Drepturi de autor pentru imagine NASA
De câteva decenii, NASA nu a avut un transportator de clasă grea capabilă să ajungă pe Lună. Acum, agenția spațială americană construiește o rachetă care va putea ajunge la obiecte mai îndepărtate din sistemul solar. Corespondentul a vizitat o întreprindere care asambla primele exemplare ale noii rachete.
Dacă scopul tău este să memorezi doar un singur fapt din acest articol, alege-l pe acesta: noua rachetă americană va putea trimite 12 elefanți adulți pe orbită - acesta este un exemplu viu pe care NASA îl folosește pentru a ilustra puterea incredibilă a noii lor rachete.
În poziția de start, înălțimea Sistemului de Lansare Spațială (SLS, Space Launch System) va depăși înălțimea Statuii Libertății (93 m). Masa rachetei va depăși masa a șapte avioane Boeing 747 complet încărcate și jumătate, iar puterea motoarelor sale va depăși puterea a 13.400 de locomotive electrice. Cu ajutorul SLS, o persoană va putea trece dincolo de orbita Pământului pentru prima dată din 1972, când transportatorul Saturn-5 a livrat pe Lună astronauții echipajului Apollo 17, ultima expediție americană cu echipaj uman pe Pământ. satelit până în prezent.
„Va fi o rachetă unică”, spune inginerul de sistem SLS Don Stanley. „Va ajuta oamenii să se întoarcă pe Lună și să meargă și mai departe – spre asteroizi și Marte”.
Stanley lucrează la Centrul de Zboruri Spațiale George Marshall din Huntsville, Alabama, în spatele gardului impenetrabil al Arsenalului Redstone, baza Comandamentului Aerien și Rachete al Armatei SUA. De mai bine de 60 de ani, acest loc a fost inima programului american de dezvoltare a rachetelor militare și civile. Suprafata imprejmuita de 154 mp. km este presărat cu gropi de gunoi, bancuri de testare și tehnologie spațială dezafectată.
Racheta universală
Printre „gunoaiele” spațiale de pe teritoriul bazei - o structură cu aspect fragil folosită pentru testele la sol ale rachetei care l-a pus pe orbită pe primul astronaut american; carcasa groasă de metal a unei nave cu propulsie nucleară al cărei design nu a fost niciodată realizat; precum și motoarele în formă de butoi „Saturn-5”. Lângă parcare se află propulsoarele de propulsie solidă uzate ale Navei Spațiale, cu o inscripție liniștitoare pe lateral: „Gol”.
Pe măsură ce trecem pe lângă aceste repere istorice, Stanley spune că noua rachetă va fi mult mai versatilă decât predecesorii ei.
Drepturi de autor pentru imagine NASA Legendă imagine În 1972, portavionul Saturn 5 a livrat pe Lună astronauții echipajului Apollo 17.„Dacă trebuie să trimiteți un echipaj pe un asteroid pentru a-și schimba orbita, racheta noastră va putea îndeplini această sarcină”, spune ea. „Și dacă trebuie să zburați pe Marte, va zbura pe Marte. guvernul SUA”.
Racheta este construită special pentru nava spațială cu echipaj Orion, care a fost testată cu succes (fără echipaj) în decembrie anul trecut. Deși SLS este o dezvoltare nouă, încorporează multe dintre tehnologiile din programele anterioare ale NASA.
Primele patru exemplare ale SLS vor fi echipate cu motoare rămase din programul navetei spațiale. Booster-urile solide ale rachetei vor fi versiuni întinse ale celor utilizate pe navete, iar designul etapei superioare se bazează pe modelele Saturn V dezvoltate în anii 1960. Stanley nu vede nimic special în acest împrumut de tehnologie.
„Pentru a coborî de pe Pământ, vom avea nevoie de o rachetă într-un fel sau altul, motiv pentru care folosim realizările programelor Apollo și navetei spațiale”, notează ea. „Dar, pe lângă aceasta, introducem noi soluții tehnologice. . Blocul central de rachete este proiectat de la zero; aplicăm și noi tehnologii de fabricație. Ca urmare, vom avea o rachetă eficientă și accesibilă.”
Biciclete și mașini electrice
Însuși SLS este asamblat la șase ore la sud de Huntsville, la unitatea de asamblare extinsă a NASA din suburbia Michaud din New Orleans. Fabrica, care se întinde pe aproape un kilometru în lungime, a fost folosită anterior pentru asamblarea rachetelor Saturn V; până de curând - rezervorul extern de combustibil al navetei spațiale.
Datorită dimensiunii gigantice a unității, angajații se deplasează prin șantier pe biciclete – sau, dacă au noroc, în mașini electrice albe cu emblema NASA la bord.
„Avem sute de biciclete aici”, spune CTO Pat Whips, când un grup de bicicliști se încrucișează cu mașina noastră electrică. „La un moment dat, propriul nostru atelier de reparații de biciclete era cel mai mare din sudul SUA.”
Drepturi de autor pentru imagine NASA Legendă imagine Lansarea unei rachete este întotdeauna o priveliște impresionantă. Care va fi lansarea SLS?Conducem pe lângă secțiunile și carenele noii rachete, răspândite în întreaga unitate ca un Stonehenge modernist. Elementele suport sunt realizate din foi de aluminiu. În unele locuri, grosimea carcasei exterioare nu depășește câțiva milimetri. Rezistența structurală este obținută prin grilajele metalice interioare. Aceste secțiuni strălucitoare vor fi în curând sudate împreună pentru a deveni capsul central de rachetă care va găzdui rezervoarele de combustibil, motoarele și sistemele de control.
„Totul în acest program este uriaș; dimensiunea structurilor este, de asemenea, impresionantă, dar toleranțele pe care trebuie să le menținem sunt extrem de mici”, spune Whip în timp ce mergem până la una dintre mașinile de sudură care atârnă deasupra noastră. , doar pentru a vedea unde se termină, iar precizia ansamblării trebuie să fie de miimi de centimetru.
Metodă avansată de sudare
Pentru a conecta părțile individuale ale rachetei, se folosește sudarea prin frecare, care lipește literalmente două straturi de metal.
