SLS Heavyweight. Los astronautas estadounidenses se lanzan a Marte. Parte de 2
Parece que la NASA decidió hacer el súper cohete "marciano" en todo el mundo: para esto, atrajeron a tres agencias a la vez. Este es el Centro de Vuelos Espaciales George Marshall, el Centro Espacial Lyndon Johnson y nuevamente el Centro Espacial John F. Kennedy, que ofrece todo historia sus complejos de partida.
Diseño del SLS en el túnel de viento de investigación de la NASA.
Pero esta no es toda la compañía de desarrolladores. El Centro de Investigación Ames es responsable de los problemas físicos fundamentales del proyecto, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard es responsable de la naturaleza de las cargas útiles, así como del Centro Glenn para los nuevos materiales y el desarrollo de carenados de carga útil. Los programas de investigación en túneles de viento están asignados al Centro Langa, y las pruebas de los motores RS-25 y J-2X, al Centro Espacial Stennis. Finalmente, el ensamblaje de la unidad central con el sistema de propulsión principal se lleva a cabo en la planta de Michuda.
El programa completo de SLS se divide en tres etapas, unidas por varios momentos: oxígeno líquido e hidrógeno en los motores de crucero, así como un acelerador de combustible sólido de varias secciones. La primera etapa de la unidad central (Core Stage) con una longitud de 64,7 m y un diámetro de 8,4 m también será la misma para todas las modificaciones. Por lo tanto, el primer SLS Block I tiene una masa de carga útil equivalente de 70 toneladas: los cuatro motores RS-25D proporcionan la tracción necesaria para dicha gravedad. En realidad, esta primera versión de SLS está destinada a la certificación de la unidad central y al desempeño de las misiones piloto. La etapa superior está representada por la "Etapa superior criogénica temporal" ICP (Etapa de Propulsión Criogénica Provisional), construida sobre la base de la segunda etapa del portador pesado Delta IV. El motor en ICPS es uno: RL-10B-2 con un vacío en 11,21 tf vacío. Incluso en esta, la versión más "débil" del Bloque I, el cohete desarrollará un empuje inicial por 10% más que el legendario Saturno V. El portador del segundo tipo se llamó SLS Bloque IA, y la carga útil equivalente de este gigante ya debería estar bajo 105 toneladas. Se prevén dos actuaciones: carga y tripulación, que deberían devolver a los estadounidenses hace más de cuarenta años y, finalmente, enviar a la persona más allá de los límites de la órbita cercana a la Tierra. Los planes de la NASA para estos dispositivos son los más modestos: en la misión EM-2 en algún lugar en medio de 2022, vuele con la tripulación de la Luna. Un poco antes (a mediados de 2020 del año), los astronautas están programados para ser enviados a una órbita cercana a la luna en la nave espacial Orion. Pero esta información se remonta al verano del 2018 del año y se ha corregido repetidamente anteriormente: para uno de los proyectos, se suponía que el SLS se elevaría a los cielos este otoño.
El SLS Block II, un transportista con una capacidad equivalente en toneladas 130, ya está equipado con cinco motores RS-25D en la unidad central, así como el EUS (etapa superior de exploración) de "etapa superior de investigación", que, a su vez, tiene uno o dos motores J 2X 133,4 mb cada uno. El “camión” basado en el Bloque II es notable por los medidores 10 con el carenado del cabezal por encima del calibre. Estos serán, si los EE. UU. Triunfan, los verdaderos gigantes: en la versión final del cohete, los misiles cohete de lanzamiento superarán a Saturno V en 1 / 5 y los planes para la serie Block II también son extremadamente ambiciosos: en el año 2033, enviaremos una misión de EM a Mars Marte 11, que viajará a través del espacio durante al menos 2 años. Pero antes de esta fecha importante, los estadounidenses planean volar 7-8 una vez más a la órbita lunar. ¿Planea la NASA aterrizar seriamente a los astronautas en Marte? Nadie lo sabe.
Pruebas del LRE criogénico experimental con CECE (motor criogénico extensible común), que se usó bajo el programa de mejora RL-10, operado desde 1962 en los misiles Atlas, Delta iV, Titan y Saturn I -10.
La historia de la serie de motores SLS como los componentes principales del cohete comenzó en el año 2015 en las gradas del Centro Stennis, cuando pasaron las primeras pruebas de fuego exitosas de la duración de los segundos 500. Desde entonces, los estadounidenses van como un reloj: una serie de pruebas completas para un recurso de vuelo completo infunde confianza en el rendimiento y la confiabilidad de los motores. El primer jefe adjunto de la Dirección de Desarrollo de Sistemas de Investigación Tripulados de la NASA, William Hill, dijo:
Durante el trabajo en el motor, se realizaron cambios: los transportadores de la primera y la segunda etapa estaban equipados con reforzadores de combustible sólido (reforzadores), lo que hizo que el modelo se denominara Bloque IB. La etapa superior del EUS recibió un motor de oxígeno-hidrógeno J-2X, que en abril se tuvo que abandonar 2016 debido a la gran cantidad de elementos nuevos que no se habían desarrollado anteriormente. Por lo tanto, regresaron a la antigua RL-10, que fue producida en serie y ya había logrado "volar" durante más de cincuenta años.
La confiabilidad en los proyectos tripulados siempre ha sido primordial, y no solo en la NASA. En los documentos oficiales de la NASA se menciona: “Un paquete de cuatro motores de clase RL-10 cumple mejor con los requisitos. Se encontró que es óptimo en términos de confiabilidad ". El propulsor de cinco secciones se probó a fines de junio de 2016 y se convirtió en el motor de combustible sólido más grande jamás construido para un vehículo de lanzamiento real hasta la fecha. Si lo comparamos con el Shuttle, tiene un peso de lanzamiento de 725 toneladas frente a 590 toneladas, y el empuje aumenta en comparación con su predecesor de 1250 tf a 1633 tf. Pero SLS Block II debería recibir nuevos aceleradores superpoderosos y ultraeficientes. Hay tres opciones. Este es el proyecto Pyrios de Aerojet Rocketdyne (antes Pratt & Whitney Rocketdyne), equipado con dos motores de cohetes propulsados por oxígeno y queroseno con un empuje de 800 tf cada uno. Esto tampoco es una innovación absoluta: los "motores" se basan en el F-1, desarrollado para la primera etapa del mismo Saturn V. Pyrios se remonta a 2012, y 12 meses después, Aerojet, junto con Teledyne Brown, está trabajando duro en un refuerzo líquido con ocho oxígeno-queroseno. AJ-26-500. El empuje de cada uno puede alcanzar las 225 tf, pero están ensamblados sobre la base del NK-33 ruso.
Pruebas del motor de oxígeno RS-25 en el stand de Stennis Center, Bay St. Louis, MS, agosto 2015
Finalmente, la tercera opción de motor para SLS es presentada por Orbital ATK y está diseñada como un poderoso acelerador de cuatro piezas de combustible sólido Dark Knight con hardware 2000 ton. Pero no se puede decir que todo en esta historia fue completamente sencillo con los ingenieros estadounidenses: se perdieron muchas competencias y tecnologías con el cierre de los proyectos de Apolo y Transbordador espacial. Teníamos que inventar nuevas formas de trabajar. Así, se introdujo la soldadura por fricción y agitación para ensamblar los tanques de combustible de futuros cohetes. Dicen que la planta en Michuda es la máquina más grande para una soldadura tan única. También en 2016, hubo problemas con la formación de grietas en la fabricación de la unidad central, más precisamente, en el tanque de oxígeno líquido. Pero la mayoría de las dificultades fueron superadas.
Los estadounidenses están devolviendo gradualmente a sus astronautas a la órbita terrestre y más allá. Surge una pregunta natural: ¿por qué hacer esto, si Robots ¿haciéndolo bien? Intentaremos responder a esto un poco más adelante.
To be continued ...
De acuerdo con los materiales de la publicación "Rise".
Diseño del SLS en el túnel de viento de investigación de la NASA.
