I 2010 annoncerede NASA sit tilsagn om at montere en besætningsmission til Mars inden det tredje årti af det 21. århundrede. Til dette formål har de arbejdet hårdt for at skabe de nødvendige teknologier - såsom Space Launch System (SLS) raket og Orion rumfartøjet. Samtidig har de samarbejdet med den private sektor for at udvikle de nødvendige komponenter og ekspertise, der er nødvendige for at få besætninger ud over Jorden og Månen.
Med henblik herpå tildelte NASA for nylig en fase II-kontrakt til Lockheed Martin for at skabe et nyt rumhabitat, der vil bygge videre på erfaringerne fra den internationale rumstation (ISS). Dette habitat, der er kendt som Deep Space Gateway, vil fungere som en rumhavn i en månebane, der vil lette udforskning nær Månen og hjælpe til missioner med længere varighed, der fører os langt fra Jorden.
Kontrakten blev tildelt som en del af programmet Next Space Technologies for Exploration Partnership (NextSTEP), som NASA lancerede i 2014. I april 2016 valgte NASA seks amerikanske virksomheder til at deltage i det andet NextSTEP Broad Agency Announcement (NextSTEP-2) begynde at opbygge grundstore prototyper og koncepter i denne dybe pladshabitat.
Ved siden af sådanne velkendte virksomheder som Bigelow Aerospace, Orbital ATK og Sierra Nevada, blev Lockheed Martin tiltalt for at undersøge habitatdesign, der ville forbedre missioner i rummet nær Månen og også tjene som en begrundelse for missioner til Mars. Egenskabelig med dette er skabelsen af noget, der effektivt kan integreres med SLS og Orion-kapsel.
I overensstemmelse med NASAs specifikationer for, hvad der udgør et effektivt levested, skal designen af Deep Space Gateway omfatte et trykbesætningsmodul, dockingkapacitet, miljøkontrol og livssupportsystemer (ECLSS), logistikstyring, strålebekæmpelse og overvågning, brandsikkerhedsteknologier og besætningens sundhedsfunktioner.
Designspecifikationerne for Deep Space Gateway inkluderer også en powerbus, en lille levestue til at forlænge besætningstiden og logistikmoduler, der er beregnet til videnskabelig forskning. Fremdrivningssystemet på gateway vil stole på elektrisk fremdrivning med høj effekt for at opretholde sin bane og for at overføre stationen til forskellige baner i nærheden af Månen, når det er nødvendigt.
Med en fase II-kontrakt nu i hånden, vil Lockheed Martin raffinere designkonceptet, de udviklede til fase I. Dette vil omfatte opbygning af en prototype i fuld skala ved Space Station Processing Facility på NASAs Kennedy Space Center i Cape Canaveral, Florida, som såvel som oprettelsen af et næste generations Deep Space Avionics Integration Lab nær Johnson Space Center i Houston.
Som Bill Pratt, Lockheed Martins NextSTEP-programleder, sagde i en nylig pressemeddelelse:
”Det er let at tage ting for givet, når man bor derhjemme, men de for nylig valgte astronauter står over for unikke udfordringer. Noget så simpelt som at ringe til din familie er helt anderledes, når du er uden for en lav jordbane. Mens vi bygger dette habitat, er vi nødt til at operere i en anden tankegang, der er mere beslægtet med lange ture til Mars for at sikre, at vi holder dem sikre, sunde og produktive. ”
Prototypen i fuld skala vil i det væsentlige være et renoveret Donatello Multi-Purpose Logistics Module (MPLM), som var en af tre store moduler, der blev fløjet i rumskibets nyttelastbue og brugt til at overføre gods til ISS. Holdet vil også stole på ”prototyping af blandet virkelighed”, en proces, hvor virtuel og augmented reality bruges til at løse tekniske problemer i den tidlige designfase.
