Первый лунный форпост
 | |
| Обзор программы | |
|---|---|
| Страна | Соединенные Штаты |
| Организация | НАСА |
| Цель | Исследование Луны с экипажем |
| Статус | Предложено и отменено |
| История программы | |
| Расходы | Смета расходов (1992 г.) Общий объем разработки: 12,8 млрд долларов США.
Общий объем производства: 12,2 миллиарда долларов.
|
| Продолжительность | Учеба: 1992-1993 гг. |
| Первый полет | 2011 |
| Сайт(ы) запуска | Космический центр Кеннеди |
| Информация об автомобиле | |
| Транспортное средство(а) с экипажем | Аппарат прямого восхождения "Орел" |
| Ракета-носитель (и) | Комета HLLV |
«Первая лунная застава» представляла собой предложение о пилотируемой лунной миссии, которая должна была стартовать где-то в 2010-х годах. Это было частью Инициативы Джорджа Буша - старшего по исследованию космоса . Основная цель предложения заключалась в том, чтобы предложить гораздо более дешевую альтернативу 90-дневному исследованию НАСА 1989 года, в 30 миллиардов долларов США. Хотя оно не привлекло большого внимания общественности, НАСА посвятило много времени составлению очень подробного и тщательного предложения. Однако вся Инициатива по исследованию космоса была отменена вскоре после завершения предложения, и НАСА пришлось закрыть Управление космических исследований в марте 1993 года. [1]
Обзор
[ редактировать ]Первый лунный пост (FLO) был наиболее полным лунной базы исследованием в рамках Инициативы по исследованию космоса (SEI). Он должен был стать флагманом программы, с которой другие предложения, такие как ILREC должны были бы конкурировать . Концепция FLO включала в себя множество рекомендаций из отчета Стаффордского синтеза 1991 года, в основном использование класса «Нова» сверхтяжелой ракеты-носителя для минимизации сборки и операций на НОО и на поверхности Луны. FLO был серьезным отличием от предыдущих предложений SEI, поскольку аппарат был автономным и одноразовым, а не многоразовым и размещался за пределами космической станции Freedom. Конструкция была основана на массивных, но простых пусковых установках, способных одновременно нести огромное количество полезной нагрузки, а не на множестве небольших и сложных запусков. Это было сделано для снижения стоимости и времени разработки. Программа почти полностью состояла бы из существующих технологий, таких как Сатурн и космическая станция, и нужно было бы разработать только посадочный аппарат. [2]
Ракета-носитель
[ редактировать ]Основываясь на рекомендациях отчета Стаффордского синтеза, FLO полагалась бы на массивную -носитель на базе Сатурна, ракету известную как Комета . «Комета» могла бы вывести 254,4 тонны на низкую околоземную орбиту и 97,6 тонны на TLI, что сделало бы ее одним из самых мощных транспортных средств, когда-либо созданных. имени Маршалла НАСА Центр космических полетов изучил ракету «Комета» или возможную конфигурацию находившейся тогда в разработке Национальной стартовой системы с четырьмя ускорителями F-1A , добавленными к базовой двухступенчатой ракете NLS. Конструкция, созданная на основе Saturn V, состояла из стандартного Saturn V, но с новой третьей ступенью, удлиненными первой и второй ступенями и новыми боковыми ускорителями F-1. Двигатели будут обновлены до более новых вариантов F-1A и J-2S . Ожидалось, что затраты на разработку будут низкими, поскольку большая их часть будет просто возрождать производственное оборудование Apollo.
Рассматривался также ядерный вариант третьей ступени. Он будет использовать два двигателя тягой по 222,5 кН , что позволит уменьшить размер и вес лунной ступени впрыска, а также значительно уменьшить размер корабля в целом. В базовом исследовании вместо этого использовались химические двигатели, поскольку их разработка обойдется на 2 миллиарда долларов дешевле. Ядерный вариант будет разработан позже для поддержки пилотируемых полетов на Марс . И исследования подрядчика Boeing SEI, и отчет Stafford Synthesis рекомендовали НАСА инвестировать в технологию ядерных двигательных установок. НАСА К 2005 году Исследовательский центр Льюиса создал Управление ядерных систем для разработки и испытаний полностью функционального двигателя. Это, наряду с военным проектом Timberwind, возродило американскую программу ядерных двигательных установок впервые после отмены NERVA в 70-х годах. [3]
посадочный модуль
[ редактировать ]Десантный аппарат был спроектирован максимально простым и легким в эксплуатации. Он будет весить 93 526 кг (103 тонны) и оснащаться четырьмя двигателями РЛ-10 . В полностью развернутом состоянии его посадочные опоры растягиваются до 18,8 метра в ширину и достигают 14,1 метра в высоту. Для каждого полета с экипажем FLO потребуется только один запуск и одна машина. «Комета» отправит посадочный модуль по траектории к поверхности Луны, где он затем затормозит и приземлится с помощью своих двигателей. С поверхности спускаемый аппарат доставит капсулу экипажа прямо на Землю. Это было похоже на раннее Аполлона прямое восхождение . [4]
Этап спуска
[ редактировать ]Он весил 12 992 кг в сухом состоянии и 44 151 кг во влажном состоянии и мог перевозить 5 000 кг оборудования и грузов, а также возвращаемую на землю ступень массой 18 077 кг. Спускаемая ступень будет использоваться для выхода на лунную орбиту, а затем для вывода корабля с орбиты для посадки. Он будет самоуправляемым и не потребует пилотируемого экипажа. [4]
Этап восхождения
[ редактировать ]Астронавты будут летать в увеличенной капсуле «Аполлона» , она будет примерно на 5% больше. Это позволит ему доставить экипаж из четырех человек во время четырехдневного перехода на поверхность. Аппарат приземлился автоматически, потому что у астронавтов не было обзора поверхности, чтобы пилотировать его. Для возвращения на Землю будут использоваться три двигателя и гиперголическое топливо по соображениям безопасности. Астронавтам придется спуститься из капсулы экипажа по лестнице на платформу, прежде чем спуститься по лестнице на поверхность. [4]
Бесвинтовой грузовой вариант
[ редактировать ]Беспилотный грузовой посадочный модуль будет использоваться для транспортировки огромных объемов материала на поверхность Луны с целью строительства наземного аванпоста. Он будет нести первоначальный модуль среды обитания перед первой миссией с экипажем, а позже будет использоваться для доставки марсоходов и других сред обитания на поверхность. Беспилотная версия могла доставить на поверхность Луны полезный груз массой 35 894 кг. Это было бы полезно при доставке модуля среды обитания на базе станции. Более поздние миссии привезут оборудование ISRU для испытаний на поверхности Луны, прежде чем отправить технологию на Марс. [5]
Среда обитания, производная от станции
[ редактировать ]Модуль обитания будет весить 35,9 тонны, а его разработка будет стоить 470 миллионов долларов. Это была модифицированная версия стандартной космической станции «Свобода» конструкции среды обитания и лаборатории . После приземления ему не потребуется никакой дополнительной настройки, и он сможет самостоятельно развернуть свою солнечную батарею мощностью 20 кВт и выполнить собственную проверку системы. Он будет служить лабораторией биологических наук и анализа почвы. Его могли посещать экипажи на срок до 45 дней с интервалом в шесть месяцев. Более поздние экспедиции могут расширить базу, чтобы разместить больше экипажа и, в конечном итоге, иметь постоянный экипаж или использовать эту базу в качестве испытательного полигона для технологий дальнего космоса. [6]
Наземные операции
[ редактировать ]Местом посадки FLO должно было стать Море Смити , недалеко от экватора на восточном лимбе. Это первоначальное место посадки использовалось в качестве образца для демонстрации того, как будет выглядеть оптимальная миссия. Команда оценила другие посадочные площадки, чтобы увидеть, насколько гибким был дизайн. Они пришли к выводу, что: «За исключением некоторых специализированных мест, таких как лунные полюса, дно кратеров или других необычных местностей, научная нагрузка миссии и деятельность по выходу в открытый космос не будут сильно меняться от места к месту. Фактическое место посадки будет определено заранее. научным комитетом в течение многих месяцев». [7]
Оказавшись на поверхности, экипаж выполнит девять походов с использованием негерметичного марсохода из четырех человек . Каждый поход будет проходить на максимальную дальность 25 км, при этом они будут посещать основные географические объекты и собирать данные об этой местности. Каждый поход был разделен на сегменты, подходящие для одного восьмичасового выхода в открытый космос марсохода. Планировщики миссий надеялись, что за каждую миссию можно будет выполнить пять или шесть походов. Остальные незавершенные переходы будут оставлены на рассмотрение будущей миссии.
Разработчики миссии определили четыре основные дисциплины, на которых наземные команды сосредоточат свое внимание во время миссии: астрономия, геофизика, науки о жизни, а также физика космоса и солнечной системы. Астронавты также развернут несколько автономных научных полезных нагрузок по принципу «установил и забыл». Эти полезные нагрузки были:
- Комплекс геофизического мониторинга
- Пакет экспериментов по физике Солнечной системы
- Траверсный геофизический пакет
- Набор лунных геологических инструментов
- Лунный транзитный телескоп
- Малый солнечный телескоп
- Робототехнический комплекс для вездехода
- Пакет медико-биологических наук
Самой тяжелой из этих полезных нагрузок будет демонстрационный пакет использования ресурсов на месте (ISRU). Он состоял из нескольких экспериментов для астронавтов, чтобы продемонстрировать использование ресурсов на Луне, таких как нагрев лунного реголита для извлечения кислорода, что также станет основной целью следующей предложенной лунной миссии ILREC . Основное внимание при этом уделялось проверке технологии, которая будет иметь жизненно важное значение для пилотируемых полетов на Марс.
Вторая миссия будет сосредоточена не столько на разведке, сколько на установке дополнительного исследовательского оборудования, а также на обслуживании аванпоста. Основное внимание команды будет уделяться бурению на поверхности с использованием 10-метровой буровой установки для извлечения ресурсов и образцов. Они также начнут развертывание группы радиотелескопов, повторно посетят площадку оптического телескопа и переключят детекторы в качестве эксплуатационных испытаний.
Для миссии потребуются новые обновленные костюмы для выхода в открытый космос, которые были бы более удобными, имели лучшую мобильность и которыми было бы легче управлять. Существующие костюмы шаттла для выхода в открытый космос требовали тщательного обслуживания, и астронавтам приходилось предварительно дышать кислородом, чтобы избежать изгибов в результате пузырьков азота в кровотоке. Эта техника предварительного дыхания заняла бы слишком много времени и сделала бы невозможными такие вещи, как экстренный выход в открытый космос. [7]
Программа поиска первопроходцев раннего доступа к Луне
[ редактировать ]Программа-предшественник под названием « Ранний доступ к Луне» должна была работать в начале 2000-х годов и использовать «Ариан» ракеты и космические шаттлы для управления недорогой инфраструктурой исследования Луны. Это будет совместная миссия НАСА и ЕКА , которая послужит испытательным полигоном для FLO. В нем будет использоваться та же капсула экипажа, но посадочный аппарат меньшего размера, способный вместить экипаж из двух человек. «Спейс шаттл» будет нести корабль для исследования Луны, а « Ариан 5» (или «Титан IV» ) будет нести широкую ракетную ступень «Кентавр G» . Обе полезные нагрузки должны были встретиться и состыковаться на низкой околоземной орбите . «Кентавр» запустит двигатель, чтобы ускорить движение корабля по траектории к поверхности Луны. Чтобы сэкономить топливо, LEV будет совершать прямую посадку, а не выходить на парковочную орбиту. После завершения наземной миссии аппарат отделит два больших сферических десантных бака и поднимется прямо на Землю, снова минуя низкую лунную орбиту. [8]
Чтобы достичь грузоподъемности, необходимой для этой миссии, Ariane 5 потребуются еще два SRB , а космическому шаттлу понадобится легкий внешний бак Al-Li или усовершенствованные твердотопливные ракетные двигатели (ASRM) для доставки 25 720 кг полезной нагрузки на орбиту. 300-километровая орбита. Новый внешний бак в конечном итоге был изготовлен, но ASRM были отменены в 1994 году. Centaur G будет модифицирован так, чтобы он мог находиться на орбите 10 дней, а не несколько часов. Капсула экипажа будет такой же модернизированной капсулой Apollo, которая использовалась на FLO, но должна будет вмещать только экипаж из двух человек, что означало, что она могла бы нести дополнительные припасы и полезную нагрузку. [9]
Отмена СЭИ
[ редактировать ]1 апреля 1992 года Дэн Голдин стал администратором НАСА, и во время его пребывания в должности краткосрочные исследования человека за пределами околоземной орбиты были прекращены, а к роботизированным исследованиям космической науки была применена стратегия «быстрее, лучше, дешевле» .
Когда в сентябре 1996 года Национальный совет по науке и технологиям Белого дома опубликовал пересмотренную версию Национальной космической политики , в нем конкретно отсутствовало какое-либо упоминание об освоении человеком космоса за пределами орбиты Земли. На следующий день президент Клинтон во время предвыборной поездки по Тихоокеанскому Северо-Западу заявил, что миссия человека на Марс слишком дорогая, и вместо этого подтвердил приверженность Америки серии менее дорогостоящих исследований, тем самым исключив исследования человека из национальной повестки дня.
См. также
[ редактировать ]- Программа Артемида
- Инициатива по исследованию космоса
- Международная концепция исследования лунных ресурсов
- Использование ресурсов на месте
- Лунные ресурсы
- Лунный договор
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Первая лунная застава» . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 20 августа 2016 года . Проверено 8 января 2020 г.
- ^ «Космический обзор: последний лунный форпост (стр. 1)» . www.thespacereview.com . Проверено 9 января 2020 г.
- ^ «Первая лунная застава» . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 20 августа 2016 года . Проверено 9 января 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с «Космический обзор: последний лунный форпост (стр. 2)» . www.thespacereview.com . Проверено 9 января 2020 г.
- ^ «Концептуальная наземная миссия первой лунной заставы» (PDF) .
- ^ Бернхэм, Даррен Л. (1993). «Первая лунная застава». СПФЛ . 35 : 148–150. Бибкод : 1993СпФл...35..148Б . ISSN 0038-6340 .
- ^ Jump up to: а б «Космический обзор: последний лунный форпост (стр. 2)» . www.thespacereview.com . Проверено 10 января 2020 г.
- ^ «Исследования лунной базы - 1993: ранний доступ к Луне (ELA) | Национальное космическое общество» . 3 августа 2017 г. Проверено 9 января 2020 г.
- ^ «Исследования лунной базы - 1993: ранний доступ к Луне (ELA) | Национальное космическое общество» . 3 августа 2017 г. Проверено 10 января 2020 г.
