Programul constelației

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Programul constelației
Logo Constellation white.svg
Sigla programului
tara de origine Statele Unite
Organizare responsabilă NASA
Domeniul de aplicare Zbor orbital echipat
Explorare lunară cu echipaj
Rezultat Șters
Date despre program
Cost 230 miliarde dolari (2004)
Prima lansare MLAS (8 iunie 2009)
Ultima lansare Ares IX (28 octombrie 2009)
Misiuni îndeplinite 2
Lansarea bazelor Kennedy - White Sands
Informații despre vehicul
Vector Ares I - Ares V
Diagrama misiunii

Programul Constellation (în engleză, Constellation Program, prescurtat CxP ) a fost un program de zbor spațial tripulat anulat dezvoltat de NASA , agenția spațială americană, din 2005 până în 2009. Principalele obiective ale programului au fost „finalizarea Stației Spațiale Internaționale ” și „întoarcerea pe Lună nu mai târziu de 2020” cu scopul final al unui zbor cu echipaj către planeta Marte . Logo-ul programului reflecta cele trei faze ale programului: Pământul (ISS), Luna și, în cele din urmă, Marte - ținta Marte și-a găsit expresia și în numele dat rapelului: Ares (echivalentul grecesc al zeului roman Marte ). [1] [2] Din punct de vedere tehnologic, programul a avut drept scop readucerea astronauților dincolo de orbita pământească joasă și dezvoltarea tehnologiilor necesare pentru a permite prezența umană prelungită pe alte corpuri planetare. [3]

Constelația a început ca răspuns la obiectivele stabilite în Vision for Exploration Space sub administratorul NASA Sean O'Keefe și președintele George W. Bush . [4] [5] Succesorul lui O'Keefe, Michael D. Griffin , a comandat un studiu cuprinzător, intitulat Studiul arhitecturii sistemelor de explorare , care a reformat modul în care NASA va urmări obiectivele stabilite în Vision for Space Exploration, iar verdictul a fost oficializat. prin Legea de autorizare NASA din 2005. Legea a determinat NASA să „dezvolte o prezență umană susținută pe Lună, inclusiv un program robust pentru a promova explorarea, știința, comerțul și superioritatea Statelor Unite în spațiu și ca o rampă pentru explorarea viitoare a lui Marte și a altor destinații. " [1] Au început lucrările la acest program revizuit și corectat al Constelației, pentru a trimite astronauții mai întâi la Stația Spațială Internațională , apoi la Lună , apoi la Marte și nu numai. [2]

Ca o consecință a concluziilor Comitetului Augustin din 2009, potrivit cărora programul Constelației nu ar fi putut fi executat fără creșteri substanțiale de finanțare, la 1 februarie 2010, președintele Barack Obama a anunțat o propunere de anulare a programului, care intră în vigoare cu aprobarea bugetului. Statele Unite pentru anul fiscal 2011. [6] [7] [8] [9] La 15 aprilie 2010, el a anunțat modificări ale propunerii într-un discurs major privind politica spațială la Centrul Spațial Kennedy . La 11 octombrie, Obama a semnat Legea de autorizare a NASA din 2010, care a abandonat programul, [10] [11], cu contractele Constelației în așteptare până când Congresul a luat măsuri pentru revocarea mandatului anterior. [12] [13] În 2011, NASA a anunțat că a aprobat noul sistem de lansare a spațiului . [14]

Următoarea generație de nave spațiale pilotate în cadrul programului Constellation a constat din purtătorii Ares I și Ares V , capsula Orion , Etapa de plecare a Pământului și modulul lunar Altair . Aceste vehicule au fost proiectate pentru a efectua diverse misiuni spațiale, de la realimentarea Stației Spațiale Internaționale până la aterizarea pe Lună .

Vehicul de explorare a echipajului Orion

Orion pe orbita lunară
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Orion (navă spațială) .
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: programul Artemis .

Capsula Orion Crew Exploration Vehicle consta din două componente principale: un modul Crew , similar cu modulul de comandă Apollo, capabil să găzduiască patru până la șase astronauți, și un modul Service , de formă cilindrică, care conține sistemele și sursele de propulsie primare. Modulul echipajului a fost reutilizat de până la 10 ori, permițând formarea unei flote. Au existat, de asemenea, variante potrivite pentru misiuni specifice: Blocul Orion I pentru a fi folosit pentru rotația echipajului pe Stația Spațială Internațională și realimentarea acestuia, precum și diverse misiuni pe orbita Pământului, în timp ce Blocul Orion II și Blocul III au fost proiectate pentru explorarea spațiului dincolo de joasă orbita pământului . Navetele Orion sunt în prezent în curs de dezvoltare în așteptarea viitoarelor misiuni Artemis, care vor aduce oamenii înapoi pe Lună până în 2024.

Lansați vehicule

Impresia artistului asupra vehiculului Ares I lansează pe măsură ce părăsește atmosfera Pământului

Orion va fi lansat pe orbită mică prin racheta Ares I, cunoscută și sub numele de Crew Launch Vehicle (CLV) . Acesta a constat dintr-un singur Solid Rocket Booster (SRB ) derivat din cele utilizate pentru naveta spațială , conectat în partea superioară la un al doilea stadiu de combustibil lichid propulsat de un motor J-2X. Pentru lansarea modulului mai greu de acces la suprafața lunară , a fost propus Ares V mai puternic.

În ianuarie 2007 , NASA a anunțat planurile de a lua în considerare Ares IV , un alt design vectorial care ar putea înlocui rachetele Ares I și Ares V și să fie utilizat pentru toate lansările.

Ares I

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Ares I.
Lansarea prototipului Ares I, numit Ares IX pe 28 octombrie 2009

Sonda spațială Orion ar fi fost lansată și plasată pe orbita scăzută a Pământului de vectorul Ares I, dezvoltat de Alliant Techsystems , Rocketdyne și Boeing . [15] [16] [17] . Fost cunoscut sub numele de vehicul de lansare a echipajului ( CLV ), transportatorul Ares I consta dintr-o primă etapă cu combustibil solid , derivată din rapperele solide folosite în naveta spațială , conectate la etapa superioară printr-o componentă numită ansamblul de sprijin între etape și un combustibil lichid etapa a doua folosind motorul J-2X . Proiectarea acestui vector a fost selectată de NASA pentru caracteristicile sale. Vectorul a reprezentat o revenire la filozofia de dezvoltare utilizată în Saturn I , care a constat în testarea unei etape la un moment dat, pe care apoi administratorul NASA George Mueller a abandonat-o în timpul dezvoltării lui Saturn. V preferând testele integrale ale întregului vector. Înainte de a fi anulat, testul lansează prima etapă Ares IX , desfășurată la 28 octombrie 2009, și a fost efectuat sistemul de lansare a scăpării navei spațiale Orion.

Ares V

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Ares V.

Vectorul Ares V ar fi avut o capacitate maximă de transport pe orbită terestră scăzută de 188 000 kg . În comparație, capacitatea navetei spațiale a fost 24 400 kg și Saturn V 's 118 000 kg . Capacitatea de transport către Lună ar fi fost 71 000 kg , în timp ce Saturn V ar putea transporta 45.000 kg [18] [19] . După lansare, Ares V ar plasa componenta Etapa de plecare a Pământului și modulul Altair pe orbită terestră joasă în așteptarea sosirii navei spațiale Orion. Ares V trebuia să includă șase motoare RS-68 , împreună cu o pereche de rachete cu combustibil solid , în timp ce cinci motoare RS-25 au fost inițial planificate, utilizate în naveta spațială . Motoarele RS-68 erau mai puternice, mai puțin complexe și mai puțin costisitoare decât RS-25, totuși nu era sigur dacă sistemul de răcire ablativ al RS-68 putea rezista căldurii generate de rachetele cu combustibil solid [20] .

Altair

Altair
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Altair (navă spațială) .

Modulul de acces la suprafața lunară (LSAM ), numit Altair , a fost principalul vehicul pentru astronauții destinați Lunii . Ca modul lunar al programului Apollo , era alcătuit din două componente: o etapă de ascensiune, care găzduia un echipaj de patru persoane și o etapă de coborâre, cu structura de aterizare, echipament științific, oxigen și apă. Spre deosebire de Apollo, a fost conceput pentru a ateriza în regiunile polare ale lunii, preferat pentru construirea unei eventuale baze lunare. [21] Nu a fost reutilizabil.

Etapa de plecare a pământului

Etapa de plecare a pământului
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Etapa de plecare a Pământului .

Etapa de plecare a pământului (EDS ) a fost sistemul principal de propulsie care ar trimite întregul bloc format din Orion și modulul lunar de pe orbita joasă a Pământului în orbita lunară. Ar fi fost lansat de o rachetă Ares V , pentru a efectua apoi o întâlnire orbitală cu Orion. Această tehnică, cunoscută sub numele de Rendezvous orbital al Pământului, fusese deja luată în considerare de NASA în primele etape de proiectare a programului Apollo, dar a fost aruncată în favoarea Rendezvousului orbital lunar mai rapid.

Misiuni

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Lista misiunilor programului Constellation .

Ca și în cazul programului Apollo, proiectul Constelației a inclus misiuni dedicate în principal întreținerii ISS, sosirii pe orbită și aterizării lunare. Nu au fost planificate misiuni pe Marte înainte de 2030 .

Orbita Pământului joasă și stația spațială

Orion și Ares I au fost asamblate într-o nouă platformă de lansare mobilă mai ușoară în clădirea de asamblare a vehiculelor de la Kennedy Space Center din Florida . După asamblare, complexul a fost transportat la LC-39 unde a fost alimentată a doua etapă.

Când echipajul era în siguranță în interiorul navetei și toate sistemele erau gata pentru lansare, prima etapă a combustibilului solid Ares I a fost pornită și brațele de acces au fost retrase în același timp. Ulterior, racheta s-a orientat într-o anumită direcție pentru a ajunge pe orbita corectă.

La două minute de la zbor, prima etapă epuizată a fost expulzată și aruncată în Oceanul Atlantic pentru recuperare și reutilizare (la fel ca pentru Shuttle's Solid Rocket Boosters ). A doua etapă a motorului cu combustibil lichid J-2X funcționa. În acest moment, sistemul de evacuare a lansării și capacul de protecție poziționat deasupra navetei au fost, de asemenea, expulzați pentru a dezvălui inelul de andocare și ferestrele echipajului (în acest moment, naveta ar fi trecut straturile mai dense ale atmosferei, deci riscurile datorate orice deteriorare a sistemului de protecție termică ar fi fost minimă). Motorul din a doua etapă a rămas pornit timp de 4 minute, oprindu-se la 6 minute și jumătate după lansare și plasând Orion pe o orbită eliptică. O a doua aprindere a celei de-a doua etape după 45 de minute i-ar fi schimbat orbita, făcându-l aproape circular. Mai târziu, Orion s-a separat de etapa a doua, care a căzut și a ars la reintrarea în atmosfera Pământului. După separare, panourile solare au fost desfășurate pentru a furniza energia electrică necesară pentru susținerea sistemelor.

Modulul echipajului a fost conceput pentru a susține un echipaj de patru timp de 14 zile, dar misiunile normale ar dura între 8 și 10 zile.

Pentru zborurile către stația spațială, după separarea de Ares I și schimbările finale de orbită, Orion ar zbura timp de 2 zile înainte de a se atasa la ea, timp în care și-ar corecta traiectoria pentru a se potrivi cu cea a ISS. La sosirea în stație, Orion se bloca pe trapa primară (folosită anterior de Shuttle) sau trape auxiliare proiectate inițial pentru a fi folosite de naveta X-38 (a cărei dezvoltare a fost abandonată) și ar fi folosită pentru realimentarea misiunilor.

La sfârșitul misiunii, naveta va fi rotită cu motorul principal orientat spre direcția de mișcare. După efectuarea contactului de reintrare, modulul de service a fost eliberat și ar fi ars la reintrare. În schimb, intrarea echipajului în atmosferă ar fi făcută sigură prin intermediul unor scuturi de căldură ablative care absorb căldura și încetinesc capsula de la 28.000 km / h la 480 km / h. După întoarcere, au fost desfășurate două mici parașute stabilizatoare urmate de cele trei principale și airbag-uri umplute cu azot (N 2 ), care au permis aterizarea. Capsula echipajului a fost în cele din urmă returnată la Centrul Spațial Kennedy , unde va fi refolosită pentru următoarea misiune.

Misiuni lunare

Spre deosebire de programul Apollo , unde atât modulul de serviciu, cât și modulul lunar au fost lansate împreună cu transportatorul Saturn V, prima fază a unei misiuni lunare ar fi avut loc odată cu lansarea Ares V , asamblată în clădirea de asamblare a vehiculului și lansată de platforma LC-39A sau LC-39B. După 2 minute transportatorul ar fi aruncat cele două rachete cu combustibil solid și după 8 minute și jumătate ar fi oprit motorul principal. Mai târziu, prima etapă va fi lansată și reintrată arzându-se în atmosferă. Etapa de plecare a Pământului, alimentată de motorul J-2X, ar fi plasat modulul de acces la suprafața lunară pe o orbită circulară stabilă la o înălțime de aproximativ 360 km.

Într-o perioadă cuprinsă între 2 și 4 săptămâni după lansarea Ares V , capsula Orion ar fi fost lansată prin intermediul vectorului Ares I. Odată ajuns pe orbită mică, ar fi andocat la modulul lunar și la etapa de pornire deja prezentă. După configurarea sistemelor pentru zborul lunar, EDS ar porni motoarele timp de cinci minute, accelerând vehiculul (format din capsula Orion, modulul lunar și etapa de pornire) de la 28.000 km / h la 40.200 km / h. După accelerare, EDS va fi abandonat, iar naveta își va continua călătoria către Lună timp de 3 zile. Mai târziu, combinația dintre echipaj și module lunare ar fi orientată pentru a aprinde motoarele Orionului pentru a încetini complexul și a intra pe orbita lunară. După configurarea lui Orion pentru zbor fără pilot, astronauții se vor transfera în modulul lunar și apoi îl vor desface din modulul echipajului după consimțământul controlului misiunii pe Pământ. Orion ar fi rămas pe o orbită circulară la o înălțime de aproximativ 95 - 110 km în așteptarea revenirii modulului lunar.

Aterizarea pe Lună ar fi avut loc prin pornirea celor patru motoare ale modulului și sosirea într-o locație prestabilită. Misiunea la suprafață ar fi inclus 5-7 EVA .

La finalizarea operațiunilor, echipajul urma să intre din nou în etapa de ascensiune a modulului lunar și să decoleze folosind etapa de coborâre ca platformă de lansare. Pe orbită ar fi andocat cu modulul echipajului Orion și mai târziu modulul lunar s-ar prăbuși în partea ascunsă a Lunii. Călătoria de întoarcere ar fi efectuată prin pornirea motorului unic al modelului Orion. Odată ajuns în apropierea Pământului, modulul de serviciu ar fi fost eliberat, după orientarea modulului echipajului către o traiectorie de reintrare care l-ar fi încetinit de la 40.200 km / h la 480 km / h și i-ar fi permis aterizarea.

Misiunea de explorare a asteroizilor

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Misiunea Orion Asteroid .

Misiunea Orion Asteroid a fost o misiune a Programului Constelației destinată explorării umane a unui asteroid din apropierea Pământului . Misiunea era să folosească nava spațială Orion și un modul de aterizare derivat din Altair și ar fi avut ca obiectiv evaluarea valorii potențiale a resurselor precum fierul , nichelul , platina și apa, metodele de testare pentru extragerea lor și examinarea sau dezvolta tehnici pentru protejarea Pământului de un impact asteroid .

Modulul de aterizare ar fi adus pe orbita Pământului joasă de un purtător Ares V, iar ulterior nava spațială Orion va fi lansată prin intermediul purtătorului Ares I, cu un echipaj de 2 sau 3 astronauți. Odată ce naveta Orion este andocată cu modulul de aterizare și etapa de plecare a Pământului, acesta din urmă a folosit pentru a împinge naveta și modulul de aterizare spre asteroid.

Misiune pe Marte

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Misiunea Orion Mars .

Scopul final al programului Constellation a fost trimiterea unui echipaj uman pe Marte , care trebuia să aibă loc în anii 30 ai secolului XXI. În 2009, a fost finalizat un studiu pentru utilizarea componentelor programului, cum ar fi nava spațială Orion și vectorul Ares V, denumită Marte Design Reference Mission Mission [22] . În studiu s-a emis ipoteza utilizării Ares V pentru a aduce componenta pe orbită mică Mars Ascend Vehicle (MAV) și echipamente pentru a genera in situ propulsorul pentru MAV. Ulterior, o a doua lansare ar fi adus pe orbită habitatul folosit de astronauți în timpul șederii lor. Toate aceste echipamente ar fi început călătoria către Marte, propulsate de motoare nucleare sau, alternativ, de rachete cu combustibil lichid (hidrogen lichid și oxigen lichid). În următoarea fereastră de lansare către Marte (26 de luni după prima), echipajul urma să înceapă călătoria în interiorul navetei pentru călătoria interplanetară numită vehicul de transfer Marte ( MTV ), folosind motoare nucleare. Călătoria ar dura 174 de zile. Odată ajuns pe orbita marțiană, echipajul ar părăsi naveta interplanetară pe orbită și a coborât la suprafață. Misiunea ar fi durat 500 de zile, folosind habitatul deja prezent pe site. La sfârșit, echipajul ar folosi MAV pentru a reveni la naveta interplanetară MTV și a începe călătoria de întoarcere, cu o durată de 201 zile. Întoarcerea pe Pământ va avea loc cu naveta Orion.

Alternative posibile

Un grup din cadrul NASA dezvoltase o posibilă alternativă la Constellation, așa-numitul Project DIRECT . Acest lucru ar fi permis ca capsula Orion, deja dezvoltată pentru programul actual, să fie cuplată la o altă rachetă derivată direct din rezervoarele de combustibil ale Shuttle combinate cu motoarele sale: această soluție ar fi făcut posibilă atingerea cu ușurință a obiectivelor bugetare dictate de noul program. președinte.

Proiectul DIRECT a fost anulat ulterior în favoarea sistemului de lansare spațială , noul vehicul de lansare cu echipaj greu al NASA, care se așteaptă să facă primul său zbor în 2021 .

Notă

  1. ^ a b John F. Connolly, Constellation Program Overview ( PDF ), la nasa.gov , NASA Constellation Program Office, octombrie 2006. Accesat pe 23 octombrie 2014 .
  2. ^ a b Constellation News and Media Archive , pe nasa.gov , 15 iunie 2011. Adus pe 7 august 2011 (arhivat din original la 11 iulie 2007) .
  3. ^ John F. Connolly, Constellation Program Overview ( PDF ), la nasa.gov , Constellation Program Office, octombrie 2006. Accesat la 6 iulie 2009 (arhivat din original la 10 iulie 2007) .
  4. ^ Ducând viziunea la pasul următor , la nasa.gov , NASA, 5 octombrie 2004. Accesat la 16 august 2011 (arhivat din original la 1 noiembrie 2004) .
  5. ^ Mărturia casei administratorului O'Keefe , la nasa.gov , NASA, 21 aprilie 2004. Accesat la 16 august 2011 (arhivat din original la 26 august 2004) .
  6. ^ Jonathan Amos, Obama anulează proiectul Moon return , BBC News , 1 februarie 2010. Adus pe 7 martie 2010 .
  7. ^ Rezilieri, reduceri și economii ( PDF ), la whitehouse.gov . Adus la 7 martie 2010 (arhivat din original la 11 august 2010) .
  8. ^ Joel Achenbach, bugetul NASA pentru 2011 elimină fondurile pentru misiunile lunare cu echipaj , Washington Post , 1 februarie 2010. Adus 1 februarie 2010 .
  9. ^ Estimările bugetare pentru anul fiscal 2011 ( PDF ), pe nasa.gov . Adus la 7 martie 2010 (arhivat din original la 1 februarie 2010) .
  10. ^ Obama semnează NASA la un nou viitor , în BBC News , 11 octombrie 2010.
  11. ^ NASA, omul din Washington a spus da , pe punto-informatico.it . Accesat la 12 octombrie 2010 .
  12. ^ Mărturia lui Charles Bolden în fața subcomitetului pentru credite din Senat, 11 aprilie 2011
  13. ^ „NASA s-a blocat în limb, în ​​timp ce noul congres preia” . Space.com, 7 ianuarie 2011.
  14. ^ NASA anunță proiectarea pentru un nou sistem de explorare a spațiului profund , pe nasa.gov , NASA, 14 septembrie 2011. Accesat la 14 septembrie 2011 (arhivat din original la 21 septembrie 2011) .
  15. ^ Prima etapă NASA Ares I, Powering the Ares I Rocket for liftoff ( PDF ), pe nasa.gov , Marshall Space Flight Center, 29.04.2009. Adus 05-08-2009 .
  16. ^ NASA acordă contractul de motor pentru etapa superioară pentru rachetele Ares , pe nasa.gov , NASA, 16.07.2007. Adus 17/07/2007 .
  17. ^ NASA alege principalul contractor pentru Ares I Rocket Avionics , pe nasa.gov , NASA, 12/12/2007. Adus 05-08-2009 .
  18. ^ Constellation Program: America's Fleet of Next-Generation Launch Vehicles ( PDF ), pe NASA .
  19. ^ Steve Creech, Phil Sumrall, Ares V: Refining a New Heavy Lift Capability ( PDF ), la ntrs.nasa.gov .
  20. ^ David Harris, Chris Bergin, Revenire la SSME - Ares V este supus evaluării potențialului comutator , pe nasaspaceflight.com , 26.12.2008 .
  21. ^ NASA prezintă planurile pentru Lună și Marte , pe orlandosentinel.com , Orlando Sentinel (arhivat din original la 12 martie 2007) .
  22. ^ Human Exploration of Mars Design Reference Architecture 5.0 ( PDF ), pe nasa.gov .

Alte proiecte

linkuri externe

Astronautică Portalul astronauticii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronautică