La inspección mostró que el vehículo de lanzamiento SLS de la NASA tiene problemas muy grandes. El proyecto del cohete superpesado SLS ha atravesado una etapa clave de desarrollo. Entonces, ¿por qué tiene tantos oponentes?
Está previsto que, en términos de masa de carga lanzada a órbitas cercanas a la Tierra, el SLS sea el vehículo de lanzamiento operativo más potente en el momento de su primer lanzamiento, así como el cuarto en el mundo y el segundo en los EE. UU. -vehículo de lanzamiento de clase pesada - después del Saturno 5, que se utilizó en el programa "Apolo" para lanzar naves espaciales a la Luna, y el soviético N-1 y Energia. El cohete lanzará al espacio una nave espacial tripulada MPCV, que está siendo diseñada sobre la base de la nave espacial Orion del programa cerrado Constellation.
El sistema en su versión básica será capaz de lanzar 70 toneladas de carga a la órbita de referencia. El diseño del vehículo de lanzamiento prevé la posibilidad de aumentar este parámetro a 130 toneladas en versión reforzada.
Se supone que la primera etapa del cohete estará equipada con propulsores sólidos y motores de hidrógeno y oxígeno RS-25D/E de los transbordadores, y la segunda etapa estará equipada con motores J-2X desarrollados para el proyecto Constellation. También se están realizando pruebas con los generadores de gas de los motores F-1 del vehículo de lanzamiento Saturn V.
El coste del programa SLS se estima en 35.000 millones de dólares. El coste de un lanzamiento se estima en 500 millones de dólares.
Galería
Arte del lanzamiento de SLS.jpg
Tipo estimado de lanzamiento de los medios de la versión base.
Configuraciones SLS.png
Configuraciones de transportistas planificadas (Bloque I, Bloque IA y Bloque II)
Versiones SLS (métricas).png
Bloque I tripulado (70 t) y Bloque II de carga (130 t)
Arte del sistema de lanzamiento espacial en Launch Pad.jpg
Aspecto propuesto del complejo de lanzamiento.
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Notas
Enlaces
- nasa.gov
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La semana pasada se completó en Estados Unidos la verificación y defensa del diseño funcional del vehículo de lanzamiento superpesado SLS (Space Launch System). En esta etapa, que duró aproximadamente dos meses y medio, los desarrolladores y especialistas confirmaron la exactitud y eficacia de todas las soluciones de diseño. Ya ha comenzado la producción de los principales bloques de cohetes para el primer lanzamiento, previsto para noviembre de 2018. Así, el desarrollo del SLS ya ha superado un hito que el proyecto del anterior cohete superpesado estadounidense “Ares V” no alcanzó hace cinco años.
La decisión de desarrollar SLS se tomó en 2011. El proceso se divide en tres etapas, correspondientes al grado de modernización del transportista. En la primera etapa se creará el cohete SLS Block 1. Recibirá una primera etapa básica con un diámetro de 8,4 m, equipada con cuatro motores de oxígeno-hidrógeno RS-25. Para los primeros lanzamientos está previsto utilizar motores retirados de los transbordadores espaciales. En el futuro, Aerojet Rocketdyne tendrá que restablecer su producción. La segunda etapa del SLS Bloque 1 utilizará una versión modificada de la etapa superior del cohete Delta IV, llamada ICPS - Interim Cryogenic Stage. El empuje en el lanzamiento será proporcionado por dos propulsores de combustible sólido, que se diferencian de los propulsores del transbordador sólo por la unidad de combustible adicional. SLS “Bloque 1” podrá elevar hasta 70 toneladas a la órbita terrestre baja. Según los planes actuales de la NASA, que, sin embargo, aún no han sido aprobados, el cohete con esta modificación realizará sólo 1 o 2 vuelos.
La operación del cohete SLS Block 1B comenzará en la primera mitad de la década de 2020. Para ello se desarrollará una nueva segunda etapa EUS (etapa superior de exploración). Gracias a esto, la capacidad de carga del portaaviones aumentará a 105 toneladas. El SLS “Bloque 1B” se convertirá en la próxima década en el principal portaaviones del programa estadounidense de vuelos al espacio profundo.
En la etapa final de desarrollo del proyecto SLS se modernizarán los aceleradores de combustible sólido. El cohete, conocido como SLS Block 2, podrá lanzar hasta 130 toneladas a la órbita terrestre baja. De esta forma, está previsto que se utilice para lanzar expediciones marcianas en las décadas de 2030 y 2040. Es importante señalar que los planes anteriores para la tercera etapa preveían equipar el cohete con una etapa superior EDS (Earth Departure Stage) completamente nueva. Sin embargo, ahora los desarrolladores han decidido que el EUS desarrollado en la segunda etapa podrá proporcionar la capacidad de carga necesaria. Además, el SLS “Block 2” recibirá un carenado de cabeza de gran calibre con un diámetro de al menos 10 m.
El proyecto SLS tardó 11 semanas en revisarse y defenderse. Los expertos se aseguraron de que el proyecto cumpla con todos los requisitos para el equipo destinado al lanzamiento de naves espaciales tripuladas. Se aprobó la documentación técnica para la producción y se iniciaron las pruebas de modelos de prueba de varios sistemas. La NASA anunció recientemente que completó las pruebas del producto de prueba de etapa superior y comenzó la producción del producto de vuelo. La construcción del ICPS está prevista para julio de 2016. Durante el desarrollo de la primera etapa se prepara la creación de un modelo de prueba que deberá confirmar la fiabilidad de la nueva tecnología de soldadura. El inicio de las obras está previsto para principios de diciembre de 2015 y su finalización, en la segunda mitad del mes.
Curiosamente, el tema principal de discusión la semana pasada fue el color "oxidado" de la primera etapa del cohete. El caso es que en años anteriores los artistas de la NASA preferían representarla blanca. Al mismo tiempo, la documentación interna de la agencia hace tiempo que presenta el cohete como de color marrón. Curiosamente, negarse a pintar permite aumentar la capacidad de carga del cohete en varios cientos de kilogramos. Esta es una de las razones por las que los diseñadores, al comienzo del programa del transbordador espacial, decidieron no cubrir los tanques de combustible del transbordador con pintura blanca. La NASA no tenía ninguna razón particular para ocultar al público el verdadero color del portaaviones. Se cree que esto se hizo para evitar asociaciones innecesarias con el Ares V cancelado. Realmente hay mucho en común entre los misiles. Ambos se construyeron sobre una gran primera etapa de oxígeno-hidrógeno (10 m en el diseño anterior, 8,4 en el SLS) y propulsores de las lanzaderas. La mayor capacidad de carga del Ares (160-180 toneladas) se logró mediante el uso de seis motores RS-25, que, en los últimos años del desarrollo del proyecto, además, se decidió sustituir por motores RS-68 más potentes. .
La principal queja sobre el SLS es su costo. El programa hasta 2025, incluidos los lanzamientos de cohetes, el desarrollo y la operación de la nave espacial Orion, le costará a la NASA aproximadamente 35 mil millones de dólares. El coste de un lanzamiento del SLS será de al menos 500-700 millones para vuelos regulares una o dos veces al año y significativamente mayor - debido al coste de mantenimiento de la infraestructura - para vuelos una vez cada dos años.
En el territorio de una enorme pero poco conocida planta de la NASA, equipos enteros de especialistas (científicos, ingenieros, diseñadores) llevan años desarrollando proyectos espaciales, a veces muy dudosos. Esta no es una suposición descabellada, sino más bien la triste historia de la Instalación de Ensamblaje Michoud (MAF) de la NASA, un enorme complejo de fabricación en Nueva Orleans donde la agencia ha estado construyendo sus cohetes más grandes durante décadas.
En 2011, después del vuelo final del transbordador espacial, las áreas de producción de la planta ubicadas en enormes hangares se alquilaron a los estudios de cine de Hollywood: aquí se filmaron escenas de la película El juego de Ender y otras películas de ciencia ficción.
Después de la desaparición del programa Constellation, que se suponía sería el sucesor del sistema del Transbordador Espacial, Estados Unidos decidió recurrir a contratistas privados para llevar carga a la órbita terrestre baja y crear cohete superpesado llamado Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS), que llevará astronautas y carga al espacio profundo.
Basado en componentes del transbordador espacial y con el apoyo entusiasta de los responsables políticos de los estados donde se fabrican sus componentes, el SLS ha sido apodado el “cohete a ninguna parte”. Este programa presionado por el Congreso no tenía objetivos específicos y tenía pocas posibilidades de despegar.
Sin embargo, todavía se está implementando y financiando con cargo al presupuesto. La planificación de la expedición con su participación está en pleno apogeo y el primer lanzamiento está previsto para 2018. La longevidad del SLS, como cualquier programa de varias décadas, depende de los futuros políticos. ¿Este “pedazo volador de pastel del gobierno” la mejor manera Llegar a Marte es una gran pregunta.
Sin embargo, más tarde llegó aquí un equipo de ingenieros y técnicos de la NASA, cuya tarea era desarrollar y fabricar nuevos productos importantes, la continuación de las grandes ideas de la agencia para lanzar personas al espacio. MAF volvió al negocio y produjo el vehículo espacial más grande y ambicioso de la historia: un vehículo de lanzamiento súper pesado llamado Space Launch System (SLS). Con su ayuda, la NASA planea realizar un lanzamiento trascendental de una tripulación de astronautas desde Cabo Cañaveral, Florida, en un largo viaje (más de un año) a Marte, con el objetivo de llegar a un planeta cubierto por una gruesa capa. de polvo oxidado, módulos para viviendas, vehículos y alimentos, que costarán pocas semanas. Se necesitarán otros 25 años para implementar este programa. Durante este tiempo, SLS podría llevar personas a la Luna y a algún asteroide y enviar una sonda espacial para buscar signos de vida en uno de los satélites de Júpiter: Europa.
Este grandioso proyecto interplanetario es uno de los más atrevidos emprendidos por la NASA.
Entonces, ¿por qué tiene tantos oponentes?
Después del meteórico éxito del programa Apolo en los años 1960 y principios de los 1970. Para llevar a cabo el primer aterrizaje tripulado en la Luna, se suponía que el transbordador espacial se convertiría en un medio rutinario y relativamente barato para llevar tripulaciones y carga a la órbita terrestre baja, y que los transbordadores se desplazarían entre la Tierra y la órbita. De hecho, resultó que el coste medio del lanzamiento de un transbordador supera los mil millones de dólares, mientras que los vuelos sólo eran posibles unas pocas veces al año y dos de ellos terminaron en desastre.
En 2004, un año después de la destrucción del Columbia durante su regreso a la Tierra, que provocó la muerte de siete astronautas, el presidente estadounidense George W. Bush exigió que la NASA dejara de operar el transbordador y comenzara a desarrollar un programa similar al Apolo que nos devolvería a la Tierra. Vuelos espaciales a la Luna y luego a Marte. El resultado fue el proyecto espacial Constellation, en el que se crearon dos nuevos vehículos de lanzamiento: el Ares I, para poner en órbita un vehículo de investigación tripulado, y el transportador de carga superpesado Ares V, una versión del vehículo de lanzamiento Saturn V. Sin embargo, en 2011, cuando el coste total de Constellation ascendía a unos 9.000 millones de dólares, al final sólo se crearon la nave espacial tripulada multipropósito Lockheed Martin Orion y un cohete, que sólo realizó un lanzamiento de prueba. Por decisión del presidente Barack Obama, el programa fue restringido y una expedición a uno de los asteroides se convirtió en un nuevo punto de referencia para las futuras actividades de la NASA siguiendo sus instrucciones. Para entregar tripulaciones y carga a la Estación Espacial Internacional (ISS), la agencia se vio obligada a recurrir a empresas privadas.
Sin embargo, muchos miembros del Congreso están presionando vigorosamente para que se continúe trabajando en la creación de un nuevo vehículo de lanzamiento pesado capaz de llevar personas a la Luna y Marte. El compromiso fue el SLS. el único cohete grande diseñado para transportar tripulación y carga, que no fue afectado por muchas de las últimas tecnologías utilizadas en la creación de Ares; en su lugar, se utilizaron los motores, propulsores y tanques de combustible del Shuttle. En otras palabras, el SLS era una versión más económica del Ares.
Las malas lenguas afirmaron que el Congreso lo inventó para justificar las actividades de la NASA y sus principales contratistas. "La peculiaridad de este proyecto espacial es que por primera vez el vehículo de lanzamiento fue creado bajo los auspicios de políticos, y no de científicos e ingenieros", escribió el semanario The Economist en diciembre pasado. Algunos críticos llamaron burlonamente al SLS un "cohete alimentador" o un "sistema de lanzamiento Senator". Los senadores de los estados del sur, donde se encuentran las principales plantas de la NASA o sus contratistas, han apoyado activamente el SLS en el Congreso. Entre ellos se encuentran Richard Shelby, senador de Alabama (más de 6.000 personas trabajan en el Centro de Vuelos Espaciales George Marshall de la NASA en Huntsville, donde se gestiona el SLS) y David Vitter, senador del estado de Luisiana (donde se encuentra la planta de montaje MAF). ). Boeing, el principal fabricante de escenarios, ya ha comprometido a muchos de los 1.500 empleados que trabajan en el programa.
estructura SLS
Este es a la vez un gran programa y un gran cohete. En la versión inicial, la primera etapa estará equipada con cuatro motores RS-25 de hidrógeno y oxígeno del Shuttle: estarán ubicados en su parte inferior. Se instalarán propulsores de propulsor sólido a los lados de la primera etapa, proporcionando empuje de lanzamiento para levantar el cohete superpesado de la Tierra. Los motores de la segunda etapa, situados encima de la primera, deberían encenderse a una altitud de unos 50 km y poner en órbita el cohete junto con la nave espacial tripulada Orion colocada en su proa. Con 98 metros de largo, el cohete será ligeramente más corto pero significativamente más potente que el Saturn V que llevó todas las misiones a la Luna, y podrá transportar tres veces la carga útil del Shuttle. Ninguno de los componentes de este cohete se puede reutilizar. Las próximas modificaciones del SLS, que se crearán dentro de diez años, estarán equipadas con motores de propulsión y propulsores más potentes. El SLS, diseñado para volar a Marte, tendrá una segunda etapa aún más potente, capaz de desarrollar el doble de empuje que la primera versión.
Los críticos del proyecto así lo señalan. que al equipar el SLS con componentes y piezas del transbordador, el Congreso apoya a los grandes contratistas aeroespaciales que fabricaron componentes para el transbordador. "Una vez más, Boeing está actuando como un bandido", dijo Peter Wilson, analista senior de investigación de defensa en RAND, un grupo de expertos estratégicos estadounidense. Otros argumentan que el enfoque de reutilización del Shuttle planteará al SLS el problema de combinar un nuevo cohete con componentes de un vehículo obsoleto. Por ejemplo. Al instalar los propulsores de combustible sólido del Shuttle, ya surge el problema de los daños en el aislamiento térmico en los puntos de atraque.
El coste final estimado del SLS varía ampliamente: la NASA declara públicamente que el primer lanzamiento costará 18 mil millones de dólares: el vehículo de lanzamiento en sí costará 10 mil millones de dólares, la nave espacial tripulada Orion costará 6 mil millones de dólares y se necesitarán 2 mil millones de dólares para preparar Cabo Cañaveral. complejo de lanzamiento. » para lanzamientos de SLS. (Bill Nelson, el senador de Florida, es otro firme defensor del SLS). Pero la evidencia anecdótica basada en análisis internos estima que el programa gastará más de $ 60 mil millones durante los próximos diez años. Según estimaciones preliminares, llevar una tripulación a Marte. cuesta aproximadamente 1 billón de dólares. La NASA estima el coste de un lanzamiento del SLS en 500 millones de dólares, pero algunos expertos creen que, teniendo en cuenta los costes de todo el programa, este valor podría aumentar hasta 14 mil millones de dólares.
Según los opositores, el entusiasmo del gobierno y de la población en general hacia investigación del espacio Es poco probable que siga siendo el mismo frente a tales costos. Algunos estudios analíticos, incluido uno realizado por la NASA, sugieren que es posible alcanzar las profundidades del espacio y volar a Marte sin un vehículo de lanzamiento superpesado. Otros argumentan que sería más barato utilizar vehículos de lanzamiento más pequeños (como el Delta IV, que ha estado lanzando satélites a órbita durante una década) para entregar combustible, componentes y todo lo demás necesario para ensamblar naves espaciales interplanetarias en órbitas terrestres bajas, y. Realizar montaje en el espacio. Y si resulta que realmente necesitamos un cohete superpoderoso, ¿por qué no construir primero una nueva estación espacial y trasladar el trabajo allí?
La empresa estadounidense Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX), fundada por la estrella de Silicon Valley, el exitoso ingeniero y empresario Elon Musk, ganó el concurso COTS (parte del programa de la NASA) para transportar carga y tripulaciones a la ISS utilizando sus probados vehículos de lanzamiento. Halcón9. "SLS es sólo una pequeña mejora con respecto a la tecnología desarrollada hace 40 años", afirma James Pura (Latee Riga), presidente de la Fundación para la Exploración Espacial, que aboga por una exploración espacial temprana. “Sería una buena idea que la NASA informara a los fabricantes privados exactamente qué tipo de carga va a enviar al espacio profundo, asignara una cierta cantidad de dinero para este trabajo y dejara que empresas como SpaceX lo hicieran”. SpaceX está desarrollando un vehículo de lanzamiento pesado, el SLS, con 27 motores y está trabajando en motores nuevos y más potentes que, si tienen éxito, harán que el cohete supere las mayores modificaciones imaginables. Es importante que SpaceX tenga la intención de que los nodos centrales sean reutilizables. El SLS, por otro lado, es un diseño completamente desechable.
A pesar de todo esto, los preparativos para la implementación del programa SLS están en pleno apogeo. En 2018 se lanzará el primer Orion no tripulado, que volará cerca de la Luna, dejándola muy atrás; el segundo vuelo, presumiblemente dentro de cinco años, se realizará aproximadamente en la misma trayectoria, pero con una tripulación a bordo, y así las personas se alejarán de la Tierra a la distancia más grande en la historia de la astronáutica. Lo que viene a continuación depende en última instancia del Congreso y del nuevo presidente, pero ya está prevista una misión tripulada al asteroide para mediados de la década de 2020, seguida de una misión de astronautas a Marte en la década de 2030.
Fábrica de cohetes
La NASA está probando su mayor misiles pesados en las gradas del Centro Espacial. John Stennis, que se encuentra entre los numerosos lagos, ríos y canales del condado de Hancock, cerca de la frontera más meridional del estado de Mississippi. Por ahora nos ponemos cascos y chalecos con franjas reflectantes. Tom Byrd, que fue administrador adjunto del sitio hasta su jubilación en enero, explica tres razones por las que el centro está situado tan cerca del agua: en primer lugar, el centro necesita ser accesible mediante grandes barcazas para su funcionamiento; en segundo lugar, esto es necesario para realizar pruebas. la estructura en condiciones de agua; En tercer lugar, se necesita agua para enfriar las enormes placas de metal, que están expuestas a temperaturas cercanas a las de la superficie del Sol, donde podrían terminar.
Cada banco de pruebas es una enorme estructura de hormigón armado que se asemeja a un bloque de paneles de varios pisos extraído del centro de un buque de carga transcontinental. Subimos a una de las gradas y en el camino me muestran una sala de control que se parece a la sala de control de las centrales eléctricas soviéticas de los años cincuenta. con manómetros de vapor y grandes diales. Pregunté por qué no mejoraban los equipos y utilizaban dispositivos digitales. La respuesta solo confirmó una regla no escrita que siguen los participantes del programa SLS: tomó décadas lograr que estas cosas funcionaran bien y se solucionaron innumerables fallas y fallos. Entonces, ¿realmente deberíamos dejar que todo se vaya por sí solo ahora?
Sin embargo, desde el techo del stand vi que, en realidad, el Centro Espacial parecía bastante moderno. Se han reconstruido canales y carreteras para que puedan transportarse grandes cargas, y se han reconstruido y reforzado los propios bancos de pruebas, ya que el SLS los someterá a una presión mucho mayor. que cualquier otro misil. "El empuje generado en el banco de pruebas es mayor que durante un lanzamiento real, porque el cohete no puede separarse del chorro de gases que sale de su boquilla", explica Bird. Durante la prueba, que dura aproximadamente nueve minutos, miles de boquillas rocían chorros de agua a alta presión sobre las paredes del soporte, no para enfriar, sino para compensar las fuertes vibraciones que, de otro modo, podrían destruir el soporte. Incluso antes de las pruebas del SLS, a ningún particular se le permitía estar en un radio de 13 kilómetros del stand. ya que las ondas sonoras generadas durante la prueba pueden derribar a cualquiera. Y los motores SLS desarrollarán un empuje tan poderoso que antes era inalcanzable en la Tierra.
Al otro lado de la frontera entre Mississippi y Luisiana, a unas horas por canal (o en mi caso, 45 minutos en coche) se encuentra Michaud, que visité al día siguiente. A diferencia del centro apartado que lleva su nombre. Stennis, la planta de Michoud está situada en una zona industrial a las afueras de Nueva Orleans. En algunos aspectos es una fábrica normal y corriente, que no se diferencia de ninguna otra, con estaciones de soldadura, carretillas elevadoras, grúas y almacenes de componentes, pero las más nuevas son de una escala mucho mayor.
