Seria misji załogowych w okolicy Księżyca?

7

Czy NASA planuje serię misji załogowych o różnej długości w okolicach Księżyca? To może być plan lotów na przyszłą dekadę. 

Mars od dekad jest proponowany jako cel wyprawy załogowej. W ostatnich latach amerykańska agencja NASA uważa Czerwoną Planetę jako cel nadrzędny strategii eksploracyjnej o nazwie „Flexible Path”. Nie jest to jednak łatwy cel dla współczesnej technologii: długi czas misji oraz duża odległość od Słońca komplikuje wiele kwestii, takich jak zasoby energetyczne. Dużym problemem jest także poziom twardego promieniowania kosmicznego, w szczególności przy okresie minimum aktywności słonecznej.

Od lat 70. XX wieku nie wykonano żadnej misji załogowej poza niską orbitę okołoziemską (LEO). Co więcej, te loty poza LEO, zrealizowane w ramach programu Apollo, były stosunkowo krótkie: najdłuższa trwała 12 dni i 14 godzin (Apollo 17). W porównaniu z załogową misją marsjańską, która trwałaby przynajmniej kilkanaście miesięcy, ten czas był zbyt krótki by przygotować człowieka do dalszych wypraw.

Wg strategii “Flexible Path” Czerwona Planeta miałaby być osiągnięta w trzeciej dekadzie XXI wieku. Wcześniej miałyby się odbyć załogowe misje poza LEO o coraz dłuższym czasie i stopniu komplikacji.

Misje eksploracyjne NASA otrzymały akronim EM (Exploration Mission). Jak na razie NASA nie przedstawiła większości planu lotów eksploracyjnych EM. Wiadomo jednak, że pierwsza misja, EM-1, to pierwszy lot potężnej rakiety SLS. Z kolei EM-2 ma być pierwszą misją załogową kapsuły MPCV Orion.

MPCV Orion z europejskim modułem serwisowym ESM, wizualizacja / Credits: ESA/D. Ducros

MPCV Orion z europejskim modułem serwisowym ESM, wizualizacja / Credits: ESA/D. Ducros

W późniejszym terminie, być może w połowie lat dwudziestych, powinno dojść do części załogowej misji Asteroid Redirect Mission (ARM). W tym roku NASA zdecydowała, że celem ARM będzie przechwycenie głazu z powierzchni większej planetoidy, sprowadzenie tego głazu na wysoką orbitę okołoksiężycowcą a następnie wyprawa załogowa do tego głazu w celu pobrania próbek. Nieoficjalne źródła sugerują, że będzie to misja EM-3 lub EM-4.

O innych misjach EM jak na razie brak oficjalnych informacji. Pojawiają się jednak deklaracje pracowników NASA, że agencja opracowuje koncepcję serii misji załogowych w otoczeniu Księżyca. Misje miałyby mieć różny czas trwania, od kilku tygodni aż do roku.

Ważnym elementem tych misji byłoby zastosowanie małych modułów mieszkalnych. Celem wypraw załogowych byłoby m.in. zweryfikowanie technologii potrzebnych do lotu na Marsa, czyli systemów podtrzymywania życia czy systemów zasilania. Rakieta SLS w konfiguracji 1B będzie w stanie dostarczyć oprócz kapsuły MPCV Orion jeszcze około 10-12 ton w okolice Księżyca. Powinno to wystarczyć do dostarczenia małego modułu wraz z kapsułą w jednym starcie rakiety, co ma duże znaczenie ekonomiczne. W tej koncepcji w każdym kolejnym locie załogowym dostarczany by był kolejny mały moduł mieszkalny, łączony z poprzednimi modułami.

Rakieta SLS - jeden z obecnie najdroższych projektów NASA / Credits - NASA

Rakieta SLS – jeden z obecnie najdroższych projektów NASA / Credits – NASA

Alternatywnie NASA wraz z partnerami analizuje, czy lepszym rozwiązaniem nie byłoby wysłanie większego modułu w locie bezzałogowym rakiety SLS. Prace są realizowane w kilkunastu oddzielnych kontraktach w ramach projektu Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP). Wyniki prac powinny być znane w przyszłym roku.

Długość lotów z takimi modułami ma zawierać się w zakresie od kilku tygodni aż do roku. Warto tu dodać, że aktualnie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej odbywa się roczny lot Amerykanina i Rosjanina. Jest to pierwsza wyprawa tego typu od końca lat 90. XX wieku.

Księżyc i jego okolica oferuje wiele zalet dla rozwoju technologii potrzebnych do załogowego lotu na Marsa. Przede wszystkim Księżyc zawsze krąży blisko Ziemi, co oznacza, że w sytuacji awaryjnej powrót jest możliwy. NASA nadal rozpatruje możliwość załogowego lądowania na Srebrnym Globie jako element “Flexible Path”, choć bez wątpienia koszty budowy lądownika byłyby duże. Natomiast orbita okołoksiężycowa nie wymaga dodatkowego sprzętu, a może posłużyć na miejsce testów wielu technologii – z dala od pola magnetycznego naszej planety.

Misja EM-1 powinna nastąpić w 2018 roku – aktualnie trwa budowa komponentów do tego lotu. Prawdopodobnie w okolicy EM-1 NASA zadeklaruje strategię eksploracji na kolejne kilka wypraw załogowych (oraz być może bezzałogowych). Wówczas także może się rozpocząć budowanie dedykowanych komponentów i modułów do tych wypraw.

(SN)

Przekaż dalej

7 komentarzy

  1. Obawiam się, że cały ten program SLS jest totalnie oderwany od rzeczywistości i oparty na myśleniu życzeniowym oraz na “ładnych animacjach” a nie na realnym podejściu inżynierskim.
    Zamiast szukać taniego i prostego (a przez to niezawodnego) rozwiązania, NASA idzie w opcję “full wypas”, której użycie każdorazowo bez wątpienia będzie pochłaniało więcej pieniędzy niż starty wahadłowców.
    Zastanawia mnie, dlaczego nikt w agencji, nie wpadł na pomysł, aby wykorzystać poczciwe wahadłowce, jako człon 0/1 do wynoszenia statków MPCV/Orion na LEO wraz z członem ucieczkowym wielorazowego użytku. Przecież ładownia promów oraz ich nośność aż się o to proszą. Była przecież gotowa infrastruktura…
    Użycie promów do wynoszenia/sprowadzania statków Orion/członów napędowych, miałoby jeszcze tę zaletę, że załogi, osłabione nieważkością po wielomiesięcznych rejsach (np. do asteroidy), wracałaby łagodnie na ziemię (max. przeciążenia 3,5G to prawie tyle co nic!), a nie byłyby narażone na duże obciążenia jak np. załogi Apollo czy załogi Sojuzów podczas zejścia balistycznego.
    Statki Orion, ochronione od ryzykownego przejścia przez atmosferę, łatwiej dawałyby się zaadaptować do ponownego lotu.
    Same promy kosmiczne, aż prosiły się o modyfikację pozwalającą na odzyskiwanie także zbiornika ET (skoro SpaceX potrafi odzyskiwać rakiety, nie widzę problemu z odzyskaniem zbiornika). A tak? Niemalże “Święty Graal” astronautyki, w wyniku nacisku lobbystów został pośpiesznie wycofany i trafił do muzeów, a w jego miejsce przyszły kapsułki nie mające nawet w części takiej funkcjonalności jak on sam… Jeśli sama agencja nie chciała już eksploatować promów, na pewno znalazła by się prywatna firma, która by się tego podjęła.

    • Maciej–masz trochę racji z tymi Promami ,ale też wiele rzeczy świadczy o tym że dobrze się stało że je wycofali.Prom jednorazowo wynosił na LEO 22-t. plus 6-7 Załoga, a koszt tego wynosił za każdym razem 800-mil. Największym błędem w konstrukcji Promów to było wynoszenie Ludzi razem z Kargo 22-t. Jak tragicznie się to dwa razy skończyło to wiemy. Rakieta SLS za każdym startem może wynieść np. na Księżyc Oriona i wraz z nim Moduł mieszkalny 22-t. ,a tego Promy nie potrafiły -tylko na LEO mogły latać ,a SLS tylko na LEO może wynieść do 143-t. przy koszcie startu jednego 1-mld.$. W porównaniu z Promami za 800-mil. każdy przy ładunku 22-t., to by 143-t. musiał Prom latać 6,5 raza.To mamy koszt wyniesienia na LEO 5-mld.$. Rakieta SLS za tą cenę wyniesie na LEO 700-t. Z ekonomicznego punktu widzenia to te 5 Wzlotów na LEO pozwoli wywieść Cały Pojazd Transferowy na Marsa w 5-kawałkach ,potem to poskładać na LEO do kupki i jazda na Marsa . Cała wyprawa Załogowa na Marsa na 1-rok pobytu ma kosztować 100-mld.$

      • No właśnie obydwie tragedie były nie tyle spowodowane “wypadkiem”, co “błędem decyzyjnym”. Challenger dostał zgodę na start pomimo, że temperatura była zbyt niska i ludzie byli świadomi możliwych problemów z o-ringami…
        O uszkodzeniu krawędzi natarcia Columbii też było wiadomo krótko po starcie (dzień lub dwa) i nawet program do symulacji uszkodzeń przewidział zakres zniszczeń – ale znów, ktoś uznał, że wie lepiej…
        Promy, wg dokumentacji na LEO są w stanie wynieść 24tony (wg. pierwotnego projektu), nie wierzę, że nie dałoby się polepszyć tego wyniku.
        Problem z rakietą SLS polega na tym, że dane dot. kosztów startu, to – póki co, raczej pobożne życzenia konstruktorów. Dopiero po kilku startach będzie wiadomo jaki jest realny koszt użycia tej maszyny.
        Nośność na LEO – 143 t, pięknie, tylko tu chodzi o pewną koncepcję. W przypadku SLS, rozumiem, że całość statu będzie wynoszona za każdym razem na orbitę (jak za czasów Apollo), wtedy owszem, potrzeba mocnej rakiety.
        Jednak w przypadku użycia promów, na orbitę byłaby wynoszona tylko “odświeżona” część mieszkalna + człon napędowy/paliwo, reszta pojazdu “czekałaby” na orbicie i tam byłaby przygotowywana do kolejnej misji. Tylko w przypadku poważniejszych napraw, człon wracałby na ziemię.
        To brzmi jak sci-fi, jednak jeśli naprawdę chcemy polecieć na Marsa (i dalej) to musimy się nauczyć robić takie rzeczy na orbicie, a gdzie się tego uczyć bezpieczniej niż na LEO?
        Koszt startu dałoby się moim zdaniem obniżyć, gdyby paradoksalnie postawiono na większą ilość lotów(np. raz/ dwa razy na miesiąc), wtedy pewne części produkowano by seryjnie, a to zmniejszyłoby ich koszt. Kolejne pytanie dot. kosztów: na ile są one spowodowane takimi, a nie innymi potrzebami eksploatacyjnymi maszyn, a na ile są niepotrzebnie windowane przez rozdmuchane procedury/biurokrację agencji?
        Ponadto, czy naprawdę nie wyciągnięto żadnych wniosków z całego okresu eksploatacji promów? Zauważcie, jak mocno zmieniła się konstrukcja samolotów pasażerskich na przestrzeni 30 lat – są nieustannie ulepszane, mimo, że kształtem może dalej przypominają maszyny z lat 60 i 70, to tak naprawdę są kompletnie różne. Natomiast promy, jak powstały pod koniec lat 70, tak latały przez cały okres służby. Przepraszam, ale jako inżynier, nie wierzę, że nie dało się zbudować ulepszonej wersji promów.

  2. Proponuję uzupełnić program EM o etap EM0, który polegałby na zbudowaniu na orbicie okołoziemskiej wirującego habitatu wytwarzającego sztuczną grawitację na poziomie ziemskim. Dopiero stworzenie warunków bytowania dla ludzi praktycznie nieodróżnialnych od warunków bytowania na Ziemi pozwoli na racjonalną eksploatację przestrzeni kosmicznej.

    • EJL–ja Ci nawet napisze jak to zrobić z już istniejących Technologii . Moduł z cumą do ISS który będzie otoczony dwoma pierścieniami Mobilnymi do których na przeciw siebie będą zamocowane dwa Kołowrotki elektryczne z Linami Stalowymi do tych pierścieni mobilnych. Do nich dwa BA-330 Firmy Bigelow. Po dostarczeniu całości do ISS ,po dokowaniu napełniamy wodą do Rozparcia tych dwu BA-330 żeby zrobić 15-cm. Izolację przed promieniowaniem Słonecznym i Kosmicznym. BA-330 są linami na kołowrotkach ,silniczkami Korekcyjnymi oddalane tak daleko od środka Modułu i wprowadzane w obrót tak szybko żeby uzyskać Sztuczną Ziemską Grawitację w nich -Sterowanie obrotem wokół środka modułu -komputerowe. To powinno być następnym etapem Przetestowanym na ISS przed lotem na Marsa .Komunikacja załogi pomiędzy nimi i stacją ISS Dragonami i Orionami. Te moduły BA 330-są Samowystarczalne pod względem Technologicznym i energetycznym. Czy one będą ustawione poziomo ,czy pionowo w stosunku do ich Obrotu to jest kwestia do uzgodnienia pod względem technicznym .Wydaje mi się że Lepiej było by je Zamocować do lin Stalowych w stosunku do Obrotu -Pionowo ,w ten sposób można by Moduł podzielić na 3- Kondygnacje w środku ,1) poziom Odpoczynek ,Spanie,Łazienka ,Kuchnia, 2)poziom Roboczy ,oraz 3)poziom Laboratorium, a w środku pozostał by poziom Techniczny.

  3. Bardzo dużo ciekawych rzeczy o Eksploatacji przez NASA Orbity i samego Księżyca .Chodzi chyba o p. L-2 tej wydłużonej Orbity Księżyca ,60-tyś.km za Księżycem. Jest tu mowa o Bardzo drogim Lądowniku Księżycowym ,oraz o wynoszeniu przez SLS oprócz Oriona jeszcze Habitatu Mieszkalnego o ciężarze 12-t. w 1-Locie, to mi dało do myślenia .NASA musi radykalnie zmienić podejście Technologiczne do Lądowników Księżycowych ,z części silnikowej parterowej i Modułu Załogowego oraz zarazem powrotnego na 1-ym piętrze i z chodzenie po wylądowaniu z piętra w niewygodnych Skafandrach po drabince na grunt Księżyca. To jest jakieś zakompleksienie z lat 60-XX-w. Pamiętacie Lądownik Ramowy z Marsa Scy Crane ,co w ostatniej Fazie lądowania zawisł na własnych 8-miu silnikach ,na 30-m. nad Marsem i posadowił na Linach delikatnie Łazik Marsjański co ważył 1-t.,a potem odfrunął 500-m. i się rozbił ,bo nie miał 4-ech nóg. Taki właśnie proponuję NASA zastosować do Lądowania na Księżycu, bo na tym samym co na Marsie posadowił 1-t. ,to na Księżycu może posadowić Łazik o wadze 2-t. z racji 6-krotnej mniejszej Grawitacji.( na Marsie 3-krotna ). Taki Ramowy Lądownik lekko zmodyfikowany na silnikach Super Drako ,albo na Metan z Morfeusza ( zblokowane po 2-szt. 4-y ) może wielokrotnie Lądować i wzlatywać na Orbitę Księżyca ,albo być na nim wykorzystywany przez Załogi jak Dźwig-Dron sterowany Radiem . Modyfikacja.

    • Pozbawić Lądownik Spadochronów ,obudowy Ablacyjnej ( brak atmosfery ),oraz Kołowrotka elektrycznego z Linami ,a na to miejsce wyposażyć Sam Lądownik Ramowy w 4-y Nogi Teleskopowe i 4-y Rygle elektromagnetyczne od spodu na miejsce tych kołowrotków z linami pomiędzy Nogami.Wszystkie Moduły i Habitaty Stałe i Mobilne wyposażone muszą być w górnej ich części ,na Dachach w 4-y Zaczepy pasujące na te elektro- Rygle. Zastosowanie Lądownika Ramowego i Lądowanie. Rakietą SLS przybywa na Orbitę Księżyca Orion ( 4-Astro. ) z cumowany z Habitatem Mobilnym ,takim jaki NASA testowała już na pustyni z tymi dwoma skafandrami z tyłu zaczepionym na Ryglach do L.R. z Załogą 4-ech po przesiadce z Oriona. Odcumowanie i L.R. z pojazdem Mobilnym ( Habitat ) siada delikatnie na Gruncie Księżyca na 4-ch Nogach Teleskopowych,( silniki Stop ) a że Nogi są dłuższe o 15-20-cm. to Habitat Mobilny z Załogą wisi pod nim na Ryglach i Zaczepach,Załoga zwalnia Zaczepy z Rygli Magnetycznych i pojazd siada delikatnie na własnych Kołach. Załoga uruchamia Habitat elektryczny i wyjeżdża z pod niego na Badanie Księżyca, wychodzenie w dwu Skafandrach na badania,pobieranie próbek .Po misji Habitat mobilny z Załoga podjeżdża pod L.R. ,bo jak wiemy jest wyższy o 15-20-cm. ,Komputer wykrywa zgodność Zaczepów w Habitacie z Ryglami magnetycznymi i Załoga L.R. obniża na Nogach Teleskopowych i rygle się zatrzaskują na stałe trwale Razem . załoga uruchamia L.R. , startuje albo na Orbitę ,albo jak ma paliwo z ” Cysterny Habitat ” który sobie L.R. sam przywiózł wcześniej odlatuje po Księżycu kilka km. dalej na badania. Na orbicie następuje cumowanie do Oriona ,przesiadka do niego załogi ,L.R. dokuje do Stopnia 3-Rakiety Centaur III ,Tankowanie i L.R. oczekuje na Nową 4- ch Załogę Oriona. Tym prostym L. R. i dostarczeniem nim paliwa na Księżyc do niego ,można przez zastosowanie 4-ch Nóg Teleskopowych i 4-Rygli Magnetycznych oraz 4-zaczepów do nich na wszystkich Modułach ,Habitatach i Cysternach ,oraz wszelakich Kontenerach Logistycznych które mogą dostarczyć na Księżyc Cały sprzęt Techniczny ( elektrownie, panele słoneczne ,agregaty Drukarki 3-D ) do Założenia Bazy Stałej i eksploatacji L.R. po Całym Księżycu jak Dźwig-Dron. Rewelacja polega na bezpośrednim po sadowieniu na gruncie Księżyca ,czy Marsa wszelakich Modułów Bazy i kontenerów technicznych bez żadnych Dźwigów ,a jak te wszystkie Moduły będą miały koła i Cumy ,to można je razem montować ( dociskać ) do woli je konfigurując elektrycznymi lub mechanicznymi Kołowrotkami.