Technologie

Pokud se NASA rozhodne použít soukromou raketu v nadcházející misi na Měsíc, změní to celý vesmírný průmysl

Americká letecká agentura NASAdomnívá se, že jako alternativa k vlastnímu super-těžkému raketovému letadlu SLS, která byla vyvinuta alespoň v posledním desetiletí, byla myšlenka využít komerčního dopravce k zahájení velmi důležité mise pro agenturu, aby v příštím roce vyslala kosmickou loď Orion kolem měsíce. Rozhodnutí může být nejen pro oslovenou misi osudné, ale obecně může mít vážný dopad na to, jak budou ambiciózní vesmírné mise v budoucnu prováděny v hlubokém vesmíru podle internetové publikace The Verge.

Motiv pro agenturu „držet nos“ na stranuobchodní orientace může být touhou splnit slib, který jim byl sdělen podle harmonogramu plánovaných startů. Dokončení vývoje super-těžkého vesmírného spouštěcího systému (Space Launch System, SLS) bude trvat mnohem déle, než se očekávalo od agentury, a média nebudou mít čas připravit se na spuštění, které je plánováno na červen 2020. Zároveň jsou na trhu již hotová komerční řešení, která jsou připravena letět na měsíc právě teď.

Pro NASA, stejně jako změna plánůukázat jako obtížnou volbu. Koneckonců, agentura si bude muset vybrat ne jednu, ale dvě odpalovací vozidla, takže v tomto případě by mise mohla být realitou. Kromě toho bude nutné vyvinout nové technologie a metody pro dokování některých kosmických lodí, bez nichž by tato myšlenka mohla být hozena přímo do přihrádky.

Jinými slovy, proces bude vyžadovat hodněčas a úsilí a zároveň žádná záruka, že vše bude připraveno na příští rok, nikdo nemůže dát. Pokud se však agentura rozhodne učinit takový krok, pak bude svým jednáním schopna prokázat, že není potřeba používat ultra drahé a mimořádně velké rakety pro úspěšnou realizaci ambiciózních vesmírných misí do hlubokého vesmíru - bude snazší spoléhat se na kompaktnější nosiče, které budou provádět několik spuštění současně.

Vesmírné remorkéry

Podle současných plánů na nadcházející misi, NASApříští rok chce poslat dvě kosmické lodě kolem měsíce na třítýdenní výlet: prázdnou loď Orion (v budoucnu ji bude používat jako kosmická loď s posádkou), stejně jako válcový evropský servisní modul se systémy podpory energie a života pro loď. Bude to trvat hodně raketového paliva k překonání síly přitažlivosti, přivést obě zařízení na oběžnou dráhu Země a poslat je na Měsíc. Kapacita SLS však postačuje k odeslání obou modulů do cíle v rámci jednoho spuštění.

Pokud se NASA rozhodne použít k dodání„Komerční přístup“ k Měsíci, budete muset použít dva komerční dopravce, protože dostatečně silný soukromý raketa, schopná vyrovnat se s tímto úkolem v jednom kroku, prostě ne. V současné době jsou nejsilnějšími americkými komerčními raketami Falcon Heavy z SpaceX a Delta IV Heavy z United Launch Alliance. Oba dopravci jsou jistě impozantní, ale ani se nesrovnávají se schopnostmi, které bude mít společnost SLS, když bude konečně dokončena.

V tomto případě bude použit jeden nosič.pro spuštění kosmické lodi Orion a evropského servisního modulu na oběžnou dráhu blízké země, kde se na chvíli zdržují. Druhé odpalovací vozidlo bude sloužit k dopravě do servisního modulu Orion a vlečného prostoru. Poté, co se ocitl na oběžné dráze, bude tento vlek, vybavený zásobami paliva a motory, spojen s Orionem a po nastartování motorů vytáhne obě vozidla směrem k Měsíci.

"Toto je podobné zemědělským strojům,tahání přívěsu nebo speciálního vybavení. Pouze v tomto případě hovoříme o samostatném modulu, který je pohonným systémem, “komentoval Verge Dallas Bienhoff, vedoucí soukromé kosmické společnosti Cislunar Space Development Company, která vyvíjí technologie pro vesmírné mise.

Podobný koncept přetahování prostoru bylv minulém století. Například NASA začala tuto myšlenku zkoumat v šedesátých a sedmdesátých letech minulého století jako "slibnou metodu pro urychlení dalších kosmických lodí". Jeho použití může změnit přístup k obsazeným kosmickým misím, který se po mnoho desetiletí nezměnil.

"Jeden z důvodů, které nakonec vedly."Americký vývoj systému Space Launch System spočívá v tom, že jsme si zvykli na to, že během jednoho startu dosáhneme maximálního možného užitečného zatížení, “dodává Bienhoff, který také pracoval na technologii vytahování vesmíru v Boeingu.

Tento přístup však značně komplikuje start. Zemská gravitace je velmi silná. Proto, aby velmi těžké vybavení do vesmíru vyžaduje spoustu energie (číst - hodně raketového paliva). A vypuštění velkého množství paliva vyžaduje použití velké rakety. Čím větší je samotná raketa, tím více paliva je zapotřebí k tomu, aby se užitečné zatížení dostalo na oběžnou dráhu blízko země. To je skutečný začarovaný kruh.

Umělecká prezentace budoucího posilovače SLS

Jak se rakety zvětšují a zvětšují,jejich výroba a uvedení na trh je stále dražší. A to je jen jeden z hlavních problémů nové rakety SLS. Jen jeden z jeho vývoje za poslední desetiletí, NASA utratil více než 14 miliard dolarů. V tomto případě nosič ještě není připraven. Jakmile se to stane, očekává se, že agentura jej bude moci spustit ne více než dvakrát ročně, protože náklady na každé spuštění budou přibližně 1 miliardu dolarů. Pro srovnání, spuštění soukromého dopravce těžké třídy Delta IV Heavy stojí asi 350 milionů a náklady na spuštění stejného Falcon Heavy začínají částkou pod 100 milionů dolarů. I když jsou oba dopravci spuštěni společně, náklady se ani tak nepřiblíží ceně za spuštění SLS.

V tomto ohledu, použití prostor remorkérytaké umožní NASA ušetřit spoustu peněz v budoucnu. Například, pokud se agentura přesto rozhodne použít vlečný člun na dodávku kosmické lodi na Měsíc, pak se může vrátit zpět na oběžnou dráhu blízko Země a jednoduše tam odejít. Když je potřeba znovu - stačí doplnit palivo a znovu použít.

Montáž v prostoru

Samozřejmě, pro tento přístup k práci, NASAJe nutné vyvinout nový dokovací systém s takovými remorkéry. Vedoucí agentury Jim Brydenstein na jednání v Senátu řekl, že ve své současné podobě nemá kapsle Orion technické možnosti ukotvit vesmírné remorkéry. ".

Technologie, která bude potřebnáimplementace takového systému není nová. Například ruská kosmická loď Sojuz, kterou dodávají nové posádky do ISS, již delší dobu používá automatický dokovací systém. Jako součást prvního testovacího startu kosmické lodi Crew Dragon, SpaceX také prokázal schopnost ukotvit se stanicí v automatickém režimu, pomocí systému senzorů a laserů, aby bezpečně přiblížil dokovací bránu ISS.

"LIDAR systém a technologie strojového vidění,které byly využity kosmickou lodí Crew Dragon pro automatické dokování s ISS - to jsou technologie a zařízení, které lze montovat a instalovat na kosmické lodi přímo ve vesmíru, “řekl Andrew Rush, vedoucí společnosti Made In Space, která vyvinula 3D tiskárnu pro tisk mikrogravitace, která byla testována na palubě ISS.

První dokování kosmické lodi SpaceX Crew Dragon z ISS, která se konala 4. března 2019

Existuje další možnost, která zjednoduší úkolstažení těžké kosmické lodi na oběžné dráze. Alespoň v budoucnu. Otázka potřeby použití velkých raket by mohla být vyřešena montáží zařízení v částech přímo ve vesmíru. Namísto vyslání nějakého objemného vybavení v jednom startu by bylo snazší provést několik vesmírných startů menších raket s užitečným nákladem (a nákladů) s několika užitečnými zátěžemi, a pak dát všechny kusy dohromady na oběžné dráze. Stejný přístup (alespoň zčásti) by mohl být použit v sestavě kosmických lodí. Kromě toho, NASA již čelí problémům s montáží velmi velkých kosmických lodí a jejich umístění uvnitř rakety. Vezměte si alespoň stejnou hvězdárnu observatoře nové generace „James Webb“, která se do nosného vozidla, který bude muset dopravit do vesmíru, nehodí. Přístroj se ukázal být tak velký a složitý, že by musel být spuštěn uvnitř PH, když byl složen, a pak nasazen ve vesmíru po dobu dvou týdnů. A pokud se něco pokazí, dalekohled nemusí fungovat vůbec, což znamená ukončit projekt v hodnotě téměř 10 miliard dolarů, který ve skutečnosti ani nemá čas začít.

Když je možné sestavit prostorzařízení přímo ve vesmíru, stejně jako využití technologie výroby aditiv, není nutná počáteční montáž vozidel na Zemi.

"Rozložení zátěže na několik startů apak bychom mohli pomocí vesmírné výroby a montážních technologií z ekonomického hlediska vytvořit vesmírná vozidla ziskovým způsobem, “říká Rush.

Rizika a obtíže

Všechny tyto změny jistě vyžadují jejich cenu. A nejen finančně. Automatické ukotvení a montáž ve vesmíru, podle Brydenstein, stále nést příliš velká rizika pro NASA.

"Použití speciálního dokovacího systému."kosmická loď s posádkou na oběžné dráze s vyhlídkou dalšího pohybu směrem k Měsíci přidává nežádoucí složitost a rizika budoucí mise, “napsal šéf agentury v otevřené zprávě pro zaměstnance NASA.

Kromě toho, spuštění zařízení v částech a jehoDalší shromáždění v prostoru pouze pro jednu misi znamená několik raketových odpálení, s nimiž někteří státní úředníci odpovědní za tyto mise nesouhlasí. Podle některých odborníků a úředníků vícenásobné starty zvyšují riziko úplného selhání mise - pokud jeden ze startů selže, celá mise bude ohrožena.

Využití komerčních dopravních prostředků je takéneřeší všechny problémy. V současné době inženýři testují kosmickou loď Orion pomocí počítačových simulací založených na současném návrhu nosiče raket SLS. Pro změnu vektoru ve směru komerčních odpalovacích vozidel budou muset tuto práci odložit a začít provádět nové simulace s ohledem na nové komerční nosiče. Navíc to zcela změní časovou linii letu, což zase bude vyžadovat další čas na přípravu. Udělej to všechno za rok a mít čas na plánované spuštění je nemožné úkol.

"Při změně letového plánu to bude nevyhnutelně."Vzhledem ke skutečnosti, že všechna komerční média nejsou srovnána se SLS, bude téměř veškerá práce, která byla provedena dříve, k ničemu. V tomto případě, o každém spuštění "Orion" v červnu 2020 a nemůže být otázkou, "- komentoval Verge anonymně, jeden ze zaměstnanců Lockheed Martin, pracující na kosmické lodi" Orion. "

Tento článek můžete projednat v našem telegramu.