W 2007 roku, kiedy program Konstelacja powrotu na Księżyc był nadal programem rekordowym dla NASA, grupa z Lockheed Martin zaczęła badać, w jaki sposób mogliby użyć kapsuły księżycowej Oriona do wysłania ludzi na misję do asteroidy. Pierwotnie ten plan - zwany Plymouth Rock - był jedynie badaniem, aby zobaczyć, jak misja asteroidowa z Orionem mogłaby służyć jako uzupełnienie linii bazowej księżycowych planów misji Constellation.
Teraz zmieniło się w znacznie więcej.
Dzięki Johnowi O’Connor z NASATech.net jesteśmy w stanie pokazać niektóre widoki Orion MPCV w obiektach Lockheed Martin w Boulder w Kolorado. Po kliknięciu zdjęć nastąpi przejście do strony NASATech i niezwykle dużych wersji zdjęć, które można przesuwać i zobaczyć niesamowite szczegóły MPCV i budynku.
Po anulowaniu Konstelacji w lutym 2010 roku, dwa miesiące później prezydent Obama nakreślił wysłanie astronautów na pobliską asteroidę do 2025 roku i na Marsa w połowie lat 30. XX wieku.
W maju 2011 roku NASA potwierdziła, że centralnym punktem tych misji będzie Orion - obecnie nazywany uniwersalnym pojazdem załogowym Orion. Zmieniony przeznaczenie księżycowego pojazdu Oriona będzie teraz leciał na asteroidę, tak jak Josh Hopkins i jego zespół z Lockheed Martin przewidywali w badaniu Plymouth Rock.
Hopkins jest głównym badaczem zaawansowanych misji eksploracyjnych, zespołu inżynierów, którzy opracowują plany i koncepcje różnych przyszłych misji eksploracyjnych.
„Zwykle, gdy bierzesz statek kosmiczny lub sprzęt zaprojektowany do jednego zadania i próbujesz dowiedzieć się, jak użyć go do innej pracy, odkrywasz, że są wszystkie te szczegóły, które nie działają całkiem dobrze, „Hopkins powiedział Space Magazine. „Byliśmy jednak mile zaskoczeni, że kiedy wzięliśmy tę księżycową wersję Oriona i zastosowaliśmy ją do misji asteroidowej, jest to naprawdę elastyczny i zdolny pojazd, a wiele wymagań dotyczących misji księżycowej całkiem dobrze pasuje do misji asteroid”.
Projekt Plymouth Rock wymagał użycia dwóch specjalnie zmodyfikowanych statków kosmicznych Orion zadokowanych nosowo w celu zapewnienia wystarczającej przestrzeni życiowej, napędu i podtrzymania życia dla dwóch astronautów zmierzających do asteroidy. Ale NASA powiedziała, że MPCV będzie używany głównie do startu i wejścia, podczas gdy większy moduł mieszkalny zostanie zadokowany do MPCV, aby umożliwić czteroosobowej załodze podróż w kosmos.
Prom astronauta Tom Jones był pod wrażeniem koncepcji Plymouth Rock, ale wie, że większy pojazd towarzyszący będzie potrzebny na podróż do asteroidy. „Plymouth Rock to minimalistyczne podejście do misji asteroid” - powiedział. „To jeden ze sposobów rozwiązania problemu redundancji w krótkim okresie”.
Ale nawet opracowanie siedliska kosmicznego może być kwestią przepakowania rzeczy, które już mamy. „Moduł hab może pochodzić bezpośrednio z tego, co zrobiliśmy dla stacji kosmicznej, lub może być komercyjnym nadmuchiwanym produktem takim jak Bigelow, więc może zostać wypróbowany przez stację komercyjną lub hotel w ciągu następnych 10 lat, aby zademonstrować technologię ”- powiedział Jones.
„Zasadniczo kompromis między większym modułem siedliska w kosmosie a podwójnym podejściem Oriona polega na tym, że dzięki oddzielnemu siedlisku masz więcej przestrzeni życiowej, więcej miejsca do przechowywania i istnieje potencjał, że lepiej byłoby wykonywać spacery kosmiczne”, powiedział Hopkins. „Ale potem musisz zainwestować koszty opracowania tego systemu.”
Hopkins dodał, że kiedy on i jego zespół początkowo wymyślili misję Plymouth Rock, starali się wymyślić, jak wykonać misję asteroid za jak najmniej. Korzystanie z dwóch Orionów było tańsze niż opracowanie modułu specyficznego dla misji asteroidowej.
„W przypadku Plymouth Rock wyłożyliśmy potrzebę zasadniczo zwiększenia ilości żywności, wody, tlenu i zapasów w statku kosmicznym, a niektóre z nich osiągnięto dzięki posiadaniu dwóch statków kosmicznych” - powiedział Hopkins.
Na razie NASA nie zmieniła jeszcze wielu wymagań dotyczących MPCV w stosunku do tego, co wcześniej były dla pojazdu księżycowego, a wraz z rozwojem projektu misji, MPCV może się również zmienić. Ale do tej pory wydaje się, że księżycowy projekt działa, a Hopkins powiedział, że w Orionie jest już kilka cech konstrukcyjnych, które sprawiają, że jest bardzo zdolny jako pojazd kosmiczny.
W przypadku misji księżycowych Orion został zaprojektowany na zasadniczo 21 dni z załogą na pokładzie lecącą z Ziemi na Księżyc iz powrotem i mającą z grubsza sześciomiesięczny „okres bezczynności”, gdy załoga znajdowała się na powierzchni Księżyca. Taki scenariusz zadziałałby na misję asteroid, ponieważ lot załogowy do asteroidy byłby prawdopodobnie około sześciomiesięczną podróżą w obie strony, w zależności od miejsca docelowego.
„Tak więc w takich kwestiach, jak niezawodność, wskaźnik wycieku atmosfery w kabinie oraz ochrona przed promieniowaniem i mikrometeorytami, Orion jest już zaprojektowany na 6-7-miesięczne misje dotyczące sprzętu” - wyjaśnił Hopkins. „Po prostu nie jest przeznaczony do posiadania ludzi przez tak długi okres czasu”.
Orion ma tablice słoneczne zamiast ogniw paliwowych takich jak Apollo, które umożliwiają dłuższe misje. Kolejną dużą zaletą jest to, że MPCV jest 10 razy bezpieczniejszy podczas wchodzenia i wchodzenia niż jego poprzednik, wahadłowiec kosmiczny.
„Prędkości powrotu są nieco większe dla misji asteroidowej niż dla misji księżycowej”, powiedział Hopkins, „ale przy obecnym systemie ochrony termicznej powinniśmy sobie z tym poradzić”.
Wewnątrz MPCV znajduje się 9 metrów sześciennych powierzchni mieszkalnej. „Nie jest to całkowita objętość konstrukcji pod ciśnieniem, ale uwzględniono przestrzeń, która pozostała po komputerach, siedzeniach i zapasach” - powiedział Hopkins. „To około dwa razy więcej niż nowoczesny samochód dostawczy, taki jak Toyota Sienna”.
Jednym wielkim wyzwaniem jest ustalenie, w jaki sposób wykorzystać każdy zakątek i zakamarek, aby spakować dużo zapasów na niewielkiej przestrzeni, ponieważ Orion mógłby służyć jako swego rodzaju magazyn. „Uważamy, że to możliwe” - powiedział Hopkins. „Przeprowadziliśmy wstępne obliczenia, że możemy spakować rozsądną ilość objętości, ale byłoby to dość ciasne dopasowanie i musimy również pomyśleć o drugorzędnych rzeczach, które należy uwzględnić, aby prace były w toku”.
Logistycznie, Orion MPCV mógłby nawet wspierać robienie EVA z włazu na kapsułce.
„Mamy luk, który jest wystarczająco duży, aby astronauta w kombinezonie kosmicznym mógł się wydostać”, powiedział Hopkins, „a wewnętrzne systemy w statku kosmicznym są zaprojektowane tak, aby tolerować obniżenie ciśnienia w kabinie. Nie polegamy na cyrkulacji powietrza, aby odprowadzić ciepło z elektroniki - mają własne zimne płyty, które odprowadzają ciepło. Pokrętła są zaprojektowane do manipulowania w rękawicach skafandra kosmicznego, a nie tylko gołymi rękami. Wiele z tych funkcji właśnie się sprawdziło, ponieważ można je zastosować do misji asteroidowej, ponieważ została zaprojektowana z myślą o podobnym zestawie wymagań misji. ”
Hopkins zna wymagania i możliwości Oriona, a także siedliska kosmiczne, które prawdopodobnie będą się zmieniać w czasie, w zależności od miejsca docelowego i osi czasu. „Jeśli planuje się stosunkowo szybko udać się na księżyce marsjańskie lub odległe asteroidy, powiedzmy na przełomie lat 2020 i 2030, możesz zbudować stosunkowo duże, zdolne do przestrzeni kosmicznej siedlisko, ponieważ na pewno będziesz go potrzebować dalsze misje. Ale jeśli pomysł polegałby na tym, aby dotrzeć do najłatwiejszych planetoid i zrobić to stosunkowo szybko, to możesz trzymać się mniejszego prostszego modułu siedliska, a może nawet bliźniaczego podejścia Oriona. ”
Kiedy MPCV powróci z misji na asteroidę, prawdopodobnie wyląduje na Oceanie Spokojnym. NASA rozpoczęła działalność w NASA Langley Research Center, aby certyfikować pojazd do lądowania na wodzie. Inżynierowie wrzucili do basenu makietę MPCV o wadze 22 000 funtów. Element testowy ma podobny rozmiar i kształt jak MPCV, ale jest bardziej sztywny, dzięki czemu może wytrzymać wiele spadków. Każdy test ma inną prędkość opadania, aby przedstawić możliwe warunki wejścia MPCV podczas lądowań na wodzie.
Tak więc, podczas gdy te testy się odbywają, a Hopkins i jego zespół z Lockheed Martin pracują i testują Orion MPCV, NASA wciąż próbuje zdecydować się na system podnoszenia ciężkich ładunków zdolny wyprowadzić ludzi poza niską orbitę ziemską i nie podali nazwy każdy, kto poprowadzi ludzką misję do asteroidy. Witryna NASA nie ma nawet żadnych oficjalnych informacji na temat misji ludzkiej asteroidy; wspomina tylko „poza niską orbitą ziemską” jako następny przystanek dla ludzi.
„Mówimy o czymś, co wydarzy się w 2025 r., Więc jeszcze nie zdecydowaliśmy się na statek kosmiczny” - powiedział przez telefon Michael Braukus z Dyrekcji Misji Systemów Eksploracyjnych NASA. „Planujemy misję asteroid; po prostu nie wyznaczyliśmy osoby odpowiedzialnej za samą misję asteroid. Jesteśmy w budowie Orion MPCV i czekamy na decyzję o wystrzeleniu kosmicznego systemu, który będzie rakietą, która przeniesie go w kosmos, i idziemy dalej drogą, ale jeszcze nie osiągnęliśmy punktu gdzie faktycznie wyznaczyliśmy kogoś, aby zaczął rozwijać misję. ”
Tak więc wydaje się, że jest to obecnie największa przeszkoda NASA w misji ludzkiej asteroidy: decydowanie o systemie Launch Space.
Poprzedni artykuł z tej serii: Human Mission to asteroid: Dlaczego NASA Go?
Możesz śledzić redaktor naczelną czasopisma Space Magazine, Nancy Atkinson na Twitterze: @Nancy_A. Śledź Space Magazine, aby uzyskać najnowsze informacje o kosmosie i astronomii na Twitterze @universetoday i na Facebooku.
