Vuonna 2007, kun Tähdistöohjelma paluu Kuuhun oli edelleen NASA: n ennätysohjelma, Lockheed Martin -ryhmä ryhtyi tutkimaan, kuinka he voisivat käyttää Orionin kuunkapselia lähettääkseen ihmisiä matkalle asteroidiin. Alun perin tämä suunnitelma - nimeltään Plymouth Rock - oli vain tutkimus selvittääkseen, kuinka Orionin kanssa toteutettava asteroidimissio voisi mahdollisesti täydentää Constellationin kuunopetussuunnitelmien perustasoa.
Nyt siitä on tullut paljon muuta.
NASATech.net-sivuston John O’Connorin ansiosta pystymme näyttämään sinulle joitain näkymiä Orion MPCV: stä Lockheed Martinin tiloissa Boulderissa, Coloradossa. Jos napsautat kuvia, sinut viedään NASATech-verkkosivustoon ja erittäin suuriin versioihin, joista voit panoroida ja nähdä uskomattomia yksityiskohtia MPCV: stä ja rakennuksesta.
Kun peruutettiin Constellation helmikuussa 2010, kaksi kuukautta myöhemmin presidentti Obama kertoi lähettävänsä astronautit läheiseen asteroidiin vuoteen 2025 mennessä ja menemään Marsille 2030-luvun puoliväliin mennessä.
NASA vahvisti toukokuussa 2011, että näiden operaatioiden keskipiste on Orion - nykyään nimeltään Orion MultiPurpose Crew Vehicle. Uusittu Orionin kuorma-auto menisi nyt asteroidiin, aivan kuten Josh Hopkins ja hänen tiiminsä Lockheed Martinista kuvasivat Plymouth Rock -tutkimuksessaan.
Hopkins on johtava tutkija edistyneissä inhimillisten tutkimusmatkoissa, ryhmä insinöörejä, jotka kehittävät suunnitelmia ja konsepteja moniin tuleviin inhimillisten tutkimusmatkoihin.
”Tavallisesti, kun otat avaruusaluksen tai laitteiston, joka on suunniteltu yhdeksi työksi, ja yrität selvittää, kuinka sitä voidaan käyttää toiseen työhön, huomaat, että kaikki nämä yksityiskohdat eivät toimi oikein, ”Hopkins kertoi Space Magazinelle. "Mutta olimme iloisesti yllättyneitä siitä, että kun otimme tämän Orionin kuukausiversion ja käytimme sitä asteroidioperaatioon, se on todella joustava ja kykenevä ajoneuvo ja monet vaatimukset kuunoperaatiolle vastaavat melko hyvin asteroidioperaatiota."
Plymouth Rock -suunnittelu kehotti käyttämään kahta nenästä nenään kiinnitettyä erityistä modifioitua Orion-avaruusalusta, jotta saadaan riittävästi asuintilaa, työntövoimaa ja elämäntukea kahdelle asteroidille suuntautuvalle astronautille. Mutta NASA on sanonut, että MPCV: tä käytetään ensisijaisesti laukaisuun ja sisäänpääsyyn, kun taas suurempi asuntoyksikkö kiinnitetään MPCV: hen, jotta 4-miehinen voi matkustaa syvään avaruuteen.
Shuttle-astronautti Tom Jones oli vaikuttunut Plymouth Rock -konseptista, mutta tietää, että asteroidimatkalle tarvitaan suurempi seura-auto. "Plymouth Rock on minimalistinen lähestymistapa asteroidioperaation toteuttamiseen", hän sanoi. "Tämä on yksi tapa ratkaista irtisanomisongelma lyhyellä aikavälillä."
Mutta jopa avaruudessa tapahtuvan elinympäristön kehittäminen voisi olla kysymys jo olemassa olevien asioiden uudelleen pakkaamisesta. ”Hab-moduuli voidaan johtaa suoraan siitä, mitä olemme tehneet avaruusasemalle, tai se voi olla kaupallinen puhallettava, kuten Bigelowista, jotta kaupallinen asema tai hotelli voisi kokeilla sitä seuraavan 10 vuoden aikana, niin että olla esitelty tekniikka ”, Jones sanoi.
"Pohjimmiltaan kompromissi suuremman avaruudessa tapahtuvan elinympäristömoduulin ja kaksois Orion-lähestymistavan välillä on, että omalla erillisellä elinympäristöllä sinulla on enemmän asuintilaa, enemmän säilytystilaa ja on mahdollista, että se olisi parempi suorittaa avaruuskävelyä", sanoi. Hopkins. "Mutta sitten sinun on investoitava järjestelmän kehittämiseen liittyvät kustannukset."
Hopkins lisäsi, että kun hän ja hänen ryhmänsä alun perin suunnittelivat Plymouth Rock -operaation, he yrittivät selvittää, kuinka tehdä asteroidioperaatio mahdollisimman vähän. Kahden Orionin käyttö oli halvempaa kuin asteroidimissioon erikoisen moduulin kehittäminen.
"Plymouth Rock: lle olimme ilmaisseet tarvetta lisätä pohjimmiltaan ruuan, veden, hapen ja varastoinnin määrää avaruusaluksissa, ja osa siitä saavutetaan sillä, että meillä on kaksi avaruusalusta", Hopkins sanoi.
Toistaiseksi NASA ei ole vielä muuttanut monia MPCV: lle asetettuja vaatimuksia siitä, mitä ne olivat aikaisemmin kuussa käytettävälle ajoneuvolle, ja tehtävän suunnittelun muuttuessa MPCV saattaa olla mahdollista. Mutta toistaiseksi kuun suunnittelu näyttää toimivan, ja Hopkins sanoi, että Orionissa on jo useita suunnittelupiirteitä, jotka tekevät siitä erittäin kykenevän syvän avaruusaluksen ajoneuvoksi.
Kuunoperaatioita varten Orion suunniteltiin käytännössä 21 päivään miehistön ollessa aluksella, joka meni Maasta Kuuhun ja takaisin ja jolla oli suunnilleen kuuden kuukauden ”loiter-aika” miehistön ollessa alas kuun pinnalla. Tämä skenaario toimisi asteroidimatkalla, koska miehitetty lento asteroidiin olisi todennäköisesti noin kuuden kuukauden edestakainen matka määränpäästä riippuen.
"Joten sellaisissa asioissa kuin luotettavuus, matkustamon ilmakehän vuoto ja suoja säteilyltä ja mikrometeoriiteilta, Orion on jo suunniteltu laitteistojen 6-7 kuukauden tarkastuskäynteihin", Hopkins selitti. "Sitä ei vain ole suunniteltu pitämään ihmisiä niin pitkään aikaan."
Orionilla on pikemminkin aurinkopaneeleja kuin Apollon kaltaisia polttokennoja, jotka mahdollistavat pidemmät tehtävät. Toinen suuri myyntikohta on, että MPCV on suunniteltu kymmenen kertaa turvallisemmaksi nousun ja sisäänmenon aikana kuin edeltäjänsä, avaruussukkulan.
"Paluunopeudet ovat vain hiukan nopeammat asteroidioperaatiossa kuin kuunoperaatio", Hopkins sanoi, "mutta nykyisen lämpösuojausjärjestelmän, jonka meillä on, pitäisi pystyä käsittelemään sitä."
MPCV: n sisällä on 9 kuutiometriä asuttavaa tilaa. "Se ei ole rakenteen paineistettu kokonaistilavuus, mutta tietokoneiden, istuimien ja tarvikkeiden jälkeen jäljellä oleva tila otetaan huomioon", sanoi Hopkins. "Se on noin kaksi kertaa suurempi kuin nykyaikainen pakettiauto, kuten Toyota Sienna."
Yksi iso haaste on selvittää, kuinka jokainen nurkka ja kallio pakata paljon tarvikkeita pieneen tilaan, koska Orion voisi toimia eräänlaisena varastona. "Mielestämme on mahdollista", Hopkins sanoi. "Olemme tehneet ensimmäiset laskelmat, joiden avulla voimme pakata kohtuullisen määrän tilaa, mutta se olisi melko tiukasti sopiva ja meidän on myös mietittävä toissijaisia asioita, jotka on sisällytettävä mukaan, jotta työ olisi käynnissä."
Logistisesti Orion MPCV voisi jopa tukea EVA: n tekemistä kapselin luukusta.
"Meillä on luukku, joka on riittävän suuri, jotta avaruuspukuun astronautti voi päästä ulos", Hopkins sanoi, "ja avaruusaluksen sisäiset järjestelmät on suunniteltu kestämään matkustamon paineettomuus. Emme luota ilmankiertoon kuljettaaksesi lämpöä pois elektroniikasta - heillä on omat kylmälevyt lämmön poistamiseksi. Nupit on suunniteltu käytettäväksi kosketusvaatekäsineiden kanssa, ei vain paljain käsin. Monet nuo ominaisuudet vain kehittivät olevan melko sovellettavissa asteroidimissioon, koska se oli suunniteltu samanlaisiin joukkoon vaatimuksia. "
Hopkins tietää Orionin ja avaruudessa tapahtuvan elinympäristön vaatimukset ja kyvyt todennäköisesti muuttuvan ajan myötä, määränpäästä ja aikajanasta riippuen. ”Jos suunnitelma on mennä marssikuukauden tai kaukana olevien asteroidien kuukausille suhteellisen pian, esimerkiksi 2020-luvun lopulla tai 2030-luvun alkupuolella, saatat mennä eteenpäin ja rakentaa suhteellisen suuren, avaruusympäristössä kykenevän, koska tarvitset sitä ehdottomasti niille, joille kauemmat tehtävät. Mutta jos idea menisi helpoimpiin asteroideihin päästäkseen ja tekemään se suhteellisen pian, saatat tarttua pienempään yksinkertaisempaan luontotyyppimoduuliin tai ehkä jopa kaksois-Orion-lähestymistapaan. ”
Kun MPCV palaa tehtävästä asteroidiin, se laskeutuu todennäköisesti Tyynellemerelle. NASA on aloittanut jonkin verran NASA: n Langley-tutkimuskeskuksessa todistamaan ajoneuvon veden laskeutumista varten. Insinöörit ovat pudottaneet 22 000 punnan MPCV-mallin valuma-alueelle. Testiesine on kooltaan ja muodoltaan samanlainen kuin MPCV, mutta on jäykempi, jotta se kestää useita tippoja. Jokaisella testillä on erilainen pudotusnopeus edustamaan MPCV: n mahdollisia pääsyolosuhteita veden laskeutumisen aikana.
Joten kun nämä testit tapahtuvat ja kun Hopkins ja hänen ryhmänsä Lockheed Martin työskentelevät ja testaavat Orion MPCV: tä, NASA yrittää edelleen päättää raskaan nostojärjestelmän, joka pystyy saattamaan ihmiset matalan maapallon kiertoradan yli, eikä he ole nimetty kuka tahansa johtaa ihmisen tehtävän suunnittelua asteroidiin. NASA: n verkkosivustolla ei ole edes virallisia tietoja ihmisen asteroiditehtävästä; siinä mainitaan vain ”maapallon kiertoradan ulkopuolella” seuraavana ihmisten pysähdyspaikkana.
"Puhumme jostakin, joka tapahtuu vuonna 2025, joten emme ole edes päättäneet avaruusaluksesta", sanoi Michael Braukus NASA: n tutkimusjärjestelmien operaatio-osastolta puhelimitse. ”Suunnittelemme asteroidioperaation tapahtumista; on vain, että emme ole nimenneet henkilöä, joka olisi vastuussa itse asteroidioperaatiosta. Orion MPCV on rakenteilla ja odotamme avaruuteen laukaisujärjestelmän päätöstä, joka on rakettina, joka kuljettaa sen syvään avaruuteen. Etenemme tiellä, mutta emme ole vielä saavuttaneet pistettä missä olemme tosiasiallisesti nimenneet jonkun aloittamaan kehittämisen. "
Joten se näyttää olevan NASA: n nykyinen suurin este ihmisten asteroiditehtävälle: päätöksenteko avaruusauhoitusjärjestelmästä.
Tämän sarjan edellinen artikkeli: Ihmisoperaatio asteroidiin: Miksi NASAn pitäisi mennä?
Voit seurata Space Magazine -lehden päätoimittaja Nancy Atkinsonia Twitterissä: @Nancy_A. Seuraa Space Magazine -lehteä saadaksesi viimeisimmät avaruus- ja tähtitiedeuutiset Twitterissä @universetoday ja Facebook.
