технология

Ако НАСА реши да използва частна ракета в предстоящата мисия на Луната, тя ще промени цялата космическа индустрия

Американската космическа агенция NASAсчита, като алтернатива на собствената си свръх тежка SLS ракета-носител, която е била разработена поне през последното десетилетие, идеята да се използва търговски превозвач за стартиране на много важна мисия на агенцията да изпрати космическия кораб Orion около Луната следващата година. Решението може да бъде не само съдбоносно за определената мисия, но като цяло може да има сериозно въздействие върху това как амбициозните космически мисии ще бъдат осъществени в дълбокия космос в бъдеще, според интернет изданието The Verge.

Стимулът за агенцията „задръжте носа” встранитърговската ориентация може да бъде желание да изпълни обещанието си към тях според графика на планираните пускания, смята изданието. Завършването на разработването на супер тежката космическа система (Space Launch System, SLS) ще отнеме много повече време, отколкото се очаква от агенцията, и медиите няма да имат време да се подготвят за старта, планиран за юни 2020 година. В същото време на пазара вече има готови търговски решения, които са готови да летят до Луната точно сега.

За НАСА промяната в плановете все паксе окаже труден избор. В края на краищата, агенцията ще трябва да избере не една, а две ракети-носители, така че в този случай мисията може да стане реалност. Освен това ще е необходимо да се разработят нови технологии и методи за скачване на някои космически кораби, без които тази идея може да бъде изхвърлена директно в контейнера.

С други думи, процесът ще изисква многовреме и усилия, и в същото време няма гаранция, че всичко ще бъде подготвено за следващата година, никой не може да даде. Ако обаче агенцията реши да предприеме такава стъпка, то със своите действия ще може да демонстрира липсата на необходимост от използване на свръх-скъпи и изключително големи ракети за успешното прилагане на амбициозни космически мисии в дълбокия космос - ще бъде по-лесно да се разчита на по-компактни превозвачи, извършвайки няколко старта наведнъж.

Космически влекачи

Според текущите планове за предстоящата мисия, НАСАследващата година той иска да изпрати два космически кораба на триседмичното пътуване около Луната: празния кораб „Орион“ (в бъдеще той ще бъде използван като кораб с пилотирани кораби), както и цилиндричен европейски сервизен модул с мощност и системи за поддържане на живота на кораба. Това ще отнеме много ракетно гориво, за да се преодолее силата на привличането, да се донесат и двете превозни средства на орбита на Земята и да ги изпратят на Луната. Въпреки това, капацитетът на SLS е достатъчен, за да се изпратят и двата модула до местоназначение в рамките на един старт.

Ако НАСА реши да използва за доставка„Търговски подход“ към Луната, ще трябва да използвате два търговски превозвача, тъй като просто няма достатъчно мощна частна ракета, която да се справи с тази задача наведнъж. В момента най-мощните американски търговски ракети са Falcon Heavy от SpaceX и Delta IV Heavy от United Launch Alliance. И двамата превозвачи със сигурност са впечатляващи, но дори и те не се сравняват с възможностите, които SLS ще има, когато е окончателно завършен.

В този случай ще се използва един превозвач.да донесат космическия кораб „Орион“ и европейския модул за обслужване на околоземната орбита, където се задържат за известно време. Вторият ракетен носител ще бъде използван за доставка до Orion и сервизния модул за космически влекач. След като влезе в орбита, този влекач, снабден със собствени резерви за гориво и двигатели, ще се прибере на река Орион и, след като стартира двигателите, ще дръпне двете превозни средства към Луната.

"Това е подобно на селскостопанските технологии,теглене на ремарке или специално оборудване. Само в този случай става дума за отделен модул, който е система за задвижване, ”коментира ръководителят на частната космическа компания Cislunar Space Development Company, която разработва технологии за дълбоко космически мисии.

Подобна концепция за космически влекач бешепрез миналия век. Например, НАСА започна да проучва тази идея още през 60-те и 70-те години като "обещаващ метод за ускоряване на други космически кораби". Използването му може да промени подхода към космическите мисии с човешки ресурси, който не се е променил от много десетилетия.

"Една от причините, които в крайна сметка доведеРазвитието на Космическата система на САЩ е, че сме свикнали да получаваме максималния възможен полезен товар в рамките на един старт, ”добавя Биенхоф, който също работи по технологията на космическия влекач в Boeing.

Този подход обаче значително усложнява старта. Земната гравитация е много силна. Ето защо, за да се донесе много тежко оборудване в космоса се изисква много енергия (прочетете - много ракетно гориво). И пускането на голямо количество гориво изисква използването на голяма ракета. И колкото по-голяма е самата ракета, толкова повече гориво се изисква за привеждане на полезния товар в околоземна орбита. Това е истински порочен кръг.

Художествена презентация на бъдещия SLS бустер

Когато ракетите стават все по-големи и по-големитяхното производство и изстрелване стават все по-скъпи. И това е само един от основните проблеми на новата ракета SLS. Само едно от неговото развитие през последното десетилетие, НАСА е похарчила повече от 14 милиарда долара. В този случай превозвачът все още не е готов. Веднага след като това се случи, се очаква агенцията да може да я пусне не повече от два пъти годишно, тъй като цената на всяко изстрелване ще бъде около 1 млрд. Долара. За сравнение, стартирането на частен превозвач на тежък клас Delta IV Heavy струва около 350 милиона, а стартовата цена на същия Falcon Heavy започва с сума под 100 милиона долара. Дори и двамата превозвачи да стартират заедно, цената дори няма да се доближи до цената на стартиране на SLS.

