Orbital ATK har afsløret et praktisk nyt forslag om at opbygge en nærmest sigt menneskelig tendens til forpost i månebane, der kunne lanceres i 2020 og være operationel i tide til en måneforbindelse med NASAs Orion-besætningsmodul under sin jomfru-mission, når amerikanske astronauter endelig vende tilbage til Månens nærhed i 2021 - og dermed fremme Amerikas næste kæmpespring i menneskelig udforskning af det dybe rum.
Orbitals uærlige tilbud kunne gennemføres temmelig hurtigt, fordi det bruger en udviklet version af selskabets allerede beviste kommercielle Cygnus rumstation tilbageleverer fragtfly som "byggestenen ... i cislunar rum," sagde Frank DeMauro, Orbital ATK Vice President for Human Spaceflight Systems, i en eksklusiv samtale med Space Magazine. Se et kunstnerkoncept i hovedbilledet.
”Vores Cygnus-rumfartøj er byggestenen til at blive et køretøj til efterforskning ud over den lave jordbane,” fortæller Orbital ATK's Frank DeMauro til Space Magazine.
”Vi handler alle om at støtte NASAs Mission to Mars. Vi føler, at det at få erfaring i cislunar-rummet er afgørende for opbygningen af mulighederne for at gå til Mars. ”
NASAs agenturbrede mål er at sende astronauter på en 'rejse til Mars' i 2030'erne - og ekspeditioner til cislunar-rum i 2020'erne fungerer som den vitale 'bevisende grund' til fuldt ud at udvikle, afprøve og validere robustheden af vigtige teknologier, hvorpå astronauternes liv afhænger af senere Red Planet-missioner, der varer ca. 2 til 3 år.
Orbital ATKs forslag til månens orbit udpost blev annonceret under en officiel høring af det amerikanske underudvalg for rumfartsundersøgelse onsdag den 18. maj af den tidligere NASA Astronaut og Orbital ATK præsident for Space Systems Group, Frank Culbertson.
”Et habitat med månebane vil udvide Amerikas ledelse i rummet til cislunar-domænet,” sagde Orbital ATK-præsident for Space Systems Group, Frank Culbertson.
”Et robust program til at bygge, lancere og betjene denne indledende udpost ville blive bygget på NASAs og vores internationale partners erfaringer med langvarig menneskelig rumflugt på Den Internationale Rumstation og ville gøre brug af agenturets nye Space Launch System (SLS) ) og Orion deep-space transportsystem. ”
Ideen er at samle et oprindeligt besætningsopbygget habitat med trykbehandlet arbejde og levende volumen for astronauterne baseret på et Cygnus-afledt køretøj og få det forpositioneret og fungerer i månebane i 2020.
Som antydet af Orbital ATK, vil habitatet blive besøgt under NASAs første bemande mission SLS og Orion til Månen kendt som Exploration Mission-2 (EM-2).
Den tre uger lange EM-2-måneforsøgsflyvning kunne starte allerede i august 2021 - hvis der er tilstrækkelig finansiering til rådighed.
Målene med EM-2 og de følgende missioner kunne udvides markant ved docking med en månens forpost. Og Orion-missionens varigheder kunne forlænges til 60 dage.
NASA håber at opnå en lanceringskadence for Orion / SLS på måske en gang om året.
Derfor skal autonomi og besætning have en tendens til at blive indbygget i månemiljøet lige fra starten - da besætningsbesøg kun ville tegne sig for en brøkdel af dens tid, men muliggøre enormt udvidede videnskabs- og efterforskningsmuligheder.
Den oprindelige månelandsmiljø, der er forestillet af Orbital ATK, vil bestå af to opgraderede Cygnus-køretøjer under tryk - foreløbigt kaldet Exploration Augmentation Modules (EAM). De ville være knyttet til et multi-port-dockingmodul, der meget ligner koncept og design til dockingnoder, der allerede flyver i kredsløb som integrerede komponenter i ISS.
Månens Cygnus-køretøjer vil blive opgraderet fra de forbedrede fragtskibe, der i øjeblikket fremstilles og lanceres til ISS.
”Der er flere muligheder, som vi kan lægge i Cygnus-modulet. Vi kan gøre dem længere og større, så de kan bære mere logistik og bære mere videnskab, ”uddybte DeMauro.
En række supplerende delsystemer skulle også forbedres.
”Vi kiggede på, hvilke systemer vi skulle bruge til at ændre for at gøre det til et langvarigt beboelsesmodul. Da vi ikke ville blive forankret til ISS, har vi brug for vores egne miljøkontrol- og livssupportsystemer (ECLSS) ude ved månens bane for at støtte besætningen. ”
”Servicemodulet skulle også forbedres på grund af miljøet med høj stråling og længere tid.”
”Vi er også nødt til at se på det termiske beskyttelsesundersystem, strålebeskyttelsesundersystemet og kraftsubsystemer for at understøtte køretøjet i mange år i modsætning til den korte tid, der bruges på ISS. Mere kraft er også nødvendig for at støtte mere videnskab. Vi har også brug for et fremdriftssystem for at komme til Månen og vedligeholde køretøjet. ”
”Alt dette arbejde bliver kigget på nu - for at bestemme, hvad vi har brug for at ændre og opgradere, og hvordan vi ville gøre alt det arbejde,” fortalte DaMauro til mig.
Habitatkomponenterne ville blive lanceret til Månen på et kommercielt lanceringskøretøj.
Højt på listen over kandidatudskyttere er United Launch Alliance Atlas V-raket, der for nylig allerede med succes leverede to Cygnus-laseskibe til ISS i december 2015 og marts 2016.
Andre potentielle boostere inkluderer ULA Delta IV og endda ESAs Ariane V som en måde at potentielt inkludere international deltagelse.
Habitatkomponenterne kunne fremstilles og lanceres cirka tre år efter at have fået en 'Go Ahead' kontrakt fra NASA.
Orbital ATK har allerede en etableret produktionslinje, der strømmer til at fremstille en stabil strøm af Cygnus-fragtskibe for at opfylde deres NASA-kommercielle genforsyningskontrakt med NASA for ISS - akkumulering af effektivitet i knowhow og omkostningsreduktion.
”Da mange aspekter af operationer i det dybe rum endnu ikke er testet, skal tilliden udvikles gennem gentagne flyvninger til og relativt langvarige missioner i cislunar-rummet,” siger Culbertson.
”Orbital ATK fortsætter med at betjene vores Cygnus-lastlogistik-køretøj som et flagskibsprodukt, så vi er klar til hurtigt og overkommeligt at implementere et oprindeligt Cygnus-afledt habitat i cislunar-rum inden for tre år efter en fremgang.”
Over tid kunne udposten udvides med yderligere habitat- og forskningsmoduler leveret af Orion / SLS, kommercielle eller internationale raketter. Måske kunne endda Bigelow-udvidelige kommercielle moduler tilføjes senere.
Cygnus er velegnet til vidtrækkende eksperimenter og udstyr. Det kunne også starte cubesats - ligesom den nuværende Cygnus, der er anbragt ved ISS, er udstyret med en cubesat deployer.
Potentielle månelandere, der er udviklet af internationale partnere, kunne lægge til grund ved cislunar-habitaterne, der åbner dockinghavne mellem overfladevidenskabelige fora.
”Vi laver videnskab nu på Cygnus, og vi ville forvente at medbringe videnskabseksperimenter på det nye Cygnus-køretøj. Køretøjet er meget attraktivt for videnskabseksperimenter, ”forklarede DeMauro.
"Der er virkelig ingen grænser for, hvad forposten kan blive."
”Det, vi lægger ud, er meget spændende,” bemærkede DeMauro.
”Som virksomhed ser vi frem til at arbejde på denne arena. Vores foreslåede planer er i tråd med, hvor NASA vil hen. Og vi tror, at vi er det rigtige firma til at spille en stor rolle i det! ”
Ved at inkorporere kommercielle virksomheder og udnytte de betydelige lektioner inden for teknologiudvikling, som læres af Cygnus, bør NASA realisere betydelige omkostningsbesparelser ved implementering af sin menneskelige efterforskningsstrategi. Selvom Orbital ATK ikke afslører et omkostningsestimat for månens levested på dette tidspunkt, bør omkostningsbesparelserne fra en kommerciel partner være betydelige. Og den 3-årige tidsramme til lancering er meget attraktiv.
Orion er designet til at sende astronauter dybere ud i rummet end nogensinde før, inklusive missioner til Månen, asteroider og den røde planet. Cygnus-afledte moduler og / eller andre forstærkende hardwarekomponenter er nødvendige for at udføre enhver menneskelig rundrejseopgave til Marsoverfladen.
NASA bygger nu den næste Orion-kapsel i Kennedy Space Center. Den vil starte upiloteret ovenpå den første SLS-raket i slutningen af 2018 på EM-1-missionen.
Følg med her for Ken's fortsatte jord- og planetariske videnskaber og menneskelige rumfartnyheder.