”Vi er glade for at samarbejde med NASA om at genbruge et historisk stykke flyhardware, oprindeligt designet til efterforskning på lav jordbane, for at spille en rolle i menneskehedens skub i dybe rum,” sagde Pratt. ”At bruge eksisterende kapaciteter vil være en vejledende filosofi for Lockheed Martin for at minimere udviklingstiden og opfylde NASAs overkommelige mål.”
Deep Space Gateway vil også stole på Orion-besætningskapselens avancerede kapacitet, mens besætninger er anbragt med habitatet. Grundlæggende vil dette bestå af, at besætningen bruger Orion som deres kommandodæk, indtil et mere permanent kommandomodul kan bygges og indarbejdes i habitatet. Denne proces giver mulighed for en trinvis opbygning af levestederne og de dybe rumfundersøgelsesfunktioner hos dens besætninger.
Som Pratt angav, vil habitatet, når det ikke er skruet, stole på systemer, som Lockheed Martin har indarbejdet i deres Juno og MAVEN rumfartøj i fortiden:
”Da Deep Space Gateway ville være ubeboet i flere måneder ad gangen, skal den være robust, pålidelig og have robotfunktioner til at fungere autonomt. I det væsentlige er det et robot rumfartøj, der er velegnet til mennesker, når Orion er til stede. Lockheed Martins oplevelse af at opbygge autonome planetariske rumfartøjer spiller en stor rolle i at gøre det muligt. ”
Fase II-arbejdet finder sted i løbet af de næste 18 måneder, og resultaterne (leveret af NASA) forventes at forbedre vores forståelse af, hvad der er nødvendigt for at gøre det muligt at leve i det dybe rum på lang sigt. Som nævnt vil Lockheed Martin også bruge denne tid til at opbygge deres Deep Space Avionics Integration Laboratory, som vil fungere som et astronautuddannelsesmodul og hjælpe med kommando og kontrol mellem Gateway og Orion kapsel.
Ud over udviklingen af Deep Space Gateway er NASA også forpligtet til at skabe en Deep Space Transport - som begge er afgørende for NASAs foreslåede "Rejse til Mars". Mens Gateway er en del af den første fase af denne plan - ”Earth Reliant” -fasen, som involverer efterforskning i nærheden af Månen ved hjælp af nuværende teknologier, vil den anden fase fokusere på at udvikle kapaciteter med lang varighed ud over Månen.
Til dette formål søger NASA at skabe et genanvendeligt køretøj, der specifikt er designet til besætningsopgaver til Mars og dybere ned i solsystemet. Deep Space Transport ville stole på en kombination af Solar Electric Propulsion (SEP) og kemisk fremdrift til at transportere besætninger til og fra Gateway - som også ville fungere som en service- og tankstation for rumfartøjet.
Denne anden fase ("Proving Ground" -fasen) forventes at kulminere i slutningen af 2020'erne, på hvilket tidspunkt en besætning på 1 år besættes. Denne mission vil bestå af en besætning, der bliver fløjet til Deep Space Gateway og tilbage til Jorden med det formål at validere systemets parathed og dets evne til at udføre missioner i lang tid uafhængigt af Jorden.
Dette åbner døren til fase tre af den foreslåede rejse, den såkaldte ”Earth Indepedent” -fase. På dette tidspunkt overføres beboelsesmodulet og alle andre nødvendige missionskomponenter (som et Mars Cargo Vehicle) til en bane omkring Mars. Dette forventes at finde sted i begyndelsen af 2030'erne og vil blive fulgt (hvis alt går godt) af missioner til Marsoverfladen.
Mens den foreslåede besætning til Mars stadig er en vej væk, tager arkitekturen gradvist form. Mellem udviklingen af rumfartøjer, der får missionskomponenterne og besætningen til cislunar-rummet - SLS og Orion - og udviklingen af rumhabitater, der vil rumme dem, kommer vi tættere på den dag, hvor astronauter endelig satte fod på den røde planet!
