" " Lancio CEV. Guarda altre foto della navetta spaziale. Foto per gentile concessione della NASA/John Frassanito and Associates
Sebbene la navetta spaziale sia ancora una meraviglia tecnica, la flotta sta invecchiando ed è diventata sempre più costosa da gestire. I recenti problemi con l'isolamento in schiuma hanno esposto gli equipaggi a pericoli, ha reso pericoloso il volo, e fece sì che la NASA mettesse a terra l'intera flotta. La NASA ha bisogno di un veicolo in grado di trasportare equipaggio e carichi utili nell'orbita terrestre, la luna e Marte. Con l'esplorazione futura in mente, La NASA sta progettando un nuovo veicolo.
La nuova astronave della NASA, il veicolo di esplorazione dell'equipaggio di Orion, sarà in realtà composto da due navi:
Il Veicolo di esplorazione dell'equipaggio (CEV) trasporterà da quattro a sei astronauti.
Il Veicolo di lancio del carico (CLV) solleverà carichi pesanti e astronauti quando necessario.
L'Orion utilizzerà tecnologie comprovate dei programmi Apollo e dello space shuttle. Saranno anche più sicuri e più versatili per l'esplorazione dello spazio a lungo termine.
In questo articolo, esamineremo il concetto e la tecnologia alla base di Orion e impareremo come ci aiuterà a esplorare la luna e oltre.
Contenuti Nozioni di base sul CEV
Modulo di servizio CEV, Booster e CLV
Il futuro dell'esplorazione spaziale
Nozioni di base sul CEV " "
La NASA ha selezionato Lockheed Martin per progettare e costruire l'Orion. Sistemi principali (come alimentazione, navigazione, supporto vitale, comunicazioni, e computer) saranno versioni più avanzate di quelle dell'Apollo e dello space shuttle.
Il CEV sarà composto da tre parti fondamentali:
Una capsula per contenere l'equipaggio.
Un modulo di servizio per contenere il sistema di propulsione principale, sistemi di alimentazione, e atteggiamento controlli. L'atteggiamento si riferisce a come il veicolo spaziale è orientato nello spazio (x, si, e z direzioni o passo, Rotolo, assi di imbardata). Apollo ha utilizzato quattro unità di quattro propulsori montati sul modulo di servizio per questo compito, mentre la navetta utilizza propulsori di controllo della reazione situati sulle sezioni di naso e poppa.
Un booster per portare il CEV in orbita terrestre.
Per le missioni di sbarco lunare, ci sarà un modulo speciale.
" " Veicolo dell'equipaggio e lander in orbita lunare Foto per gentile concessione della NASA / John Frassanito and Associates
La capsula sarà a forma di cono come il modulo di comando dell'Apollo, perché è più aerodinamico della navetta. Invece di rientrare nell'atmosfera dell'orbita terrestre a 8 chilometri al secondo (come lo shuttle), il CEV rientrerà nell'atmosfera dalle maggiori velocità del viaggio lunare, a 11 chilometri al secondo.
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Oltre alla forma, la capsula dell'equipaggio CEV ha molte altre cose in comune con l'Apollo, insieme ad alcune differenze:
Il diametro maggiore (16,5 piedi, o 5 metri, invece di 3,9 piedi) conterrà più equipaggio e carico.
Lo scudo termico di poppa CEV sarà ablativo , nel senso che bollirà via. Apollo ha usato un singolo, scudo termico di poppa multistrato in alluminio e resina epossidica che ablativa assorbendo il calore di rientro. (È stato progettato per essere utilizzato una sola volta, proprio come il resto del modulo di comando.) La navetta utilizza piastrelle termiche in ceramica, coperte termiche, e resine di carbonio rinforzate per assorbire il calore. Però, questo concetto si è dimostrato più difficile da gestire rispetto al suo progetto teorico. Lo scudo termico CEV sarà sostituibile fino a 10 volte e durerà per tutta la vita del veicolo.
Gli airbag sul CEV consentiranno sia i recuperi a terra che i recuperi in mare. Tutti i recuperi dell'Apollo furono spruzzi oceanici.
La posizione del CEV in cima al booster di lancio lo protegge dalla caduta di detriti come pezzi di schiuma o ghiaccio.
Un torre di fuga -- un piccolo razzo che solleva il modulo di comando dal booster in caso di fallimento del lancio -- è una delle caratteristiche uniche del CEV. Questo meccanismo è più sicuro delle procedure di interruzione della navetta.
Nella sezione successiva, esploreremo il modulo di servizio e il booster.
Modulo di servizio CEV, Booster e CLV " "
Anche il modulo di servizio CEV sarà cilindrico. Coprirà e proteggerà lo scudo termico della capsula CEV durante il volo e fornirà energia, propulsione, e controllo dell'atteggiamento. Il modulo di servizio verrà gettato via prima del rientro.
Alcune funzionalità del modulo di servizio includono:
Un unico motore di propulsione, che utilizzerà carburante metano/ossigeno leggermente più efficiente piuttosto che la miscela ipergolica di Apollo SM (idrazina/tetrossido di azoto). Il carburante metano/ossigeno ha una maggiore impulso specifico rispetto a idrazina/tetrossido di azoto, il che significa un tempo di combustione più lungo per la stessa massa di propellente e velocità maggiori. Nel futuro, potrebbe essere possibile produrre carburante metano da componenti sulla luna e su Marte per alimentare questo tipo di veicolo.
Una maggiore capacità di carburante per rendere possibili diverse orbite lunari e siti di atterraggio.
Pannelli solari per generare elettricità per integrare l'energia dalle celle a combustibile.
Condotte contenenti ammoniaca liquida o miscele di acqua/glicole per trasferire il calore ai radiatori in modo che possa fuoriuscire nello spazio. Nello spazio esterno, la differenza di temperatura tra la luce del sole e l'ombra è di circa 400 gradi Fahrenheit . Questo riscaldamento irregolare provoca stress termico sui metalli nella struttura del veicolo spaziale. Per contrastare questo effetto, la navicella Apollo ruotava sul proprio asse quando si recava sulla luna per consentire alla radiazione solare di riscaldare uniformemente la navicella (la "manovra del rollio del barbecue"). Il CEV probabilmente farà lo stesso.
Controllo dell'assetto con propulsori simili all'Apollo.
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L'Apollo richiedeva un enorme veicolo di lancio (Saturn V) per sollevare sia l'equipaggio che il carico utile. I motori principali della navetta dovevano fornire grandi quantità di spinta al veicolo per le stesse ragioni. Il booster di lancio CEV, solleverà solo l'equipaggio, non carichi pesanti. A causa di ciò, il booster CEV può essere più piccolo dei booster Apollo e dello space shuttle.
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La prima fase del booster CEV sarà a razzo di spinta a propellente solido (SRB) di nome Ares I, che sarà simile a quello della navetta spaziale. Il secondo stadio consisterà in un singolo motore dello space shuttle alimentato da idrogeno liquido e serbatoi di ossigeno. Nessuno dei due stadi sarà recuperato o riutilizzato (gli SRB della navetta sono stati sia recuperati che riutilizzati).
L'esplorazione spaziale con equipaggio richiede il posizionamento in orbita sia degli astronauti che dei carichi utili. I veicoli del passato hanno combinato umani e carichi utili sullo stesso razzo, ma il concetto CEV ha separato queste funzioni. Il CLV solleverà carichi pesanti, come i lander lunari, stadi di trasferimento lunare e componenti della stazione spaziale. Se necessario, il CLV può anche essere configurato per lanciare esseri umani.
Il CLV si articolerà in due fasi:
Il primo stadio avrà cinque motori principali alimentati da idrogeno liquido e ossigeno liquido (denominati Ares V)
Il secondo avrà un motore principale della navetta o un motore Apollo J-2, alimentato anche da idrogeno liquido e ossigeno liquido.
" " Veicolo di lancio del carico con lander lunare e stadio di partenza dalla terra Foto per gentile concessione della NASA / John Frassanito and Associates
Prossimo, guarderemo al futuro dell'esplorazione spaziale.
Il futuro dell'esplorazione spaziale " " Gli astronauti lasciano la luna in fase di ascesa Foto per gentile concessione della NASA/John Frassanito and Associates
La NASA vuole che l'Orion CEV sia versatile per le future esplorazioni spaziali. Proiettano che sarà in grado di trasportare gli equipaggi alla Stazione Spaziale Internazionale entro il 2014, la luna entro il 2020. Marte sarà il prossimo obiettivo.
L'obiettivo principale del CEV è il ritorno sulla luna. Durante la fase di progettazione dell'Apollo, c'erano due proposte per portare l'uomo sulla luna:
Il Appuntamento in orbita terrestre (EOR) - pezzi di un grande razzo lunare sarebbero stati assemblati nell'orbita terrestre e lanciati sulla luna
Il Appuntamento in orbita lunare (LOR) - due veicoli spaziali più piccoli (modulo di comando/servizio e modulo lunare) si incontrerebbero nell'orbita lunare
Gli scienziati alla fine hanno convenuto che l'approccio LOR avrebbe risparmiato più peso e raggiunto l'obiettivo del presidente John F. Kennedy di far atterrare un uomo sulla luna entro 10 anni. Il piano di volo per il ritorno del CEV sulla luna incorpora elementi sia dell'EOR che del LOR.
Le missioni lunari CEV stabiliranno una base lunare per esplorare la luna e cercare acqua al Polo Sud della luna (necessaria per sopravvivere sulla luna e una potenziale fonte di materiale per produrre carburante per missili). Consentiranno inoltre agli astronauti di testare attrezzature e tecniche per future missioni su Marte. Poiché la luna è a soli tre giorni di distanza, è più sicuro e meno costoso lanciare missioni su Marte da lì. Una missione di salvataggio sarebbe anche più facile per una missione lunare rispetto a una missione su Marte. Il CEV servirà da modello per la progettazione di altri spazi profondi, navicella spaziale con equipaggio.
Con il CEV, La NASA spera di riportare gli astronauti sulla luna e di realizzare il sogno di inviare umani per esplorare Marte e il resto del sistema solare.
Per molte altre informazioni sul volo spaziale, l'Orion Crew Exploration Vehicle e argomenti correlati, controlla i link nella pagina successiva.
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MarsNews.com:Newswire del veicolo di esplorazione dell'equipaggio
Fonti
Tutto il giorno, Jonathan. Apollo in prospettiva Institute of Physics Publishing, Bristol, 2000.ISBN 0-7503-0645-9
"Il veicolo di esplorazione dell'equipaggio garantisce sicurezza, Viaggio affidabile verso la stazione spaziale, Luna, Marte." Nothrup Grumman Corporation, 12 ottobre 2005 http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.mhtml?d=87722
Presentazione della nuova astronave della NASA. NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
Come torneremo sulla luna, NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/cev.html
Direzione dei sistemi di esplorazione della NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html