Nel 2007, quando il programma Constellation per tornare sulla Luna era ancora il programma record per la NASA, un gruppo di Lockheed Martin iniziò a indagare su come avrebbero potuto usare la capsula lunare di Orione per inviare gli umani in missione in un asteroide. Inizialmente, questo piano - chiamato Plymouth Rock - era solo uno studio per vedere come una missione di asteroidi con Orione potesse forse servire da complemento alla base dei piani di missione lunari di Costellazione.
Ora si è trasformato in molto di più.
Grazie a John O’Connor di NASATech.net, siamo in grado di mostrarvi alcune viste della MPCV di Orione all'interno delle strutture di Lockheed Martin a Boulder, in Colorado. Se fai clic sulle immagini, verrai indirizzato al sito Web NASATech e alle versioni estremamente grandi delle immagini che puoi esplorare e vedere incredibili dettagli dell'MPCV e dell'edificio.
Dopo aver annullato Constellation nel febbraio del 2010, due mesi dopo il presidente Obama ha delineato l'invio di astronauti in un asteroide vicino entro il 2025 e di andare su Marte entro la metà degli anni 2030.
Nel maggio del 2011, la NASA ha confermato che il fulcro di quelle missioni sarà l'Orion - ora chiamato Orion MultiPurpose Crew Vehicle. Il veicolo lunare riproposto Orion ora sarebbe andato in un asteroide, proprio come Josh Hopkins e il suo team di Lockheed Martin hanno immaginato nel loro studio di Plymouth Rock.
Hopkins è il principale investigatore delle missioni avanzate di esplorazione umana, un team di ingegneri che sviluppa piani e concetti per una varietà di future missioni di esplorazione umana.
"Normalmente quando prendi un veicolo spaziale o un hardware che è stato progettato per un lavoro e provi a capire come usarlo per un lavoro diverso, scopri che ci sono tutti questi dettagli che non funzionano bene, "Hopkins ha detto a Space Magazine. "Ma siamo rimasti piacevolmente sorpresi dal fatto che quando abbiamo preso questa versione lunare di Orione e l'abbiamo applicata a una missione di asteroidi, è un veicolo davvero flessibile e capace e molti requisiti per la missione lunare si abbinano abbastanza bene con la missione di asteroidi."
Il design di Plymouth Rock prevedeva l'uso di due veicoli spaziali Orion appositamente modificati ancorati naso a naso per fornire spazio vitale sufficiente, propulsione e supporto vitale per due astronauti diretti verso un asteroide. Ma la NASA ha affermato che l'MPCV verrà utilizzato principalmente per il lancio e l'ingresso, mentre un modulo abitativo più grande verrebbe ancorato all'MPCV per consentire a un equipaggio di 4 persone di viaggiare nello spazio profondo.
L'astronauta dello shuttle Tom Jones è stato colpito dal concetto di Plymouth Rock, ma sa che sarà necessario un veicolo di accompagnamento più grande per un viaggio in un asteroide. "Plymouth Rock è l'approccio minimalista per eseguire una missione di asteroidi", ha detto. "Questo è un modo per risolvere il problema della ridondanza a breve termine."
Ma anche sviluppare un habitat nello spazio potrebbe essere una questione di riconfezionamento di cose che già abbiamo. "Il modulo hab potrebbe essere derivato direttamente da ciò che abbiamo fatto per la stazione spaziale, oppure potrebbe essere un gommone commerciale come da Bigelow, quindi potrebbe essere provato da una stazione commerciale o un hotel nei prossimi 10 anni, quindi essere dimostrato tecnologia ", ha detto Jones.
"Fondamentalmente il compromesso tra un più ampio modulo di habitat nello spazio rispetto al doppio approccio di Orione è che, avendo un habitat separato, hai più spazio di vita, più spazio di archiviazione e c'è il potenziale che sarebbe meglio per eseguire passeggiate spaziali", ha detto Hopkins. "Ma poi devi investire i costi per lo sviluppo di quel sistema."
Hopkins ha aggiunto che quando inizialmente lui e il suo team hanno concepito la missione di Plymouth Rock, stavano cercando di capire come svolgere una missione di asteroidi il meno possibile. L'uso di due Orioni era più economico dello sviluppo di un modulo specifico per una missione di asteroidi.
"Per Plymouth Rock, avevamo precisato la necessità di aumentare sostanzialmente la quantità di cibo, acqua, ossigeno e stoccaggio nel veicolo spaziale, e parte di ciò è realizzato dal fatto di avere due veicoli spaziali", ha detto Hopkins.
Per ora, la NASA non ha ancora cambiato molti dei requisiti per la MPCV rispetto a quelli che erano in precedenza per il veicolo lunare e, poiché il design della missione si evolve, anche la MPCV potrebbe evolversi. Ma finora, il design lunare sembra funzionare, e Hopkins ha detto che ci sono già diverse funzionalità di design in Orion che lo rendono molto capace come veicolo spaziale profondo.
Per le missioni lunari, Orion è stato progettato praticamente per 21 giorni con un equipaggio a bordo che va dalla Terra alla Luna e ritorno e che ha avuto un "periodo più lento" di sei mesi mentre l'equipaggio era giù sulla superficie lunare. Tale scenario avrebbe funzionato per una missione di asteroidi, poiché un volo con equipaggio verso un asteroide sarebbe probabilmente circa un viaggio di andata e ritorno di sei mesi, a seconda della destinazione.
"Quindi in cose come l'affidabilità, il tasso di perdita di atmosfera nella cabina e la protezione da radiazioni e micrometeoriti, Orion è già progettato per missioni di 6-7 mesi per l'hardware", ha spiegato Hopkins. "Non è progettato per avere persone per quel lungo periodo di tempo."
Orion ha array solari piuttosto che celle a combustibile come Apollo, che consentono missioni più lunghe. Un altro grande punto di forza è che MPCV è progettato per essere 10 volte più sicuro durante la salita e l'entrata rispetto al suo predecessore, lo space shuttle.
"Le velocità di rientro sono solo un po 'più veloci per una missione di asteroidi rispetto a una missione lunare", ha detto Hopkins, "ma l'attuale sistema di protezione termica che dovremmo essere in grado di gestire."
All'interno dell'MPCV sono presenti 9 metri cubi di volume abitabile. "Questo non è il volume pressurizzato totale della struttura, ma lo spazio che rimane dopo computer, posti a sedere, materiali di consumo sono tutti considerati", ha detto Hopkins. "È circa il doppio di un moderno furgone passeggeri, come una Toyota Sienna."
Una grande sfida è capire come usare ogni angolo per impacchettare un sacco di rifornimenti in una piccola quantità di spazio, poiché Orion potrebbe fungere da sorta di magazzino. "Pensiamo che sia possibile", ha detto Hopkins. "Abbiamo fatto i primi calcoli per poter comprimere una quantità ragionevole di volume, ma sarebbe una soluzione abbastanza stretta e dobbiamo anche pensare alle cose secondarie che devono essere incluse, in modo che il lavoro sia in corso."
Logisticamente, Orion MPCV potrebbe persino supportare un EVA dal portello sulla capsula.
"Abbiamo un portello abbastanza grande che un astronauta in una tuta spaziale può uscire", ha detto Hopkins, "e i sistemi interni nel veicolo spaziale sono progettati per tollerare la depressione della cabina. Non facciamo affidamento sulla circolazione dell'aria per trasportare il calore lontano dall'elettronica - hanno le proprie piastre fredde per togliere il calore. Le manopole sono progettate per essere manipolate con i guanti della tuta spaziale, non solo a mani nude. Molte di queste funzionalità sono appena state concepite per essere abbastanza applicabili alla missione degli asteroidi perché sono state progettate per un insieme simile di requisiti di missione. "
Hopkins conosce i requisiti e le capacità di Orion, così come l'habitat nello spazio cambierà probabilmente nel tempo, a seconda della destinazione e della cronologia. "Se il piano è di raggiungere le lune di Marte o asteroidi distanti relativamente presto, diciamo alla fine del 2020 o all'inizio degli anni 2030, potresti andare avanti e costruire un habitat relativamente grande, capace nell'ambiente spaziale, perché ne avrai sicuramente bisogno per quelli missioni più distanti. Ma se l'idea dovesse andare agli asteroidi più facili da raggiungere e farlo relativamente presto, allora potresti rimanere con un modulo habitat più piccolo e semplice, o forse anche con l'approccio gemello di Orione. "
Quando il MPCV ritorna da una missione a un asteroide, probabilmente atterrerà nell'Oceano Pacifico. La NASA ha iniziato alcuni presso il Langley Research Center della NASA per certificare il veicolo per gli sbarchi d'acqua. Gli ingegneri hanno lasciato cadere un mockup MPCV da 22.000 sterline nel bacino. L'articolo di prova è simile per dimensioni e forma a MPCV, ma è più rigido in modo da resistere a cadute multiple. Ogni test ha una diversa velocità di caduta per rappresentare le possibili condizioni di ingresso del MPCV durante gli sbarchi d'acqua.
Quindi, mentre questi test sono in corso e mentre Hopkins e il suo team di Lockheed Martin stanno lavorando e testando l'MPCV di Orione, la NASA sta ancora cercando di decidere su un sistema di lancio pesante in grado di portare gli umani oltre l'orbita terrestre bassa e non hanno nominato chiunque a guidare la progettazione di una missione umana in un asteroide. Il sito web della NASA non ha nemmeno informazioni ufficiali su una missione di asteroidi umani; menziona solo "oltre l'orbita terrestre bassa" come la prossima fermata per gli umani.
"Stiamo parlando di qualcosa che sta per accadere nel 2025, quindi non abbiamo ancora deciso su un veicolo spaziale", ha detto Michael Braukus della direzione della missione Exploration Systems della NASA tramite una telefonata. "Stiamo pianificando la missione dell'asteroide in corso; è solo che non abbiamo designato una persona come responsabile della missione di asteroidi stessa. Abbiamo Orion MPCV in costruzione e stiamo aspettando la decisione di un sistema di lancio nello spazio, che sarà il razzo che lo porterà nello spazio profondo, e stiamo procedendo lungo la strada, ma non abbiamo ancora raggiunto un punto dove abbiamo effettivamente incaricato qualcuno di iniziare a sviluppare la missione ".
Quindi, quello sembra essere il più grande ostacolo attuale della NASA per una missione di asteroidi umani: decidere lo Space Launch System.
Articolo precedente in questa serie: La missione umana su un asteroide: perché la NASA dovrebbe andare?
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