Toda la planta brilla por dentro. Hacemos un recorrido para examinar el complejo metro a metro y vemos que está literalmente repleto de nuevos equipos: brazos robóticos que corren de un lado a otro a velocidades increíbles, plataformas con ruedas y cargadores tipo grúa que mueven fácil y rápidamente diez toneladas. piezas y componentes, sistemas de control de integridad, que garantizan que el motor, ensamblado a partir de cientos de miles de piezas, esté completamente equipado. Todos sus componentes están instalados en sus lugares y ninguno queda fuera. Cuando se construye algo tan enorme como el motor de cohete para el vehículo de lanzamiento SLS, es necesario eliminar hasta las más mínimas imprecisiones en el montaje. "Si nuestro sistema de inventario de piezas informa que falta una pequeña lavadora, todo el trabajo se detendrá inmediatamente hasta que podamos descubrir dónde falta", dice Patrick Whipps, uno de los gerentes de la NASA en la planta de Michoud.
Muchos de los componentes que se utilizarán para ensamblar cohetes aquí estaban destinados a otras naves espaciales. "No nos esforzamos en absoluto en utilizar tantas piezas y conjuntos exclusivos como sea posible". - dice William Gerstenmaier, administrador adjunto de la NASA para las actividades de exploración espacial de la agencia. "Además, los nuevos equipos de producción y la tecnología moderna reducirán significativamente el coste de estas piezas en comparación con el pasado reciente", añade Whipps. Las actualizaciones incluyen, por ejemplo, unidades de soldadura rotatoria por fricción, cada una del tamaño de una torre de agua. En este armatoste caben dos
Secciones masivas de aleación de aluminio del cohete, donde pasadores giratorios las conectarán en una sola unidad. Se trata de la instalación de este tipo más grande del mundo.
Los creadores van más allá de la tecnología Shuttle en muchos otros sentidos. Descubrir. A qué cargas está expuesta como resultado de los golpes y otras vibraciones aerodinámicas durante el ascenso en la atmósfera, la NASA recurrió a los modernos software, que modela procesos hidrogasdinámicos. De lo contrario, los ingenieros tendrían que rediseñar el cohete para proporcionar una mayor resistencia a la carga, elevando así el límite inferior del error aceptable. Además, los nuevos sistemas de aviónica y control digital que funcionan con chips están varias generaciones por delante de los utilizados en el transbordador espacial, lo que permite la automatización del vuelo y una velocidad muchas veces más rápida de los sensores instalados en los motores que responden a cambios inesperados en su rendimiento. situaciones de emergencia.
Los motores restantes del Shuttle sin utilizar permitirán realizar los primeros cuatro vuelos del SLS, pero en la década de 2020. Se necesitarán nuevas versiones. Para fabricarlos, la NASA está utilizando equipos que producirán miles de palas de turbina del tamaño de una moneda fundiendo con láser polvo de metal y fundiéndolo en formularios listos para usar en lugar de procesar cada uno de ellos por separado: esto reduce el tiempo de producción de un juego de palas de motor de un año a un mes. "Para reducir los costes laborales y aumentar la precisión, todas las operaciones están informatizadas", afirma Gerstenmaier.
Argumentos a favor del SLS
Una vez que el programa SLS alcance su máxima velocidad, será posible lanzar al menos dos cohetes por año, y tal vez el número aumente a cuatro. Según los estándares de la industria espacial, esto ya es una producción en masa. Pero las cosas podrían estancarse si la NASA no logra convencer al público estadounidense de que es un esfuerzo que vale la pena.
Básicamente, los dos principales argumentos en contra son, en primer lugar, que 18.000 millones de dólares es demasiado dinero para un cohete y, en segundo lugar, que para fines de investigación sería más razonable enviar sondas y robots al espacio, en lugar de personas. De hecho, 18 mil millones de dólares no son suficientes para realizar un vuelo tripulado a otro planeta y regresar: en realidad, esta cantidad es tres veces el costo de construir el Gran Túnel de Boston. Es fácil decir que hay formas más económicas de resolver este problema, pero los requisitos de seguridad de la NASA elevan el listón y es poco probable que el público estadounidense acepte una mayor probabilidad de fallas en los equipos con consecuencias catastróficas a costa de ahorrar unas pocas milésimas del costo. presupuesto federal.
En el caso de las sondas y los robots, el valor científico de los vuelos tripulados es mayor que el de las sondas y los rovers. Después de todo, el verdadero significado de los vuelos humanos al espacio es buscar tantos lugares como sea posible adecuados para el hábitat de la raza humana.
SLS tiene muchos seguidores. Entre ellos se encuentran los actuales dirigentes de la NASA y personas que ocupan altos cargos, expertos de la industria espacial, así como esa parte del público estadounidense que siguió con profunda emoción el exitoso vuelo orbital de la nave espacial Orion, que tuvo lugar en diciembre pasado, con una tripulación a bordo, que estará en la proa del SLS mientras se dirige al espacio profundo. Y ahora a los partidarios del proyecto les resulta más fácil refutar punto por punto los argumentos de sus oponentes.
