W 2010 roku NASA ogłosiło zobowiązanie do zorganizowania misji na Marsa do trzeciej dekady XXI wieku. W tym celu ciężko pracują nad stworzeniem niezbędnych technologii - takich jak rakieta Space Launch System (SLS) i statek kosmiczny Orion. Jednocześnie nawiązali współpracę z sektorem prywatnym w celu opracowania niezbędnych komponentów i wiedzy specjalistycznej potrzebnej do przeniesienia załóg poza Ziemię i Księżyc.
W tym celu NASA niedawno udzieliła Lockheed Martin zamówienia na fazę II w celu stworzenia nowego siedliska kosmicznego, które będzie oparte na wnioskach wyciągniętych z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Znane jako Deep Space Gateway, to siedlisko będzie służyć jako port kosmiczny na orbicie księżycowej, który ułatwi eksplorację w pobliżu Księżyca i pomoże w dłuższych misjach, które zabiorą nas daleko od Ziemi.
Kontrakt został udzielony w ramach programu Next Space Technologies for Exploration Partnership (NextSTEP), który NASA uruchomił w 2014 r. W kwietniu 2016 r., W ramach drugiego ogłoszenia agencji BroadST NextSTEP (NextSTEP-2) NASA wybrała sześć amerykańskich firm do zacznij budować pełnowymiarowe prototypy naziemne i koncepcje tego głębokiego kosmosu.
Oprócz tak znanych firm, jak Bigelow Aerospace, Orbital ATK i Sierra Nevada, Lockheed Martin miał za zadanie zbadać projekty siedlisk, które ulepszyłyby misje w kosmosie w pobliżu Księżyca, a także służyły jako poligon doświadczalny dla misji na Marsa. Nieodłącznym elementem tego jest stworzenie czegoś, co można skutecznie zintegrować z SLS i kapsułką Orion.
Zgodnie ze specyfikacjami NASA dotyczącymi tego, co stanowi skuteczne siedlisko, projekt Deep Space Gateway musi obejmować moduł załogi pod ciśnieniem, zdolność dokowania, systemy kontroli środowiska i podtrzymywania życia (ECLSS), zarządzanie logistyczne, ograniczanie i monitorowanie promieniowania, technologie bezpieczeństwa pożarowego oraz możliwości zdrowotne załogi.
Specyfikacje projektowe dla Deep Space Gateway obejmują również szynę zasilającą, małe środowisko, które wydłuża czas pracy załogi, oraz moduły logistyczne, które byłyby przeznaczone do badań naukowych. Układ napędowy w bramie opierałby się na napędzie elektrycznym o dużej mocy, aby utrzymać swoją orbitę i w razie potrzeby przenieść stację na różne orbity w pobliżu Księżyca.
Mając obecnie pod ręką kontrakt na fazę II, Lockheed Martin dopracuje koncepcję projektową opracowaną dla fazy I. Obejmuje to budowę prototypu na pełną skalę w Space Station Processing Facility w NASA Kennedy Space Center w Cape Canaveral na Florydzie, jako a także stworzenie nowej generacji Deep Space Avionics Integration Lab w pobliżu Johnson Space Center w Houston.
Jak powiedział Bill Pratt, kierownik programu NextSTEP Lockheeda Martina w niedawnym oświadczeniu prasowym:
„Łatwo jest brać rzeczy za pewnik, kiedy mieszkasz w domu, ale niedawno wybrani astronauci staną przed wyjątkowymi wyzwaniami. Coś tak prostego jak zadzwonienie do rodziny jest zupełnie inne, gdy jesteś poza niską orbitą Ziemi. Budując to siedlisko, musimy działać w innym duchu, bardziej zbliżonym do długich podróży na Marsa, aby zapewnić im bezpieczeństwo, zdrowie i wydajność ”.
Prototypem na pełną skalę będzie zasadniczo odnowiony wielozadaniowy moduł logistyczny Donatello (MPLM), który był jednym z trzech dużych modułów, który został przewieziony we wnęce ładunkowej promu kosmicznego i wykorzystany do przeniesienia ładunku do ISS. Zespół będzie również polegał na „prototypowaniu mieszanej rzeczywistości”, procesie, w którym wirtualna i rozszerzona rzeczywistość są wykorzystywane do rozwiązywania problemów inżynieryjnych na wczesnym etapie projektowania.
„Jesteśmy podekscytowani współpracą z NASA w celu zmiany przeznaczenia historycznego sprzętu lotniczego, pierwotnie zaprojektowanego do eksploracji niskiej orbity Ziemi, aby odgrywać rolę w wypychaniu ludzkości w kosmos” - powiedział Pratt. „Wykorzystanie istniejących możliwości będzie wiodącą filozofią dla Lockheed Martin, aby zminimalizować czas programowania i osiągnąć cele NASA w zakresie przystępności cenowej”.
Deep Space Gateway będzie także polegał na zaawansowanych możliwościach kapsuły załogi Oriona, podczas gdy załogi będą zadokowane habitatem. Zasadniczo będzie to polegało na tym, że załoga użyje Oriona jako swojej talii dowodzenia, dopóki nie zostanie zbudowany bardziej trwały moduł dowodzenia i włączony do habitatu. Proces ten pozwoli na stopniowe powiększanie siedlisk i możliwości eksploracji kosmosu przez załogi.
Jak wskazał Pratt, po rozwinięciu siedlisko będzie polegać na systemach, które wprowadził do nich Lockheed Martin Juno i MAVEN statek kosmiczny w przeszłości:
„Ponieważ Deep Space Gateway byłby niezamieszkany przez kilka miesięcy, musi być wytrzymały, niezawodny i mieć możliwości robotów do samodzielnego działania. Zasadniczo jest to zrobotyzowany statek kosmiczny, który jest odpowiedni dla ludzi, gdy obecny jest Orion. Doświadczenie Lockheed Martin w budowaniu autonomicznych statków kosmicznych odgrywa dużą rolę w tym, aby było to możliwe. ”
Prace w fazie II odbędą się w ciągu najbliższych 18 miesięcy, a wyniki (dostarczone przez NASA) powinny poprawić nasze zrozumienie tego, co jest potrzebne, aby umożliwić długoterminowe życie w kosmosie. Jak już wspomniano, Lockheed Martin również wykorzysta ten czas na zbudowanie Laboratorium Integracji Awioniki Deep Space, które będzie służyć jako moduł szkoleniowy astronautów i będzie pomagał w dowodzeniu i kontroli między Bramą a kapsułą Oriona.
Oprócz rozwoju Deep Space Gateway, NASA jest także zaangażowana w tworzenie Deep Space Transport - oba te elementy są kluczowe dla proponowanej przez NASA „Podróży na Marsa”. Podczas gdy Brama jest częścią pierwszej fazy tego planu - fazy „Ziemia zależna”, która obejmuje eksplorację w pobliżu Księżyca przy użyciu obecnych technologii, druga faza będzie koncentrować się na rozwijaniu zdolności długotrwałych poza Księżycem.
W tym celu NASA stara się stworzyć pojazd wielokrotnego użytku specjalnie zaprojektowany do misji załogowych na Marsa i głębiej w Układ Słoneczny. Transport kosmiczny opierałby się na połączeniu napędu elektrycznego słonecznego (SEP) i napędu chemicznego do transportu załóg do i z bramy - który służyłby również jako stacja obsługi i tankowania statku kosmicznego.
Oczekuje się, że ta druga faza (faza „Proving Ground”) zakończy się pod koniec lat dwudziestych, kiedy to odbędzie się roczna misja z załogą. Ta misja będzie polegać na tym, że załoga poleci do Deep Space Gateway iz powrotem na Ziemię w celu potwierdzenia gotowości systemu i jego zdolności do prowadzenia długotrwałych misji niezależnych od Ziemi.
Otworzy to drzwi do trzeciej fazy proponowanej Podróży, tak zwanej fazy „niezależnej od Ziemi”. W tym momencie moduł siedliskowy i wszystkie inne niezbędne elementy misji (takie jak Mars Cargo Vehicle) zostaną przeniesione na orbitę wokół Marsa. Oczekuje się, że nastąpi to na początku lat 30. XX wieku, a następnie (jeśli wszystko pójdzie dobrze) misje na powierzchnię Marsa.
Choć proponowana misja z załogą na Marsa jest wciąż daleko, architektura stopniowo się kształtuje. Między rozwojem statku kosmicznego, który dostarczy komponenty misji i załogę do przestrzeni cislunarnej - SLS i Oriona - a rozwojem kosmicznych siedlisk, które będą je pomieścić, zbliżamy się do dnia, w którym astronauci wreszcie staną na Czerwonej Planecie!