Pero esta no es toda la compañía de desarrolladores. El Centro de Investigación Ames es responsable de los problemas físicos fundamentales del proyecto, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard es responsable de la naturaleza de las cargas útiles, así como del Centro Glenn para los nuevos materiales y el desarrollo de carenados de carga útil. Los programas de investigación en túneles de viento están asignados al Centro Langa, y las pruebas de los motores RS-25 y J-2X, al Centro Espacial Stennis. Finalmente, el ensamblaje de la unidad central con el sistema de propulsión principal se lleva a cabo en la planta de Michuda.
El programa completo de SLS se divide en tres etapas, unidas por varios momentos: oxígeno líquido e hidrógeno en los motores de crucero, así como un acelerador de combustible sólido de varias secciones. La primera etapa de la unidad central (Core Stage) con una longitud de 64,7 m y un diámetro de 8,4 m también será la misma para todas las modificaciones. Por lo tanto, el primer SLS Block I tiene una masa de carga útil equivalente de 70 toneladas: los cuatro motores RS-25D proporcionan la tracción necesaria para dicha gravedad. En realidad, esta primera versión de SLS está destinada a la certificación de la unidad central y al desempeño de las misiones piloto. La etapa superior está representada por la "Etapa superior criogénica temporal" ICP (Etapa de Propulsión Criogénica Provisional), construida sobre la base de la segunda etapa del portador pesado Delta IV. El motor en ICPS es uno: RL-10B-2 con un vacío en 11,21 tf vacío. Incluso en esta, la versión más "débil" del Bloque I, el cohete desarrollará un empuje inicial por 10% más que el legendario Saturno V. El portador del segundo tipo se llamó SLS Bloque IA, y la carga útil equivalente de este gigante ya debería estar bajo 105 toneladas. Se prevén dos actuaciones: carga y tripulación, que deberían devolver a los estadounidenses hace más de cuarenta años y, finalmente, enviar a la persona más allá de los límites de la órbita cercana a la Tierra. Los planes de la NASA para estos dispositivos son los más modestos: en la misión EM-2 en algún lugar en medio de 2022, vuele con la tripulación de la Luna. Un poco antes (a mediados de 2020 del año), los astronautas están programados para ser enviados a una órbita cercana a la luna en la nave espacial Orion. Pero esta información se remonta al verano del 2018 del año y se ha corregido repetidamente anteriormente: para uno de los proyectos, se suponía que el SLS se elevaría a los cielos este otoño.
El SLS Block II, un transportista con una capacidad equivalente en toneladas 130, ya está equipado con cinco motores RS-25D en la unidad central, así como el EUS (etapa superior de exploración) de "etapa superior de investigación", que, a su vez, tiene uno o dos motores J 2X 133,4 mb cada uno. El “camión” basado en el Bloque II es notable por los medidores 10 con el carenado del cabezal por encima del calibre. Estos serán, si los EE. UU. Triunfan, los verdaderos gigantes: en la versión final del cohete, los misiles cohete de lanzamiento superarán a Saturno V en 1 / 5 y los planes para la serie Block II también son extremadamente ambiciosos: en el año 2033, enviaremos una misión de EM a Mars Marte 11, que viajará a través del espacio durante al menos 2 años. Pero antes de esta fecha importante, los estadounidenses planean volar 7-8 una vez más a la órbita lunar. ¿Planea la NASA aterrizar seriamente a los astronautas en Marte? Nadie lo sabe.
Pruebas del LRE criogénico experimental con CECE (motor criogénico extensible común), que se usó bajo el programa de mejora RL-10, operado desde 1962 en los misiles Atlas, Delta iV, Titan y Saturn I -10.
La historia de la serie de motores SLS como los componentes principales del cohete comenzó en el año 2015 en las gradas del Centro Stennis, cuando pasaron las primeras pruebas de fuego exitosas de la duración de los segundos 500. Desde entonces, los estadounidenses van como un reloj: una serie de pruebas completas para un recurso de vuelo completo infunde confianza en el rendimiento y la confiabilidad de los motores. El primer jefe adjunto de la Dirección de Desarrollo de Sistemas de Investigación Tripulados de la NASA, William Hill, dijo:
“Aprobamos el proyecto SLS, completamos con éxito la primera ronda de pruebas de motores y aceleradores del cohete, y todos los componentes principales del sistema para el primer vuelo ya se han puesto en producción. A pesar de las dificultades que han surgido, el análisis de los resultados del trabajo habla de la confianza de que estamos en el camino correcto hacia el primer vuelo de la SLS y su uso para expandir la presencia constante de personas en el espacio profundo ".
Durante el trabajo en el motor, se realizaron cambios: los transportadores de la primera y la segunda etapa estaban equipados con reforzadores de combustible sólido (reforzadores), lo que hizo que el modelo se denominara Bloque IB. La etapa superior del EUS recibió un motor de oxígeno-hidrógeno J-2X, que en abril se tuvo que abandonar 2016 debido a la gran cantidad de elementos nuevos que no se habían desarrollado anteriormente. Por lo tanto, regresaron a la antigua RL-10, que fue producida en serie y ya había logrado "volar" durante más de cincuenta años.
La confiabilidad en los proyectos tripulados siempre ha sido primordial, y no solo en la NASA. En los documentos oficiales de la NASA se menciona: “Un paquete de cuatro motores de clase RL-10 cumple mejor con los requisitos. Se encontró que es óptimo en términos de confiabilidad ". El propulsor de cinco secciones se probó a fines de junio de 2016 y se convirtió en el motor de combustible sólido más grande jamás construido para un vehículo de lanzamiento real hasta la fecha. Si lo comparamos con el Shuttle, tiene un peso de lanzamiento de 725 toneladas frente a 590 toneladas, y el empuje aumenta en comparación con su predecesor de 1250 tf a 1633 tf. Pero SLS Block II debería recibir nuevos aceleradores superpoderosos y ultraeficientes. Hay tres opciones. Este es el proyecto Pyrios de Aerojet Rocketdyne (antes Pratt & Whitney Rocketdyne), equipado con dos motores de cohetes propulsados por oxígeno y queroseno con un empuje de 800 tf cada uno. Esto tampoco es una innovación absoluta: los "motores" se basan en el F-1, desarrollado para la primera etapa del mismo Saturn V. Pyrios se remonta a 2012, y 12 meses después, Aerojet, junto con Teledyne Brown, está trabajando duro en un refuerzo líquido con ocho oxígeno-queroseno. AJ-26-500. El empuje de cada uno puede alcanzar las 225 tf, pero están ensamblados sobre la base del NK-33 ruso.
Pruebas del motor de oxígeno RS-25 en el stand de Stennis Center, Bay St. Louis, MS, agosto 2015
Finalmente, la tercera opción de motor para SLS es presentada por Orbital ATK y está diseñada como un poderoso acelerador de cuatro piezas de combustible sólido Dark Knight con hardware 2000 ton. Pero no se puede decir que todo en esta historia fue completamente sencillo con los ingenieros estadounidenses: se perdieron muchas competencias y tecnologías con el cierre de los proyectos de Apolo y Transbordador espacial. Teníamos que inventar nuevas formas de trabajar. Así, se introdujo la soldadura por fricción y agitación para ensamblar los tanques de combustible de futuros cohetes. Dicen que la planta en Michuda es la máquina más grande para una soldadura tan única. También en 2016, hubo problemas con la formación de grietas en la fabricación de la unidad central, más precisamente, en el tanque de oxígeno líquido. Pero la mayoría de las dificultades fueron superadas.
Los estadounidenses están devolviendo gradualmente a sus astronautas a la órbita terrestre y más allá. Surge una pregunta natural: ¿por qué hacer esto, si Robots ¿haciéndolo bien? Intentaremos responder a esto un poco más adelante.
To be continued ...
De acuerdo con los materiales de la publicación "Rise".
- Evgeny Fedorov
- kiri2ll.livejournal.com, wikipedia.ru, nasa.gov, cezarium.com
- SLS Heavyweight. Los astronautas estadounidenses se lanzan a Marte. Parte de 1
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