¿Deberían llevarse los componentes y el combustible a la órbita mediante cohetes más pequeños y ensamblarse allí? Gerstenmaier estima que una expedición tripulada a Marte requerirá aproximadamente 500 toneladas de diversos materiales. Podrían entregarse en cuatro ráfagas o, alternativamente, sería necesario lanzar al menos dos docenas al máximo de su capacidad con cohetes Delta IV cargados al máximo. Gerstenmaier sostiene que cada lanzamiento de este tipo aumenta el riesgo general de fracaso del programa, ya que lo peor suele ocurrir en el primer minuto de vuelo. Al mismo tiempo, existe una alta probabilidad de que se produzcan retrasos en algunos lanzamientos, lo que en última instancia conducirá a la ampliación del programa en su conjunto. “Usamos transbordadores reutilizables para ensamblar la Estación Espacial Internacional y todo el proceso tomó varias décadas. - él dice. "Pero la mayor desventaja del montaje en órbita es la acumulación de una gran cantidad de objetos en un solo lugar: viviendas, naves espaciales interplanetarias, instalaciones de almacenamiento de combustible". El panorama es deprimente, sobre todo teniendo en cuenta que nuestra experiencia en el montaje de naves muy complejas en el espacio es muy limitada. "Para realizar los trabajos de montaje es necesario realizar un gran número de conexiones", explica Gerstenmaier. - Inevitablemente, algunos componentes no funcionarán correctamente y es poco probable que se reparen en el sitio. Todo esto aumentará significativamente la complejidad y el riesgo de la operación”. Al mismo tiempo, las dimensiones transversales del SLS son tales que el granelero puede acomodar cargas de gran tamaño, como paneles solares y conjuntos de antenas, que de otro modo tendrían que embalarse de alguna manera y correrían el riesgo de sufrir daños.
Otro ventaja importante usar cohetes pesados es que debido a parte de su exceso de empuje, se puede aumentar la velocidad, es decir llevar la nave espacial a su destino más rápido. Este punto es crítico para las misiones tripuladas a Marte, ya que la exposición a la radiación y la necesidad de llevar suministros suficientes limitan gravemente la duración de la expedición. Las misiones no tripuladas de largo alcance también aportan indudables beneficios, ya que los datos que reciben ayudan a planificar de forma óptima los vuelos posteriores. Gracias a su enorme potencia, el SLS es capaz de realizar expediciones al espacio profundo utilizando únicamente su propio combustible y sin realizar maniobras de gravedad alrededor de planetas, como lo hacían las naves espaciales Voyager y Galileo.
"El SLS reducirá el tiempo de viaje a Europa de más de seis años a dos años y medio", afirma Scott Hubbard, profesor consultor de aviación y ciencia espacial en la Universidad de Stanford. "Esto será de gran ayuda para otras expediciones científicas que aún no son viables". Agregue una mayor carga útil y variabilidad de diseño a la reducción del tiempo de vuelo y tendrá un argumento sólido a favor de un vehículo de lanzamiento súper pesado. Queda claro por qué China y Rusia están desarrollando y diseñando misiles tipo SLS.
Hoy en día no existe competencia en la exploración del espacio profundo y no se prevé competencia alguna. En el futuro, sólo hay unas pocas expediciones en las que la NASA planea utilizar SLS. Por tanto, SpaceX no tiene la capacidad de influir en el coste de los cohetes superpesados, como sí lo hace con sus cohetes más pequeños. “Como resultado, SpaceX no está en mejor situación que Boeing, Lockheed Martin y otros contratistas aeroespaciales”, dice Scott Parazynski, ex astronauta de la NASA y veterano de cinco misiones del transbordador espacial, ahora en la Universidad Estatal de Arizona. "Se trata de contratistas muy cualificados y no veo ninguna razón por la que valga la pena abandonarlos en favor de SpaceX", explica.
Los métodos probados y verdaderos no siempre funcionan para solucionar problemas de automóviles, teléfonos celulares y otros dispositivos, pero cuando se trata de lanzar un equipo de almas valientes al espacio profundo a la velocidad del rayo en las alas de una explosión casi incontrolable, un cierto Una cantidad de conservadurismo no hace daño. Varios de los primeros cohetes de SpaceX explotaron durante el lanzamiento y hubo casos de pérdida de control, algo común cuando se desarrollan nuevos diseños. El pasado mes de octubre, uno de los tripulantes murió a consecuencia de la explosión de un prototipo de cohete que Virgin Galactic estaba creando para vuelos espaciales suborbitales turísticos. El incidente ocurrió exactamente tres días después de la explosión durante el lanzamiento de una nave espacial no tripulada desarrollada por la empresa privada Orbital Sciences Corporation (OSC), que debía entregar un cargamento a la ISS.
Todo esto nos recuerda una vez más que, a pesar de la experiencia de varias décadas, la ciencia espacial sigue siendo una industria plagada de grandes riesgos. Ésta es una de las razones por las que la Inspiration Mars Foundation, la organización estadounidense sin fines de lucro que promueve el lanzamiento de una misión tripulada para volar alrededor de Marte en enero de 2018, se encuentra hoy entre las que hacen cola para participar, dejando de lado todas las dudas en el proyecto SLS. “El SLS empezó a ser criticado cuando aún no se sabía hacia dónde iría el cohete”, afirma Hubbard. "Sin embargo, hoy está claro para qué está destinado y ha llegado el momento de que cada uno de nosotros pensemos en lo que podemos hacer para llegar a un acuerdo entre todos".
Segunda velocidad de escape
En una fría tarde de enero de este año, uno de los gigantescos bancos de pruebas de motores se encuentra en el Centro Espacial. John Stennis se convirtió en una columna de fuego durante 500 segundos. Estas fueron las primeras pruebas de fuego del motor de propulsión del Shuttle RS-25 desde 2009 y las superó sin problemas. Si todo sigue funcionando con éxito, el factor tiempo jugará un papel positivo para SLS. Cuanto más tarde en ejecutarse el programa (si se financia con cargo al presupuesto y no se interrumpe), mayor será su derecho a existir. El programa ha logrado avances impresionantes en sus primeros tres años, pasando fácilmente por las fases de evaluación del proyecto y entrando en la fase de producción inicial. Esto es increíblemente rápido para un poderoso cohete tripulado. Hubo sólo unos pocos problemas, de los cuales los huecos en el sistema de aislamiento fueron los más graves y se corrigieron rápidamente con una capa de material adhesivo.
“Cualquier cosa puede suceder en los próximos años, con un nuevo presidente y un nuevo Congreso”, dijo Joan Johnson-Freese, profesora de la Escuela de Guerra Naval de Estados Unidos y especialista espacial. Quizás el gobierno decida que tendremos que abandonar los sueños de Marte y centrarnos en crear una base espacial en algún lugar más cercano a casa. Algunas personas en Washington sienten una nostalgia casi patológica por ir a la luna". Hay quienes creen que la NASA debería olvidarse ahora tanto de la Luna como de Marte y centrar toda su atención en los asteroides, no sólo porque pueden responder preguntas importantes sobre el origen. sistema solar, pero también porque necesitamos aprender a alejarlos de la Tierra o destruirlos en caso de amenaza de colisión.
Sin embargo, Marte todavía excita las mentes de la comunidad científica, especialmente porque hay esperanzas de llegar al Planeta Rojo durante la vida de las generaciones actuales. "A cualquiera de nosotros le encantaría estar allí", dice Parazynski. "Otras misiones sólo desviarían recursos y crearían confusión y vacilación". Está preocupado por SLS, pero no porque crea que el proyecto sea la mejor manera de llegar a Marte. Le preocupa que la misión no sea barata y que sea poco probable que se lleve a cabo en un futuro próximo; podría suceder así. que SLS será abandonado antes de que llegue allí.
Hasta el momento no existen obstáculos para la ejecución del proyecto. No hay alternativa a la creación del cohete y puede estar seguro de que el proyecto avanza por el rumbo correcto. Sin duda, este programa fue elaborado con la participación e instrucciones del Congreso. Sí, necesita tecnologías avanzadas y proyectos competitivos. Pero, aparentemente, el trabajo se desarrollará según lo planeado y en el futuro previsible se financiará con la cantidad necesaria. Y si el SLS se convierte en el cohete que nos llevará a Marte, todas las críticas se olvidarán muy pronto.
Por favor habilite JavaScript para ver elLa primera etapa del vehículo de lanzamiento SLS utiliza dos propulsores auxiliares que impulsarán el cohete a la órbita terrestre baja. A continuación entrará en juego el acelerador de segunda etapa de etapa superior, que se utilizará para sacar la carga útil de la órbita baja y enviarla hacia su destino final: la Luna, Marte o una de las lunas de Júpiter, Europa.
En el marco del primer lanzamiento oficial, que probablemente no tendrá lugar hasta 2020, el portaaviones SLS estará equipado con una versión provisional de la segunda etapa. Actualmente, la agencia está desarrollando una “segunda etapa experimental” que permitirá el uso de diferentes configuraciones de etapa superior con diferentes capacidades de carga útil. El primer lanzamiento con la segunda etapa principal debería realizarse en 2023-2024. Según los documentos técnicos aprobados, en la segunda etapa se prevé el uso de cuatro motores de cohetes de propulsión líquida RL-10, que han demostrado su fiabilidad en repetidas ocasiones desde su primer uso en 1961.
El problema es que los motores RL-10 desarrollados y ensamblados por Aerojet Rocketdyne son muy caros. Los periodistas de Ars Technica descubrieron que, en promedio, la NASA tuvo que pagar 17 millones de dólares por cada motor RL-10 que se utilizará en el primer lanzamiento de prueba. La agencia, al parecer, no quedó satisfecha con esta situación y en octubre hizo una propuesta abierta a las empresas espaciales privadas: encontrar una alternativa más barata para reducir los costes de producción de vehículos de lanzamiento. El documento publicado afirma que para prepararse para el tercer vuelo (Misión de Exploración-3) del vehículo de lanzamiento SLS, la agencia necesita cuatro motores de cohete para mediados de 2023.
Curiosamente, ya a mediados de noviembre la agencia editó el documento. Ahora dice que la NASA no está buscando una “alternativa más barata” a los motores RL-10, sino un “reemplazo”. A pesar de que a primera vista esto puede parecer un recurso léxico y estilístico común, el portal Ars Technica, citando fuentes anónimas de la industria espacial, informa que el cambio en la terminología utilizada lo dice todo. En otras palabras, la NASA abandonará los motores RL-10 en el futuro. Según comentarios oficiales de la agencia al respecto, el documento fue editado con el objetivo de atraer un mayor número de interesados.
El mejor momento de Blue Origin
Algunos vieron en el documento de la NASA un intento de insinuar de esta manera al mismo Aerojet Rocketdyne que sus motores RL-10 podrían ser más baratos. Otros dicen que el anuncio de la agencia muestra que está abierta a cambios en el diseño de la segunda etapa y a propuestas que utilicen un conjunto diferente de motores. Y si es así, lo más probable es que la NASA opte por los motores BE-3U, escribe Ars Technica. Blue Origin planea utilizarlos en la segunda etapa de su vehículo de lanzamiento pesado New Glenn. Se trata de una versión modificada de los motores BE-3 utilizados como motores principales del cohete propulsor New Shepard, que la compañía planea utilizar como cohete turístico y que ya ha volado con éxito (hasta ahora, como parte de las pruebas) 7 veces. . Por cierto, cabe señalar que el mismo Orbital ATK también está considerando los motores BE-3U como el sistema principal de segunda etapa para su vehículo de lanzamiento planificado del Sistema de Lanzamiento de Próxima Generación. Se eligió el BE-3U porque el motor es capaz de producir 120.000 libras de empuje, mientras que el RL-10 sólo ofrece 100.000.
