science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe het Space Launch-systeem zal werken

TDe SLS is ontworpen om het Orion multifunctionele bemanningsvoertuig te hijsen, samen met wetenschappelijke experimenten en kritische voorraden, naar de baan van de aarde en, eventueel, veel verder. Bekijk meer foto's van ruimteverkenning. © 2011 HowStuffWorks

Op 14 september 2011, NASA kondigde plannen aan om de krachtigste raket ooit te bouwen en te lanceren om zijn macht te evenaren tegen de zwaartekracht van de aarde. In verschillende vormen, deze explosieve kolos zal in de nabije toekomst de drijvende kracht zijn achter het Amerikaanse ruimteprogramma.

Herrijzend uit de as van het Amerikaanse spaceshuttleprogramma, die zijn laatste missie vloog in juli 2011, en zijn doodgeboren opvolger, het Constellation-programma, die werd geannuleerd in februari 2010, de Ruimtelanceringssysteem ( SLS ) zal kenmerken van beide voorgangers erven. Zijn technologische afkomst strekt zich ook verder in de stamboom uit, aan de voormalige kampioen zwaargewicht, het Saturn V-werkpaard dat de Amerikanen meer dan 40 jaar geleden naar de maan lanceerde.

Het plan belooft een draagraket dat bestaat uit enerzijds beproefde raketkennis en anderzijds state-of-the-art technologieën en materialen. Een vleugje modulariteit stelt missieplanners in staat om individuele SLS-builds aan te passen aan de eisen van verschillende missies, waarvan NASA zegt dat het zal variëren van bijna-aardse melkruns tot verkenning van Mars en nog veel meer.

Als u denkt dat dat veel gevraagd is van één systeem, je bent niet alleen. De SLS is door het Congres gemandateerd om zoveel meesters op zoveel manieren te dienen, het is een wonder dat je niet hoeft te zingen, dansen en geweldige wafels maken om op te starten. Deze buitengewoon brede visie, gecombineerd met de onderliggende politieke handel die het ontwerp van het systeem aandrijft, heeft ertoe geleid dat critici zich afvroegen of de SLS überhaupt kan slagen.

In dit artikel, we nemen een kijkje onder de motorkap van deze nieuwe heavy lifter. We zullen ook bekijken waarom sommigen de SLS als minder een feniks en meer een kalkoen beschouwen.

Inhoud
  1. Onder de motorkap
  2. Het lanceersysteem van de Senaat?
  3. De Grote Sprong... Achteruit?

Onder de motorkap

Gericht op een onbemande testvlucht in 2017 rond de maan, het eerste Space Launch System (SLS) zal 97,5 meter lang zijn en 2,5 miljoen kilo wegen. Drie Spaceshuttle hoofdmotoren ( MKB ) en twee solide raketboosters (SRB's), beide geërfd van het spaceshuttle-programma, zal de 8,4 miljoen pond (3,8 miljoen kilogram) stuwkracht leveren die nodig is om de lagere trap van de raket voort te stuwen, interstage en zespersoons Orion Multifunctioneel bemanningsvoertuig ( MPCV ) naar de ruimte. Stel je een buis voor die groter is dan het Vrijheidsbeeld, met een gewicht van maar liefst 24 volledig geladen 747's en het equivalent van 13 pk, 400 locomotieven, en je begint het beeld te krijgen.

Bij uitbouw, de SLS zal nog eens 80 voet (24 meter) torenen en de weegschaal doen kantelen naar nog eens 1 miljoen pond (450, 000 kilo). Het zal twee extra RS-25-motoren op de laagste trap hebben, en een nieuwe bovenste trap zal de J-2X dragen, een bijgewerkte versie van de raketmotor die Apollo's Saturn Vs de geschiedenis in duwde. Deze hogere, beefier SLS zal bogen op raketboosters die vaste of vloeibare brandstof kunnen verbranden. Allemaal samen, deze lifters zullen 1 miljoen extra pond (450, 000 kilogram) stuwkracht, wat zich vertaalt in 130 ton (286, 000 pond) aan vrachthefcapaciteit -- bijna het dubbele van die van de eerste SLS die werd gebouwd, en 109 procent van het hefvermogen van de Saturn V. Het vervoeren van al die extra lading vraagt ​​om wat extra kofferruimte, dus in plaats van een tussenstuk, het late model SLS zal ruim genoeg zijn om negen schoolbussen te vervoeren.

Met opzet, de SLS zal gedurende zijn operationele levensduur wijzigingen ondergaan in onderdelen en apparatuur. Gedeeltelijk, dit komt omdat het is opgevat als een modulair, multifunctioneel vaartuig, herconfigureerbaar volgens missievereisten, maar het is ook omdat NASA door het Congres wordt verplicht om in eerste instantie te vertrouwen op shuttle-leveranciers en overgebleven space shuttle-componenten op te nemen, zoals de herbruikbare KMO's en SRB's. Later, ze zullen worden vervangen door wegwerpmotoren en een vijftraps booster-raket die oorspronkelijk is ontworpen voor het Constellation-programma.

NASA is van plan om de vroege, kleinere versie van de SLS om vracht en astronauten naar een lage baan om de aarde te brengen, voornamelijk om het internationale ruimtestation te bedienen. Latere configuraties kunnen missies naar de ruimte buiten de baan om de aarde ondersteunen, inclusief missies naar de asteroïdengordel of Mars.

Indrukwekkend? Zeker weten, maar zoals we in het volgende gedeelte zullen zien, als het gaat om politiek en ruimtevaartuigen van miljarden dollars, de duivel is in de details.

Het Orion Multifunctioneel Bemanningsvoertuig (MPCV)

Net als de Command and Service Module van het Apollo-programma, de Orion MPCV zal dienen als thuis, werkruimte en ruimteschip voor zijn bemanning. De 16,5 voet (5 meter) brede, vaartuigen van 25 ton (22,7 ton) zijn groter, veelzijdiger en technologisch geavanceerder dan zijn eerbiedwaardige voorganger, echter, vooral met betrekking tot computers, elektronica, levensondersteuning, voortstuwing en hittebescherming. De bemanningsmodule - het enige onderdeel dat terugkeert naar de aarde - zal twee tot zes astronauten persen, met voedsel en uitrusting, in 316 kubieke voet (8,9 kubieke meter) bewoonbaar volume. Dat is een derde meer bewegingsruimte dan Apollo's bemanningscompartiment. Erachter, een servicemodule zorgt voor brandstof en stuwkracht, instrumenten monteren en lucht opslaan, water en lading. Een andere terugroepactie naar Apollo zal de MPCV tijdens de lancering bekronen:het is een kleine raket voor het afbreken van de lancering (LAS) die klaar is om de bemanningsmodule in geval van nood in veiligheid te brengen. De LAS beschermt ook de bemanningsmodule tegen gevaarlijke atmosferische belastingen en verwarming.

Het lanceersysteem van de Senaat?

Het multifunctionele bemanningsvoertuig wordt geassembleerd en getest in de verticale testfaciliteit van Lockheed Martin in Colorado Foto met dank aan Lockheed Martin/NASA

Iemand beschreef een kameel ooit als een paard ontworpen door een commissie. Het Space Launch System is een kameel die door NASA is ontworpen volgens specificaties die zijn vastgesteld door het Congres, met benen uit Canoga Park, Californië; schoft uit Brigham City, Utah, Huntsville, Ala en Titusville, Fla.; en een bult en een hoofd uit New Orleans.

Dat komt neer op veel banen voor veel kiesdistricten, maar zorgt het voor het best mogelijke ruimtevaartuig?

Vanaf het begin, de SLS is zowel een politieke voetbal als een voertuig voor de sterren geweest. Sinds de regering-Obama in februari 2010 aankondigde dat het Constellation-programma was geannuleerd en gedurende vijf jaar niet zou worden vervangen, de klok heeft gelopen in een scrimmage tussen het Witte Huis en Capitol Hill. uiteindelijk, de congresblitz bleek te veel te zijn voor de administratie, en het schopte -- eerst door ermee in te stemmen de Orion-bemanningscapsule uit de mottenballen te halen, vervolgens door een op Ares geïnspireerde knock-off voor te stellen om als liftvoertuig te dienen.

Daar hield de druk ook niet op. In plaats van alleen de doelstellingen en financiering van het bureau goed te keuren, leden van het Congres gingen verder, NASA leiden over wat voor soort voertuig moet worden ontworpen en zelfs welke onderdelen en leveranciers moeten worden gebruikt. Bovendien, hun vereisten omvatten zelfs contracten en aannemers die moesten worden behouden zonder een biedingsproces [bron:Simberg, "3 vragen"; Simberg, "NASA's ruimte"]. Sen. Kay Bailey Hutchison, een Texas Republikein en lid van de Amerikaanse Senaatscommissie voor Handel, Wetenschap en transport, en senator Bill Nelson, een democraat uit Florida en voorzitter van de subcommissie wetenschap en ruimte van de handelscommissie, speelde een invloedrijke rol in dit proces en bij het onder druk zetten van NASA om er snel aan te voldoen. NASA Mission Control is gevestigd in Houston, Texas, en Florida is de thuisbasis van de lanceerfaciliteiten van het bureau.

Gezien de zware hand van het lichaam van augustus in het project, zijn spottende bijnaam, het lanceersysteem van de Senaat, onvermijdelijk was.

Sommige critici hebben het nieuwe programma gekarakteriseerd als een plan voor het behouden van banen, gekleed in een ruimtepak. Ze wijzen erop hoe senator Richard Shelby, lid van de NASA-toeëigeningscommissie, wiens thuisstaat Alabama het Marshall Space Flight Center huisvest - keerde zijn oproep om concurrerende biedingen op solide raketboostercontracten terug nadat twee in Huntsville gevestigde bedrijven begonnen te werken aan een concurrerend SRB-ontwerp [bron:Simberg, "3 vragen"].

Verdedigers van het Space Launch System hebben betoogd dat het een solide, veelzijdig ontwerp; meer lauwe commentatoren hebben opluchting geuit dat Amerika zijn hand in het ruimtespel houdt en lauw enthousiasme voor het gebruik van bestaand personeel en technologieën door het programma, waarvan sommigen beweren dat ze de kosten laag zullen houden.

In antwoord, critici wijzen erop dat het behouden van een oud personeelsbestand met lange jaren anciënniteit en opgebouwde voordelen in feite meer zal kosten dan het inhuren van nieuwe werknemers, daarbij verwijzend naar een rapport van adviesbureau Booz Allen Hamilton. Uit het rapport bleek ook dat de huidige begrotingsgegevens van NASA, hoewel geschikt voor kortetermijnplanning, de begrotingsbehoeften van het project op lange termijn slecht zullen voorspellen, een domper werpen op een programma waaraan NASA naar verwachting de komende zes jaar $ 18 miljard zal uitgeven [bron:Chang].

Zoals we in het volgende gedeelte zullen zien, het ontbreken van een duidelijk omschreven missie of tijdlijn in het programma heeft die fusillade alleen maar munitie opgeleverd.

De Grote Sprong... Achteruit?

Zal de SLS ooit de maan bereiken, Mars en meer? We hopen het. Afbeelding met dank aan NASA

Het is nog te vroeg in het spel om het uiteindelijke lot van het Space Launch System (SLS) te voorspellen, maar dat weerhoudt sommige commentatoren en politici er niet van om het onheil voor het programma te voorspellen. Zij stellen dat de SLS, zoals Constellation ervoor, zal helder en kort schijnen, miljarden uit het budget zuigen voordat ze bezwijken onder de opeenhoping van kostenoverschrijdingen, slechte planning en ongebreidelde politieke manoeuvres.

Het belangrijkste argument voor bezorgdheid draait om het ontbreken van een solide plan. Momenteel, de vroege SLS is gepland om bijna-orbitale vluchten te maken. Latere missies zijn vaag beschreven als gericht op asteroïden, Mars-missies en 'deep space'-verkenning; details, echter, schetsmatig blijven, en er zijn geen expliciete plannen opgesteld om aan deze uiteenlopende missieprofielen te voldoen. Er is ook geen blauwdruk voor hoe ze te verbinden in een logische reeks van onderzoeks- en ontwikkelingsstappen.

Critici hebben verder betoogd dat de ontwerpspecificaties zo in beweging blijven dat ze het tijdschema van de missie in gevaar brengen. De eis om shuttlemotoren en boosters opnieuw te gebruiken, bijvoorbeeld, betekent dat de eerste SLS-missies shuttle-achtige omstandigheden vereisen, structuren, uitrusting en ontwerpen voor lancering, die in strijd zouden kunnen zijn met de lanceringsvoorwaarden die vereist zijn voor latere missies, geïmplementeerd nadat de reserveonderdelen van het shuttleprogramma opraken en worden vervangen door nieuwere ontwerpen.

Met andere woorden, vroege voortgang in het programma zou in de verkeerde richting kunnen gaan.

Dan zijn er de missies. Hoewel sommigen het niet erg vinden om tientallen miljoenen dollars per stoel te moeten uitgeven voor Amerikaanse astronauten om "met de Russen mee te liften" naar het International Space Station (ISS), vooral in het licht van de recente lanceringsproblemen, de SLS is misschien geen beter alternatief [bron:Simberg, "3 vragen"; Simberg, "NASA's ruimte"]. Commerciële bedrijven die nabij-aarde orbitale vaartuigen ontwikkelen die het ISS kunnen onderhouden, zijn goed op weg; NASA helpt hun ontwikkeling te financieren. Critici wijzen erop dat, eenmaal actief, deze schepen zullen meerdere keren per jaar varen, overwegende dat de SLS naar verwachting een of twee keer per jaar zal worden gelanceerd, als dat. Inderdaad, op 13 september 2011, Rep. Dana Rohrabacher uit Californië gaf NASA opdracht om een ​​alternatief plan voor de SLS te beoordelen, een waarbij een brandstofdepot in een baan om de aarde wordt geparkeerd om commerciële raketten te ondersteunen.

Met bijna-aardemissies in het ongewisse, die de SLS verlaat om missies naar asteroïden of Mars uit te voeren, beide vooruitzichten met dubieuze politieke steun op lange termijn. Zelfs in de veronderstelling dat het programma de lange jaren en het politieke getouwtrek kan doorstaan ​​die nodig zijn om dergelijke missies tot een goed einde te brengen, de vraag blijft nog steeds:zouden dergelijke projecten beter zijn gediend met een meer gericht programma - of programma's?

Met te veel koks, wispelturige congres- en administratieve ondersteuning, en geen werkelijke missies die momenteel zijn gepland of gefinancierd, kan NASA het Space Launch System van de grond krijgen? Als niet, kan het Amerikaanse ruimteprogramma weerstaan ​​aan een nieuwe valse start? De tijd zal het leren.

Voor nu, het is geruststellend voor ruimteliefhebbers om te weten dat de continuïteit van meer dan 40 jaar aan kennis op het gebied van ruimtevaarttechniek niet verloren zal gaan en dat Amerika zijn rol in de ruimte niet volledig heeft afgezworen.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Hoe asteroïdengordels werken
  • Hoe astronauten werken
  • Hoe het internationale ruimtestation werkt
  • Hoe de maan werkt
  • Hoe werkt de landing op Mars?

Meer geweldige links

  • NASA - verkenning van de menselijke ruimte
  • NASA - Orion multifunctioneel bemanningsvoertuig
  • Space Launch System Leuke weetjes

bronnen

  • Booz Allen Hamilton. "Onafhankelijke kostenbeoordeling van het Space Launch System, Multifunctioneel bemanningsvoertuig, en 21st Century Ground Systems-programma's:samenvatting." 19 augustus, 2011. (23 september 2011) http://www.nasa.gov/pdf/581582main_BAH_Executive_Summary.pdf
  • CBS-nieuws. "Russische raketvlucht:$ 63 miljoen per astronaut." 15 maart, 2011. (20 september, 2011) http://www.cbsnews.com/stories/2011/03/15/business/main20043308.shtml
  • Chan, Bryan. "Panorama:de Canoga Park-faciliteit waar de motoren van de Space Shuttle werden gebouwd." Los Angeles Times. 24 juni 2011. (20 september, 2011) http://www.latimes.com/business/la-fi-space-shuttle-legacy-pano, 0, 4326960.htmlverhaal
  • Chang, Kenneth. "NASA onthult nieuw raketontwerp." De New York Times. 14 september 2011. (22 september 2011) http://www.nytimes.com/2011/09/15/science/space/15nasa.html?pagewanted=all
  • Nasa. "Apollo Operations Handbook." 15 okt. 1969. (22 september, 2011) http://history.nasa.gov/alsj/alsj-CSMdocs.html
  • Nasa. "Constellation Program:America's Spacecraft for a New Generation of Explorers The Orion Crew Exploration Vehicle." (23 sept. 2011) http://www.lpi.usra.edu/lunar/constellation/orion/factsheet.pdf
  • Nasa. "Toonaangevend ontwerp en engineering." (19 september, 2011) http://www.nasa.gov/exploration/systems/mpcv/design.html
  • Nasa. "NASA kondigt ontwerp aan voor nieuw deep Space-verkenningssysteem." 14 september 2011. (19 september, 2011) http://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/sls1.html
  • Nasa. "De Orion-servicemodule." 30 maart 2010. (23 september, 2011) http://microgravity.grc.nasa.gov/Orion/ServiceModule/
  • Nasa. "Voorlopig rapport over NASA's Space Launch System en Multi-Purpose Crew Vehicle in overeenstemming met sectie 309 van de NASA Authorization Act van 2010 (P.L. 111-267)." januari 2011. (22 sept. 2011)
  • Nasa. "Overzicht Spaceshuttle." NSTS 1988 News Reference Manual. 31 augustus 2000. (21 september, 2011) http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/stsover.html
  • Nasa. "US Space Launch System (SLS) Leuke weetjes." (20 sept., 2011) http://www.nasa.gov/pdf/588413main_SLS_Fun_Facts.pdf
  • Niemeyer, Kyle. "De (huidige) toekomst van de menselijke ruimtevlucht:het ruimtelanceersysteem." Ars Technica. 19 september 2011 (20 september, 2011) http://arstechnica.com/science/news/2011/09/the-current-future-of-human-spaceflight-the-space-launch-system.ars
  • Simberg, Rand. "3 vragen over NASA's nieuwe Heavy-Lift Rocket Plan." Populaire mechanica. 23 juni 2011. (19 september, 2011) http://www.popularmechanics.com/science/space/rockets/3-questions-about-nasas-new-heavy-lift-rocket-plan
  • Simberg, Rand. "NASA's Space Launch System onthuld:analyse." 14 september 2011. (19 september, 2011) http://www.popularmechanics.com/science/space/nasa/nasas-space-launch-system-unveiled-analysis-6432937
  • Simberg, Rand. "Obama's controversiële onthulling van een nieuwe NASA:analyse." Populaire mechanica. 15 april, 2010. (19 september, 2011) http://www.popularmechanics.com/science/space/nasa/obamas-new-nasa-speech
  • Amerikaanse vertegenwoordigers Gene Green, Al Groen, John Culberson en Pete Olson. "Een nieuw tijdperk van verkenning van de ruimte." Houston Chronicle (redactie). (22 sept. 2011) http://www.chron.com/opinion/outlook/article/A-new-era-of-space-exploration-2178515.php

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. S-fase: wat gebeurt er tijdens deze subfase van de celcyclus?
  2. Wat zijn de twee belangrijkste functies van nucleïnezuur in levende wezens?

    Nucleïnezuren zijn kleine stukjes materie met grote rollen om te spelen. Genoemd naar hun locatie - de kern - deze zuren dragen informatie die cellen helpt bij het maken va

  3. Mitosis: definitie, stadia en doel
  4. Waarom zijn de Neanderthalers uitgestorven?
  5. Waarom zijn de roze meren van Australië roze?
  6. Wat is een gemakkelijke manier om spieren in het menselijk lichaam te onthouden?
  7. Soorten monomeren
  8. Is Rust Dust schadelijk?
  9. Welke landen hebben de kleinste persoonlijke ruimte?

Wetenschap