Exploration Systems Architecture Study

Die Exploration Systems Architecture Study ist der offizielle Titel eines groß angelegten, Studiensystem-Ebene von der National Aeronautics and Space Administration im November 2005 als Reaktion auf US-Präsident George W. Bush die Ankündigung veröffentlicht am 14. Januar 2004 von seinem Ziel der Rücksendung Astronauten zum Mond und Mars schließlich als Vision for Space Exploration bekannt.

Umfang

Neueste NASA-Administrator Michael Griffin bestellte eine Reihe von Änderungen in der ursprünglich geplanten Crew Exploration Vehicle Akquisitionsstrategie von seinem Vorgänger Sean O'Keefe gestaltet. Griffin Pläne begünstigt ein Design er als Teil einer Studie für die Planetary Society, anstatt den früheren Plänen für eine Crew Exploration Vehicle parallel von zwei konkurrierenden Teams entwickelt entwickelt hatte. Diese Änderungen wurden in einer internen Studie vorgeschlagenen genannt Exploration Systems Architecture Study, deren Ergebnisse im Rahmen einer Pressekonferenz am 19. September 2005 im NASA-Hauptquartier in Washington, DC statt offiziell vorgestellt.

Die ESAS enthält eine Reihe von Empfehlungen für die Beschleunigung der Entwicklung der CEV und Durchführung Projekt Constellation, einschließlich Strategien für das Fliegen bemannten CEV Flüge bereits 2012 und Methoden für die Wartung der Internationalen Raumstation, ohne die Verwendung des Space Shuttle, mit Fracht-Versionen CEV.

So früh wie 25. Juli 2005 für die Freigabe ursprünglich geplant, nach dem "Return to Flight" Mission der Entdeckung, die Freigabe der ESAS wurde bis zum 19. September verzögert, angeblich wegen der schlechten Bewertungen der Präsentation des Plans und einigen Widerstand aus der Office of Management and Budget.

Shuttle basierte Start-System

Die anfänglichen CEV "Beschaffungsstrategien" unter Sean O 'Keefe würden zwei "Phasen" der CEV-Design gesehen. Vorschläge Mai 2005 vorgelegt wurden, einen Teil der Phase-1-Abschnitt des CEV-Design, die von einem Orbital oder suborbitalen fly-off der Technologie-Demonstrator Raumfahrzeug FAST 2008 Downselect aufgerufen, um einen Vertragspartner für die Phase 2 des Programms folgen war sein würde später in diesem Jahr stattgefunden haben. Erste bemannte Flug des CEV würde erst so spät wie 2014. In der ursprünglichen Planung von ehemaligen NASA-Administrator Sean O'Keefe begünstigt auftreten, würde die CEV auf einem Evolved Expendable Launch Vehicle, nämlich die Boeing Delta IV Schwere oder Lockheed Martin Atlas starten V Schwere EELVs.

Jedoch mit der Änderung der NASA Administrator, Mike Griffin räumte mit diesem Zeitplan, weil sie es als unannehmbar langsam und zog direkt an 2 Anfang 2006 Phase Er beauftragte den 60-Tage-interne Studie für eine erneute Überprüfung der Konzepte jetzt wie die ESAS, die Einführung der CEV auf einem Shuttle-abgeleitete Trägerrakete begünstigt bekannt. Zusätzlich Griffin geplant zu beschleunigen oder eine Reihe von Aspekten des ursprünglichen Plans, die im vergangenen Jahr veröffentlicht wurde anderweitig ändern. Statt einer CEV Fliegen-off im Jahr 2008, würde die NASA verschoben haben, um im Jahr 2006 die Phase 2 des CEV-Programm, mit CEV Flüge nach bereits Juni 2011 begonnen haben.

Die ESA für die Entwicklung der beiden Shuttle-abgeleitete Trägerraketen zu Projekt Constellation unterstützen genannt; eine aus der Space-Shuttle-Feststoffraketen, um die CEV starten abgeleitet und ein Inline-Schwerlastfahrzeug mit SRBs und externen Tank des Shuttles um die Earth Departure Stage und Mondoberfläche Access Module zu starten. Die Leistung der Güter Shuttle Derived Launch Vehicle würde 125 bis 130 Tonnen auf Low Earth Orbit sein. Ein SDLV würde eine viel größere Nutzlast pro Einführung als eine EELV Option ermöglichen.

Die Mannschaften, die in der CEV auf einem Fünf-Segment-Derivat von Feststoffraketenbooster des Shuttles und eine neue Flüssigtreibstoff oberen Stufe basierend auf der Shuttle-Außentank eingeleitet werden würde. Ursprünglich von einem einzigen, Wegwerf-Version des Space Shuttle Hauptmaschine angetrieben werden, wurde es später zu einem modernisierten und leistungsgesteigerte Version des J-2 Raketentriebwerk auf den S-IVB oberen Stufen verwendet auf dem Saturn IB verwendet geändert, und Saturn-V-Raketen. Dieser Booster wäre in der Lage, indem bis zu 25 Tonnen in die niedrige Erdumlaufbahn. Der Booster würde Komponenten, die bereits vom Menschen bewertet haben zu verwenden.

Fracht würde auf einem Schwerlastversion des Space Shuttle, die eine "in-line" Booster, montieren würde Nutzlasten auf der Oberseite des Kraftverstärker wäre gestartet werden. Die In-line-Option ursprünglich vorge fünf Wegwerf Versionen der SSMEs auf der Kernstufe, wurde aber später zu fünf RS-68 Raketenmotoren verändert, wobei höhere Schubkraft und niedrigere Kosten, die eine leichte Zunahme des Gesamtdurchmessers der erforderlichen Ader. Zwei erweiterten Fünf-Segment-SRBs würde dazu beitragen, die RS-68-Motoren treiben zweite Stufe der Rakete, wie die Earth Departure Stage bekannt und Nutzlast in LEO. Es könnte etwa 125 Tonnen auf LEO heben und kosten schätzungsweise 540 Mio. $ pro Start.

Daher ist die Infrastruktur am Kennedy Space Center, darunter das Vehicle Assembly Building und Shuttle-Startrampen LC-39A und 39B würde gepflegt und an die Bedürfnisse der Zukunft Riesenrakete angepasst, mit einer Option für den Bau zweier neuer Pads oder Wiederbelebung der ehemaligen werden LC-34 oder LC-37A-Pads auf dem nahe gelegenen Cape Canaveral Air Force Station durch den Saturn IB für den frühen Apollo Erde Orbitalmissionen eingesetzt.

CEV-Konfiguration

Die ESAS empfiehlt Strategien für die unter der bemannten CEV bis 2014 und unterstützt eine Lunar Orbit Rendezvous Annäherung an den Mond. Die LEO-Versionen des CEV würde Crews zur ISS befördern vier Minuten vor sechs. Die Mond Version des CEV würde eine Besatzung von vier durchführen und die Mars CEV würde sechs tragen. Fracht könnte auch an Bord eines unbemannten Version CEV, ähnlich wie die russischen Progress-Frachtschiffen durchgeführt werden. Der Auftragnehmer für das CEV wird Lockheed Martin, die von der NASA im September 2006 gewählt wurde und ist die aktuelle Auftragnehmer für das Space Shuttle der Außentank und dem Atlas V EELV sein.

Das CEV Wiedereintrittsmodul würde etwa 12 Tonnen fast doppelt die Masse des Apollo-Kommandokapsel wiegen und wie Apollo, würde zu einem Service-Modul zur Lebenserhaltung und Antrieb angeschlossen werden. Das CEV wird ein Apollo-ähnliche Kapsel, mit einem Viking-Art Hitzeschild, kein Anheben des Körpers oder der geflügelte Fahrzeug wie die aktuelle Shuttle. Es wäre an Land statt Wasser, ähnlich wie die russischen Sojus-Raumschiff zu landen, obwohl es in der Lage, ein Wasserrückgewinnung, wenn ein Notfall Wasserung benötigt wurden. Mögliche Landeplätze, die identifiziert worden sind Edwards Air Force Base, Kalifornien, Carson Wohnungen, Nevada, und der Bereich um Moses Lake, Washington State. Landung an der Westküste würde es die Mehrheit der Wiedereintrittspfad über dem Pazifischen Ozean und nicht besiedelten Gebieten geflogen werden. Das CEV würde eine ablative Wärmeabschirmung, die nach jedem Gebrauch weggeworfen werden müsste, und das CEV selbst könnte etwa 10 mal wiederverwendet werden.

Beschleunigte Mondmission Entwicklung ist geplant, um bis zum Jahr 2010 zu starten, sobald das Shuttle ist im Ruhestand. Der Mondoberfläche Access Module und Schwerlastkraftverstärker würden parallel entwickelt werden und würde beide bereit für den Flug werden bis 2018 Die letztendliche Ziel ist, eine Mondlandung bis zum Jahr 2020 zu erreichen Der LSAM wäre viel größer als die Mondlandefähre und würde der Lage sein, die bis zu 23 Tonnen Fracht auf der Mondoberfläche, um eine Mondaußenposten zu unterstützen. Dieses Gewicht in der Fracht ist größer als die Masse des gesamten Mondlandefähre.

Wie die Apollo LM, würde die LSAM einen Abstiegsstufe für die Landung und einer Aufstiegsstufe für die Rückkehr in die Umlaufbahn gehören. Die Crew von vier würde in der Aufstiegsstufe zu fahren. Die Aufstiegsstufe würde durch ein Methan / Sauerstoff-Brennstoff für die Rückkehr in die Mondumlaufbahn betrieben werden. Dies würde es ein Derivat desselben Lander am späteren Marsmissionen, in denen Methantreibmittel aus dem Marsboden in einem Prozess als In-Situ Ressourcenauslastung bekannt hergestellt werden, um verwendet werden. Die LSAM würde die Besatzung von vier auf der Mondoberfläche für etwa eine Woche zu unterstützen und nutzen fortschrittliche Roving Fahrzeugen, um die Mondoberfläche zu erkunden. Die riesige Menge an Fracht von der LSAM geführt wäre äußerst nützlich für die Unterstützung einer Mondbasis und für die Erhebung großer Mengen von wissenschaftlichen Geräten, um die Mondoberfläche.

Mondmission Profil

Die Mondmission Profil wird eine Kombination aus Erdumlaufbahn Rendezvous-und Mondbahn Rendezvous-Ansatz. Zunächst wird der LSAM und die EDS oben auf der Heavy-Lift, Shuttle-abgeleitete Fahrzeug gestartet werden. Die EDS würde ein Derivat des S-IVB-Oberstufe auf dem Saturn-V-Rakete verwendet und eine einzelne J-2X-Motor ähnlich wie auf dem SRB-abgeleitete Kraftverstärker verwendet wird. Die Crew wird dann in der CEV auf dem SRB-abgeleitete Booster ins Leben gerufen werden, und der CEV und LSAM wird in der Erdumlaufbahn andocken. Die EDS sendet dann den Komplex zum Mond. Die LSAM bremst der Komplex in die Mondumlaufbahn, wo vier Astronauten die LSAM zum Abstieg in die Mondoberfläche für eine Woche der Exploration Bord. Ein Teil der LSAM könnte hinter mit Ladung belassen werden, um Einrichtung einer langfristigen Außenposten beginnen.

Der Artikel sagt, dass sowohl die LSAM und die Mond CEV würde eine Besatzung von vier tragen. Griffin hat in der Folge festgestellt, dass die gesamte Besatzung würde der Mondoberfläche hinabsteigen, so dass der CEV unbesetzt. Nach Ablauf der Zeit auf der Mondoberfläche ausgegeben wurde, würde die Mannschaft, der Mondumlaufbahn in der Aufstiegsstufe der LSAM zurückzukehren. Die LSAM würde mit dem CEV andocken. Die Mannschaft würde die CEV zurückkehren und über Bord werfen die LSAM, und dann wird das CEV der Motor würde die Crew auf einem Kurs auf die Erde gesetzt. Dann, ähnlich wie Apollo würde das Servicemodul über Bord geworfen werden, und der CEV würde für eine Landung über ein System von drei Fallschirmen abzusteigen. Zwei Fallschirme sind ausreichend für die Landung. Der Artikel sagt, dass die ESAS enthält eine Empfehlung für mindestens zwei Missionen zum Mond jedes Jahr, beginnend spätestens 2018.

Letztlich eine Basis gebaut werden würde, möglicherweise in der Nähe des Mondes Südpol. Aber diese Entscheidung ist noch nicht getroffen worden und könnte zu möglichen internationalen und kommerzielle Beteiligung an den Explorationsprojekt ab.

Erweiterung auf dem Mars

Der Einsatz von skalierbaren CEVs und ein Landegerät mit Methan betriebene Motoren bedeutet, dass sinnvolle Hardware-Tests für Marsmissionen könnten auf dem Mond durchgeführt werden. Die letztendliche Mars-Missionen beginnen würde, im Detail um das Jahr 2020 geplant und würde die Verwendung von Lunar ISRU gehören auch "Verbindung-Klasse" sein, was bedeutet, dass anstatt sich eine Venus Vorbeiflug und die Ausgaben 20-40 Tage auf der Marsoberfläche, die Crew würde direkt zum Mars und zurück und verbringen ca. 500-600 Tage erkunden Mars.

Kosten

Die ESAS schätzt die Kosten für die bemannte Mondprogramm durch 2025-217 Mrd. $ nur $ 7 Milliarden mehr als aktuelle projizierte Explorationsbudget der NASA durch diese Zeit. Diese Schätzung kann hoch sein, weil es beinhaltet die Kosten für die Entwicklung eines neuen Motors für die EDS, während der aktuelle Plan ist es, ein J-2-Derivat zu verwenden.

Die ESAS Vorschlag wurde ursprünglich gesagt, erreichbar mit nur bestehende NASA Finanzierung, ohne nennenswerte Kürzungen für andere Programme der NASA, aber es wurde schnell klar, dass viel mehr Geld benötigt wurde. Unterstützer von Constellation sah dies als Rechtfertigung für die Einstellung des Shuttle-Programm so bald wie möglich, und die NASA einen Plan zur Unterstützung von Shuttle und ISS im Jahr 2010. Dies war etwa 10 Jahre zuvor für beide Programme als geplant beenden implementiert, so muss berücksichtigt werden eine signifikante Schnitt. Dies führte zu starken Einwände von den internationalen Partnern, dass die USA nicht im Kongress Erfüllung ihrer Verpflichtungen, und Bedenken, dass die Investitionen in die ISS würde verschwendet werden.

Kritik

Ab April 2006 gab es einige Kritikpunkte an der Durchführbarkeit des ursprünglichen ESAS Studie. Dies vor allem rund um den Einsatz von Methan-Sauerstoff-Brennstoff drehte. NASA Ursprünglich wollte die Kombination, weil es könnte "abgebaut" werden in situ aus Mond- oder Marsboden - etwas, das potenziell nützliche Missionen zu diesen Himmelskörpern sein könnte. Allerdings ist die Technologie relativ neu und ungetestet. Es würde viel Zeit, um das Projekt und erheblichen Gewichts zum System hinzuzufügen. Im Juli 2006, hat die NASA auf diese Kritik durch Änderung des Plans zu herkömmlichen Raketentreibstoffe. Dies hat das Gewicht reduziert und verkürzt die Projektzeitrahmen.

Doch die primäre Kritik der ESAS auf seine Schätzungen bezüglich der Sicherheit und Kosten basiert. Die Autoren verwendeten die Einführung Ausfallrate des Titan III und IV als Schätzwert für die Ausfallrate der Delta IV Heavy. Der Titan kombiniert eine Kernphase von einem frühen ICBM mit großen segmentierten Festbrennstoff Booster und einem mit Wasserstoff betriebenen oberen Stufe früher entwickelt abgeleitet. Es war eine komplexe Fahrzeug und hatte eine relativ hohe Ausfallrate. Im Gegensatz dazu die Delta IV Schwere war eine "weiße Weste" Design, noch im Dienst, der nur flüssiges Treibmittel verwendet wird. Umgekehrt ist die Ausfallrate des Shuttle SRB wurde verwendet, um die Ausfallrate der Ares I schätzen, jedoch startet nur im Anschluss an den Verlust des Challenger wurden geprüft und jedes Shuttle-Start wurde als zwei erfolgreichen Starts der Ares auch wenn sein das Shuttle SRBs enthalten keine Systeme für die Führung oder Rollsteuerung.

Die Delta IV wird zur Zeit von Cape Canaveral Air Force Station Complex 37 ins Leben gerufen, und der Hersteller, United Launch Alliance, hatte vorgeschlagen, die Einführung menschlicher Flüge von dort. Doch bei der Schätzung der Kosten, die ESAS angenommen, dass alle konkurrierenden Entwürfe müssten von Launch Complex 39 gestartet werden, und dass das Vehicle Assembly Building, mobile Abschussplattformen und Pads A und B müssten geändert werden, um sie unterzubringen. Die LC-39 Einrichtungen sind viel größer, komplexer, älter, und teurer zu pflegen als die modernen Einrichtungen des Komplexes 37 und sind völlig ungeeignet für die Delta, die horizontal integriert ist und transportiert unfueled. Diese Annahme wurde in dem Bericht nicht gerechtfertigt und dem geschätzten Betriebskosten für die Delta IV stark erhöht. Schließlich ist die Entscheidung im Jahr 2011, um eine unbemannte Tests des Orion auf einer Delta IV hinzuzufügen widerspricht eindeutig der ESAS Schluss, dass dies nicht durchführbar.

(0)
(0)
Kommentare - 0
Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha