Prace nad habitatami do lotów w dalszy kosmos są kontynuowane – NextSTEP-2

3

W kwietniu NASA ogłosi drugą edycję programu dotyczącego załogowych habitatów dla misji poza bezpośrednie otoczenie Ziemi.  

Początek programu NextSTEP

W październiku 2014 r. NASA ogłosiła kolejny konkurs skierowany do prywatnych przedsiębiorstw, tym razem dotyczący opracowania koncepcji technicznych załogowej misji na Księżyc, asteroidy i Marsa. Program nosi nazwę Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP).

Przyjęto następujące ogólne założenia dla takiej misji:

  • Podstawowym elementem załogowej eksploracji dalszej przestrzeni kosmicznej (czyli poza orbitą okołoziemską) jest statek Orion, który zapewni 4-osobowej załodze pobyt w kosmosie do 21 dni.
  • Wydłużenie czasu pobytu w kosmosie do 60 dni uzyska się przez zastosowanie dodatkowego modułu Exploration Augmentation Module (EAM). Może on składać się z kilku segmentów.
  • EAM będzie wykorzystany do lotów wokółksiężycowych, a także w misjach do asteroid.
  • Rozbudowany EAM lub zestaw kilku takich modułów będzie następnie wykorzystywany w misji na Marsa.
  • EAM powinien być gotowy do użytkowania w połowie lat 20.

NASA oczekiwała od uczestników przeprowadzenia studiów koncepcyjnych, rozpoznania dostępnych technologii oraz opracowania koncepcji wykorzystania EAM.

Wyniki NextSTEP

NASA ogłosiła zwycięzców konkursu 30 marca 2015 r. Zwycięskie projekty zostały podzielone na trzy kategorie: zaawansowane napędy, moduły EAM, małe satelity do badań księżycowych. W grupie modułów mieszkalnych EAM, obok prac nad rozwojem systemów podtrzymywania życia, wybrano cztery projekty firm: Bigelow Aerospace, Boeing Co., Lockheed Martin oraz Orbital ATK:

Bigelow Aerospace zaproponował wykorzystanie projektowanych przez siebie modułów B330. EAM składałby się z dwóch takich modułów. Jest to jedyny projekt wykorzystujący elastyczne (nadmuchiwane) moduły, w których chce specjalizować się firma Roberta Bigelowa. Kilkukrotne zwiększenie objętości modułu już na orbicie oraz jego niska masa pozwalają uzyskać przestrzeń życiową niedostępną dla tradycyjnych metalowych modułów. Powodzenie tej koncepcji będzie w dużej mierze zależeć od wyników testów mniejszego modułu BEAM, które przez dwa lata będą prowadzone na międzynarodowej stacji kosmicznej ISS już od kwietnia bieżącego roku, o ile Dragon dowiezie go szczęśliwie na stację.

Habitat Bigelow Aeropsace składający się z dwóch elastycznych modułów B330 (Credits: Bigelow Aerospace LLC)

Habitat Bigelow Aeropsace składający się z dwóch elastycznych modułów B330 (Credits: Bigelow Aerospace LLC)

Boeing proponuje zastosować nowy sprzęt – prosty i tani metalowy habitat, którego wielomodułowość pozwoli na elastyczną konfigurację. Projekt ma korzystać z rozwiązań stosowanych już przez NASA i przedsiębiorstwa komercyjne.

Modularny habitat Boeing Co. (Credits: Boeing).

Modularny habitat Boeing Co. (Credits: Boeing).

Lockheed Martin chce wykorzystać możliwości zmodyfikowanego statku Orion (budowanego przez tę firmę dla NASA), co ma obniżyć koszty, oraz dołożyć do niego niewielki metalowy moduł, który wykonałby potentat w tej dziedzinie – europejska firma Thales Alenia Space, wytwarzająca m.in. moduły dla statków dostawczych do stacji ISS, takich jak MPLM i Cygnus (eksploatowany obecnie przez Orbital ATK). Koncepcja opiera się zatem na wykorzystaniu dobrze sprawdzonych już rozwiązań.

Habitat firmy Lockheed Martin ma składać się z zestawu: statek Orion oraz moduł oparty na statku Cygnus (Credits: Lockheed Martin).

Habitat firmy Lockheed Martin ma składać się z zestawu: statek Orion oraz moduł oparty na statku Cygnus (Credits: Lockheed Martin).

Orbital ATK również proponuje wykorzystać sprawdzone rozwiązania – statki Cygnus w obecnie stosowanym kształcie. Kilka takich statków, po odpowiednim wyposażeniu, utworzyłoby kompleks zbliżony strukturą do dawnej rosyjskiej stacji Mir.

Habitat Orbitala ATK to zestaw kilku używanych obecnie statków Cygnus (Credits: Orbital ATK).

Habitat Orbitala ATK to zestaw kilku używanych obecnie statków Cygnus (Credits: Orbital ATK).

Przedsiębiorstwa te uzyskały kontakty o wartości około miliona USD każdy, na okres jednego roku, przeznaczone na rozwiniecie zaprezentowanych zwycięskich koncepcji.

Kolejny etap: NextSTEP-2

W marcu 2016 r. NASA poinformowała o przystąpieniu do kontynuacji programu NextSTEP, nazwanej NextSTEP-2. Program zostanie ogłoszony w kwietniu 2016 r. Jego celem będzie kontynuacja wybranych projektów, łącznie z tymi przedstawionymi powyżej, które zostały nagrodzone kontraktami w ramach NextSTEP. Program obejmie także walidację prototypów tych modułów. Czas trwania poszczególnych kontraktów będzie różny w zależności od ich złożoności, i maksymalnie może wynosić do 5 lat.

Dokładniejsze informacje dotyczące przyjętej w ramach nowego programu koncepcji habitatów, szczegółów inżynieryjnych i projektowych, zagadnień ryzyka misji, zostaną przedstawione przy oficjalnym ogłoszeniu programu.

Komentarz

Z czterech zwycięskich koncepcji habitatu do wypraw kierowanych dalej niż na niską orbitę okołoziemską, najbardziej innowacyjny wydaje się projekt firmy Bigelow Aerospace, który dzięki stosowaniu elastycznej i lekkiej konstrukcji „nadmuchiwanego” modułu, pozwoli ominąć największe ograniczenia w budowie modułów załogowych, czyli ich dużą masę i rozmiary. Warto przypomnieć, że właściciel firmy, Robert T. Bigelow, planuje wykorzystać podobne moduły do budowy prywatnej stacji orbitalnej przeznaczonej do celów zarówno badawczych jak i turystycznych. Ogranicza go nadal brak środków transportu do takiej stacji, gdyż budowane obecnie statki Dragon 2 (SpaceX) i CST-100 Starliner (Boeing Co.) będą w pełni gotowe dopiero za ok. dwa lata.

Wspomniane wyżej testy mniejszego modułu Bigelowa BEAM, które będą wkrótce prowadzone na ISS świadczą, że NASA bardzo poważnie traktuje tę technologię. Wbrew intuicyjnemu odczuciu ocenia się, że takie moduły będą równie wytrzymałe jak metalowe, a nawet bardziej jeśli idzie o odporność na uderzenia mikrometeorytów dzięki odpowiedniej strukturze osłony, a także zapewnią odpowiednią osłonę przed szkodliwym promieniowaniem.

Projekty habitatów do dalekich misji kosmicznych mocno przemawiają do wyobraźni, jednak specjaliści podkreślają, że większe wyzwanie przed konstruktorami stoi jeśli idzie o systemy podtrzymywania życia załogi. Muszą one być całkowicie niezawodne i samowystarczalne przez długi okres czasu. Program NextSTEP obejmuje również ten obszar prac; podobne kontrakty otrzymały tutaj trzy firmy: Dynetics Inc., Hamilton Sundstrand oraz Orbital Technologies.

(PFA, NASA)

Przekaż dalej

3 komentarze

  1. Ktoś tu się naczytał (naoglądał) “Marsjanina” i teraz tak podoba mu się Hermes z tej powieści (filmu).

  2. Trochę poroniony pomysł. Powinni zbudować na orbicie jeden wielki statek kosmiczny, przy współudziale wielu krajów. Długowieczny, ogromny statek z modułem wymiennym napędu, który można by wymieniać w zależności od rozwoju technologi napędów. Można by było nim się poruszać po układzie słonecznym w trakcie wielu misji. Na wiele lat był by spokój i wiele korzyści.

    • UFOLUDEK–Coś w tym jest ,ale poco od razu Ogromny ?. Zacząć od podstawowego ,takiego jak proponuje Boeing -Modularny Habitat, Jego wkomponować 1-2-3 pomiędzy Habitaty Bigelow Aerospace BA 330 i potem można wkomponowywać z boków do tego zestawu w zależności do jakich Misji i jak daleko ,oraz jak długo w Czasie Habitaty Firmy Orbital ATK tzw. duże Cygnusy ,oraz Oriony. Do tego można wkomponowywać Różne zestawy Napędowe od Chemicznych ,poprzez VASIMR-300 ,Atomowe, Plazmowe, Jonowe ,Fotonowe itd. Wszystko w momentach opanowywania tych Napędów. Taki zestaw jest niezależny od Czasu wyprodukowania ,bo można je dowolnie wymieniać w miarę ich zużycia ,pw. co 10-20-30-lat . W jemy ,że mogą służyć długo ,a przykładem jest ISS. Dodam, że jak ten Pojazd już będzie tak rozbudowany że będzie można go podzielić na dwa ,to można je rozdzielić dołączyć Nowy Moduł napędowy z najnowszymi silnikami i lecą osobno gdzie chcą.