Orbital ATK har avslöjat ett praktiskt nytt förslag om att bygga en nästan sikt mänsklig utpost i månbana som kan lanseras fram till 2020 och vara operationell i tid för en månlänkning med NASA: s Orion besättningsmodul under sitt jungfruuppdrag, när amerikanska astronauter äntligen återvända till månens närhet 2021 - och därmed främja USA: s nästa jättesprång i mänsklig utforskning av djupa rymden.
Orbitals obetydliga erbjudande skulle kunna genomföras ganska snabbt eftersom det använder en utvecklad version av företagets redan beprövade kommersiella Cygnus rymdstation återuppleverar fraktfartyg som "byggstenen ... i cislunar rymden," sa Frank DeMauro, Orbital ATK Vice President för Human Spaceflight Systems, i en exklusiv intervju med Space Magazine. Se ett artistkoncept i huvudbilden.
"Vårt Cygnus-rymdskepp är byggstenen för att bli ett fordon för utforskning bortom låg jordbana," berättade Frank DeMauro från Orbital ATK till Space Magazine.
”Vi handlar om att stödja NASA: s Mission to Mars. Vi anser att det att få erfarenhet av cislunar-rymden är avgörande för uppbyggnaden av kapaciteten att gå till Mars. ”
NASA: s byråövergripande mål är att skicka astronauter på en "Journey to Mars" på 2030-talet - och expeditioner till cislunar-rymden på 2020-talet fungerar som den vitala "provningsgrunden" för att fullt ut utveckla, testa och validera robustheten av avgörande tekniker på vilka astronauternas liv kommer att bero på senare Red Planet-uppdrag som varar cirka 2 till 3 år.
Orbital ATK: s förslag om månbana utpost tillkännagavs vid en officiell utfrågning av den amerikanska representanten House of Subcommitté för rymden onsdag 18 maj av före detta NASA Astronaut och Orbital ATK ordförande för Space Systems Group, Frank Culbertson.
"En livsmiljö för månbana kommer att utvidga USAs ledarskap i rymden till cisländomänen," sa Orbital ATK: s ordförande för rymdsystemgruppen, Frank Culbertson.
”Ett robust program för att bygga, starta och driva denna initiala utpost skulle byggas på NASA: s och våra internationella partners erfarenheter från långvarig mänsklig rymdflygning på den internationella rymdstationen och skulle använda byråns nya rymdstartsystem (SLS) ) och Orion deep space transportsystem. ”
Tanken är att sätta ihop en första besättningsstödad livsmiljö med trycksatt arbete och levande volym för astronauterna baserat på ett Cygnus-härledt fordon, och få den i förväg positionerad och fungerar i lunarbanan fram till 2020.
Som planeras av Orbital ATK skulle livsmiljön besökas under NASA: s första bemannade uppdrag av SLS och Orion till månen känd som Exploration Mission-2 (EM-2).
Den tre veckors långa EM-2-måntestflygningen kunde startas redan i augusti 2021 - om tillräcklig finansiering finns tillgänglig.
Målen för EM-2 och följande uppdrag skulle kunna utvidgas betydligt genom dockning med en månpost. Och Orion-uppdragets löptider kunde förlängas till 60 dagar.
NASA hoppas kunna uppnå en lanseringskadens för Orion / SLS på kanske en gång per år.
Därför måste autonomi och besättningsutvecklade kapacitet byggas in i månens livsmiljö redan från början - eftersom besättningsbesök endast står för en bråkdel av dess tid men möjliggör en enormt utvidgad vetenskap och utforskningskapacitet.
Den ursprungliga månmiljön som planeras av Orbital ATK skulle bestå av två uppgraderade Cygnus-trycksatta fordon - preliminärt betecknade som Exploration Augmentation Modules (EAM). De skulle vara kopplade till en dockningsmodul med flera portar som är mycket liknande i koncept och design till dockningsnoderna som redan flyger i omloppsbana som integrerade komponenter i ISS.
Månen Cygnus fordon skulle uppgraderas från de förbättrade lastfartyg som för närvarande tillverkas och lanseras till ISS.
”Det finns ytterligare funktioner som vi kan lägga till i Cygnus-modulen. Vi kan göra dem längre och större så att de kan bära mer logistik och bära mer vetenskap, ”utarbetade DeMauro.
En mängd kompletterande delsystem skulle också behöva förbättras.
”Vi tittade på vilka system vi skulle behöva modifiera för att göra det till en långsiktig bostadsmodul. Eftersom vi inte skulle anslutas till ISS, behöver vi våra egna miljökontroll- och livssupportsystem (ECLSS) ute vid månens bana för att stödja besättningen. ”
"Servicemodulen måste också förbättras på grund av den höga strålningsmiljön och längre tid."
”Vi måste också titta på delsystemet termiskt skydd, delsystemet för strålskydd och delsystem för kraft som stöder fordonet under många år i motsats till den korta tid som tillbringades på ISS. Mer kraft behövs också för att stödja mer vetenskap. Vi behöver också ett framdrivningssystem för att komma till månen och underhålla fordonet. ”
"Allt detta arbete blir att titta på nu - för att avgöra vad vi behöver modifiera och uppgradera och hur vi skulle göra allt detta arbete," sa DaMauro till mig.
Livsmiljökomponenterna skulle sjösättas till månen på ett kommersiellt lanseringsfordon.
Högt på listan över kandidatlanseringar skulle vara United Launch Alliance Atlas V raket som nyligen redan framgångsrikt levererade två Cygnus lastfartyg till ISS i december 2015 och mars 2016.
Andra potentiella boosters inkluderar ULA Delta IV och till och med ESAs Ariane V som ett sätt att potentiellt inkludera internationellt deltagande.
Livsmiljökomponenterna kan tillverkas och lanseras ungefär tre år efter att ha fått ett "Go Ahead" -kontrakt från NASA.
Orbital ATK har redan en etablerad produktionslinje som strömmar för att tillverka en stadig ström av Cygnus-fraktfartyg för att uppfylla sitt kommersiella NASA-avtal med NASA för ISS - samla kunskap och effektivitetseffektivitet.
"Eftersom många aspekter av operationer i djupa rymden ännu inte är testade, måste förtroende utvecklas genom upprepade flygningar till och relativt långvariga uppdrag i cislunar-rymden," säger Culbertson.
"Orbital ATK fortsätter att driva vårt Cygnus-lastlogistikfordon som en flaggskeppsprodukt, så vi är redo att snabbt och prisvärt implementera en första Cygnus-härledd livsmiljö i cislunar-rymden inom tre år efter en framgång."
Med tiden kan utposten utvidgas med ytterligare livsmiljö- och forskningsmoduler levererade av Orion / SLS, kommersiella eller internationella raketer. Kanske till och med Bigelow-utbyggbara kommersiella moduler kan läggas till senare.
Cygnus är lämplig för omfattande vetenskapliga experiment och redskap. Det kan också starta kuber - som den nuvarande Cygnus som ligger på ISS är utrustad med en cubesat deployer.
Potentiella månlandare som utvecklats av internationella partner kan docka vid cislännas livsmiljöer som öppnar dockningsportar mellan ytvetenskapsmässigt.
”Vi gör vetenskap nu på Cygnus och vi kan förvänta oss att genomföra vetenskapliga experiment på det nya Cygnus-fordonet. Fordonet är väldigt attraktivt för vetenskapliga experiment, förklarade DeMauro.
"Det finns verkligen ingen gräns för vad utposten kan bli."
"Det vi lägger ut är mycket spännande," konstaterade DeMauro.
”Som företag ser vi fram emot att arbeta på den här arenan. Våra föreslagna planer är i linje med vart NASA vill åka. Och vi tror att vi är rätt företag att spela en stor roll i det! ”
Genom att integrera kommersiella företag och utnyttja de betydande lärdomarna inom teknikutveckling som har lärt sig från Cygnus, bör NASA realisera betydande kostnadsbesparingar för att genomföra sin mänskliga prospekteringsstrategi. Även om Orbital ATK inte avslöjar en kostnadsuppskattning för månens livsmiljö vid denna tidpunkt, borde kostnadsbesparingarna från en kommersiell partner vara betydande. Och den 3-åriga tidsramen för lansering är mycket attraktiv.
Orion är utformad för att skicka astronauter djupare ut i rymden än någonsin tidigare, inklusive uppdrag till månen, asteroider och den röda planeten. Cygnus-härledda moduler och / eller andra förstärkande hårdvarukomponenter kommer att krävas för att utföra alla mänskliga resor till Martian-ytan.
NASA bygger nu nästa Orion-kapsel vid Kennedy Space Center. Den kommer att lanseras otillverkad ovanpå den första SLS-raketen i slutet av 2018 på EM-1-uppdraget.
Håll ögonen öppna här för Kens fortsatta jord- och planetariska vetenskaper och mänskliga rymdflödesnyheter.