"Sudura convențională generează multă căldură, flăcări deschise și fum", explică inginerul Brent Gadds. "Metoda pe care o folosim este diferită prin faptul că metalul nu se topește complet. Cele două straturi doar se freacă unul de celălalt. Temperatura metalului. nu depășește punctele de topire.
Drepturi de autor pentru imagine NASA Legendă imagine Sudarea prin frecare cu agitareAcest proces este foarte interesant de urmărit: două plăci sunt fixate împreună, după care o rolă rotativă, controlată de un computer, începe să se miște de-a lungul articulației. Este nevoie de doar câteva minute pentru a suda chiar și cele mai lungi lungimi, iar rezistența și fiabilitatea cusăturilor rezultate sunt incomparabil mai mari decât în cazul metodelor tradiționale de sudare.
Cea mai impresionantă parte a instalației din New Orleans este atelierul unde se realizează asamblarea finală a ansamblului central al rachetei. Clădirea cu șaptesprezece etaje este ocupată în întregime de o mașină de sudură automată, cea mai mare mașină de sudură prin frecare construită vreodată.
"Acesta nu este doar o mașină, mărită în dimensiune", notează Whips. "Acesta este un aparat complet nou. Nimeni nu a făcut așa ceva până acum. Pe de altă parte, racheta pe care o construim va fi cea mai mare lansată vreodată de la suprafață. al Pamantului".
Înainte în necunoscut
Prima lansare a SLS este programată pentru 2018. Inginerii de la Michaud și de la Centrul Marshall au la dispoziție puțin peste doi ani pentru a construi prima unitate centrală, a testa motoarele și amplificatoarele de susținere și apoi livra racheta pe o barjă de-a lungul coastei Golfului. la adunarea finală la Centrul Spațial Kennedy din Cape Canaveral, Florida. Din motive de siguranță, primul zbor - mai departe de Pământ decât cele mai îndepărtate expediții cu echipaj din istorie - va fi fără pilot.
Drepturi de autor pentru imagine NASA Legendă imagine Poate că SLS va fi folosit pentru zboruri cu echipaj cu echipaj către Marte„Vom trimite racheta cu aproximativ 48.000 km mai departe decât au zburat expedițiile lunare Apollo”, spune Stanley. „Trebuie să găsim un echilibru între siguranța viitoarelor echipaje și capacitățile tehnice ale rachetei – vrem să ne asigurăm că ne asumăm un risc acceptabil.” .
Punctul ei de vedere este împărtășit de Whips, pe pereții al cărui birou sunt fotografii ale echipajelor navetelor Challenger și Columbia căzute. Potrivit Whips, tot personalul de la instalația Michaud este conștient de faptul că racheta construită aici este proiectată pentru zbor cu echipaj.
"Suntem adesea vizitați de astronauți și familiile lor. Acest lucru ne ajută să nu uităm că munca noastră este extrem de onorabilă și responsabilă, deoarece viețile umane depind de ea", spune el.
Finanțarea programului SLS este stabilă, așa că practic nu există nicio îndoială că, spre deosebire de o serie de proiecte similare anterioare, acesta va fi finalizat. Dacă lucrările la transportator și la sonda spațială Orion se desfășoară conform programului, primul zbor cu echipaj ar putea avea loc până la sfârșitul deceniului.
Drepturi de autor pentru imagine getty Legendă imagine Americanii vor să fie lideri în orice, inclusiv în explorarea spațiuluiÎntrebarea este unde vor merge astronauții. Conducerea politică a SUA nu a decis încă cum să folosească exact potențialul incredibil al noii rachete. Va fi o întoarcere pe Lună, un zbor către un asteroid (cea mai populară opțiune astăzi) sau un proiect mai ambițios - o expediție pe Marte? Oricare ar fi decizia Casei Albe și a Congresului, concluzia este că, pentru prima dată în peste 40 de ani, America are din nou mijloacele pentru a trimite expediții cu echipaj în spațiul profund.
"Cetăţenii noştri doresc ca SUA să rămână lider mondial", spune Stanley. "SUA au un puternic spirit competitiv. Credem că ar trebui să conducem ca naţiune în multe domenii, inclusiv în explorarea spaţiului."
Prima etapă a vehiculului de lansare SLS utilizează două propulsoare auxiliare care vor asigura lansarea rachetei pe orbita joasă a Pământului. În continuare, va intra în joc amplificatorul din a doua etapă superioară, care va fi folosit pentru a trage sarcina utilă de pe orbita joasă și a o trimite către destinația finală: Luna, Marte sau una dintre lunile lui Jupiter, Europa.
Ca parte a primei lansări oficiale, care probabil să aibă loc nu mai devreme de 2020, transportatorul SLS va fi echipat cu o versiune temporară a celei de-a doua etape. În acest moment, agenția dezvoltă o „a doua etapă experimentală” care va permite utilizarea diferitelor configurații de etapă superioară cu sarcini utile diferite. Prima lansare cu a doua etapă principală ar trebui să aibă loc în 2023-2024. Conform documentelor tehnice adoptate, este planificată utilizarea a patru motoare rachete cu propulsie lichidă RL-10 în a doua etapă, care și-au dovedit în mod repetat fiabilitatea de la prima utilizare în 1961.
Problema este că motoarele RL-10 proiectate și construite de Aerojet Rocketdyne sunt foarte scumpe. Jurnaliștii Ars Technica au reușit să afle că, în medie, pentru fiecare motor RL-10 care va fi folosit la prima lansare de probă, NASA a trebuit să plătească 17 milioane de dolari. Aparent, agenției nu i-a plăcut acest aranjament, iar în octombrie a făcut o propunere deschisă companiilor spațiale private: să găsească o alternativă mai ieftină pentru a reduce costul de producție al unui vehicul de lansare. Documentul publicat spunea că pentru a se pregăti pentru cel de-al treilea zbor (Misiunea de explorare-3) al vehiculului de lansare SLS, agenția are nevoie de patru motoare de rachetă până la jumătatea anului 2023.
Interesant este că deja la jumătatea lunii noiembrie, agenția a editat documentul. Acum se spune că NASA nu caută o „alternativă mai ieftină” la motoarele RL-10, ci un „înlocuitor”. În ciuda faptului că la prima vedere acesta poate părea un dispozitiv lexical și stilistic comun, portalul Ars Technica, citând surse anonime din industria spațială, relatează că schimbarea terminologiei folosite spune multe. Cu alte cuvinte, NASA nu va mai folosi motoare RL-10. Potrivit comentariilor oficiale ale agenției pe această temă, editarea documentului a fost făcută cu scopul de a atrage mai multe părți interesate.
Finest Hour Blue Origin
Unii au văzut în documentul NASA o încercare în acest fel de a sugera aceluiași Aerojet Rocketdyne că motoarele sale RL-10 ar putea fi mai ieftine. Alții spun că agenția semnalează prin acest anunț că este deschisă modificărilor de proiectare în a doua etapă în sine și este deschisă propunerilor folosind un set diferit de motoare. Și dacă da, atunci cel mai probabil NASA va alege motoarele BE-3U, scrie Ars Technica. Blue Origin plănuiește să le folosească în a doua etapă a vehiculului său greu de lansare New Glenn. Sunt o versiune modificată a motoarelor BE-3 folosite ca motoare principale ale rachetei de amplificare New Shepard, pe care compania intenționează să o folosească ca turist și care a zburat deja cu succes (până acum, însă, în cadrul testelor) 7 ori. Apropo, trebuie remarcat faptul că același Orbital ATK consideră și motoarele BE-3U drept principalul sistem de a doua etapă pentru sistemul său de lansare de următoarea generație în curs de proiectare. Alegerea în favoarea BE-3U se datorează faptului că motorul este capabil să producă 120.000 de lire de tracțiune, în timp ce RL-10 oferă doar 100.000.
Nu este încă clar câte și care companii au răspuns apelului NASA, dar apelul de propuneri s-a încheiat pe 15 decembrie.
2013-06-21. Delegația a vizitat Michoud Assembly Facility (MAF), situat în New Orleans (Louisiana), unde Boeing, antreprenorul principal pentru realizarea blocului central de rachete al vehiculului de lansare Space Launch System (SLS), a creat un echipament modern, în principal pentru a reduce semnificativ costul de producție al vehiculelor de lansare SLS chiar și la rate de producție scăzute. Uzina MAF este una dintre cele mai mari din lume și este deținută de NASA. La delegația de vizită, organizată de Boeing, au fost prezenți angajați ai NASA, reprezentanți ai guvernelor locale și de stat, precum și reprezentanți ai presei. Scopul vizitei este de a demonstra noi echipamente pentru sudare verticală (Vertical Weld Center), și anume, un centru cu trei etaje creat de Boeing, Futuramic Tool and Engineering și PAR Systems, care va fi folosit pentru a forma segmente cilindrice ale bazei SLS. modul cu diametrul de 8,4 m prin sudarea panourilor din aluminiu. Cu ajutorul unor noi echipamente, precum și a unei forțe de muncă de mai puțin de 1.000, NASA și Boeing vor putea produce două module de bază pentru vehicule de lansare SLS pe an. Echipamentele prezentate sunt mai avansate decât cele utilizate anterior la întreprindere pentru producția de rezervoare externe de combustibil (PTB) ale sistemului spațial de transport reutilizabil al navetei spațiale (MTKS). Utilizarea de noi echipamente simplifică foarte mult procesele de producție și reduce costurile de producție. Anterior, pentru a efectua astfel de lucrări necesare de la 3 până la 5 piese de echipamente diferite, acum utilizarea unui singur instrument permite nu numai sudarea modulului, ci și specialiștii pot inspecta sudarea după finalizarea lucrărilor, ceea ce anterior ar necesita mutarea obiectului la altă poziție de lucru. La finalul vizitei, U. Gerstenmaier, șeful NASA Manned Flights, a lăudat noul centru vertical de sudare și a spus că lansările planificate ale vehiculului de lansare SLS vor fi rare, dar cu un grad ridicat de siguranță, iar costul de creare a vehiculului de lansare SLS va fi redus semnificativ . Vehiculul de lansare SLS va fi echipat cu patru motoare principale suplimentare RS-25, care anterior făceau parte din naveta spațială MTKS. Un total de 16 dintre aceste motoare sunt operate de NASA la Centrul Spațial Stennis. Prima lansare a vehiculului de lansare SLS cu o capsulă simulată Orion este programată pentru 2017. Următoarea lansare în 2021 depinde de factori tehnici și politici, dar conform planurilor NASA, va fi un zbor cu echipaj cu echipaj către un asteroid pentru a-l captura și a redirecționa traiectoria acestuia către o orbită lunară înaltă folosind o nouă navă spațială automată. NASA oferă o finanțare de 1,8 miliarde de dolari pe an pentru dezvoltarea vehiculului de lansare SLS, inclusiv construirea unei instalații de testare a rachetei în bucăți. Mississippi și infrastructura de lansare la Centrul Spațial Kennedy (Florida). Împreună cu finanțarea pentru capsula cu pilot Orion a lui Lockheed Martin, bugetul este de aproape 3 miliarde de dolari pe an. Având în vedere costul și amploarea programului de lansare SLS, NASA plănuiește o misiune cu echipaj pe Marte. Cu toate acestea, pe 19 iunie 2013, în timpul unei audieri a Congresului privind proiectul de lege pentru vehiculul de lansare SLS, viteza de zbor redusă a vehiculului de lansare SLS a făcut ca unii observatori din industrie să se îndoiască.Pe teritoriul unei uriașe, dar puțin cunoscute fabrici NASA, echipe întregi de specialiști (oameni de știință, ingineri, designeri) dezvoltă de ani de zile proiecte spațiale, uneori foarte dubioase. Și aceasta nu este o presupunere nefondată, ci mai degrabă povestea tristă a Michoud Assembly Facility (MAF) de la NASA, un complex de producție grandios din New Orleans, unde agenția își construiește cele mai mari rachete de zeci de ani.
