться примерно в 2020 году и будут включать использование лунного ISRU, а также будут "классом соединения", что означает, что вместо того, чтобы совершать пролет Венеры и проводить 20-40 дней на поверхности Марса экипаж отправится прямо на Марс и обратно и проведет около 500–600 дней, исследуя Марс.
ESAS оценило стоимость пилотируемой лунной программы до 2025 года в 217 миллиардов долларов, что всего на 7 миллиардов долларов больше, чем текущий прогнозируемый бюджет НАСА на исследования на этот период.
Первоначально говорилось, что предложение ESAS можно реализовать, используя только существующее финансирование НАСА, без значительных сокращений других программ НАСА, однако вскоре стало очевидно, что требуется гораздо больше денег. Сторонники Constellation увидели в этом оправдание для скорейшего прекращения программы Shuttle, и НАСА реализовало план по прекращению поддержки как Shuttle, так и МКС в 2010 году. Это было примерно на 10 лет раньше, чем планировалось для обеих программ, поэтому необходимо учитывать значительный разрез. Это вызвало серьезные возражения со стороны международных партнеров по поводу того, что США не выполняют свои обязательства, и опасения в Конгрессе, что инвестиции в ISS будут потрачены впустую.
Начиная с апреля 2006 г. возникли некоторые критические замечания по поводу осуществимости первоначального исследования ESAS. В основном они были связаны с использованием метано-кислородного топлива. Первоначально НАСА искало эту комбинацию, потому что она могла быть «добыта» на месте из лунной или марсианской почвы - что-то, что могло бы быть потенциально полезным в миссиях к этим небесным телам. Однако технология относительно новая и еще не проверена. Это значительно увеличило бы время проекта и значительный вес системы. В июле 2006 года НАСА отреагировало на эту критику, изменив план на традиционное ракетное топливо (жидкий водород и кислород для LSAM и гиперголики для CEV). Это уменьшило вес и сократило сроки проекта.
Однако основная критика ESAS была основана на его оценках безопасности и стоимости. Авторы использовали частоту отказов при запуске Titan III и IV как оценку интенсивности отказов Delta IV Heavy. Титан сочетал в себе ступень активной зоны, полученную от ранней межконтинентальной баллистической ракеты, с большими сегментированными твердотопливными ускорителями и разработанную ранее верхнюю ступень, работающую на водороде. Это была сложная машина с относительно высокой частотой отказов. Напротив, Delta IV Heavy имела конструкцию «с чистого листа», все еще находившуюся на вооружении, и использовала только жидкое топливо. Напротив, частота отказов шаттла SRB использовалась для оценки частоты отказов Ares I, однако учитывались только запуски после потери Challenger, и каждый запуск шаттла считался двумя успешными запусками Ares, хотя Челночные SRB не включают системы наведения или управления креном.
Дельта IV в настоящее время запускается из комплекса 37 военно-воздушных сил на мысе Канаверал, и производитель, United Launch Alliance, предложил запускать полеты людей оттуда. Однако при оценке затрат ESAS предположил, что все конкурирующие конструкции должны быть запущены с пускового комплекса 39, и что здание сборки транспортных средств, мобильные пусковые платформы и площадки A и B должны быть модифицированы для их соответствия. Объекты LC-39 намного больше, сложнее, старше и дороже в обслуживании, чем современные объекты в Комплексе 37, и совершенно не подходят для Delta, которая интегрирована горизонтально и транспортируется без топлива. Это предположение не было обосновано в отчете и значительно увеличило оценочные эксплуатационные расходы Delta IV. Наконец, решение 2011 года добавить беспилотный тест Orion на Delta IV явно противоречит заключению ESAS о том, что это было невозможно.
Обзор Комитета США по планам полетов человека в космос (также известный как Комитет HSF, Комиссия Августина или Комитет Августина ) была группой, созданной НАСА по запросу Управления политики науки и технологий ( OSTP), чтобы рассмотреть национальные планы пилотируемых космических полетов, чтобы обеспечить «энергичный и устойчивый путь к достижению своих самых смелых устремлений в космосе». Обзор был объявлен OSTP 7 мая 2009 года. Он охватывал возможности пилотируемых космических полетов после того, как НАСА планировало списать космический шаттл . Сводный отчет был предоставлен директору OSTP Джону Холдрену, Управлению научно-технической политики Белого дома (OSTP) и администратору НАСА 8 сентября 2009 г. Ориентировочная стоимость, связанная с обзором, должна была составить 3 миллиона долларов США. Планировалось, что комитет будет работать 180 дней; отчет был выпущен 22 октября 2009 года.
Комитет счел, что 9-летняя программа Constellation настолько отстала от графика, недостаточно финансировалась и превышала бюджет, что выполнение любой из ее целей не привело бы к быть возможно. Президент Обама удалил программу из бюджета 2010 года, фактически отменив программу. Один из компонентов программы, капсула экипажа Орион, была снова добавлена в планы, но в качестве спасательной машины, дополняющей российский Союз при возвращении экипажей станции на Землю в случае возникновения чрезвычайной ситуации.
Предлагаемая «конечная цель» полета человека в космос, по-видимому, требует двух основных целей: (1) физическая устойчивость и (2) экономическая устойчивость. Комитет добавляет третью цель: достижение ключевых национальных целей. Они могут включать международное сотрудничество, развитие новых отраслей промышленности, энергетическую независимость, уменьшение изменения климата, национальный престиж и т. Д. Следовательно, идеальное место назначения должно содержать ресурсы, такие как вода для поддержания жизни (также обеспечивая кислород для дыхания и водород для соединения с кислородом для ракетное топливо), а также драгоценные и промышленные металлы и другие ресурсы, которые могут иметь ценность для космического строительства и, возможно, в некоторых случаях стоит возвращать на Землю (например, см. добыча на астероидах ).
 | Викиновости содержат новости по теме: |