Aún no está claro cuántas y qué empresas respondieron al llamado de la NASA, pero la recopilación de propuestas finalizó el 15 de diciembre.
Cohete superpesado SLS / Figura: trendymen.ru
El acelerador de propulsor sólido (STU) del cohete Space Launch System (SLS) en construcción ha sido probado en Estados Unidos; se están estudiando los resultados de las pruebas, informa la NASA.
El lanzamiento de prueba del acelerador de lanzamiento, desarrollado para el Space Launch System (SLS), tuvo lugar en el polígono de pruebas Orbital ATK en Utah.
Probando un acelerador de combustible sólido para un cohete en construcción / Foto: www.nasa.gov
Durante la prueba, que fue lo más cercana posible a un lanzamiento real, también se probó la aviónica del futuro cohete. "La prueba está completa, este fue un paso en nuestro camino a Marte", dijo la agencia en su cuenta de Twitter.
La segunda prueba en tierra del acelerador debería realizarse a principios de 2016. Estados Unidos está desarrollando un vehículo de lanzamiento superpesado para vuelos tripulados al espacio profundo. El primer vuelo de prueba está previsto para 2018, informa RIA Novosti.
Información técnica
La NASA trabaja en el vehículo de lanzamiento más grande de la historia Sistema de lanzamiento espacial. Está destinado a expediciones tripuladas más allá de la órbita terrestre baja y al lanzamiento de otras cargas, desarrollado por la NASA en lugar del vehículo de lanzamiento Ares-5, que fue cancelado junto con el programa Constellation. El primer vuelo de prueba del vehículo de lanzamiento SLS-1/EM-1 está previsto para finales de 2018.
Figura: www.nasa.gov
La NASA lleva mucho tiempo trabajando en proyectos inspiradores de vuelos interplanetarios, pero ninguno de ellos puede compararse en escala con los desarrollos del Sistema de Lanzamiento Espacial. El nuevo cohete será el más grande de la historia. Tendrá 117 metros de altura, mayor que el cohete más grande de la historia, el Saturn 5, el mismo que llevó el módulo con Neil Armstrong y Buzz Aldrin a la Luna.Está previsto que en el momento de su primer lanzamiento, el SLS se convierta en el vehículo de lanzamiento operativo más potente de la historia en términos de masa de carga lanzada a órbitas cercanas a la Tierra.
Se supone que la primera etapa del cohete estará equipada con propulsores sólidos y motores de hidrógeno y oxígeno RS-25D/E de los transbordadores, y la segunda etapa estará equipada con motores J-2X desarrollados para el proyecto Constellation. También se están realizando trabajos en los antiguos motores de oxígeno y queroseno F-1 del Saturn 5.
Está previsto que, en términos de masa de carga lanzada a órbitas cercanas a la Tierra, el SLS se convierta en el vehículo de lanzamiento operativo más potente de la historia en el momento de su primer lanzamiento, así como el cuarto del mundo y el segundo super- vehículo de lanzamiento de clase pesada en los Estados Unidos, después de Saturno 5, que se utilizó en el programa Apolo para lanzar naves espaciales a la Luna y los soviéticos N-1 y Energia. El cohete lanzará al espacio una nave espacial tripulada MPCV, que está diseñada sobre la base de la nave espacial Orion del programa cerrado Constellation.
Un vehículo de lanzamiento superpesado es, ante todo, un pase para la humanidad a planetas lejanos. Este fue el caso de Saturno 5 y el vuelo a la Luna, y este será el caso del Sistema de Lanzamiento Espacial. Los desarrolladores de la NASA no ocultan que el cohete se convertirá en un eslabón clave en los preparativos para enviar humanos a Marte, y esto podría suceder ya en 2021.
Figura: www.nasa.gov
Hasta la fecha, el progreso del sistema de lanzamiento espacial avanza según lo previsto. La NASA está probando componentes del diseño inicial del vehículo de lanzamiento. Está previsto que todo el desarrollo esté terminado en 2017. El Sistema de Lanzamiento Espacial es una colaboración conjunta entre la NASA, Boeing y Lockheed-Martin. Boeing está desarrollando los sistemas de aviónica del cohete, valorados en 2.800 millones de dólares, mientras que Lockheed-Martin es responsable de construir la cápsula de tripulación Orion que se montará en el cohete. En última instancia, la NASA espera gastar alrededor de 6.800 millones de dólares en el sistema de lanzamiento espacial entre 2014 y 2018.
Figura: www.nasa.gov
Indicadores tácticos y técnicos.
| información general | |
| Un país | EE.UU |
| Índice | SLS |
| Objetivo | vehículo de lanzamiento |
| Desarrollador y fabricante | boeing |
| Características principales | |
| Numero de pasos | 2 |
| Longitud, metros | 102,32 |
| Diámetro, m | 8,4 |
| Peso inicial, kg | sin datos |
| 70.000 - 129.000 para IEO | |
| Historial de lanzamiento | |
| Estado | en desarrollo |
| Lugares de lanzamiento | LC-39, Centro espacial Kennedy |
| primer comienzo | previsto para finales de 2018 |
| Primeropaso - Propulsor de cohete sólido | |
| Motor principal | Motor cohete de propulsor sólido |
| Empuje, Minnesota | 12,5 al nivel del mar |
| Impulso específico, segundos | 269 |
| Tiempo de funcionamiento, segundos | 124 |
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