În 2011, după zborul final al navetei spațiale, facilitățile de producție situate în uriașele hangare ale fabricii au fost închiriate studiourilor de film de la Hollywood: aici au fost filmate scene din filmul Ender's Game și alte filme științifico-fantastice.
După încheierea programului Constellation, care trebuia să fie succesorul sistemului navetei spațiale, Statele Unite au decis să apeleze la contractori privați pentru a livra marfă pe orbita joasă a Pământului și a crea rachetă super-grea numită Space Launch System (SLS), care va livra astronauți și mărfuri în spațiul profund.
Pe baza componentelor Shuttle-ului, cu sprijinul entuziast al politicienilor din statele în care sunt fabricate componentele sale, SLS a fost numit „rachetă spre nicăieri”. Acest program de lobby al Congresului nu avea obiective specifice, iar șansele de lansare au fost mici.
Cu toate acestea, este încă în curs de implementare și finanțare de la buget. Planificarea unei expediții cu participarea ei este în plină desfășurare, iar prima lansare este programată pentru 2018. Longevitatea SLS, ca orice program cu mai multe decenii, depinde de viitorii politicieni. Dacă această „pietă zburătoare din plăcintă guvernamentală” va fi cea mai bună modalitate de a ajunge pe Marte este o mare întrebare.
Mai târziu, însă, aici a sosit o echipă de ingineri și tehnicieni NASA, a cărei sarcină a fost să dezvolte și să fabrice noi produse importante - continuarea ideilor mărețe ale agenției pentru lansarea unui om în spațiu. MAF este din nou în afaceri cu cea mai mare și mai ambițioasă navă spațială din istorie, un vehicul de lansare super-greu numit Space Launch System (SLS). Cu el, NASA intenționează să efectueze o lansare de referință a unui echipaj de astronauți din Cape Canaveral, Florida, într-o călătorie lungă - mai mult de un an - către Marte, cu scopul de a livra module de locuințe, vehicule și alimente pe o planetă acoperită. într-un strat gros de praf ruginit, care va dura câteva săptămâni. Pentru a implementa acest program, va dura încă 25 de ani.În acest timp, SLS ar putea livra oameni pe Lună și niște asteroizi și ar putea trimite o sondă spațială în căutarea semnelor de viață pe una dintre lunile lui Jupiter - Europa.
Acest grandios proiect interplanetar este unul dintre cele mai îndrăznețe pe care le-a întreprins NASA.
Deci de ce are atât de mulți adversari?
După succesul amețitor al programului Apollo în anii 1960 și începutul anilor 1970, La implementarea primei aterizări cu echipaj uman pe Lună, s-a presupus că naveta spațială va deveni un mijloc de rutină relativ ieftin de a livra echipajele și mărfurile pe orbita joasă a Pământului, iar navetele vor zbura între Pământ și orbită. De fapt, s-a dovedit că costul mediu al unei lansări a navetei depășește 1 miliard de dolari, în timp ce zborurile erau posibile doar de câteva ori pe an, iar două dintre ele s-au încheiat cu dezastre.
În 2004, la un an după distrugerea navei spațiale Columbia în timpul reintrării pe Pământ, care a ucis șapte astronauți, președintele american George W. Moon și apoi pe Marte. Rezultatul a fost proiectul spațial Constellation, care a creat două noi vehicule de lansare: Ares I pentru a lansa pe orbită un vehicul de cercetare cu echipaj și marfă super-grea Ares V, o versiune a vehiculului de lansare Saturn V. Cu toate acestea, până în 2011, când costul total al Constelației era de aproximativ 9 miliarde de dolari, ca urmare, au fost create doar nava spațială multifuncțională Orion a concernului Lockheed Martin și racheta, care a făcut o singură lansare de probă. Prin decizia președintelui Barack Obama, programul a fost restrâns, iar o expediție pe unul dintre asteroizi a devenit un nou reper pentru activitățile viitoare ale NASA, conform instrucțiunilor sale. Pentru livrarea echipajelor și a mărfurilor către Stația Spațială Internațională (ISS), agenția a fost nevoită să apeleze la firme private.
Cu toate acestea, mulți membri ai Congresului fac lobby puternic pentru continuarea lucrărilor la crearea unui nou vehicul greu de lansare capabil să livreze oameni pe Lună și Marte. Compromisul a fost SLS. singura rachetă mare concepută pentru a transporta atât echipajele, cât și mărfurile, care nu a fost atinsă de multe dintre cele mai recente tehnologii folosite pentru a crea Ares; în schimb, motoarele navetei, propulsoarele și rezervoarele de combustibil au intrat în acțiune. Cu alte cuvinte, SLS era o versiune mai ieftină a lui Ares.
Limbi rele au susținut că Congresul l-a inventat pentru a justifica activitățile NASA și ale contractorilor săi principali. „Particularitatea acestui proiect spațial este că, pentru prima dată, vehiculul de lansare a fost creat sub auspiciile politicienilor, nu al oamenilor de știință și al inginerilor”, a scris săptămânalul Economist în decembrie anul trecut. Unii critici s-au referit în batjocură la SLS drept „rachetă alimentatoare” sau „Sistem de lansare senatorială”. Senatorii statelor din sud, unde se află marile fabrici NASA sau contractorii acestora, au apărut într-adevăr în Congres ca susținători activi ai SLS. Printre aceștia se numără Richard Shelby, senator din Alabama (mai mult de 6.000 de oameni lucrează la Centrul de zbor spațial George Marshall, operat de NASA, din Huntsville, de unde este gestionat SLS) și David Vitter, senator din statul Louisiana (unde se află uzina de asamblare MAF). este localizat). Boeing, principalul producător al scenei principale, a desfășurat deja mulți dintre cei 1.500 de angajați angajați în acest program.
