Den 11 oktober 2010 undertecknade kongressen den bipartisanska NASA-godkännandelagen, som avsatte nödvändig finansiering för rymdbyrån för att påbörja förberedelserna för sin ”Journey to Mars”. För att kunna montera de första besättningsuppdragen till Röda planeten utsågs flera komponenter som avgörande. Dessa inkluderade Space Launch System (SLS) och Orion Multi-Purpose Crew Vehicle.
Trots ett nyligen meddelat att NASA skulle prioritera en återkomst till månen under de kommande åren är både SLS och Orion på rätt spår med det slutliga målet att montera besättningsuppdrag till Mars. Under de senaste veckorna genomförde NASA kritiska bedömningar av båda komponenterna och deras föreslagna lanseringsscheman och fastställde att de kommer att lanseras tillsammans 2020 för att genomföra Exploration Mission-1 (EM-1).
Denna testflygning, som kommer att lossas, kommer att testa båda systemen och lägga grunden för SLS och Orions första besättningsuppdrag. Känd som Exploration Mission-2 (EM-2), som ursprungligen planerades 2021, och denna flygning förväntas nu äga rum 2023. EM-1 kommer också att tjäna till att upprätta en regelbunden kadens av missionslanseringar som kommer att ta astronauter tillbaka till månen och så småningom vidare till Mars.
Den senaste granskningen kom på hälarna av en tidigare bedömning där NASA utvärderade kostnaden, risken och tekniska faktorerna för att lägga besättningen till uppdraget. Denna översyn inleddes som ett resultat av besättningsstudien och utmaningarna för att bygga SLS: s kärnsteg. De främsta bland dessa var de senaste tornadoskadorna som orsakats av Michoud Assembly Facility i New Orleans, där SLS för närvarande byggs.
Dessutom finns det också de utmaningar som är relaterade till tillverkning och leverans av den första Orion Service Module. Denna modul, som utvecklas av Europeiska rymdorganisationen (ESA), fungerar som Orions primära kraft- och framdrivningskomponent, tills den kastas i slutet av varje uppdrag. Under sommaren 2016 var designen av servicemodulen också föremål för en kritisk designgranskning och godkänd.
Efter att ha genomfört sin översyn bekräftade NASA den ursprungliga planen att flyga EM-1 oskruvad. Som tillförordnad NASA-administratör Robert Lightfoot meddelade i ett nyligen pressmeddelande från NASA:
”Även om översynen av möjliga risker för tillverkning och produktionsschema indikerar ett lanseringsdatum i juni 2020, lyckas byrån till december 2019. Eftersom flera av de identifierade nyckelriskerna faktiskt inte har förverkligats, kan vi sätta ihop mildringsstrategier för dessa risker för att skydda datumet i december 2019. ”
Dessutom har NASA upprättat nya milstolpar för produktionsprestanda för att ta itu med en nyckelfråga som identifierats genom översynen, som var planering av risker. Baserat på lärdomar från första gången bygger har NASA och dess entreprenörer vidtagit nya åtgärder för att optimera byggnadsplaner som kommer att säkerställa flexibilitet - särskilt om entreprenörer inte kan leverera enligt schema.
Vid denna tidpunkt är NASA på väg för att utveckla de nya utforskningssystemen för djupa rymden som tar astronauter tillbaka till månen och därefter. Kostnadsbedömningar för EM-1, som inkluderar SLS och marksystem, ligger för närvarande inom sina ursprungliga mål. I juni 2020 uppskattar NASA att kostnadsöverskridanden kommer att förbli inom en 15% -gräns för SLS och strax över marksystemen.
Som en del av översynen övervägde NASA också när testet med Orions lanseringsavbrottssystem (som måste hända före EM-1) skulle äga rum - vilket de valde att flytta fram till april 2019. Känd som Ascent-Abort 2, detta test kommer att validera systemets förmåga att starta abort att landa besättningen säkert under nedstigningen och se till att byrån kan förbli på rätt spår för en besättningsflygning 2023.
