Met de aankondiging van NASA's nieuwe, gigantische Space Launch System (SLS), kunnen de voorbereidingen serieus beginnen voor de eerste menselijke missie naar een asteroïde. "We zijn er zeker enthousiast over", vertelde Laurence Price, de plaatsvervangend programmamanager van Orion van Lockheed Martin vorige week tijdens een briefing aan Space Magazine. "Het is heel goed om deze baselined te krijgen en vooruit te kunnen gaan."
Lockheed Martin heeft gewerkt aan de Orion MPCV, die oorspronkelijk deel uitmaakte van het Constellation-programma om terug te keren naar de maan. Maar NASA heeft nu een presidentiële richtlijn gekregen om astronauten tegen 2025 op een asteroïde te laten landen, een missie die volgens sommigen het meest ambitieuze en gedurfde plan tot nu toe voor de ruimtevaartorganisatie vertegenwoordigt. Orion zal waarschijnlijk worden herwerkt en bijgewerkt voor potentiële "springplank" -missies die mensen naar mogelijke bestemmingen zullen brengen, zoals een baan om de maan, de Lagrange-punten, asteroïden en mogelijk de manen van Mars. De ultieme bestemming op dit pad is om mensen naar de Rode Planeet te sturen.
Gefactureerd als de grootste raket ooit gebouwd, zal de eerste incarnatie van NASA's SLS heavy-lift booster - die werd onthuld op 14 september 2011 - meer dan 30 verdiepingen hoog zijn, een massa van 2,5 miljoen kg (5,5 miljoen pond) hebben en gebruiken een voortstuwingssysteem op basis van vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof, met 5 space shuttle hoofdmotoren en een verbeterde J-2X motor voor de bovenste trap. (NASA heeft zojuist een van die motoren getest). De SLS heeft een aanvankelijke hefcapaciteit van 70 ton (mT) of ongeveer 69.853 kg (154.000 pond) laadvermogen in een lage baan om de aarde. Ter referentie: dat is meer dan het dubbele van de hefcapaciteit van een huidig lanceervoertuig, en naar schatting kan het 10% meer stuwkracht genereren dan de Saturn 5-raketten die bij de lancering werden geproduceerd, de lanceerinrichtingen die de Apollo-missies naar de maan stuurden.
Later, om de Orion en een servicemodule de ruimte in te sturen, zou de SLS in de eerste fase nog twee RD-25D / E-motoren toevoegen, en de "geëvolueerde" architectuur zou 130 ton kunnen tillen, of 129.727 kg ( 286.000 pond) massa tot een lage baan om de aarde. Hierdoor zou de massa van de stapel toenemen tot 2,6 miljoen kg (6,5 miljoen pond) en zou hij net zo hoog zijn als een gebouw van 40 verdiepingen. Deze configuratie zou een stuwkracht van 4,2 miljoen kg (9,2 miljoen pond) mogelijk maken, 20% meer dan de Saturn 5.
Maar Lockheed Martin bevindt zich nog in de beginfase van het leren over de mogelijkheden en tijdlijnen van het nieuwe lanceringssysteem, zodat ze de beste versie van Orion kunnen produceren om te koppelen met de SLS.
"Hoewel er enkele uitdagingen zijn", zei Price, "hebben we het afgelopen jaar verschillende configuraties van de architectuur bekeken, dus er is al veel werk aan de gang. Dus, bij elk van de eerste uitdagingen, hebben we al gewerkt aan mitigatie. ”
Er zijn verschillende verschillen tussen SLS en Constellation, zei Price, waarbij SLS mogelijk een vloeibare booster heeft met solide strap-ons in plaats van een solide eerste fase. "Maar we vliegen al vijftig jaar in de ruimte en alle analytische hulpmiddelen om de omgevingen, vluchttrajecten en vluchtomstandigheden te voorspellen zijn allemaal redelijk eenvoudig en we werken eraan om deze af te sluiten. De wijziging in het ontwerp van het lanceervoertuig is geen grote verstoring van ons vermogen om het voertuig te blijven rijpen. ”
Door rekening te houden met het vermogen van hoeveel massa de SLS naar de verre ruimte kan lanceren, kan Lockheed Martin beginnen te werken aan hoe ze de verschillende delen van de missie zouden manifesteren.
