Under de kommande decennierna avser NASA att montera några djärva uppdrag till rymden. Förutom några viktiga operationer för Low Earth Orbit (LEO) avser NASA att genomföra de första besättningsuppdragen utanför jorden på över 40 år. Dessa inkluderar att skicka astronauter tillbaka till månen och så småningom montera ett besättningsuppdrag till Mars.
För detta ändamål lämnade NASA nyligen en plan till kongressen som kräver mänskliga och robotiska utforskningsuppdrag för att utöka gränserna för mänsklighetens kunskap om jorden, månen, Mars och solsystemet. Denna färdplan, känd som den nationella rymdutforskningskampanjen, beskriver en hållbar plan för rymdutforskningens framtid.
Denna plan utfärdades som svar på rymdpolitisk direktiv-1, som utfärdades i december 2017 av president Donald Trump. Direktivet uppmanade NASA-administratören att:
”[L] har ett innovativt och hållbart utforskningsprogram med kommersiella och internationella partners för att möjliggöra mänsklig expansion över solsystemet och för att återföra nya kunskaper och möjligheter till jorden. Från och med uppdrag utöver låg jordbana kommer USA att leda återkomst av människor till månen för långsiktig utforskning och användning, följt av mänskliga uppdrag till Mars och andra destinationer. ”
Planen överensstämmer också med NASA: s övergångstillståndslag från 2017, som godkände 19,5 miljarder dollar i finansiering för NASA för räkenskapsåret 2017. Denna akt försökte upprätthålla övergångsfinansiering för att säkerställa att NASA kan fortsätta planera sin återgång till månen, skicka astronauter till Mars, samt upprätthålla ett fortsatt engagemang för den internationella rymdstationen och användningen av Low Earth Orbit och andra relaterade rymdföretag.
Kampanjrapporten innehåller fem mål för att återuppliva NASAs ledarskap i rymden och samtidigt säkerställa hållbarhet för framtida rymdflyg. De inkluderar:
- Övergångar amerikanska mänskliga rymdflygverksamheter i låg jordbana till kommersiella verksamheter som stöder NASA och behoven på en tillväxtmarknad inom den privata sektorn.
- Led utplacering av kapaciteter som stöder månens ytverksamhet och underlättar uppdrag bortom cislunar utrymme.
- Främja vetenskaplig upptäckt och karakterisering av månresurser genom en serie robotuppdrag.
- Återlämna amerikanska astronauter till månens yta för en långvarig utforskning och användning.
- Visa de kapaciteter som krävs för mänskliga uppdrag till Mars och andra destinationer.
Low-Earth Orbit (LEO):
När det gäller verksamheten i LEO avser NASA att övergå från den nuvarande modellen till en där regeringen är en av flera kunder för kommersiella tjänster. Kort sagt, NASA avser att övergå från direkt statlig finansiering till kommersiella tjänster och partnerskap. Denna aspekt av planen kommer också att omfatta oberoende kommersiella plattformar eller en icke-NASA-operativmodell för den internationella rymdstationen senast 2025.
Under tiden kommer ISS att fortsätta att fungera som en grundläggande långvarig plattform för mänsklig rymdflyg fram till minst 2024. Den kommer också att fungera som en testbädd för att utveckla strategier för att hålla besättningen frisk och produktiv på djupa rymduppdrag och för att utveckla teknologier i stöd för dessa uppdrag - dvs. avancerad robotik, kommunikation, medicin, jordbruk och miljövetenskap.
Rymdstationen förväntas också spela en nyckelroll för att möjliggöra övergången till kommersiell verksamhet i LEO. Dessa inkluderar sannolikt distribution av bredbandsinternetsatelliter, CubeSats, forskningsplattformar, icke-statliga rymdstationer och livsmiljöer, och kanske till och med ett rymdhotell eller två!
Tillbaka till månen:
I kampanjrapporten identifierar NASA månen som en grundläggande del av jordens förflutna och framtid. SOM de säger: ”Även om amerikanerna först gick på ytan för nästan 50 år sedan, lämnade våra upptäcktsresor bara flyktiga fotavtryck på några få platser, under totalt 16 dagar på ytan. Nästa våg av månutforskning kommer att vara grundläggande annorlunda. ”
Innehåller sig i detta är de planerade månmissionerna som kommer att förlita sig på Space Launch System (SLS) och Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV). Det första uppdraget att testa Orion-kapseln (Exploration Mission-1) - som kommer att äga rum 2020 - kommer att bestå av en oskruvad Orion-kapsel som skickas in i bana runt månen och sedan återgår till jorden.
Detta kommer att följas av Exploration Mission-2, som kommer att bestå av astronauter som kretsar runt månen 2023, med ett besättningsuppdrag till månens yta som händer senast i slutet av 2020-talet. Detta kommer att vara första gången som astronauter har rest till månen sedan 1972. Det kommer också att utnyttja internationella och kommersiella partnerskap för att utveckla en långsiktig mänsklig närvaro på månen.
Som de säger i kampanjrapporten, uppdrag till månens yta kommer det också att öppna upp stora möjligheter för vetenskaplig forskning:
”Bombarderad av sol- och kosmisk strålning i miljarder år och lämnas till stor del ostörd, är månen ett historiskt arkiv för vår sol och solsystem. Vetenskapliga upptäckter är låsta i dess regolit som kan leda till förbättrad förståelse av vår egen planet och dess utveckling. Det har också resurser, till exempel vatten, som är bland de sällsynta och mest värdefulla varorna i rymden, och erbjuder potentiellt näring och bränsle för framtida upptäcktsresande.“
Ett annat huvudmål som involverar månen är byggandet av Lunar-orbital platform-gateway (LOP-G), tidigare känd som Deep Space Gateway. Denna omloppsbana livsmiljö möjliggör längre vistelser på månens yta, att navigera till olika månbana och lättare återvända till jorden. Det kommer också att fungera som en säker fristad i händelse av en nödsituation på ytan, till exempel en meteorstrejk.
I överensstämmelse med NASA: s "Journey to Mars" kommer Gateway också att validera nyckelteknologier och system som kommer att gå in i Deep Space Transport (aka Mars Transit Vehicle) - rymdskeppet som tar astronauter till Mars. I slutet av 2020-talet kommer en månlandare att börja göra resor till ytan av månen, där astronauter kommer att träna för ett eventuellt uppdrag till ytan av Mars.
Sist men inte minst kommer Gateway att fungera som ett laboratorium för att testa effekterna av mikrogravitet och strålning på levande organismer bortom LEO. Dessa experiment kommer att visa sig viktiga för att utföra djupa rymdsuppdrag till Mars och därefter. Denna plattform kommer att monteras i rymden stegvis med det första elementet (kraft- och framdrivningselementet) lanseras år 2022.
Resa till Mars:
Och så finns det planen att skicka astronauter till Mars, som NASA fortfarande hoppas kommer att hända vid 2030-talet. För denna del av planen är fokus på utvecklingen av viktiga robot- och mänskliga uppdrag som kommer att förlänga lärdomar från månmissioner till Mars. Planen omfattar också flera uppdrag som redan är på väg till Mars eller för närvarande är under utveckling.
Dessa inkluderar NASA: s inredningsutforskning med Seismiska undersökningar, geodesi och värmetransport (InSight) uppdrag, som beror på land på Mars i november och kommer att studera det inre av den röda planeten. Samtidigt Mars 2020 rover är fortfarande under utveckling och kommer att lanseras i juli 2020. När den anländer till Mars kommer denna rover att utvidga sökandet efter tidigare liv på Röda planeten och visa hur lokala resurser kan användas för att hjälpa till i utforskningen.
Enligt kampanjrapporten, Mars 2020 Uppdraget kommer också att fungera som en byggsten för ett efterföljande robot-uppdrag. I huvudsak kommer detta uppdrag att involvera landning av en raket på Mars, att hämta de prover som erhållits av Mars 2020 rover och sedan återlämna dem till jorden. Det kommer också att fungera som en kritisk föregångare till en eventuell serie besättningsuppdrag till Mars.
En annan nyckelpunkt i denna del av planen är skapandet av omloppsinfrastruktur som tillåter mänskliga uppdrag i omloppsbana runt Mars och till ytan. Redan har NASA avtalat med Lockheed Martin för att utveckla Mars Base Camp-konceptet, som liknar Gateway genom att det kommer att förbli i omloppsbana runt Mars, ha ett eget landerfordon och underlätta uppdrag till och från ytan.
Sammanfattningsvis indikerar kampanjrapporten att NASA kommer att fortsätta att utnyttja partnerskap mellan den amerikanska regeringen, den privata sektorn och internationella partners för att skapa ett hållbart sätt att utforska rymden. Det erkänner också en skuld till Apollo-eran, som sprängde spåret som den nuvarande och nästa generations astronauter kommer att följa:
”Vi har turen att många av de kritiska teknikerna som pionjärs av Apollo-uppdragen - mikroelektronik, kraftlagring, framdrivningsteknologi, avancerade material och andra - har blivit stora industrisektorer som stöds av decennier av innovation och förbättringar. Från denna fördelaktiga utgångsposition har vi för avsikt att snabbt integrera avancerad kapacitet med vår egen nya teknik och ta ett gigantiskt språng mot en hållbar och långsiktig undersökning av mänskliga och robotar rymden av solsystemet.
Mer information finns i rapporten om National Space Exploration Campaign.