För att bygga SLS och Orion förlitar sig NASA på flera nya och avancerade tillverkningstekniker. Dessa inkluderar tillsatsstillverkning (3D-utskrift), som används för att skapa mer än 100 delar för rymdskeppet Orion. NASA använder också en teknik som kallas självreaktionsfriktionsrörsvetsning för att gå med i de två största kärnstegen i raketten, som är de tjockaste strukturer som någonsin har anslutits med denna teknik.
Integrationen av den första servicemodulen pågår väl i Bremen, Tyskland, och arbetet börjar redan på den andra. Detta sker i Airbus-integrationsrummet, där besättningarna på åtta timmars skift är upptagna med att installera mer än 11 km (6,8 mi) kablar som kommer att ansluta modulens centrala datorer till allt från solplan och bränslesystem till modulens motorer och luft- och vattensystem.
Dessa besättningar färdigställde också nyligen installationen av Orions 24 orienteringstrusterar, som kompletterar de åtta större motorerna som ska säkerhetskopiera huvudmotorn. Den komplexa utformningen av modulens framdrivningssystem kräver att cirka 1100 svetsar är färdiga och att endast 173 återstår. För närvarande syftar ESA-besättningarna att avsluta arbetet med Orion och skicka det till USA sommaren 2018.
När det gäller monteringen av SLS har NASA avslutat svetsningen på alla de viktigaste strukturerna till raketstegen är på väg att montera dem tillsammans. När det är klart kommer de att kunna genomföra ett motortest som kommer att avfyra de fyra RS-25-motorerna på kärnsteget samtidigt - EM-1 ”green run”. När EM-1 äger rum stöds lanseringen av marksystem och besättningar vid NASA: s Kennedy Space Center i Florida.
Byrån utvecklar också ett Deep Space Gateway (DSG) -koncept med Roscosmos och industripartners som Boeing och Lockheed Martin. Denna rymdstation som kommer att placeras i omloppsbana runt månen kommer att underlätta uppdrag till månens yta, Mars och andra platser djupare in i solsystemet. Andra komponenter som för närvarande övervägs inkluderar Deep Space Transport och Martian Basecamp och Lander.
Dessa två senare komponenter är det som kommer att möjliggöra uppdrag bortom Earth-Moon-systemet. Medan kombinationen av SLS, Orion och DSG kommer att möjliggöra förnyade månmissioner (som inte har ägt rum sedan Apollo-eran), skapandet av en Deep Space Transport och Martian Basecamp är inneboende i NASA: s planer på att införa ett besättningsuppdrag till Red Planet från 2030-talet.
Men under tiden är NASA fokuserad på den första testflygningen av Orion och SLS, som kommer att bana vägen mot ett besättningsuppdrag om några år. Som William Gerstenmaier, associerad administratör för NASA: s direktorat för mänsklig utforskning och operation, uppger:
- Framsteg i hårdvaran fortsätter varje dag för de tidiga flygningarna i SLS och Orion. EM-1 kommer att markera en betydande prestation för NASA, och vår lands framtid för mänsklig utforskning av djupa rymden. Våra investeringar i SLS och Orion kommer att ta oss till månen och därefter och främja amerikanskt ledarskap i rymden. ”
Under nästan fyrtio år har inga bemannade rymdflyg utförts utöver Low-Earth Orbit. Och med att Space Shuttle-programmet avgått 2011 har NASA tappat förmågan att inleda inhemska lanseringar. Av dessa skäl har de senaste tre presidentadministrationerna angett sitt åtagande att utveckla de nödvändiga verktygen för att återvända till månen och skicka astronauter till Mars.
Detta kommer inte bara att återställa USA: s ledarskap inom rymdutforskning, utan kommer också att öppna nya platser för mänsklig utforskning och skapa nya möjligheter för samarbete mellan nationer och mellan federala byråer och industripartners. Och se till att kolla in den här videon visar NASAs planer för Deep Space Exploration:
