Wenn die NASA beschließt, die Verwendung eines privaten Rakete in der kommenden Mission zum Mond, es ändert sich die gesamte kosmische Industrie

Die US-Raumfahrtbehörde NASA erwägt als Alternative zu einem eigenen Super-Rakete-Medium SLS, deren Entwicklung geführt, die mindestens den letzten zehn Jahren, die Idee der kommerziellen Nutzung der Medien zum Start eine sehr wichtige Mission für die Agentur für das senden der Raumsonde «Orion» um den Mond im nächsten Jahr. Die getroffene Entscheidung kann nicht nur tödlich für die vorgesehenen Missionen, sondern auch im Allgemeinen fähig ist, einen wesentlichen Einfluss darauf, wie Sie durchgeführt werden, die ambitionierte Weltraum-Mission in den Weltraum in der Zukunft, nach der Online-Publikation The Verge.

Ein Anreiz für die Agentur «Nase» in Richtung der kommerziellen Ausrichtung Wunsch kann Ihnen das Versprechen zu erfüllen Zeitplan für die geplanten Starts, sagt der Veröffentlichung. Die Fertigstellung extra schwer Space Launch System (Space Launch System, SLS) dauert bei den Agenturen viel mehr Zeit als erwartet, und das Medium keine Zeit zur Vorbereitung auf die im Moment geplant im Juni 2020 starten. Zur gleichen Zeit auf dem Markt gibt es bereits fertige kommerzielle Lösungen bereit, obwohl jetzt auf den Mond Fliegen.

Für die NASA änderung in den Plänen in jedem Fall wird eine schwierige Wahl. Denn die Agentur muss ausgewählt werden nicht eine, sondern zwei Trägerrakete, um in diesem Fall wird die Mission überhaupt möglich wäre, eine Realität. Darüber hinaus müssen die Entwicklung neuer Technologien und Methoden Dock bestimmten Raumfahrzeugen, ohne die diese Idee kann weggeworfen werden direkt in den Papierkorb.

Mit Anderen Worten, der Prozess erfordert sehr viel Zeit und Mühe, und dabei keine Garantie, dass alles vorbereitet ist für das nächste Jahr niemand geben kann. Allerdings, wenn die Agentur doch einen solchen Schritt Wagen, Ihre Aktionen es in der Lage, zeigen die Abwesenheit der Notwendigkeit in der Verwendung von Ultra-teuren und extra-große Raketen für die erfolgreiche Umsetzung der ambitionierten Weltraum-Missionen in den Weltraum – leichter wird es sein, sich auf kleinere Medien, die Durchführung auf mehrere Starts pro mal.

Weltraum-Schlepper

Nach den aktuellen Plänen für die bevorstehende Mission, die NASA will im nächsten Jahr in senden трехнедельное Reise um den Mond zwei Raumschiffe des Gerätes: ein leeres Schiff «Orion» (in der Zukunft verwendet werden als bemannte Raumschiff), sowie ein zylindrisches Modul European Service Module mit den Systemen der Versorgung und Lebenserhaltung für das Schiff. Zur überwindung der Anziehungskräfte, die Ausgabe von beiden Geräten auf der Erdumlaufbahn und zum Mond zu senden, benötigen sehr viel Treibstoff. Aber die Leistung des SLS genug, um senden beide Module in einem Zielpunkt innerhalb einer einzigen Ausführung.

Wenn die NASA entscheidet, es zu benutzen für die Lieferung der Apparate zum Mond «kommerziellen Ansatz», zu erschließen, müssen zwei kommerzielle Medien, da ausreichend leistungsfähige private Rakete, in der Lage, diese Aufgabe zu bewältigen für eine nach Start — einfach nicht. Derzeit leistungsstärksten amerikanischen kommerziellen Raketen sind von der Firma SpaceX und Delta IV Heavy von der United Launch Alliance. Beide Träger auf jeden Fall beeindruckend, aber auch Sie gehen nicht in den Vergleich mit den Möglichkeiten, die eine SLS, wenn es endlich дособерут.

In diesem Fall ein Medium wird verwendet für die Ausgabe des Raumschiffs «Orion» und des European Service Module auf der Erdumlaufbahn, wo Sie bleiben für eine Weile. Der zweite Verstärker wird verwendet für die Lieferung in den «Orion» und das Service-Modul der kosmischen Schleppers. Einmal in der Umlaufbahn, diese Schlepper, mit Ihren Reserven von Kraftstoff und Motoren, produziert Rendezvous mit der «Orion» und, indem Sie Motoren, ziehen die beiden Sonden in Richtung Mond.

«Dies entspricht der landwirtschaftlichen Technik, zieht hinter sich einen Anhänger oder eine spezielle Ausrüstung. Nur in diesem Fall geht es über ein separates Modul, das Antriebssystem», — The Verge kommentierte Dallas Бьенхофф, Chef der privaten Raumfahrt-Firma Cislunar Space Development Company, einem Anbieter von Technologien für die Missionen in den Weltraum.

Ein solches Konzept der kosmischen Schleppers wurde noch im letzten Jahrhundert. Zum Beispiel hat die NASA begonnen, diese Idee noch in den 60er und 70er Jahren als «perspektivischen Methode der Beschleunigung andere Raumfahrzeuge». Seine Verwendung kann die Art und Weise ändern zu пилотируемым kosmischen Missionen, die bis dahin nicht verändert seit Jahrzehnten.

«Einer der Gründe, die in den USA führte schließlich zur Entwicklung des Space Launch System besteht darin, dass wir uns daran gewöhnt, dass im Rahmen eines Start-dies ist die maximal mögliche Nutzlast», — fügt Бьенхофф, die auch arbeitete an Technologien Space-Schlepper bei Boeing.

Allerdings ist dieser Ansatz wesentlich erschwert starten. Irdische Gravitation sehr stark. Also für die Ausgabe sehr schwere Ausrüstung in den Weltraum erfordert sehr viel Energie (sprich – sehr viel Treibstoff). Und die Einführung einer großen Menge von Kraftstoff erfordert den Einsatz großer Raketen. Und je größer die Rakete, desto mehr Kraftstoff benötigt für die Ausgabe der Nutzlast in eine Erdumlaufbahn. Es ist ein echter Teufelskreis.

die Künstlerische Darstellung der zukünftigen Trägerrakete SLS

Da die Raketen werden immer größer und größer, immer teurer wird Ihre Produktion und Markteinführung. Und das ist eins der Hauptprobleme der neuen Rakete SLS. Nur auf eine Entwicklung in den letzten zehn Jahren von der NASA verbrachte mehr als 14Milliarden US-Dollar. Bei diesem Medium noch nicht bereit. Sobald dies geschieht, wird erwartet, dass die Agentur in der Lage, laufen Sie nicht öfter als zwei mal im Jahr, da die Kosten für jeden Start beträgt etwa 1 Milliarde US-Dollar. Für den Vergleich der Start des privaten Träger der schweren Klasse Delta IV Heavy kostet etwa 350 Millionen, und die Kosten der Ausführung desselben Falcon Heavy startet mit einem Betrag unter 100 Millionen US-Dollar. Selbst wenn Sie laufen beide Medien zusammen, trotzdem die Kosten nicht einmal annähernd wird mit dem Einführungspreis SLS.

In dieser Hinsicht ist die Verwendung von Space-Schlepper ermöglichen auch die NASA sparen eine Menge Geld in der Zukunft. Zum Beispiel, wenn die Agentur immer noch dazu entscheiden, die Schlepper für die Lieferung von Raumfahrzeugen zum Mond, dann können Sie es wieder zurück in die Umlaufbahn zu bringen und einfach dort lassen. Wenn er wieder benötigt wird – einfach tanken und wieder verwenden.

Montage im Weltraum

Natürlich, dass dieser Ansatz funktioniert, NASA entwickeln müssen, ein neues System Dock mit solchen schleppt. Der Leiter der Agentur Jim Брайденстайн bei einer Anhörung im Senat sagte, dass in der aktuellen Form der Kapsel «Orion» nicht über die technischen Möglichkeiten, das Dock mit den kosmischen schleppt, «also im Zeitraum ab sofort bis Juni 2020 NASA entwickeln müssen стыковочную System mit dieser Möglichkeit».

Und immer noch Technologien, die benötigt werden für die Realisierung eines solchen Systems – sind nicht neu. Zum Beispiel, die Russischen Raumschiffe «Sojus», die liefern neue Crews auf der ISS, die bereits längere Zeit verwenden ein automatisches System andocken. Im Rahmen der ersten Testlauf Crew des Raumschiffs Dragon der Firma SpaceX erreichte auch die Möglichkeit der docking Station im automatischen Modus, mit einem System von sensoren und Lasern für eine sichere Begegnung mit dem Gateway neu ISS.

«LIDAR System und machine Vision Technologie, die dem Schiff arbeiteten Dragon Crew zum automatischen andocken von der ISS – das sind die Technologien und die Ausrüstung, die installiert werden gesammelt und auf die Raumschiffe direkt schon im Raum», — ist der Auffassung Andrew Rush, der Chef der Firma Made In Space, aufwendigen 3D-Drucker unter den Bedingungen der Mikrogravitation, die überprüfung der an Bord der ISS durchgeführt wurde.

das Erste Dock Crew des Raumschiffes Dragon der Firma SpaceX mit der ISS, durchgeführt am 4. März 2019

Es Gibt noch eine Variante, das vereinfacht die Aufgabe für den Abzug der schweren Raumfahrzeuge in den Orbit. Zumindest in der zukünftigen Perspektive. Die Frage der Notwendigkeit der Verwendung von großen Raketen könnten bei der Montage der Ausrüstung in teilen direkt in den Weltraum. Anstatt zu senden etwas sperrige Ausrüstung im Rahmen eines Launch, wäre es einfacher, produzieren mehrere Starts von Raketen mit geringerer Tragfähigkeit (und Kosten) mit einigen nützlichen Lasten, und dann sammeln Sie alle zusammen bereits in der Umlaufbahn. Der gleiche Ansatz (zumindest teilweise) verwendet werden konnte und bei der Montage von Raumschiffen. Zudem, die NASA hat es schon geschafft sich den Herausforderungen der Montage sehr Standlicht Raumfahrzeuge und deren Anordnung innerhalb der Rakete. Nehmen Sie sich mindestens die gleiche kosmische Observatorium der nächsten Generation «James Webb», das passt nicht ganz in den Verstärker, die liefern es in den Weltraum. Das Gerät war so groß und Komplex, dass es ausgeführt werden PH-Wert im inneren gefaltet und dann im Raum in zwei Wochen bereitstellen. Und wenn etwas schief geht, das Teleskop kann überhaupt nicht verdienen, setzen Ende Projekt im Wert von fast 10 Milliarden US-Dollar, die im wesentlichen nicht einmal Zeit haben, um zu beginnen.

Wenn möglich, die Montage von Raumfahrzeugen direkt im Raum, und auch die Technologien der Additiven Fertigung, Notwendigkeit in der ursprünglichen Montage der Apparate auf der Erde.

«die Verteilung der Last auf mehrere Anläufe, und dann mit der Space Technologie in der Fertigung und Montage konnten wir wirklich Raumschiffe erstellen mehr vorteilhaft aus wirtschaftlicher Sicht Weise», — ist der Auffassung Rush.

Risiken und Komplexität

All diese Veränderungen auf jeden Fall seinen Preis verlangen. Und nicht nur in finanzieller Hinsicht. Automatische andocken und Montage im Raum, laut Брайденстайна, während tragen eine zu große Risiken für NASA.

«die Verwendung besonderer Systeme andocken von bemannten Raumfahrzeugen im Orbit mit der Aussicht auf eine weitere Bewegung zum Mond fügt unerwünschte Komplexität und Risiken der zukünftigen Mission», — schrieb der Leiter der Agentur in einer offenen Ansprache an die Mitarbeiter der NASA.

Darüber hinaus anfahren der Anlage in teilen und die weitere Montage im Weltraum nur für eine Mission beinhaltet mehrere Starts von Raketen, mit dem kann es nicht akzeptieren einige verantwortliche für diese Mission die staatlichen Ordnungen. Nach Ansicht einiger Experten und Beamten, mehrfache Starts erhöhen die Risiken des Scheiterns der Mission – wenn einer der Anläufe nicht zum Erfolg führt, unter der Drohung wäre die ganze Mission dreht.

Die Verwendung von kommerziellen Trägerraketen auch nicht unbedingt alle Probleme lösen. Derzeit Ingenieure führen eine Inspektion des Raumschiffs «Orion», mit Computer-Simulationen unter Berücksichtigung der aktuellen Konstruktion der Trägerrakete SLS. Für die Verschiebung des Vektors in Richtung der kommerziellen Trägerraketen zu Ihnen haben diese Arbeit zu verschieben und beginnen, neue Simulation unter Berücksichtigung der neuenkommerzielle PH-Wert. Außerdem wird es komplett verändern Sequenzdiagramm Flug, was wiederum erfordert zusätzliche Zeit für die Vorbereitung. Machen Sie all das für das Jahr und pünktlich zum geplanten Start — eine Unmögliche Aufgabe.

«Bei änderung Flugplan, was unweigerlich bei der Berücksichtigung der Tatsache, dass alle kommerziellen Medien nicht gehen im Vergleich mit SLS fast die ganze Arbeit, die durchgeführt wurde, die bis dahin nutzlos wird. In diesem Fall wird über jeden Start von «Orion» im Juni 2020 kann keine Rede sein», — The Verge kommentierte anonym ein Mitarbeiter der Firma Lockheed Martin, der über das Raumschiff «Orion».

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