В тази връзка, използването на космически влекачисъщо ще позволи на НАСА да спести много пари в бъдеще. Например, ако агенцията въпреки това реши да използва влекач, за да достави космически кораб на Луната, тогава той може да се върне обратно в околоземна орбита и просто да го остави там. Когато е необходимо отново - просто заредете и повторно използвайте.

Сглобяване в пространството

Разбира се, за този подход към работата, НАСАНеобходимо е да се разработи нова система за скачване с такива влекачи. На изслушването в Сената ръководителят на агенцията Джим Брайденщайн заяви, че в сегашната си форма капсулата "Орион" няма техническите възможности да се качва с космически влекачи, "следователно от сега до юни 2020 г. НАСА ще трябва да разработи докинг система ".

И все пак технологията, която ще бъде необходимаза прилагането на такава система - не са нови. Например руският кораб "Союз", който се доставя от новите екипажи на МКС, използва автоматичната докинг система за дълго време. Като част от първия тестов старт на космическия кораб на Crew Dragon, SpaceX също демонстрира способността да се скачат с станцията в автоматичен режим, използвайки система от сензори и лазери, за да достигнат безопасно до ISS докинг портала.

"LIDAR система и технология за машинно виждане,които са използвани от космическия кораб на Crew Dragon за автоматична докинг с ISS - това са технологиите и оборудването, които могат да бъдат сглобени и инсталирани на космически кораб директно в космоса ”, казва Андрю Ръш, ръководител на Made In Space, който разработи 3D принтер за печат в микрогравитация, която беше тествана на борда на МКС.

Първото скачване на космическия кораб SpaceX Crew Dragon от МКС, проведено на 4 март 2019 година

Има и друг вариант, който ще опрости задачата наизтеглянето на тежки космически кораби в орбита. Поне в бъдеще. Въпросът за необходимостта от използване на големи ракети може да бъде решен чрез сглобяване на оборудване в части директно в космоса. Вместо да изпрати някакво обемисто оборудване в един старт, би било по-лесно да се направят няколко космически изстрела на по-малки ракети (и разходи) с няколко полезни товара, а след това всички парчета да се обединят в орбита. Същият подход (поне частично) може да се използва при сглобяването на космически кораби. В допълнение, НАСА вече е изправена пред проблемите на сглобяването на много големи космически кораби и тяхното местоположение в ракетата. Вземете поне същата космическа обсерватория на новото поколение на “Джеймс Уеб”, която не съвсем се вписва в ракетата, която ще трябва да го достави в космоса. Устройството се оказа толкова голямо и сложно, че трябваше да бъде пуснато вътре в PH, когато е сгънато, и след това да се разгърне в космоса за две седмици. И ако нещо се обърка, телескопът може да не работи изобщо, като сложи край на проект на стойност почти 10 милиарда долара, който всъщност дори няма време да започне.

Когато е възможно да се събере пространстводиректно в космоса, както и използването на технология за производство на добавки, няма нужда от първоначално сглобяване на превозни средства на Земята.

"Разпределя натоварването на няколко старта и. \ Tслед това използвайки технологии за производство и сглобяване на космически средства, ние наистина можехме да създадем космически превозни средства по по-печеливш начин от икономическа гледна точка, ”казва Руш.

Рискове и трудности

Всички тези промени със сигурност ще изискват цената им. И не само финансово. Според Brydenstein автоматичното скачване и сглобяване в космоса все още носят твърде големи рискове за НАСА.

"С помощта на специална докинг системапилотираният космически кораб в орбита с перспективата за по-нататъшно движение към Луната добавя нежелана сложност и рискове от бъдеща мисия ”, пише ръководителят на агенцията в открит адрес към персонала на НАСА.

В допълнение, пускането на оборудване в части и неговотоПо-нататъшното сглобяване в космоса само за една мисия предполага многократно изстрелване на ракети, с което някои държавни служители, отговорни за тези мисии, може да не са съгласни. Според някои експерти и служители многократните изстрелвания увеличават рисковете от пълен провал на мисията - ако една от пусковете не успее, цялата мисия ще бъде изложена на риск.

Използването на търговски ракети носители същоне е задължително да разреши всички проблеми. В момента инженерите изпитват космическия кораб "Орион", използвайки компютърни симулации въз основа на сегашния дизайн на ракетата-носител на SLS. За да се промени векторът в посока на търговските ракети-носители, те ще трябва да отложат тази работа и да започнат да провеждат нови симулации по отношение на новите търговски ракети. В допълнение, това напълно ще промени хронологията на полета, което от своя страна ще изисква допълнително време за подготовка. Да се ​​направи всичко това за една година и да има време за планираното пускане е невъзможна задача.

- Когато променяте плана за полета, това неизбежно ще се случипредвид факта, че всички търговски медии не се сравняват с SLS, почти цялата работа, която е била извършена преди, ще бъде безполезна. В този случай, за всяко стартиране на "Орион" през юни 2020 г. и не може да бъде въпрос, "- коментира The Verge анонимно, един от служителите на Lockheed Martin, работещ на космическия кораб" Орион ".

Можете да обсъдите статията в нашия чат.