Med NASAs tillkännagivande av sitt nya, mammut Space Launch System (SLS), kan förberedelserna påbörjas på allvar för det första mänskliga uppdraget till en asteroid. "Vi är definitivt glada över det," berättade Laurence Price, Lockheed Martins vice programchef för Orion, till Space Magazine under en briefing förra veckan. "Det är mycket bra att få detta baserat och kunna gå framåt."
Lockheed Martin har arbetat med Orion MPCV, som ursprungligen var en del av Constellation-programmet för att återvända till månen. Men NASA har nu fått ett presidentdirektiv för att landa astronauter på en asteroid år 2025, ett uppdrag som vissa säger representerar den mest ambitiösa och djärva planen för rymdbyrån ännu. Orion kommer sannolikt att omarbetas och uppdateras för potentiella "springbrett" -uppdrag som tar människor till möjliga destinationer som månbana, Lagrange-punkterna, asteroider och potentiellt Mars-månar. Den ultimata destinationen på denna väg är att skicka människor till den röda planeten.
Den första inkarnationen av NASA: s SLS-tunghissarförstärkare - som avslöjades 14 september 2011 - kommer att vara över 30 våningar hög, ha en massa av 2,5 miljoner kg (5,5 miljoner pund) och använda ett flytande väte- och flytande syreframdrivningssystem, med 5 rymdfärgs huvudmotorer och en förbättrad J-2X-motor för det övre steget. (NASA testade just en av dessa motorer). SLS kommer att ha en initial lyftkapacitet på 70 ton (mT), eller cirka 69 853 kg (154 000 pund) nyttolast till låg jordbana. Som referens är det mer än dubbelt lyftkapaciteten för alla nuvarande lanseringsfordon, och det beräknas kunna generera 10% mer kraft än Saturn 5-raketerna som producerats vid liftoff, de lanseringar som skickade Apollo-uppdragen till månen.
Senare, för att skicka Orion och en servicemodul ut i rymden, skulle SLS lägga till ytterligare två RD-25D / E-motorer på det första steget, och den "utvecklade" arkitekturen skulle kunna lyfta 130 ton eller 129 727 kg ( 286 000 pund) av massa till låg jordbana. Detta skulle öka massan på stacken till 2,6 miljoner kg (6,5 miljoner pund) och den skulle stå så hög som en byggnad på 40 våningar. Denna konfiguration skulle möjliggöra ett tryck på 4,2 miljoner kg (9,2 miljoner pund), 20% mer än Saturn 5.
Men Lockheed Martin befinner sig fortfarande i de inledande stadierna av att lära sig om kapaciteten och tidslinjerna för det nya lanseringssystemet så att de kan producera den bästa versionen av Orion att para ihop med SLS.
”Även om det finns några utmaningar,” sade Price, ”har vi tittat på olika konfigurationer av arkitekturen under det senaste året, så mycket arbete har redan pågått. Så någon av de första utmaningarna har vi redan arbetat för att mildra. ”
Det finns flera skillnader mellan SLS och Constellation, sade Price, med SLS som potentiellt har en flytande booster med fasta band i stället för ett fast första steg. "Men vi har flygt i rymden i 50 år och alla analysverktyg för att förutsäga miljöer, flygbanor och flygförhållanden är alla ganska enkla, och vi arbetar för att stänga det. Förändringsfordonets designförändring är inte en stor störning i vår förmåga att fortsätta mogna fordonet. ”
Lockheed Martin kan undersöka hur mycket massa SLS kan lansera till djupa rymden och börja arbeta med hur de skulle manifestera de olika delarna av uppdraget.
"Skulle vi till exempel lansera de två rymdfarkosterna tillsammans på en raket," sade Josh Hopkins från Lockheed Martin, i en intervju med Space Magazine, "och gillar Apollo snabbt till djupa rymden, eller skulle vi göra vad Constellation planerade, där du skulle starta de större bitarna på det tunga lyftfordonet och starta besättningen separat vid en andra lansering och ansluta dem i jorden omloppsbana? ”
Hopkins är den huvudsakliga utredaren för avancerade mänskliga prospekteringsuppdrag hos Lockheed Martin och leder ett team av ingenjörer som utvecklar planer och koncept för en mängd framtida mänskliga prospekteringsuppdrag, inklusive besök i asteroider.
"Om de två lanseras separat", fortsatte Hopkins, "då måste du anslå några dagar i omloppsbana för att ha de två krokarna upp, eller så kan en skrubbt lansering förstöra försöket. Så det är de bästa sakerna vi ser fram emot att ta reda på från NASA. På den detaljerade nivån arbetar vi med saker som flygmiljöerna kommer att se ut, hur mycket belastning rymdskeppet kommer att se. Vad vi har dragit slutsatsen från de studier vi har gjort är att vi tror att Orion redan är utformad för en ganska rigorös uppsättning akustik, dynamiskt tryck och G-belastningar under uppstigningen. "
"Vi vet redan mycket om detta fordon, dess miljö, belastningsförhållanden och bana," sade Price, "så vi tillgodoser startbilens unika förmåga i utformningen av Orion MPCV. Vi konvergerar redan om hur detta fordon kommer att flyga, och så snart som möjligt kommer vi att övergå till att flyga våra testflyg på tidiga versioner av SLS. ”
Lockheed Martin är inriktad på slutet av 2013 eller början av 2014 för deras första flygtest av Orion MPCV och de har reserverat ett Delta 4 Heavy för en icke-pilotad lansering från Kennedy Space Center, men de utvärderar fortfarande vilken startapparat som skulle vara bäst.
"Vi identifierar vad den bästa testförstärkaren kommer att bli," sade Price, "och försöker maximera nyttan för båda programmen, mognad med lanseringssystemet och vårt rymdskepp."
När det gäller att faktiskt skicka människor till en asteroid, det finns många detaljer som måste utarbetas, och NASA och Lockheed Martin måste tillåta alla okända flygande människor i djupa rymden, inklusive en mycket viktig för att se till att människor kan uthärda strålningen miljö i rymden.
Hopkins sa att robotfartyg som har flyttat till asteroider och Mars har testat miljön i djupa rymden. "Så vi har eleganta modeller för hur man utformar system för att motstå strålskydd," sade han, "även om vi inte vet effekten av djup rymdstrålning på människor och vad miljön runt små asteroider faktiskt gillar." Hopkins tillade att överflödiga system för att skydda människor är en integrerad del av Orions design, men NASA kanske också först skickar ett robot-speideruppdrag för att besöka en asteroid.
Ja, det finns mycket att arbeta för att faktiskt skicka människor till en asteroid. Men en första viktig punkt är att känna till tidpunkten för när SLS kommer att vara redo att göra ett mänskligt djup rymduppdrag, eftersom det skulle avgöra vilka asteroider vi skulle kunna gå till.
Och att hitta en asteroid som är helt rätt kommer också att bli en utmaning. Vi kommer att diskutera det nästa i vår serie artiklar om ett mänskligt asteroiduppdrag.
Tidigare artiklar i denna serie:
