|
Space Launch System
A Space Launch System, röviden SLS amerikai szupernehéz hordozórakéta, amely felhasználja az űrsikló program alkatrészeit. Ez a rakéta része a NASA mélyűri felfedezési terveinek,[1][2] beleértve az emberes küldetéseket a Marsra.[3][4][5] Az SLS a törölt Constellation programot követi, és a rendszerből kivont űrsiklókat helyettesíti. A NASA 2010-es végrehajtási rendelete egy olyan eszközt vizionál, amely a Constellation program Ares I és Ares V terveit alakítja át egyetlen rakétává, tehát használható asztronauták és rakomány űrbe juttatására is. A terv hasonló, mint az Ares IV rakétáé. Az SLS hajtóereje nagyobb lesz, mint a Saturn V-é, bár a terhelhetősége alacsonyabb. Ha egy másik szupernehéz rakéta, a Starship kifejlesztése sikeres, akkor nem ez a hordozóeszköz lesz a legerősebb, ami valaha készült.[6] Az SLS teljesítőképességét a küldetések között tovább fejlesztik. A kezdeti Block 1-es verzió tervek szerint 95 tonna rakományt tud majd alacsony Föld körüli pályára állítani, ami növelve lesz a Block 1B verzió és az Exploration Upper Stage megjelenésével.[7] A Block 2 majd az űrsikló programból származó gyorsítórakétákat cseréli le fejlettebb gyorsítórakétákra, és az eredeti terhelhetőséget 130 tonnára növeli. Ezek a fejlesztések megnyitják az utat azelőtt, hogy az SLS asztronautákat vagy rakományt szállítson alacsony Föld körüli pályán túlra: visszatérő pályán a Holdhoz, az Exploration Mission 1 és 2 részeként a Block 1-gyel; a Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) elemeit Hold körüli pályára a Block 1B-vel; a Marshoz a Block 2-vel.[5] Az SLS fogja az Orion űrhajót az űrbe juttatni, és ha szükséges, legénységet is tud szállítani a Nemzetközi Űrállomásra. Az SLS a NASA Kennedy Űrközpontjának létesítményeiből startol. Tervezés és kivitelezés A NASA 2011. szeptember 14-én bejelentette a tervválasztását egy új hordozórakéta-rendszerre, lefektetve azt, hogy az eszköznek, az Orion űrhajóval együtt,[8] képesnek kell lennie az ügynökség asztronautáit messzebb vinni, mint valaha, illetve biztosítania kell az alapkövét az Egyesült Államok további emberes űrkutatási szándékainak.[9] Az SLS korai munkálataiban több változat elkészítését tervezték, többek között egy Block 0 változatot három főhajtóművel,[10] egy Block 1A változatot, ami a második fokozat helyett a gyorsítórakéták tolóerejében újított volna,[10] valamint egy Block 2 verziót 5 főhajtóművel és egy különböző második fokozattal (Earth Departure Stage), amit akár három J-2X hajtóművel is felszereltek volna.[11] A NASA 2015 februárjában végzett számításai szerint a Block 1 és a Block 1B erősebb tolóerővel rendelkezik, mint ahogyan azt előzetesen eltervezték, így a Block 0 és a Block 1A változatok fejlesztését elvetették.[12] Három változatát tervezték az SLS hordozórakétának: Block 1, Block 1B és Block 2. Mindegyik ugyanazon első fokozatot fogja használni négy főhajtóművel, de a Block 1B egy erősebb második fokozatot, az Exploration Upper Stage-et (EUS) foglalja magában, a Block 2 pedig az EUS-t és a fejlesztett gyorsítórakétákat kombinálja. A Block 1-es rakéta rakomány kapacitása alacsony Föld körüli pályára 95 tonna, a Block 2-es rakétáé pedig 105 tonna.[13] A Block 2-es terhelhetősége (szintén alacsony Föld körüli pályára) 130 tonna, ami megközelíti a Saturn V teherbírását.[14] Az SLS 2013. július 31-én engedélyezve lett az Előzetes Tervezési Áttekintésen (Preliminary Design Review). A elemzés megvizsgálta az SLS terveinek összes részletét, nemcsak a rakétát és a gyorsítórakétákat, hanem a földi irányítást és a logisztikai előkészületeket is.[15] A végleges – kulcsfontosságú – engedélyt (Key Decision Point C) 2014. augusztus 7-én kapta meg a projekt és ezzel belépett a teljes körű fejlesztésbe.[16] Az legelső főfokozatra – amely az Artemisz-1 misszióban vesz részt – 2019 novemberében szerelték fel az utolsó főhajtóművet, az elektronika és az avionika felszerelése után a Stennis Űrközpontba lesz szállítva, hogy elvégezzék a Green Run tesztsorozatot.[17] Sorozatos késleltetések után az SLS tervezett tesztrepülésének dátuma – az Artemisz-1 misszió – 2021. április 18.[18] Felépítés Első fokozatA Space Launch System első fokozatának átmérője 8,4 méter és négy RS-25 hajtóművet használ.[10] A kezdeti rakétákra módosított RS-25D hajtóműveket szerelnek, amelyek az űrsikló programból maradtak meg.[19] A későbbi kilövésekre egy olcsóbb változatot terveznek, ami már abban a szellemben fog készülni, hogy nem lesz újra felhasználva.[20] A fokozat az űrsikló külső üzemanyagtartályából áll, úgy átalakítva, hogy rá lehessen szerelni a fő meghajtó rendszert (Main Propulsion System) és a felső részén a fokozatközi szerkezetet.[21] A fokozat a Michoud Összeszerelő Üzem (Michoud Assembly Facility) területén készül.[22] GyorsítórakétákŰrsikló programból származtatott gyorsítórakétákAz SLS Block 1 és a Block 1B változatai kettő, egyenként öt részből álló szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétát (SRB) fognak használni, amik az űrsiklók négy részből álló gyorsítórakétáin alapszanak. A változtatások magukban foglalják a középső szegmens hozzáadását, az új avionikát és az új szigetelést, ami megválik a régi azbeszttartalmú szigeteléstől és ami 860 kilogrammal csökkenti a gyorsítórakéta tömegét. Az ötrészes SRB 25%-kal több impulzust biztosít, mint a négyrészes, ellenben ez nem lesz begyűjtve (az űrsikló rakétáival szemben).[23] A gyorsítórakéták gyártója, az Orbital ATK, már sikeresen végrehajtott statikus teszteket az ötrészes gyorsítórakétával. A tesztek bizonyították, hogy a rakéták szélsőséges hőmérsékleteken (4 – 32 °C) is megfelelően működnek, valamint kvalifikálták őket a repülésre.[24][25][26] Fejlesztett gyorsítórakétákA Block 2-es változat már nem az ötrészes gyorsítórakétákat fogja használni, hanem a fejlesztett gyorsítórakétákat.[27] Ez az újítás a az Exploration Upper Stage kifejlesztése után valósul meg.[28] A NASA 2012-ben már azt tervezte, hogy pályázatot (Advanced Booster Competition) ír ki a gyorsítórakéták kivitelezésére.[28] A pályázatra több vállalat különbözőféle konfigurációval jelentkezett:
Végül 2014 közepén a Kennedy Űrközpont földi műveletek osztálya arról lett informálva, hogy az SLS egész fejlődése során szilárd hajtóanyagú rakétákat fog használni. A választás pedig az Orbital ATK fejlesztett gyorsítórakétáira esett.[12] Felső fokozatok Átmeneti folyékony-meghajtású fokozat (ICPS)A Block 1 az Átmeneti folyékony-meghajtású fokozatot (Interim Cryogenic Propulsion Stage) fogja alkalmazni felső fokozataként. A szerkezet egy öt méter átmérőjű átalakított Delta IV felső fokozat (Delta Cryogenic Second Stage), amit egy folyékony hidrogént és folyékony oxigént égető RL10B-2 hajtómű működtet.[32] Exploration Upper Stage (EUS)Az Exploration Upper Stage a Block 1B és a Block 2 felső fokozata, amelynek átmérője 8,4 méter és meghajtásra négy RL10C-1 hajtóművet használ. Ezek a hajtóművek szintén folyékony hidrogént és folyékony oxigént égetnek el.[33] Az EUS használatával 42%-kal több hasznos terhet lehet juttatni Hold körüli pályára, mint az ICPS-szel.[34] Hasznos teher kapacitás
Fordítás
Jegyzetek
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.jpg)
.svg)
Portal di Ensiklopedia Dunia
