Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Space Launch System - den mest kraftfulde raket, der nogensinde er bygget

Grafik viser hele kuplen, tønde, ring- og motorkomponenter, der bruges til at samle de fem store strukturer i kernestadiet af NASAs Space Launch System (SLS) i blok 1-konfiguration. Kredit:NASA/MSFC

NASA er i en akavet mellemtid lige nu. Siden begyndelsen af ​​rumalderen, agenturet har haft mulighed for at sende sine astronauter ud i rummet. Den første amerikaner, der tog til rummet, Alan Shepard, foretog en suborbital opsendelse om bord på en Mercury Redstone-raket i 1961.

Så gik resten af ​​Mercury-astronauterne på Atlas-raketter, og så fløj Gemini-astronauterne på forskellige Titan-raketter. NASAs evne til at slynge mennesker og deres udstyr ud i rummet tog et kvantespring med den enorme Saturn V-raket, der blev brugt i Apollo-programmet.

Det er svært at forstå, hvor kraftfuld Saturn V var, så jeg vil give dig nogle eksempler på ting, som dette monster kunne lancere. En enkelt Saturn V kunne sprænge 122, 000 kg eller 269, 000 pund i lavt kredsløb om Jorden, eller send 49, 000 kg eller 107, 000 pund på en overførselsbane til månen.

I stedet for at fortsætte med Saturn-programmet, NASA besluttede at skifte gear og bygge den mest genanvendelige rumfærge. Selvom den var kortere end Saturn V, rumfærgen med dens dobbelte eksterne solide raketforstærkere kunne sætte 27, 500 kg eller 60, 000 pund i lav kredsløb om jorden. Ikke dårligt.

Og så, i 2011, rumfærgeprogrammet afsluttet. Og med det, USA's evne til at sende mennesker ud i rummet. Og vigtigst af alt, at sende astronauter til den kontinuerligt beboede internationale rumstation. Den opgave er faldet på russiske raketter, indtil USA genopbygger evnen til menneskelig rumflyvning.

Siden aflysningen af ​​shuttlen, NASA's arbejdsstyrke af ingeniører og raketforskere har udviklet det næste tunge løftekøretøj i NASA's række:Space Launch System.

Kredit:Universe Today

SLS ligner en krydsning mellem en Saturn V og rumfærgen. Den har de samme velkendte solide raketforstærkere, men i stedet for rumfærgens orbiter og dens orange eksterne brændstoftank, SLS har den centrale Core Stage. Den har 4 af rumfærgens RS-25 Liquid Oxygen-motorer.

Selvom to skytte-omløbere gik tabt i katastrofer, disse motorer og deres flydende oxygen og flydende brint fungerede perfekt til 135 flyvninger. NASA ved, hvordan man bruger dem, og hvordan man bruger dem sikkert.

Den allerførste konfiguration af SLS, kendt som blok 1, skulle have evnen til at sætte omkring 70 tons ind i Low Earth Orbit. Og det er kun begyndelsen, og det er kun et skøn. Over tid, NASA vil øge sine muligheder og affyringskraft for at matche flere og mere ambitiøse missioner og destinationer. Med flere lanceringer, de vil få en bedre fornemmelse af, hvad denne ting er i stand til.

Efter at blok 1 er lanceret, NASA vil udvikle Block 1b, hvilket sætter en meget større øvre scene oven på den samme kernescene. Dette øverste trin vil have en større kåbe og mere kraftfulde andet trins motorer, i stand til at bringe 97,5 tons i lavt kredsløb om Jorden.

Endelig, der er blok 2, med en endnu større lanceringsbeklædning, og mere kraftfuld øvre scene. Det skulle sprænge 143 tons i lav kredsløb om Jorden. Sandsynligvis. NASA er ved at udvikle denne version som en 130 tons-klasse raket.

Med denne store lanceringskapacitet, hvad kunne man gøre ved det? Hvilken slags missioner bliver mulige på en så kraftfuld raket?

NASAs Orion-rumfartøj. Kredit:NASA

Hovedmålet for SLS er at sende mennesker ud, ud over lavt kredsløb om Jorden. Ideelt til Mars i 2030'erne, men det kunne også gå til asteroider, månen, hvad end du kan lide. Og som du vil læse senere i denne artikel, det kunne også sende nogle fantastiske videnskabelige missioner derud.

Den allerførste flyvning for SLS, kaldet Exploration Mission 1, vil være at sætte det nye Orion besætningsmodul ind i en bane, der tager det rundt om månen. I en meget lignende flyvning til Apollo 8. Men der vil ikke være nogen mennesker, bare det ubemandede Orion-modul og en masse cubesats, der kommer med på turen. Orion vil tilbringe omkring 3 uger i rummet, inklusive omkring 6 dage i en retrograd bane omkring månen.

Hvis alt går godt, den første brug af SLS med Orion besætningsmodulet vil ske et stykke tid i 2019. Men også, bliv ikke overrasket, hvis den bliver skubbet tilbage, det er navnet på spillet.

Efter Exploration Mission 1, der er EM-2, hvilket skulle ske et par år efter det. Dette vil være første gang, mennesker kommer ind i et Orion-besætningsmodul og tager en flyvning til rummet. De vil tilbringe 21 dage i en månebane, og levere den første komponent af den fremtidige Deep Space Gateway, som vil være emnet for en fremtidig artikel.

Derfra, fremtiden er uklar, men SLS vil give mulighed for at placere forskellige habitater og rumstationer i cislunarrummet, åbne op for fremtiden for menneskelig rumudforskning af solsystemet.

Nu ved du, hvor SLS sandsynligvis er på vej hen. Men nøglen til denne hardware er, at den giver NASA rå kapacitet til at sætte mennesker og robotter ud i rummet. Ikke kun her på jorden, men på tværs af solsystemet. Nye rumteleskoper, robot opdagelsesrejsende, rovere, orbitere og endda menneskelige levesteder.

En kunstners fortolkning af NASAs Space Launch System Block 1-konfiguration med et Orion-fartøj. Kredit:NASA

I en nylig undersøgelse kaldet "The Space Launch System Capabilities for Beyond Earth Missions, "et team af ingeniører kortlagde, hvad SLS skulle være i stand til at sætte ind i solsystemet.

For eksempel, Saturn er en svær planet at nå, og det for at komme dertil, NASAs Cassini-rumfartøj skulle lave flere gravitationsslyngeskud rundt om Jorden og et forbi Jupiter. Det tog næsten 7 år at komme til Saturn.

SLS kunne sende missioner til Saturn på mere direkte bane, skærer flyvetiden ned til kun 4 år. Blok 1 kunne sende 2,7 tons til Saturn, mens blok 1b kunne lofte 5,1 tons.

NASA overvejer en mission til Jupiters trojanske asteroider. Disse er en samling af rumsten fanget i Jupiters L4/L5 Lagrange-punkter, og kunne være et fascinerende sted at studere. Når først de er sat ind i den trojanske region, en mission kunne besøge flere forskellige asteroider, prøvetagning af en bred vifte af sten, der beskriver solsystemets tidlige historie.

Blok 1 kunne bringe næsten 3,97 tons ind i disse baner, mens blok 1b kunne klare 7,59 tons. Det er 6 gange så meget som en Atlas V. En mission som denne ville have en krydstogttid på 10 år.

I en tidligere video, vi talte om fremtidige Uranus- og Neptun-missioner, og hvordan en enkelt SLS kunne sende rumfartøjer til begge planeter samtidigt.

En kunstners illustration af et 16 meter segmenteret spejlrumteleskop. Der er ingen faktiske billeder af LUVOIR, fordi designet endnu ikke er færdiggjort. Kredit:Northrop Grumman Aerospace Systems &NASA/STScI

En anden idé, som jeg virkelig godt kan lide, er et oppusteligt habitat fra Bigelow Aerospace. BA-2100-modulet ville være et fuldt selvstændigt rumhabitat. Intet behov for andre moduler, dette monster ville være 65 til 100 tons, og ville gå op i en enkelt lancering af SLS. Når den er oppustet, det ville indeholde 2, 250 kubikmeter, hvilket er næsten 3 gange den internationale rumstations samlede boligareal.

En af de mest spændende missioner, til mig, er et næste generations rumteleskop. Noget, der ville være den sande åndelige efterfølger til Hubble-rumteleskopet. Der er et par forslag på vej lige nu, men den idé, jeg bedst kan lide, er LUVOIR-teleskopet, som ville have et spejl, der måler 16 meter på tværs.

SLS-blok 1b kunne lægge 36,9 tons ind i Sun-Earth Lagrange Point 2. Der er virkelig ikke noget andet derude, der kunne bringe så meget masse ind i det kredsløb.

Bare til sammenligning, Hubble har et spejl på 2,4 meter i diameter, og James Webb er 6.5. Med LUVOIR, du ville have 10 gange mere opløsning end James Webb, og 300 gange mere strøm end Hubble. Men ligesom Hubble, det ville være i stand til at se universet i synlige og andre bølgelængder.

Et teleskop som dette kunne direkte afbilde begivenhedshorisonten af ​​supermassive sorte huller, se lige til kanten af ​​det observerbare univers og se de første galakser danne deres første stjerner. Det kunne direkte observere planeter, der kredser om andre stjerner og hjælpe os med at afgøre, om de har liv på sig.

Helt seriøst, Jeg vil have dette teleskop.

På dette tidspunkt, Jeg ved, at dette vil sætte gang i et stort argument om NASA versus SpaceX versus andre private opsendelsesudbydere. Det er fint, Jeg forstår det. Og Falcon Heavy forventes at blive lanceret senere i år, lancering af tunge løft til en overkommelig pris. Det vil være i stand til at lofte 54, 000 kg, som er mindre end SLS-blok 1, og næsten en tredjedel af kapaciteten i Block 2. Blue Origins har sin New Glenn, der er tungere raketter på vej fra United Launch Alliance, Arianespace, den russiske rumfartsorganisation, og endda kineserne. Fremtiden for tunge løft har aldrig været mere spændende.


Varme artikler