Con l'annuncio della NASA del suo nuovo, gigantesco Space Launch System (SLS), i preparativi possono iniziare sul serio per la prima missione umana su un asteroide. "Ne siamo decisamente entusiasti", ha dichiarato Laurence Price, vicedirettore del programma Orion di Lockheed Martin, a Space Magazine durante un briefing della scorsa settimana. "È molto bello ottenere questo basel ed essere in grado di andare avanti."
Lockheed Martin ha lavorato sul MPCV di Orione, che originariamente faceva parte del programma Constellation per tornare sulla Luna. Ma la NASA ha ora ricevuto una direttiva presidenziale per far sbarcare gli astronauti su un asteroide entro il 2025, una missione che alcuni dicono che rappresenti il piano più ambizioso e audace per l'agenzia spaziale. Orion sarà probabilmente rielaborato e aggiornato per potenziali missioni di "trampolino di lancio" che porteranno gli umani verso possibili destinazioni come l'orbita lunare, i punti di Lagrange, gli asteroidi e potenzialmente le lune di Marte. La destinazione finale su questo percorso è inviare gli umani sul Pianeta Rosso.
Presentato come il più grande razzo mai costruito, la prima incarnazione del booster di sollevamento pesante SLS della NASA - che è stato presentato il 14 settembre 2011 - supererà i 30 piani, avrà una massa di 2,5 milioni di kg (5,5 milioni di sterline) e l'uso un sistema di propulsione a idrogeno liquido e ossigeno liquido, con 5 motori principali della navetta spaziale e un motore J-2X migliorato per lo stadio superiore. (La NASA ha appena testato uno di quei motori). La SLS avrà una capacità di sollevamento iniziale di 70 tonnellate (mT), ovvero circa 69.853 kg (154.000 libbre) di carico utile in un'orbita terrestre bassa. Per riferimento, questo è più del doppio della capacità di sollevamento di qualsiasi veicolo di lancio attuale, e si stima che sia in grado di generare il 10% di spinta in più rispetto ai razzi Saturno 5 prodotti al decollo, i lanciatori che hanno inviato le missioni Apollo sulla Luna.
Successivamente, per inviare Orion e un modulo di servizio nello spazio, la SLS avrebbe aggiunto altri due motori RD-25D / E sul primo stadio e l'architettura "evoluta" sarebbe stata in grado di sollevare 130 tonnellate, ovvero 129.727 kg ( 286.000 libbre) di massa a bassa orbita terrestre. Ciò aumenterebbe la massa dello stack a 2,6 milioni di kg (6,5 milioni di sterline) e sarebbe alto come un edificio di 40 piani. Questa configurazione consentirebbe una spinta di 4,2 milioni di kg (9,2 milioni di sterline), il 20% in più rispetto a Saturno 5.
Ma Lockheed Martin è ancora nelle fasi iniziali dell'apprendimento delle capacità e delle tempistiche del nuovo sistema di lancio in modo che possano produrre la migliore versione di Orion da accoppiare con SLS.
"Mentre ci sono alcune sfide", ha detto Price, "abbiamo esaminato varie configurazioni dell'architettura nell'ultimo anno, quindi è già stato svolto molto lavoro. Quindi, una qualsiasi delle sfide iniziali, abbiamo già lavorato per mitigare ".
Ci sono diverse differenze tra SLS e Constellation, ha detto Price, con SLS che ha potenzialmente un booster liquido con strap-on solidi anziché un primo stadio solido. "Ma abbiamo volato nello spazio per 50 anni e tutti gli strumenti analitici per prevedere gli ambienti, le traiettorie di volo e le condizioni di volo sono tutti abbastanza semplici e stiamo lavorando per chiuderlo. Il cambiamento di progettazione del veicolo di lancio non è una grande perturbazione per la nostra capacità di continuare a maturare il veicolo. "
Considerando la capacità di quanta massa la SLS può lanciare nello spazio profondo, Lockheed Martin può iniziare a lavorare su come manifesterebbero le varie parti della missione.
"Ad esempio, avremmo lanciato i due veicoli spaziali insieme su un solo razzo", ha detto Josh Hopkins di Lockheed Martin, in un'intervista con Space Magazine, "e come Apollo, andremmo rapidamente nello spazio profondo, o faremmo ciò che Constellation stava pianificando, dove avresti lanciato i pezzi più grandi sul veicolo di sollevamento pesante e lanciato l'equipaggio separatamente su un secondo lancio e collegandoli in orbita terrestre? "
Hopkins è il principale investigatore per le missioni avanzate di esplorazione umana presso Lockheed Martin e guida un team di ingegneri che sviluppa piani e concetti per una varietà di future missioni di esplorazione umana, comprese le visite agli asteroidi.
"Se i due vengono lanciati separatamente", ha continuato Hopkins, "allora dovresti dedicare qualche giorno in orbita per agganciare i due, o un lancio fregato potrebbe rovinare il tentativo. Quindi questi sono i tipi di cose di massimo livello che non vediamo l'ora di scoprire dalla NASA. A livello dettagliato, stiamo lavorando su cose come gli ambienti di volo, la quantità di carico che vedrà il veicolo spaziale. Ciò che abbiamo dedotto dagli studi che abbiamo fatto è che pensiamo che Orion sia già progettato per un set piuttosto rigoroso di acustica, pressione dinamica e carichi G durante la salita. "
"Sappiamo già molto su questo veicolo, il suo ambiente, le condizioni di carico e la traiettoria", ha detto Price, "quindi stiamo adattando la capacità unica del veicolo di lancio nella progettazione di Orion MPCV. Stiamo già convergendo sul modo in cui questo veicolo volerà e, appena possibile, passeremo al volo dei nostri voli di prova sulle prime versioni di SLS. "
Lockheed Martin punta alla fine del 2013 o all'inizio del 2014 per il loro primo test di volo del MPCV Orion e hanno prenotato un Delta 4 Heavy per un lancio non programmato dal Kennedy Space Center, ma stanno ancora valutando quale launcher sarebbe il migliore.
"Stiamo identificando quale sarà il miglior booster di prova", ha affermato Price, "e stiamo cercando di massimizzare il vantaggio per entrambi i programmi, la maturazione del sistema di lancio e il nostro veicolo spaziale".
Per quanto riguarda effettivamente l'invio di esseri umani a un asteroide, ci sono molti dettagli da elaborare e la NASA e Lockheed Martin devono tenere conto di tutte le incognite del volo di esseri umani nello spazio profondo, incluso uno molto importante per assicurarsi che gli umani possano sopportare le radiazioni ambiente nello spazio.
Hopkins ha detto che la navicella spaziale robotizzata che è volata verso gli asteroidi e Marte ha testato l'ambiente dello spazio profondo. "Quindi, abbiamo modelli eleganti su come progettare sistemi per resistere alla radioprotezione", ha detto, "anche se non conosciamo l'effetto delle radiazioni nello spazio profondo sulle persone e su cosa realmente piacciono gli ambienti attorno a piccoli asteroidi." Hopkins ha aggiunto che i sistemi ridondanti per proteggere gli umani sono parte integrante del progetto di Orione, ma la NASA potrebbe anche inviare una missione di esplorazione robotica per visitare un asteroide.
Sì, c'è molto da elaborare per inviare effettivamente gli umani a un asteroide. Ma un primo elemento importante è conoscere i tempi in cui SLS sarà pronto a compiere una missione umana nello spazio profondo, poiché ciò determinerebbe a quali asteroidi saremo in grado di andare.
E trovare un asteroide giusto è anche una sfida. Ne discuteremo nel prossimo nella nostra serie di articoli su una missione di asteroidi umani.
Articoli precedenti in questa serie:
