Nel 2010, la NASA ha annunciato il suo impegno a organizzare una missione con equipaggio su Marte entro la terza decade del 21 ° secolo. A tal fine, stanno lavorando sodo per creare le tecnologie necessarie - come il razzo Space Launch System (SLS) e l'astronave Orion. Allo stesso tempo, hanno collaborato con il settore privato per sviluppare le componenti e le competenze necessarie per portare gli equipaggi oltre la Terra e la Luna.
A tal fine, la NASA ha recentemente assegnato un contratto di Fase II a Lockheed Martin per creare un nuovo habitat spaziale che si baserà sulle lezioni apprese dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Conosciuto come Deep Space Gateway, questo habitat fungerà da porto spaziale in orbita lunare che faciliterà l'esplorazione vicino alla Luna e assisterà in missioni di più lunga durata che ci portano lontano dalla Terra.
Il contratto è stato aggiudicato nell'ambito del programma Next Space Technologies for Exploration Partnership (NextSTEP), lanciato dalla NASA nel 2014. Nell'aprile del 2016, nell'ambito del secondo NextSTEP Broad Agency Announcement (NextSTEP-2), la NASA ha selezionato sei società statunitensi da iniziare a costruire prototipi e concetti di terreno a grandezza naturale per questo habitat nello spazio profondo.
Accanto a società ben note come Bigelow Aerospace, Orbital ATK e Sierra Nevada, Lockheed Martin è stato incaricato di indagare sui progetti di habitat che avrebbero migliorato le missioni nello spazio vicino alla Luna e fungere anche da terreno di prova per le missioni su Marte. Intrinseca a ciò è la creazione di qualcosa che può integrarsi efficacemente con SLS e la capsula di Orion.
In conformità con le specifiche della NASA su ciò che costituisce un habitat efficace, la progettazione di Deep Space Gateway deve includere un modulo equipaggio pressurizzato, capacità di attracco, sistemi di controllo ambientale e di supporto vitale (ECLSS), gestione logistica, mitigazione e monitoraggio delle radiazioni, tecnologie di sicurezza antincendio e capacità di salute dell'equipaggio.
Le specifiche di progettazione per Deep Space Gateway includono anche un bus di alimentazione, un piccolo habitat per prolungare il tempo dell'equipaggio e moduli logistici destinati alla ricerca scientifica. Il sistema di propulsione sul gateway si affiderebbe alla propulsione elettrica ad alta potenza per mantenere la sua orbita e trasferire la stazione in orbite diverse nelle vicinanze della Luna quando richiesto.
Con un contratto di Fase II ora in corso, Lockheed Martin perfezionerà il concetto di design sviluppato per la Fase I. Ciò includerà la costruzione di un prototipo in scala reale presso la Stazione di trasformazione della Stazione Spaziale presso il Kennedy Space Center della NASA a Cape Canaveral, Florida, come nonché la creazione di un Deep Space Avionics Integration Lab di prossima generazione vicino al Johnson Space Center di Houston.
Come ha affermato Bill Pratt, responsabile del programma NextSTEP di Lockheed Martin, in una recente dichiarazione stampa:
“È facile dare le cose per scontate quando vivi a casa, ma gli astronauti selezionati di recente dovranno affrontare sfide uniche. Qualcosa di semplice come chiamare la tua famiglia è completamente diverso quando sei fuori dall'orbita terrestre bassa. Durante la costruzione di questo habitat, dobbiamo operare in una mentalità diversa che è più simile ai lunghi viaggi su Marte per assicurarci di mantenerli sicuri, sani e produttivi ".
Il prototipo in scala reale sarà essenzialmente un modulo logistico multiuso Purpose (MPLM) di Donatello, che era uno dei tre grandi moduli che venivano fatti volare nel vano di carico utile dello Space Shuttle e usato per trasferire merci alla ISS. Il team si affiderà anche alla "prototipazione della realtà mista", un processo in cui la realtà virtuale e aumentata viene utilizzata per risolvere i problemi di ingegneria nella prima fase di progettazione.
"Siamo entusiasti di lavorare con la NASA per riutilizzare un pezzo storico di hardware di volo, originariamente progettato per l'esplorazione dell'orbita terrestre bassa, per svolgere un ruolo nella spinta dell'umanità nello spazio profondo", ha detto Pratt. "Sfruttare le capacità esistenti sarà una filosofia guida per Lockheed Martin per ridurre al minimo i tempi di sviluppo e raggiungere gli obiettivi di convenienza della NASA."
Deep Space Gateway si affiderà anche alle capacità avanzate della capsula dell'equipaggio di Orione mentre gli equipaggi sono ancorati all'habitat. Fondamentalmente, questo consisterà nell'equipaggio che usa Orion come mazzo di comando fino a quando un modulo di comando più permanente può essere costruito e incorporato nell'habitat. Questo processo consentirà un accumulo incrementale dell'habitat e le capacità di esplorazione dello spazio profondo dei suoi equipaggi.
Come indicato da Pratt, quando viene rimosso, l'habitat dipenderà dai sistemi che Lockheed Martin ha incorporato nel loro Juno e ESPERTO DI veicoli spaziali in passato:
"Poiché il Deep Space Gateway sarebbe disabitato per diversi mesi alla volta, deve essere robusto, affidabile e avere le capacità robotiche per operare in modo autonomo. Fondamentalmente si tratta di un veicolo spaziale robotico che ben si adatta agli umani quando Orion è presente. L'esperienza di Lockheed Martin nella costruzione di veicoli spaziali planetari autonomi gioca un ruolo importante nel renderlo possibile ".
Il lavoro di Fase II avrà luogo nei prossimi 18 mesi e i risultati (forniti dalla NASA) dovrebbero migliorare la nostra comprensione di ciò che è necessario per rendere possibile la vita a lungo termine nello spazio profondo. Come notato, Lockheed Martin utilizzerà anche questa volta il suo laboratorio di integrazione avionica Deep Space, che fungerà da modulo di addestramento per gli astronauti e fornirà assistenza per il comando e il controllo tra la Porta e la capsula di Orione.
Oltre allo sviluppo del Deep Space Gateway, la NASA è anche impegnata nella creazione di un Deep Space Transport, entrambi fattori cruciali per il "Journey to Mars" proposto dalla NASA. Mentre il Gateway fa parte della prima fase di questo piano - la fase "Earth Reliant", che prevede l'esplorazione vicino alla Luna usando le tecnologie attuali - la seconda fase sarà focalizzata sullo sviluppo di capacità di lunga durata oltre la Luna.
A tal fine, la NASA sta cercando di creare un veicolo riutilizzabile appositamente progettato per le missioni con equipaggio su Marte e più in profondità nel Sistema Solare. Il trasporto spaziale profondo si baserebbe su una combinazione di propulsione elettrica solare (SEP) e propulsione chimica per trasportare gli equipaggi da e verso il Gateway, che fungerebbe anche da stazione di servizio e rifornimento per il veicolo spaziale.
Si prevede che questa seconda fase (la fase "Proving Ground") culminerà alla fine del 2020, momento in cui avrà luogo una missione di un anno con equipaggio. Questa missione consisterà nel far volare un equipaggio verso il Deep Space Gateway e tornare sulla Terra allo scopo di convalidare la prontezza del sistema e la sua capacità di condurre missioni di lunga durata indipendentemente dalla Terra.
Questo aprirà le porte alla terza fase del viaggio proposto, la cosiddetta fase "indipendente dalla Terra". In questo frangente, il modulo abitativo e tutti gli altri componenti necessari della missione (come un Mars Cargo Vehicle) verranno trasferiti in un'orbita attorno a Marte. Ciò dovrebbe avvenire nei primi anni 2030 e sarà seguito (se tutto andrà bene) dalle missioni sulla superficie marziana.
Mentre la proposta missione su equipaggio su Marte è ancora lontana, l'architettura sta gradualmente prendendo forma. Tra lo sviluppo di veicoli spaziali che porteranno i componenti della missione e l'equipaggio nello spazio cislunar - SLS e Orion - e lo sviluppo di habitat spaziali che li ospiteranno, ci stiamo avvicinando al giorno in cui gli astronauti hanno finalmente messo piede sul Pianeta Rosso!
