Opbygning af NASAs fremtid

En af de største strukturer i verden, køretøjsbygningen ved Kennedy Space Center i Florida, er det sidste stop for rumfærgen, før den rulles ud til affyringsrampen. Men med pendulerne, der er planlagt til at gå på pension i 2010, er den massive bygning allerede blevet hjemsted for NASAs næste løfteraket.

Stålstykker, der udgør det meste af Ares I-X, er samlet i High Bay 4 i samlingsbygningen. De fem cylindre repræsenterer mellemtrinnet og det øverste trin i Ares I; det sidste stykke er den dartformede mock-up af besætningskapslen. (Se flere billeder.)

Ares-raketterne er en afgørende del af Constellation-programmet, NASAs plan for nye bemandede flyvninger til månen og muligvis til Mars og videre. I modsætning til sine forgængere vil Ares bruge separate løfteraketter til at transportere last og mandskab. Ares I vil bære mennesker til rummet, mens Ares V vil transportere hardware i stor skala, såsom genstande, der er nødvendige for at etablere en månebase.

Denne historie var en del af vores juli 2009-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Ares I-X, den første løfteraket, der er blevet testet i næsten fire årtier, sidder i enorme stykker i montagebygningen og afventer en testflyvning planlagt til slutningen af ​​august. Denne flyvning vil give os mulighed for at fastgøre designet af Ares I og eliminere usikkerheder, så alle vil føle sig mere komfortable, når den første raket flyver med mennesker på den, siger Jon Cowart, souschef for Ares I-X-projektet hos Kennedy. Hovedmålet er at indsamle data i løbet af de første to minutter af opstigningen, hvor raketten er mest sårbar over for fejl. Til det formål inkluderer IX en blanding af rigtige og simulerede systemer og er udstyret med omkring 700 sensorer, der vil måle belastning, tryk, vibrationer, temperatur, akustik, belastning og bevægelse på forskellige punkter på raketten og på forskellige stadier af flyvningen . Sensorerne vil indsamle information om rakettens ydeevne i de hårdeste dele af atmosfæren, om adskillelsen af ​​dens stadier og om genopretningen af ​​dens boostere.

I stykker
At komme ind i High Bay 4 er som at gå ind på et kæmpe indendørs stadion. Midt i bugten sidder fem store stålcylindre, kaldet stakke, der skal samles til Ares I-X. Omkring dem er et tilsyneladende tilfældigt udvalg af kraner, værktøjskasser, bærbare computere og rullestole.

Multimedier

• Se en animeret flyvning af en Ares I-raket.

• Se en animeret flyvning af en Ares V-raket.

Den første fase af Ares I vil omfatte en enkelt, fem-segment solid raketbooster. Dens design er afledt af rumfærgen, som bruger to fire-segments solide raketboostere, og den vil brænde det samme specielt formulerede drivmiddel. Vi ønskede ikke at starte forfra, siger Steve Cook, leder af Ares-projektkontoret på NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, AL. Vi tog det bedste fra fortiden og kombinerede det med moderne teknologi. Ares I-X vil kun bruge en fire-segment genanvendelig solid raket booster, med en dummy femte segment stablet ovenpå. Det falske segment markerer begyndelsen af ​​den første stak og ligger i flere stykker af samme størrelse, alle solide hvide. (Den femte raketmotor vil tillade Ares I at løfte mere vægt og nå en højere højde, men den er ikke nødvendig til testflyvningen.)

Nær den nederste del af femte-segment-simulatoren er det første trins avionikmodul, som vil styre komponenterne i boosteren og kommunikere med det øverste trin. For eksempel vil modulet sende signalet til at affyre motorerne, styre køretøjets flyvevej ved at flytte motordysen, starte booster-separationssekvensen og styre faldskærmsgenopretningssystemet. Modulet vil også indsamle vigtige testflyvedata, specifikt om flyvekontrolsystemets ydeevne. I det endelige design vil flyelektronikken dog blive anbragt i det øverste trin af raketten, da drivmiddel vil fylde det femte segment.

Monteret oven på den femte segments simulator er det forreste skørt og dets forlængelse, som holder faldskærmsgenvindingssystemet; det vil tillade den første fase, efter at være brudt væk fra den øverste fase, at sprøjte sikkert ned i havet, hvor den kan genvindes til genbrug. Systemet består af en computer, der udløser adskillelse, en lille sprængladning, der skærer metallet, og fem faldskærme.

Ares' boostere er tungere end rumfærgens boostere og vil falde fra en højere højde, så de vil falde hurtigere. For at kompensere er løftefartøjets faldskærme meget større og stærkere, men takket være nye materialer er de lettere. Faldskærmene udsendes i tre etaper, startende når raketforstærkerne når en højde på omkring 4.500 meter. Den trinvise implementering vil ikke kun bremse boosterne for splashdown, men også manøvrere dem til den passende position for at forhindre skade.

Helt i toppen af ​​den 24 meter høje stak hviler mellemtrinnet, som markerer begyndelsen af ​​det øverste trin og holder systemet designet til at styre de kræfter, der får raketten til at rotere under flyvningen. Mellemtrinnet i Ares I vil også bære rakettens J-2X-motor, som vil drive det øverste trin; den vil ikke blive simuleret til testflyvningen, selvom dens vægt tages i betragtning.

De næste tre stakke simulerer formen og vægten af ​​resten af ​​det øverste trin. Stak to, som er den korteste, repræsenterer tanken med flydende ilt. Ingeniører brugte stålballastplader til at tage højde for brændstoffets vægt. Stak tre, som er næsten 14 meter høj, har NASA-logoet og tre emblemer, der identificerer missionen. Til testflyvningen er denne stak rent strukturel og vil forblive tom. I Ares I vil den dog huse det meste af tanken med flydende brint, samt flycomputeren og flyelektronikken, der styrer alle aspekter af flyvningen. Stak fire, som viser det amerikanske flag, står for resten af ​​brinttanken, som vil spænde over begge stakke; den er også fyldt med stålballastplader.

Den sidste stak af Ares I-X er den dartformede mock-up af Orion-besætningsmodulet og opsendelsesafbrydelsessystemet. Det øverste trin og besætningsmodulet vil udgøre en fjerdedel af den samlede rakets højde; til Ares I-X-flyvningen vil den bære mange af de mest kritiske sensorer. Men efter adskillelse vil ingeniørerne have samlet de data, de har mest brug for, så disse dele vil falde ukontrolleret og sprøjte ud i Atlanterhavet.

Noget montering påkrævet
Inde i forsamlingsbygningen vil Ares I-X komme til live. Inden de er færdige, vil ingeniører have brugt flere uger på at stable rakettens komponenter og forsigtigt manøvrere det ene stykke oven på det andet med massive kraner. Den færdige Ares I-X vil være næsten identisk med Ares I udefra: en slank, to-trins raket med besætningsmodulet på toppen, så langt væk fra fremdriftssystemet som muligt. For at gøre testflyvningsdataene så nøjagtige som muligt, vil de også være ens i masse og størrelse, være cirka 99 meter høje, varierende fra 3,7 til 5,5 meter i diameter, og veje omkring 816.000 kg, når de er fuldt brændstof.

Yderligere tre ubemandede testflyvninger er planlagt efter lanceringen i august. Ares IY vil være identisk med den endelige raket – intet simuleret – og er foreløbigt planlagt til opsendelse i 2013. Orion 1 og 2 opsendelserne, designet til at teste besætningsmodulet, er planlagt til det følgende år, og den første bemandede opsendelse af Ares Jeg er indstillet til 2015.

NASA satser sin fremtid på langsigtet udforskning, bevæger sig ud over lavt kredsløb om Jorden og bruger Ares-raketterne for at komme dertil. Rumfærgen har været en fantastisk maskine, men vi har brug for et køretøj [med] bedre sikkerhed og pålidelighed og med flere muligheder, siger Cook. Ares I vil have større rækkevidde end rumfærgen og vil koste mindre at vedligeholde og opsende, siger han, så det bliver muligt at vove sig længere ud i rummet og oftere. Når Ares V er færdig, håber NASA at bygge en forpost på månen, der opretholder en menneskelig tilstedeværelse der i 2020. Basen vil give dem mulighed for at forske i og teste nye teknologier, der er nyttige til bemandet udforskning af Mars. Siger Cook, det er det, vi kom til NASA for at gøre.

skjule