Structura SLS
Acesta este atât un program mare, cât și o rachetă mare. În versiunea originală, prima etapă ar trebui să fie echipată cu patru motoare RS-25 hidrogen-oxigen de la Shuttle: acestea vor fi amplasate în partea inferioară. Pe părțile laterale ale primei etape vor fi instalate amplificatoare cu combustibil solid, oferind forța de pornire pentru ridicarea rachetei super-grele de pe Pământ. Motoarele celei de-a doua etape, situate deasupra primei, ar trebui să pornească la o altitudine de aproximativ 50 km și să pună racheta pe orbită împreună cu nava spațială cu echipaj Orion plasată în prova ei. Cu o lungime de 98 de metri, racheta va fi puțin mai scurtă, dar semnificativ mai puternică decât Saturn V, care a transportat toate expedițiile pe Lună și va putea transporta de trei ori sarcina utilă a navetei. Niciuna dintre componentele acestei rachete nu poate fi reutilizată. Următoarele modificări ale SLS, care vor fi create în zece ani, vor fi echipate cu motoare de susținere și amplificatoare mai puternice. SLS, conceput pentru a zbura pe Marte, va avea o a doua etapă și mai puternică, capabilă să dezvolte de două ori mai multă tracțiune decât în prima versiune.
Criticii proiectului subliniază că. că prin echiparea SLS cu componente și piese pentru navete, Congresul sprijină marii contractori aerospațiali care au realizat componente pentru navete. „Încă o dată, Boeing se comportă ca un bandit”, spune Peter Wilson, analist șef de cercetare în domeniul apărării la Centrul de cercetare și dezvoltare strategică din SUA (RAND). Alții susțin că abordarea de reutilizare a navetei va prezenta SLS provocarea de a asocia cea mai recentă rachetă cu componentele unui vehicul învechit. De exemplu. În timpul instalării amplificatoarelor cu combustibil solid de la Shuttle, se pune deja problema ruperii izolației termice la punctele de andocare.
Costul final estimat al SLS variază foarte mult: NASA declară public că prima lansare va costa 18 miliarde de dolari: vehiculul de lansare în sine va costa 10 miliarde de dolari, nava spațială cu echipaj Orion va costa 6 miliarde de dolari, iar complexul de lansare din Cape Canaveral va avea nevoie de 2 miliarde de dolari. să se pregătească. » pentru lansările SLS. (Apropo, un alt apărător înflăcărat al SLS a fost Bill Nelson, senatorul din Florida.) Dar, conform dovezilor anecdotice bazate pe analize interne, peste 60 de miliarde de dolari vor fi cheltuite pentru program în următorii zece ani. Se estimează că aducerea unui echipaj pe Marte ar costa aproximativ 1 trilion de dolari. NASA estimează costul unei singure lansări a SLS la 500 de milioane de dolari, dar unii experți consideră că, ținând cont de costurile întregului program, această valoare ar putea crește la 14 miliarde de dolari.
Potrivit oponenților, entuziasmul guvernului și al populației generale față de cercetarea spațială este puțin probabil să rămână același în fața unor astfel de cheltuieli. Unele studii analitice, inclusiv unul realizat de NASA, sugerează că este posibil să ajungeți în adâncurile spațiului și să zburați pe Marte fără un vehicul de lansare super-greu. Alții susțin că ar fi mai ieftin să folosești vehicule de lansare mai mici (de exemplu, Delta IV, care pune sateliți pe orbită de zece ani) pentru a livra combustibil, componente și tot ceea ce este necesar pentru instalarea navelor spațiale interplanetare pe orbitele joase ale Pământului. și asamblați deja în spațiu. Și dacă se dovedește că avem cu adevărat nevoie de o rachetă super-puternică, de ce să nu construim mai întâi o nouă stație spațială și să mutăm lucrările acolo?
Compania americană Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX), fondată de starul Silicon Valley, inginer și antreprenor de succes Elon Musk, a câștigat competiția COTS (parte a programului NASA) pentru a livra mărfuri și echipaj la ISS folosind vehiculele sale de lansare bine stabilite. Falson9. „SLS este doar o mică îmbunătățire a tehnologiei care a fost dezvoltată în urmă cu 40 de ani”, spune James Pura (Latee Riga), președintele Fundației pentru Explorare Spațială, care susține explorarea spațială timpurie. „NASA ar face bine să informeze producătorii privați ce fel de marfă va trimite în spațiul profund, să aloce o anumită sumă de bani pentru această lucrare și să lase companii precum SpaceX să o facă”. SpaceX dezvoltă un vehicul de lansare greu, SLS, cu 27 de motoare și lucrează la noi motoare mai puternice care, dacă au succes, vor face această rachetă superioară celor mai mari modificări imaginabile. Important este că SpaceX intenționează să facă nodurile de bază reutilizabile. SLS, pe de altă parte, este un design complet de unică folosință.
Cu toate acestea, pregătirile pentru implementarea programului SLS sunt în plină desfășurare. În 2018 va fi lansat primul Orion fără pilot, care va zbura aproape de Lună, lăsând-o mult în urmă; al doilea zbor - probabil peste cinci ani - va trece aproximativ pe aceeași traiectorie, dar cu echipajul la bord, și astfel oamenii se vor îndepărta de Pământ la cea mai mare distanță din istoria astronauticii. Ceea ce urmează depinde în cele din urmă de Congres și de noul președinte, dar astăzi este planificat un zbor cu echipaj cu echipaj către asteroid pentru mijlocul anilor 2020, iar următoarea expediție de astronauți pe Marte este planificată pentru anii 2030.
fabrica de rachete
NASA testează cele mai grele rachete ale sale la standurile Centrului Spațial. John Stennis, care este situat printre numeroase lacuri, râuri și canale din comitatul Hancock, lângă granița cea mai suică a statului Mississippi. În timp ce ne punem căști și veste cu dungi reflectorizante. Tom Byrd, care a fost administrator adjunct aici până la pensionare în ianuarie, vorbește despre trei motive pentru care centrul este atât de aproape de apă: în primul rând, centrul are nevoie de barje mari pentru a naviga către el pentru a funcționa. : în al doilea rând, este necesar să se testeze proiectarea în condiții de apă; în al treilea rând, este nevoie de apă pentru a răci plăcile metalice uriașe, care sunt expuse la temperaturi apropiate de temperatura de pe suprafața Soarelui, unde se pot afla.
