stringtranslate.com

Арес V

Ares V (ранее известный как грузовой пусковой аппарат или CaLV ) был запланированным грузовым пусковым компонентом отмененной программы NASA Constellation , которая должна была заменить космический челнок после его прекращения в 2011 году. Ares V также планировалось использовать для перевозки грузов для пребывания людей на Марсе . [4] Ares V и меньший Ares I были названы в честь Ареса , греческого бога войны.

Ares V должен был запустить ступень отлёта с Земли и лунный модуль Altair для возвращения NASA на Луну , которое было запланировано на 2019 год. [5] Он также должен был служить основным пусковым устройством для миссий за пределами системы Земля-Луна, включая конечную цель программы — пилотируемую миссию на Марс. Беспилотный Ares V должен был дополнить меньшую и рассчитанную на людей ракету Ares I для запуска 4–6-местного космического корабля Orion . Обе ракеты, считавшиеся более безопасными, чем тогдашний Space Shuttle, должны были использовать технологии, разработанные для программы Apollo , программы Shuttle и программы Delta IV EELV . [6] Однако программа Constellation, включая Ares V и Ares I, была отменена в октябре 2010 года Законом о разрешении NASA 2010 года . В сентябре 2011 года НАСА представило космическую пусковую систему как новый транспортный инструмент для исследования человеком пространства за пределами орбиты Земли [7] , в то время как коммерческие космические компании будут предоставлять доступ к низкой околоземной орбите как для грузов, так и для астронавтов.

Разработка

Ранние концепции

В книге 1996 года « The Case for Mars » автор Роберт Зубрин обсуждал возможную будущую тяжелую ракету-носитель под названием Ares . В книге ракета должна была состоять из внешнего бака Space Shuttle, работающего от четырех главных двигателей Space Shuttle (SSME), и второй ступени, работающей от двигателя RL-10 . Одним из заметных отличий в конструкции Зубрина и др. является то, что SSME находились на небольшом боковом летательном аппарате. Эта конструкция должна была позволить Ares летать, используя существующую инфраструктуру Space Shuttle. [8]

Созвездие

Ares V должен был стать компонентом грузового запуска программы Constellation . В отличие от Saturn V и Space Shuttle , где экипаж и груз запускались вместе на одной ракете, Project Constellation планировал использовать две отдельные ракеты-носители, Ares I и Ares V, для экипажа и груза соответственно. Такая конфигурация позволила бы оптимизировать две ракеты-носителя для их соответствующих миссий. Поэтому Constellation объединила Lunar Orbit Rendezvous, используемый Apollo, с режимом Earth Orbit Rendezvous, предложенным доктором Вернером фон Брауном (наряду с предложением «Direct Ascent») на ранних стадиях планирования Apollo.

Художественное представление о старте ракеты Ares V.

Разработка ракеты и ее ступени отправления на Землю велась под руководством Центра космических полетов имени Маршалла в NASA . Исследовательский центр имени Эймса в NASA отвечал за интегрированную систему управления состоянием здоровья Ares V и за разработку кожуха полезной нагрузки. Исследовательский центр имени Гленна руководил разработкой подъемной ступени лунного посадочного модуля, а также энергетической системы Ares V, системы управления вектором тяги и кожуха полезной нагрузки. Исследовательский центр Лэнгли играл ведущую роль в исследовании аэродинамики Ares V. [9]

В 2007 году НАСА объявило, что Alliant Techsystems станет подрядчиком по SRB для Ares I и Ares V. [10]

Дальнейшие роли

Хотя Ares V был средне- и долгосрочным проектом, НАСА планировало использовать его грузоподъемные возможности в ряде проектов [11] по образцу бывшей Программы приложений Apollo .

Одно из предложений состояло в том, чтобы построить 8-16-метровый космический телескоп с большой апертурой Advanced Technology [12] , который будет помещен в точку L2 Солнца/Земли . Это было бы значительным увеличением размеров и производительности по сравнению с космическим телескопом Хаббла , и ожидалось, что корабль Ares V доставит его к месту назначения за один запуск. [ требуется цитата ] Будущие миссии Ares V также могли бы служить экономически эффективным, массовым транспортом строительных материалов для будущих космических кораблей и миссий , доставляя сырье , например, в лунный док . [ требуется цитата ]

В мае 2010 года NASA запланировало демонстрационные полеты оборудования Ares V вместе с оборудованием Ares I после запланированного предстоящего испытания Ares IX Prime первой ступени Ares I с пятью сегментами SRB. Несколько полетов были указаны как испытательные полеты "Heavy Lift" для тестирования первой ступени Ares V одновременно с верхней ступенью Ares I, прикрепленной сверху первой ступени Ares V. Это сэкономило бы время и деньги, избежав разрыва между тестированием оборудования Ares I и Ares V при ограниченном финансировании. [13]

Отмена

Комиссия Августина пришла к выводу, что «в соответствии с планом финансирования на 2010 финансовый год, Комитет оценивает, что Ares V не будет доступен до конца 2020-х годов». [14] Даже если бы НАСА получило увеличение финансирования на 3 миллиарда долларов, а МКС была бы выведена из эксплуатации в 2015 году, Комитет все равно считал, что Ares V не будет готов до середины 2020-х годов. [15]

1 февраля 2010 года президент Барак Обама объявил о предложении отменить программу Constellation, вступающем в силу с бюджетом США на 2011 финансовый год, [16] но позже объявил об изменениях в предложении в важной речи о космической политике в Космическом центре Кеннеди 15 апреля 2010 года. В октябре 2010 года был подписан Закон о разрешении NASA 2010 года , который отменил Constellation. [17] Однако предыдущее законодательство сохраняло контракты Constellation в силе до тех пор, пока не был принят новый законопроект о финансировании на 2011 год. [18] [19] В связи с предыдущими законодательными обязательствами подрядчикам должно было быть выплачено 500 миллионов долларов после отмены программы до марта 2011 года. [20]

Преемник

Преемником семейства ракет Ares является Space Launch System , более универсальное транспортное средство, предназначенное для запуска как экипажа, так и груза, аналогичное концепции Ares IV. Диапазон полезной нагрузки составляет 95–130 тонн на НОО в различных вариантах. SLS похожа на более ранние проекты Ares V тем, что она использует удлиненный 8,4-метровый внешний бак и питается от 4 RS-25 . Первоначальные проекты для SLS использовали ту же ступень отправления на Землю, но разработка была приостановлена, и ее место заняла разведывательная верхняя ступень 4-RL-10 . Оба транспортного средства используют те же 5-сегментные SRB, хотя SLS не будет их возвращать. В рамках программы Artemis транспортное средство будет доставлять экипаж на Луну на космическом корабле Orion , а также логистическое оборудование и грузы для наземных миссий. Они будут встречаться с отдельным лунным посадочным модулем, либо пристыкованным к Lunar Gateway , лунной орбитальной станции, либо свободно летящим на лунной орбите . Версия SLS Block 1B способна к выполнению орбитальных лунных миссий, таких как у Ares V, лунных орбитальных миссий, таких как те, которые в настоящее время реализует NASA, и интегрированных лунных миссий, таких как миссии Apollo с использованием Saturn V, которые были предложены в новом законопроекте Палаты представителей. [21] [22] [23] [24] [25]

Дизайн

Сравнение Сатурна V , Спейс Шаттла , Ареса I , Ареса IV и Ареса V

Ares V был задуман как тяжелая ракета-носитель для отправки крупногабаритного оборудования и материалов на Луну или для отправки грузов за пределы околоземной орбиты для поддержания там человеческого присутствия. [3] Ares V был спроектирован как трехступенчатая ракета: первая и вторая ступени, которые сгорают вместе, должны были использовать как твердое, так и жидкое топливо, а верхняя ступень обеспечивала необходимую тягу для отправки оборудования и материалов за пределы низкой околоземной орбиты на траекторию к Луне.

Ares V прошел предварительный обзор конструкции после результатов комиссии Августина 2009 года. [26] Как и Space Shuttle, транспортное средство Ares должно было использовать пару твердотопливных ракетных ускорителей первой ступени, которые сгорают одновременно с жидкотопливной основной ступенью. Твердотопливный ракетный ускоритель на Ares V был сначала задуман как улучшенная версия твердотопливного ракетного ускорителя Space Shuttle , но с пятью или пятью с половиной сегментами вместо четырех сегментов, используемых в Space Shuttle. [3] [27] [28] Жидкотопливная основная ступень должна была быть получена из внешнего бака Space Shuttle и должна была использовать либо пять или шесть двигателей RS-68 B, прикрепленных к дну нового бака диаметром 10 м, либо пять SSME, прикрепленных к дну удлиненной версии 8,4-метрового внешнего бака Space Shuttle. Он должен был работать на жидком кислороде ( LOX ) и жидком водороде ( LH2 ). [29]

Верхняя ступень, созданная на основе верхней ступени S-IVB , используемой на ракетах Saturn IB и Saturn V , была названа ступенью отправления на Землю (EDS). EDS должна была приводиться в действие ракетным двигателем J-2X , разработанным для Apollo, который также должен был использоваться на жидкотопливной верхней ступени ускорителя Ares I. EDS должна была использоваться для направления лунного посадочного модуля Altair на его первоначальную низкую околоземную «парковочную» орбиту для последующего возвращения космическим кораблем Orion , а затем доставлять и Altair, и Orion на Луну. [3] EDS также могла использоваться для вывода больших полезных грузов на низкую околоземную орбиту, а также для вывода больших беспилотных космических кораблей на траектории за пределами системы Земля-Луна.