'Bijvoorbeeld, zouden we de twee ruimtevaartuigen samen op één raket lanceren', zei Josh Hopkins van Lockheed Martin, in een interview met Space Magazine, 'en gaan we net als Apollo snel de ruimte in, of zouden we doen wat Constellation van plan was, waar je de grotere stukken op het zware voertuig zou lanceren en de bemanning afzonderlijk zou lanceren bij een tweede lancering en ze in een baan om de aarde zou verbinden? '
Hopkins is de hoofdonderzoeker voor geavanceerde menselijke verkenningsmissies bij Lockheed Martin en leidt een team van ingenieurs die plannen en concepten ontwikkelen voor een verscheidenheid aan toekomstige menselijke verkenningsmissies, waaronder bezoeken aan asteroïden.
"Als de twee afzonderlijk worden gelanceerd," vervolgde Hopkins, "dan zou je een paar dagen in een baan om de aarde moeten toewijzen om de twee te laten aansluiten, anders zou een gescrubde lancering de poging kunnen verpesten. Dus dat zijn de dingen op het hoogste niveau waar we naar uitkijken om van NASA te horen. Op gedetailleerd niveau werken we aan zaken als hoe de vluchtomgevingen eruit zullen zien, hoeveel lading het ruimtevaartuig zal zien. Wat we hebben afgeleid uit de onderzoeken die we hebben uitgevoerd, is dat we denken dat Orion al is ontworpen voor een behoorlijk rigoureuze set van akoestiek, dynamische druk en G-belastingen tijdens het opstijgen. "
"We weten al veel over dit voertuig, de omgeving, de beladingstoestanden en het traject", aldus Price, "dus we passen het unieke vermogen van het lanceervoertuig aan in het ontwerp van de Orion MPCV. We zijn al aan het convergeren over hoe dit voertuig zal vliegen, en zo snel mogelijk zullen we overstappen op het testen van onze testvluchten op vroege versies van de SLS. ”
Lockheed Martin richt zich eind 2013 of begin 2014 op hun eerste vliegtest van de Orion MPCV en ze hebben een Delta 4 Heavy gereserveerd voor een niet-bestuurde lancering van Kennedy Space Center, maar ze evalueren nog steeds welke launcher het beste zou zijn.
"We zijn aan het identificeren wat de beste testversterker zal zijn," zei Price, "en proberen het voordeel voor beide programma's, de rijping van het lanceersysteem en ons ruimtevaartuig te maximaliseren."
Wat betreft het feitelijk sturen van mensen naar een asteroïde, er zijn veel details die moeten worden uitgewerkt, en NASA en Lockheed Martin moeten rekening houden met alle onbekenden van vliegende mensen in de diepe ruimte, inclusief een zeer belangrijke om ervoor te zorgen dat mensen de straling kunnen verdragen omgeving in de ruimte.
Hopkins zei dat het robotachtige ruimtevaartuig dat naar asteroïden is gevlogen en Mars de omgeving van de verre ruimte heeft getest. "Dus we hebben elegante modellen voor het ontwerpen van systemen om stralingsafscherming te weerstaan," zei hij, "hoewel we het effect van straling in de diepe ruimte op mensen niet kennen, en wat de omgevingen rond kleine asteroïden eigenlijk leuk vinden." Hopkins voegde eraan toe dat redundante systemen om mensen veilig te houden een integraal onderdeel zijn van Orion's ontwerp, maar NASA kan ook eerst een robotscoutmissie sturen om een asteroïde te bezoeken.
Ja, er moet nog veel worden uitgewerkt om mensen daadwerkelijk naar een asteroïde te sturen. Maar een eerste belangrijk punt is het kennen van de timing van wanneer SLS klaar zal zijn voor een menselijke deep space-missie, omdat dat zou bepalen naar welke asteroïden we zouden kunnen gaan.
En het vinden van een asteroïde die precies goed is, wordt ook een uitdaging. We zullen dat bespreken in de volgende in onze serie artikelen over een menselijke asteroïde missie.
Eerdere artikelen in deze serie:
