Sådan fungerer Orion CEV

Selvom rumfærgen stadig er et teknisk vidunder, flåden ældes og er blevet stadig dyrere i drift. Nylige problemer med skumisolering har udsat besætninger for fare, gjorde det usikkert at flyve, og fik NASA til at jorde hele flåden. NASA har brug for et køretøj, der er i stand til at transportere mandskab og nyttelast til Jordens kredsløb, månen og Mars. Med tanke på fremtidig efterforskning, NASA designer et nyt køretøj.

NASAs nye rumskib, Orion Crew Exploration Vehicle, vil faktisk bestå af to skibe:

• Det Crew Exploration Vehicle (CEV) vil transportere fire til seks astronauter.
• Det Cargo Launch Vehicle (CLV) vil løfte tunge nyttelaster og astronauter, når det er nødvendigt.

Orion vil bruge dokumenterede teknologier fra Apollo og rumfærge programmer. De vil også være sikrere og mere alsidige til langsigtet rumforskning.

I denne artikel, vi vil undersøge konceptet og teknologien bag Orion og lære, hvordan det vil hjælpe os med at udforske månen og videre.

1. CEV Basics
2. CEV servicemodul, Boostere og CLV
3. Rumforskningens fremtid

CEV Basics

NASA har valgt Lockheed Martin til at designe og bygge Orion. Hovedsystemer (såsom strøm, navigation, livsstøtte, kommunikation, og computere) vil være mere avancerede versioner af dem på Apollo og rumfærgen.

CEV vil bestå af tre grundlæggende dele:

• En kapsel til at holde besætningen.
• Et servicemodul til at holde hovedfremdrivningssystemet, elsystemer, og holdning kontroller. Holdning refererer til, hvordan rumfartøjet er orienteret i rummet (x, y, og z retninger eller pitch, rulle, yaw akser). Apollo brugte fire enheder på fire thrustere monteret på servicemodulet til denne opgave, mens skytten anvender reaktionskontrolpropeller placeret på næsen og bagenden.
• En booster til at løfte CEV'en ind i Jordens kredsløb.

Til månelandingsmissioner, der vil være et specielt modul.

Kapslen vil være kegleformet som Apollo-kommandomodulet, fordi den er mere aerodynamisk end shuttle. I stedet for at komme ind i atmosfæren på Jordens kredsløb igen med 8 kilometer i sekundet (som shuttle), CEV vil igen komme ind i atmosfæren fra de højere hastigheder på månens rejse, med 11 kilometer i sekundet.

Udover form, CEV besætningskapsel har flere andre ting tilfælles med Apollo, sammen med et par forskelle:

• Den større diameter (16,5 fod, eller 5 meter, i stedet for 3,9 fod) vil indeholde mere besætning og last.
• CEV agtervarmeskjoldet bliver ablativ , hvilket betyder, at det vil koge væk. Apollo brugte en enkelt, flerlags agtervarmeskærm lavet af aluminium og epoxyharpiks, der ablerede, da det absorberede varmen ved genindtrængning. (Det var designet til kun at blive brugt én gang, ligesom resten af ​​kommandomodulet.) Shuttlen bruger keramiske termiske fliser, termiske tæpper, og forstærkede carbonharpikser til at absorbere varmen. Imidlertid, dette koncept har vist sig at være vanskeligere at betjene end dets teoretiske design. CEV -varmeskjoldet kan udskiftes op til 10 gange og holder køretøjets designlevetid.
• Airbags på CEV vil muliggøre både landindvindinger og søgenvindinger. Alle Apollos inddrivelser var havsprøjt.
• CEV's position oven på lanceringsforstærkeren sætter den i vejen for at falde snavs som stykker skum eller is.
• An flugt tårn - en lille raket, der løfter kommandomodulet fra boosteren i tilfælde af en fejl i lanceringen- er en af ​​CEV's unikke egenskaber. Denne mekanisme er sikrere end shuttleens afbrydelsesprocedurer.

I det næste afsnit, vi vil undersøge servicemodulet og booster.

CEV servicemodul, Boostere og CLV

CEV servicemodulet vil også være cylindrisk. Det vil dække og beskytte varmeskjoldet på CEV -kapslen under flyvning og levere strøm, fremdrift, og holdningskontrol. Servicemodulet fjernes før genindtræden.

Nogle funktioner i servicemodulet inkluderer:

• En enkelt motor fremdrift, som vil bruge lidt mere effektivt metan/iltbrændstof frem for den hypergoliske blanding af Apollo SM (hydrazin/nitrogentetroxid). Metan/ilt brændstof har en større specifik impuls end hydrazin/nitrogentetroxid, hvilket betyder en længere brændetid for den samme drivmasse og større hastigheder. I fremtiden, det kan være muligt at lave metanbrændstof fra komponenter på månen og Mars til at brænde denne type køretøj.
• En større brændstofkapacitet til at muliggøre forskellige månebaner og landingssteder.
• Solpaneler til at generere elektricitet for at supplere energien fra brændselscellerne.
• Ledninger, der indeholder flydende ammoniak eller vand/glycolblandinger, overfører varme til radiatorer, så det kan slippe ud i rummet. I det ydre rum, temperaturforskellen mellem sollys og skygge er ca. 400 grader Fahrenheit . Denne ujævne opvarmning forårsager termisk belastning af metallerne i rumfartøjets struktur. For at imødegå denne effekt, rumfartøjet Apollo roterede om sin akse, når de skulle til månen for at tillade solstråling at opvarme rumfartøjet jævnt ("grillrullemanøvren"). CEV vil sandsynligvis gøre det samme.
• Holdningskontrol med thrustere svarende til Apollo.

Apolloen krævede en massiv affyringsvogn (Saturn V) for at løfte både mandskab og nyttelast. Shuttleens hovedmotorer havde brug for at levere store mængder tryk til køretøjet af samme årsager. CEV lanceringsforstærker, vil kun løfte besætningen, ikke tunge nyttelast. På grund af dette, CEV booster kan være mindre end Apollo og rumfærge boostere.

Den første fase af CEV -booster vil være en solid raketforstærker (SRB) hedder Ares I, som vil ligne den på rumfærgen. Den anden etape vil bestå af en enkelt rumfærge -motor drevet af flydende brint- og ilttanke. Ingen trin vil blive genoprettet eller genbrugt (shuttle-SRB'erne blev både genoprettet og genbrugt).

Bemandet rumforskning kræver, at både astronauter og nyttelast placeres i kredsløb. Tidligere køretøjer har kombineret mennesker og nyttelast på den samme raket, men CEV -konceptet har adskilt disse funktioner. CLV vil løfte tunge nyttelaster, som månelandere, måneoverførselsfaser og rumstationskomponenter. Hvis det er nødvendigt, CLV kan også konfigureres til at lancere mennesker.

CLV vil bestå af to faser:

• Første fase vil have fem hovedmotorer drevet af flydende brint og flydende ilt (kaldet Ares V)
• Den anden vil enten have en shuttle-hovedmotor eller en Apollo J-2-motor, også drevet af flydende brint og flydende ilt.

Næste, vi ser på fremtiden for rumforskning.

Rumforskningens fremtid

NASA ønsker, at Orion CEV skal være alsidig til fremtidig rumforskning. De projekterer, at det vil være i stand til at transportere mandskaber til den internationale rumstation i 2014, månen i 2020. Mars bliver det næste mål.

Hovedformålet med CEV er en tilbagevenden til månen. Under designfasen af ​​Apollo, der var to forslag til at sætte mennesket på månen:

• Det Earth Orbit Rendezvous (EOR) - stykker af en stor måneraket ville blive samlet i Jordens kredsløb og affyret til månen
• Det Lunar Orbit Rendezvous (LOR) - to mindre rumfartøjer (kommando/servicemodul og månemodul) ville mødes i månens kredsløb

Forskere blev til sidst enige om, at LOR -tilgangen ville spare mere vægt og nå præsident John F. Kennedys mål om at lande en mand på månen inden for 10 år. Flyveplanen for CEV -retur til månen indeholder elementer af både EOR og LOR.

CEV -månemissionerne vil etablere en månebase for at udforske månen og søge efter vand på månens sydpol (nødvendigt for at overleve på månen og en potentiel materialekilde til at lave raketbrændstof). De vil også give astronauter mulighed for at teste udstyr og teknikker til fremtidige missioner til Mars. Da månen kun er tre dage væk, det er sikrere og billigere at starte missioner til Mars derfra. En redningsmission ville også være lettere for en månemission end en Mars -mission. CEV vil tjene som en model til design af andet dybt rum, bemandede rumfartøjer.

Med CEV, NASA håber at kunne returnere astronauter til månen og virkeliggøre drømmen om at sende mennesker til at udforske Mars og resten af ​​solsystemet.

For meget mere information om rumflyvning, Orion Crew Exploration Vehicle og relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer rumfærgen
• Sådan fungerer rumstationer
• Sådan fungerer rumdragter
• Sådan fungerer vægtløshed
• Sådan fungerer raketmotorer
• Sådan fungerer Mars
• hvordan Mars Exploration Rovers fungerer
• Sådan fungerer Mars Odyssey
• Hvordan Terraforming Mars vil fungere

• Partner Links
• Flyvningens fremtid?

Flere store links

• NASA:Sådan kommer vi tilbage til månen
• Vi præsenterer NASAs nye rumskib
• Northrup Grumman Space Technology
• Lockheed Martin Space Systems &Technologies
• MarsNews.com:Newswire for besætningsudforskningskøretøj

Kilder

• Hele dagen, Jonathan. Apollo in Perspective Institute of Physics Publishing, Bristol, 2000.ISBN 0-7503-0645-9
• "Crew Exploration Vehicle sikrer sikker, Pålidelig rejse til rumstation, Måne, Mars. "Nothrup Grumman Corporation, 12. oktober kl. 2005 http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.mhtml?d=87722
• Vi præsenterer NASAs nye rumskib. NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
• Hvordan kommer vi tilbage til månen, NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/cev.html
• NASA Exploration Systems Directorate. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html