Ares V был спроектирован с грузоподъемностью более 414 000 фунтов (188 метрических тонн ) на низкую околоземную орбиту (НОО) и 157 000 фунтов (71 метрическая тонна) на Луну. [3] После завершения строительства Ares V станет самой мощной ракетой из когда-либо созданных, выводя на орбиту больше, чем даже американская Saturn V, неудачная советская Н-1 для отмененного советского Moonshot и успешная советско-российская ракета-носитель «Энергия» , разработанная для шаттла «Буран» . [30] Помимо своей лунной роли, [3] она также могла бы поддержать экспедицию с экипажем «Орион» к околоземному астероиду и могла бы вывести 8-16-метрового преемника космического телескопа «Хаббл» к точке L 2 Солнца -Земли .

Производные

Арес IV

Концепция Ares IV объединяет верхнюю ступень Ares I поверх Ares V. [31] В частности, транспортное средство будет состоять из жидкотопливной основной ступени из конструкции Ares V, двух пятисегментных твердотопливных ракетных ускорителей и жидкотопливной верхней ступени из Ares I, как описано НАСА в январе 2007 года. Ares IV будет иметь общую высоту 367 футов (112 м) и может быть использован для достижения Луны. Общая грузоподъемность составит 90 420 фунтов (41 000 кг) на расстояние 240 миль (390 км) для прямого транслунного выведения. [32]

NASA рассматривало возможность использования Ares IV для оценки высокоскоростных профилей входа в атмосферу капсулы Orion в 2007 году. [33] NASA планировало демонстрационные полеты оборудования Ares I и Ares V в конфигурациях «Heavy Lift» в начале 2013 года. Испытательные полеты «Heavy Lift» должны были проверить первую ступень Ares V одновременно с верхней ступенью Ares I, прикрепленной сверху, чтобы сэкономить время и деньги. Более поздние конфигурации испытательного транспортного средства Heavy Lift аналогичны транспортному средству Ares IV. [34]

Арес V Лайт

Ares V Lite была альтернативной ракетой-носителем для программы NASA Constellation, предложенной комиссией Августина . Ares V Lite была уменьшенной версией Ares V. [35] [36] Она использовала бы пять двигателей RS-68 и два пятисегментных SRB и имела бы полезную нагрузку на низкой околоземной орбите около 140 метрических тонн (309 000 фунтов). [37] Если бы ее выбрали, Ares V Lite заменила бы пусковые установки Ares V и Ares I. Одна версия Ares V Lite была бы грузовым подъемником, как Ares V, а вторая версия перевозила бы астронавтов в космическом корабле Orion. [37]

В художественной литературе

В фильме 2013 года «Стартрек: Возмездие » настольная модель ракеты «Арес V» была установлена ​​в качестве украшения в офисе адмирала Александра Маркуса как часть его коллекции космических полетов. [38]

Смотрите также

Ссылки

Общественное достояние В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

  1. ^ "Ares V и RS-68B" (PDF) . NASA. Декабрь 2008 г. Получено 5 ноября 2022 г.
  2. ^ «Заключительный отчет HSF: Поиск программы пилотируемых космических полетов, достойной великой нации», октябрь 2009 г., Обзор Комитета по планам пилотируемых космических полетов США , стр. 65-66.
  3. ^ abcdef Обзор: грузовой носитель Ares V. NASA. Получено 30 сентября 2008 г.
  4. ^ Ре, Ким; Спилкер, Том; Эллиотт, Джон; Балинт, Тибор; Донахью, Бен; Маккормик, Дэйв; Смит, Дэвид Б.; Тандон, Сунил; Вудкок, Гордон. "Ares V: Application to Solar System Scientific Exploratio". JPL Publication 08-3 . Jet Propulsion Laboratory. Архивировано из оригинала 23 марта 2012 г. Получено 13 сентября 2011 г.
  5. ↑ Handlin, Daniel (11 октября 2006 г.). «NASA настраивает Orion 13 на возвращение на Луну». NASA SpaceFlight.com . Получено 19 октября 2016 г.
  6. ^ "NASA – Ares I Crew Launch Vehicle". NASA . 29 апреля 2009 г. Архивировано из оригинала 4 мая 2009 г. Получено 13 мая 2009 г.
  7. ↑ NASA объявляет о разработке новой системы исследования дальнего космоса. Nasa.gov (29 сентября 2011 г.). Получено 7 июня 2012 г.
  8. ^ Зубрин, Роберт и Рихард Вагнер. Дело о Марсе , стр. 61ss. Free Press, 1996. ISBN 978-0684835501 . 
  9. ^ НАСА назначает роли полевых центров для Ares 5, лунного посадочного модуля. SPACE.com
  10. ↑ NASA заключает контракт на первую ступень ракеты Ares. Nasa.gov. Получено 7 июня 2012 г.
  11. ^ «Мыслим масштабно о космических телескопах». NASA.
  12. ^ «Где будет астрономия через 35 лет?». Журнал Astronomy, август 2008 г.
  13. ^ Бергин, Крис. «Предложен амбициозный план испытательного полета Ares для демонстраций HLV». nasaspaceflight.com, 10 мая 2010 г.
  14. ^ Комитет Августина 2009, стр. 60.
  15. ^ Комитет Августина 2009, стр. 86.
  16. ^ NASA.gov
  17. ^ «Президент Обама подписывает новый закон о космических исследованиях США». Space.com, 11 октября 2010 г.
  18. ^ "Constellation Is Dead, But Pieces Live On" Архивировано 11 ноября 2011 г. на Wayback Machine . Aviation Week , 26 октября 2010 г.
  19. ^ «NASA застряло в подвешенном состоянии, поскольку к власти пришел новый Конгресс». Space.com, 7 января 2011 г.
  20. ^ «Ракета НАСА Ares мертва, но Конгресс позволяет вам заплатить за нее на 500 миллионов долларов больше». Orlando Sentinel, 26 декабря 2010 г.
  21. ↑ Mohon, Lee (21 января 2015 г.). «Space Launch System». NASA . Получено 4 февраля 2020 г.
  22. ↑ Allott, Daniel (3 февраля 2020 г.). «Палата представителей предлагает законопроект NASA, который отменит лунную базу — или, может быть, нет». TheHill . Получено 4 февраля 2020 г.
  23. ^ "cNASA выбирает разведывательную верхнюю ступень - Поиск Google". www.google.com . Получено 4 февраля 2020 г. .
  24. ^ Смит, Рич (5 января 2020 г.). «Новый план Boeing по высадке на Луну очень похож на план SpaceX». The Motley Fool . Получено 4 февраля 2020 г.
  25. ^ "Информационный листок о твердотопливном ракетном ускорителе SLS" (PDF) .
  26. ^ "Болден направляет специальную группу MSFC для оценки альтернатив HLV". Nasaspaceflight.com (21 октября 2009 г.). Получено 7 июня 2012 г.
  27. ^ «Исследование раскрывает шесть RS-68 и 5.5 сегментный ускоритель для Ares V». NASAspaceflight.com. 15 июня 2008 г.
  28. ^ "NASA Needs A Bigger Ares V" Архивировано 21 мая 2011 г. на Wayback Machine . Aviation Week & Space Technology, 27 февраля 2008 г.
  29. ^ «Возвращение в SSME – Ares V проходит оценку для потенциального переключения». NASAspaceflight.com. 15 июня 2008 г.
  30. ↑ Крич, Стив и Фил Самралл. «Арес V: совершенствование новой возможности тяжелой подъемной силы». НАСА.
  31. ↑ Бергер, Брайан (26 января 2007 г.). «NASA изучает ранний запуск Луны для новой космической капсулы». Space.com . Получено 11 февраля 2008 г.
  32. ↑ Роб Коппингер (2 января 2007 г.). «НАСА тихо устанавливает бюджет для лунной ракеты-носителя Ares IV с целью проведения испытательного полета в 2017 г.». Flight International .
  33. ↑ Бергер, Брайан (26 января 2007 г.). «NASA изучает ранний запуск Луны для новой космической капсулы». Space.com . Получено 26 января 2007 г.
  34. ^ Бергин, Крис. «Предложен амбициозный план испытательного полета Ares для демонстраций HLV». Nasaspaceflight.com, 10 мая 2010 г.
  35. ^ Коппингер, Роб. «Будет ли Constellation жить дальше?». Flight International, 11 августа 2009 г.
  36. ^ Мадригал, Алексис. «Бал пилотируемых космических полетов на суд Обамы». Wired, 22 октября 2009 г.
  37. ^ ab Augustine Committee 2009, стр. 38, 64–67, 80.
  38. ^ "STID: История моделей звездных полетов". Архивировано из оригинала 30 декабря 2013 г. Получено 28 декабря 2013 г.

Внешние ссылки