Fiecare banc de testare este o structură uriașă din beton armat care seamănă cu un bloc de panouri cu mai multe etaje, luat din mijlocul unui cargo transcontinental. Urcăm pe una dintre tribune și, pe parcurs, mi se arată o cameră de control care amintește de camera de control al unei centrale sovietice din anii 1950. cu manometre de abur și cadrane mari. Am întrebat de ce nu au îmbunătățit echipamentul și nu au folosit dispozitive digitale. Răspunsul a confirmat doar o regulă nescrisă urmată de participanții la programul SLS: au fost necesare zeci de ani pentru ca aceste lucruri să funcționeze bine, nenumărate probleme și eșecuri au fost remediate. Deci chiar trebuie să lăsăm totul să-și urmeze cursul acum?
Totuși, de pe acoperișul cabinei, am văzut că Centrul Spațial arată de fapt destul de modern. Canalele și drumurile au fost reproiectate pentru a transporta încărcături supradimensionate, iar platformele de testare în sine au fost reconstruite și consolidate, deoarece SLS va pune mult mai multă presiune asupra lor. decât orice alte rachete. „Impingerea dezvoltată pe bancul de testare este mai mare decât în timpul unei lansări reale, deoarece racheta nu se poate desprinde de jetul de gaze care iese din duză”, explică Bird. Pe tot parcursul testului, care durează aproximativ nouă minute, mii de duze toarnă jeturi de apă de înaltă presiune peste pereții standului - iar acest lucru nu se face pentru a se răci, ci pentru a compensa cele mai puternice vibrații care altfel ar putea distruge suportul. Chiar înainte de testele SLS, nicio persoană fizică nu avea voie să se afle la mai puțin de 13 km de stand. deoarece undele sonore generate în timpul testului pot da pe oricine din picioare. Iar motoarele SLS vor dezvolta o tracțiune atât de puternică, care anterior era de neatins pe Pământ.
Dincolo de granița Mississippi-Louisiana, la câteva ore pe canal (sau, în cazul meu, 45 de minute cu mașina) se află Michaud, pe care l-am vizitat a doua zi. Spre deosebire de centrul retras. Stennis, uzina Michowd este situată într-o zonă industrială de la periferia New Orleans. În unele privințe, este o fabrică convențională, nu diferită, cu stații de sudură, stivuitoare, macarale și depozite de componente, mai nouă este la scară mult mai mare.
În interior, toată planta strălucește. Mergem într-un tur pentru a explora complexul metru cu metru și vedem că este literalmente plin de echipamente noi: brațe robotice care se grăbesc înainte și înapoi cu o viteză incredibilă, platforme cu roți și încărcătoare asemănătoare macaralei care mișcă ușor și rapid piese de zece tone. și componente, sisteme de control al completității care asigură că motorul asamblat din sute de mii de piese este complet finalizat. Toate componentele sale sunt instalate la locul lor și nu a mai rămas nici măcar de prisos. Când construiți o mașină la fel de uriașă precum motorul rachetei pentru lansatorul SLS, trebuie să eliminați cele mai mici inexactități la asamblare. „Dacă sistemul nostru de inventariere a pieselor raportează că o mașină de spălat minusculă lipsește, toate lucrările se vor opri imediat până când ne dăm seama unde lipsește”, spune Patrick Whipps, unul dintre directorii fabricii Michaude de la NASA.
Multe dintre componentele care vor fi folosite aici în asamblarea rachetelor au fost destinate altor nave spațiale. „Nu încercăm deloc să folosim cât mai multe piese și ansambluri exclusive posibil.” - spune William Gerstenmaier (William Gerstenmaier), director adjunct al NASA pentru activitățile agenției în domeniul explorării spațiului. „În plus, noile echipamente de producție și tehnologia modernă vor reduce semnificativ costul acestor piese în comparație cu trecutul recent”, adaugă Whipps. Actualizările includ, de exemplu, unități de sudură prin frecare de dimensiunea unui turn de apă fiecare. Acest hulk poate încăpea doi
secțiuni masive din aliaj de aluminiu ale rachetei, unde știfturile rotative le vor conecta într-un singur întreg. Este cea mai mare plantă de acest gen din lume.
Creatorii trec dincolo de tehnologia „Shuttle” și în multe alte aspecte. A descoperi. la ce sarcini este expusă ca urmare a zgomotului și a altor oscilații aerodinamice în timpul urcării în atmosferă, NASA a apelat la un software modern care simulează procesele hidrogasdinamice. În caz contrar, inginerii ar trebui să reproiecteze racheta pentru a oferi o rezistență mai mare la sarcini și, prin urmare, să ridice limita inferioară a erorii acceptabile. În plus, noile sisteme avionice și de control digital bazate pe cip sunt cu generații înaintea celor utilizate pe naveta spațială, permițând automatizarea zborului și de multe ori viteza senzorilor montați pe motoare care răspund la schimbări neprevăzute în funcționarea acestora și la situațiile de urgență.
Motoarele Shuttle rămase neutilizate vor face posibilă efectuarea primelor patru zboruri SLS, dar în anii 2020. sunt necesare versiuni mai noi. Pentru a le realiza, NASA folosește echipamente care vor produce mii de pale de turbină de mărimea unei monede prin topirea cu laser a pulberii metalice și turnarea acesteia în forme finite, în loc să le prelucreze pe fiecare în parte: acest lucru reduce timpul de producție pentru un set de palete pentru un motor de la un an la o luna. „Pentru a reduce costurile cu forța de muncă și pentru a îmbunătăți acuratețea, toate operațiunile sunt computerizate”, spune Gerstenmeier.
Argumente în favoarea SLS
Când programul SLS este în plină desfășurare, va fi posibilă lansarea a cel puțin două rachete pe an - și poate că numărul acestora va crește la patru. După standardele industriei de rachete, aceasta este deja producție în masă. Dar lucrurile s-ar putea bloca dacă NASA nu reușește să convingă publicul american că merită.
În esență, cele două argumente principale împotriva sunt, în primul rând, că 18 miliarde de dolari sunt prea mult pentru o rachetă și, în al doilea rând, că, în scopuri de cercetare, ar fi mai rezonabil să trimitem sonde și roboți în spațiu, și nu oameni. De fapt, 18 miliarde de dolari nu sunt suficiente pentru a efectua un zbor cu echipaj cu echipaj către o altă planetă și retur: de fapt, această sumă este de trei ori mai mare decât costul amenajării Marelui Tunel Boston. Este ușor de spus că există modalități mai ieftine de a rezolva această problemă, dar cerințele de siguranță ale NASA pun ștacheta ridicată, iar publicul american este puțin probabil să se împace cu probabilitatea crescută de eșec catastrofal cu prețul economisirii a câteva miimi din bugetul federal. buget.
În ceea ce privește sondele și roboții, valoarea științifică a zborurilor cu echipaj este mai mare decât în cazurile care implică sonde și rover-uri planetare. La urma urmei, adevărata semnificație a zborurilor oamenilor în spațiu constă în căutarea unui număr cât mai mare de locuri potrivite pentru locuirea rasei umane.
SLS chiar are o mulțime de suporteri. Printre aceștia se numără actuala conducere a NASA și oameni în poziții înalte, experți în industria spațială, precum și acea parte a publicului american care a urmărit cu profundă entuziasm în decembrie anul trecut zborul orbital de succes al navei spațiale Orion cu un echipaj la bord, care va fi în prova SLS atunci când merge în spațiul adânc. Și acum este mai ușor pentru susținătorii proiectului să infirme punct cu punct argumentele oponenților săi.
Ar trebui piesele și propulsorul să fie livrate pe orbită folosind rachete mai mici și asamblate acolo? Potrivit lui Gerstenmeier, o expediție cu echipaj uman pe Marte va necesita aproximativ 500 de tone de diverse materiale. Acestea ar putea fi livrate în patru runde sau, alternativ, cel puțin două duzini de rachete Delta IV ar trebui să fie lansate la capacitate maximă. Gerstenmeier susține că fiecare astfel de lansare crește riscul general de întrerupere a programului, deoarece cel mai rău se întâmplă cel mai adesea în primul minut al zborului. În același timp, există o probabilitate mare de întârziere a lansărilor individuale, ceea ce va duce în cele din urmă la extinderea programului în ansamblu. „Pentru instalarea Stației Spațiale Internaționale, am folosit navete reutilizabile, în timp ce întregul proces a durat câteva decenii. el spune. „Dar cel mai mare dezavantaj al asamblarii pe orbită este acumularea unui număr mare de obiecte într-un singur loc - locuințe, nave interplanetare, depozite de combustibil.” Imaginea este deprimantă, mai ales având în vedere că experiența noastră în asamblarea unor nave foarte complexe în spațiu este foarte limitată. „Pentru a efectua lucrări de asamblare, va trebui făcută un număr mare de conexiuni”, explică Gerstenmeier. - Inevitabil, unele componente nu vor funcționa corect și este puțin probabil să fie reparate pe loc. Toate acestea vor crește semnificativ complexitatea și riscul operațiunii.” În același timp, dimensiunile transversale ale SLS sunt astfel încât încărcăturile supradimensionate, cum ar fi panourile solare și rețelele de antene, pot fi plasate în vrachier, care altfel ar trebui ambalate cumva, riscând deteriorarea acestora.
Un alt avantaj important al folosirii rachetelor grele este acela că, datorită unei părți din excesul lor de tracțiune, puteți crește viteza, adică. livrați nava spațială la destinație mai repede. Acest moment este critic pentru misiunile cu echipaj pe Marte, deoarece expunerea la radiații și nevoia de a lua suficiente provizii cu ele limitează sever durata expediției. Misiunile fără pilot cu rază lungă de acțiune aduc și beneficii indubitabile, deoarece datele pe care le primesc ajută la planificarea zborurilor ulterioare într-un mod optim. Datorită puterii sale enorme, SLS este capabil să livreze expediții în spațiul adânc folosind doar propriul combustibil și fără a efectua o manevră gravitațională în jurul planetelor, așa cum au făcut navele spațiale Voyager și Galileo.
„SLS va reduce timpul de călătorie în Europa de la mai mult de șase la doi ani și jumătate”, a declarat Scott Hubbard, profesor consultativ de aviație și științe spațiale la Universitatea Stanford. „Acesta va fi un ajutor bun pentru alte expediții științifice, dar imposibil de fezabil.” Adăugați o sarcină utilă și o variabilitate mai mare a aspectului reducerii timpului de zbor și aveți un argument puternic în favoarea unui vehicul de lansare super-greu. Devine clar de ce China și Rusia dezvoltă și proiectează rachete de tip SLS.
Astăzi nu există concurență în explorarea spațiului adânc și nu există nicio perspectivă a acesteia. În viitor, există doar câteva expediții în care NASA intenționează să folosească SLS. Astfel, SpaceX nu are capacitatea de a influența costul rachetelor super-grele, așa cum o are cu rachetele sale mai mici. „Ca urmare, SpaceX nu este într-o poziție mai bună decât Boeing, Lockheed Martin și alți contractori aerospațiali”, spune Scott Parazynski, un fost astronaut NASA, veteran a cinci expediții Shuttle, acum la Universitatea de Stat din Arizona. „Sunt antreprenori foarte calificați și nu văd niciun motiv pentru care ar merita să-i abandonez în favoarea SpaceX”, explică el.
Căile încercate și adevărate nu sunt întotdeauna cele mai bune pentru repararea defecțiunilor la mașini, telefoane mobile și alte dispozitive, dar atunci când vine vorba de a livra o echipă de oameni curajoși în spațiul profund, la viteza fulgerului, pe aripile unui spațiu aproape incontrolabil. explozie, un anumit conservatorism nu strica. Câteva dintre primele rachete SpaceX au explodat la lansare, au existat cazuri de pierdere a controlului - și acesta este o întâmplare obișnuită în dezvoltarea de noi design-uri. În octombrie anul trecut, unul dintre membrii echipajului a murit în explozia unui prototip de rachetă pe care Virgin Galactic o construia pentru zborurile spațiale suborbitale turistice. Incidentul a avut loc la exact trei zile după explozia de la pornirea unei nave spațiale fără pilot dezvoltată de compania privată Orbital Sciences Corporation (OSC), care trebuia să livreze un transport de marfă către ISS.
Toate acestea ne amintesc încă o dată că, în ciuda experienței de mai multe decenii, știința rachetelor rămâne o industrie plină de mari riscuri. Acesta este unul dintre motivele pentru care Fundația Inspiration Mars, organizația americană non-profit care facilitează lansarea în ianuarie 2018 a unei expediții cu echipaj pentru a zbura în jurul lui Marte, se numără printre cei care, fără îndoială, sunt acum pe rând să participe. în proiectul SLS. „SLS a început să fie criticat când nu se știa încă unde va zbura racheta”, spune Hubbard. „Cu toate acestea, astăzi este clar pentru ce este destinat, iar acum este timpul ca fiecare dintre noi să se gândească la ce putem face pentru a ajunge la un acord comun.”
A doua viteză spațială
Într-o seară rece de ianuarie a acestui an, unul dintre giganți testează motoarele Centrului Spațial. John Stennis s-a transformat într-un stâlp de foc timp de 500 de secunde. Acestea au fost primele teste de incendiu ale motorului de propulsie Shuttle RS-25 din 2009 și le-a rezistat impecabil. Dacă totul merge la fel, factorul timp va juca un rol pozitiv pentru SLS. Cu cât implementarea programului este mai lungă – dacă este finanțat de la buget și nu este întrerupt – cu atât este mai mare dreptul său de a exista. În primii trei ani, programul a făcut progrese impresionante, trecând cu ușurință etapele de evaluare a proiectului și intrând în etapa inițială de producție. Este incredibil de rapid pentru o rachetă puternică cu echipaj. Au apărut doar câteva probleme, dintre care golurile din sistemul de termoizolație s-au dovedit a fi cele mai grave și au fost eliminate rapid cu un strat de material adeziv.
„Orice se poate întâmpla în următorii ani, cu un nou președinte și un Congres”, spune Joan Johnson-Freese, profesor de spațiu la Colegiul Naval de Război din SUA. Poate că guvernul va ajunge la decizia că va trebui să părăsim visele lui Marte și să ne concentrăm pe crearea unei baze spațiale undeva mai aproape de casă. Unii din Washington au o nostalgie aproape patologică pentru misiunile pe Lună.” Sunt cei care cred că NASA ar trebui să uite acum atât de Lună, cât și de Marte și să-și îndrepte toată atenția către asteroizi - nu numai pentru că pot răspunde la întrebări importante despre originea sistemului solar, ci și în legătură cu faptul că avem nevoie de pentru a învăța cum să le îndreptați departe de Pământ sau să le distrugeți în cazul amenințării unei coliziuni.
Cu toate acestea, Marte încă entuziasmează mințile comunității științifice, mai ales că existau speranțe de a ajunge pe Planeta Roșie în timpul vieții generațiilor actuale. „Toți ne-ar plăcea să fim acolo”, spune Parazynski. „Alte misiuni nu ar face decât să devieze resurse și să creeze confuzie și șovăieli”. Este îngrijorat de SLS, dar nu pentru că consideră că este cea mai bună cale de a ajunge pe Marte. El este îngrijorat că misiunea nu va fi ieftină și puțin probabil să fie îndeplinită în viitorul apropiat; se poate intampla asa. că SLS va fi abandonat înainte de a ajunge acolo.
Până în prezent, nu există obstacole în implementarea proiectului. Nu există nicio alternativă la racheta creată și poți fi sigur că proiectul se mișcă în direcția corectă. Fără îndoială, acest program a fost realizat cu participarea și în numele Congresului. Da, are nevoie de tehnologii avansate și proiecte concurente. Dar, se pare, lucrările vor decurge conform planului și vor fi finanțate în suma necesară pentru viitorul previzibil. Și dacă SLS devine exact racheta care ne va duce pe Marte, atunci toate criticile vor fi uitate foarte curând.
Vă rugăm să activați JavaScript pentru a vizualizaEste planificat ca, în ceea ce privește masa de marfă lansată în orbitele apropiate de Pământ, SLS să fie cel mai puternic vehicul activ de lansare până la prima lansare, precum și al patrulea din lume și al doilea din Statele Unite. Statele din clasa super-grea - după Saturn-5, care a fost folosit în programul „Apollo” pentru a lansa nave pe Lună, și sovietic N-1 și Energia. Racheta va lansa în spațiu nava spațială cu echipaj MPCV, care este proiectată pe baza navei spațiale Orion din programul închis Constellation.
Sistemul din versiunea de bază va fi capabil să lanseze 70 de tone de marfă pe o orbită de referință. Designul vehiculului de lansare prevede posibilitatea creșterii acestui parametru la 130 de tone într-o versiune ranforsată.
Se presupune că prima etapă a rachetei va fi echipată cu propulsoare cu combustibil solid și motoare RS-25D / E hidrogen-oxigen de la navete, iar a doua - cu motoare J-2X dezvoltate pentru proiectul Constellation. De asemenea, sunt în desfășurare teste cu generatoarele de gaz ale motoarelor F-1 de la vehiculul de lansare Saturn V.
Costul programului SLS este estimat la 35 de miliarde de dolari. Costul unei lansări este estimat la 500 de milioane de dolari.
Galerie
Art of SLS launch.jpg
Tipul estimat de lansare a transportatorului a cazului de bază
Configurații SLS.png
Configurații planificate de transportator (Blocul I, Bloc IA și Bloc II)
Versiuni SLS (metric).png
Blocul I cu echipaj personal (70 de tone) și blocul de marfă II (130 de tone)
Arta sistemului de lansare spațială pe Launch Pad.jpg
Vedere estimativă a complexului de lansare
Scrieți o recenzie la articolul „Space Launch System”
Note
Legături
- nasa.gov
|
|||||||||||||||||||||||||||||
| ||
Aspectul casei, planuri de case și cabane
Afaceri mici - Idei de producție acasă
Istoria lui JANOME. Mașini de cusut. Janome, Veritas, Pfaff Producător de mașini de cusut Janome țara
Lucrul cu sistemul tattis
Proprietățile cuprului și aplicarea acestuia