Aufstellungsprogramm - Constellation program

Aufstellungsprogramm
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Land Vereinigte Staaten
Organisation NASA
Zweck
Status Abgesagt
Programmverlauf
Kosten 230 Milliarden US-Dollar (2004)
Dauer 2004–2010
Erster Flug
Letzter Flug
Erfolge 2
Startplatz(e)
Fahrzeuginformationen
Fahrzeuge mit Besatzung
Trägerrakete(n)

Das Constellation-Programm (abgekürzt CxP ) ist ein abgesagtes bemanntes Raumfahrtprogramm , das von 2005 bis 2009 von der NASA , der Raumfahrtbehörde der Vereinigten Staaten, entwickelt wurde. Die Hauptziele des Programms waren „Fertigstellung der Internationalen Raumstation ISS “ und eine „Rückkehr zum den Mond spätestens 2020" mit einem bemannten Flug zum Planeten Mars als ultimatives Ziel. Die Programm - Logo spiegelt sich die drei Stufen des Programms: die Erde (ISS), der Mond und schließlich Mars-während der Mars Ziel auch Ausdruck im Namen des Programms Boosterraketen gegeben gefunden: Ares (das griechische Äquivalent des römischen Gott Mars ). Zu den technologischen Zielen des Programms gehörten die Wiedererlangung bedeutender Astronautenerfahrungen über die niedrige Erdumlaufbahn hinaus und die Entwicklung von Technologien, die notwendig sind, um eine dauerhafte menschliche Präsenz auf anderen Planetenkörpern zu ermöglichen.

Constellation begann als Reaktion auf die Ziele, die in der Vision for Space Exploration unter dem NASA-Administrator Sean O'Keefe und Präsident George W. Bush festgelegt wurden . O'Keefe Nachfolger, Michael D. Griffin , bestellte eine vollständige Überprüfung, bezeichnet die Exploration Systems Architecture Study , die neu gestaltet , wie die NASA , die Ziele verfolgen würde in der Vision for Space Exploration gelegt, und die Ergebnisse wurden formalisiert von der NASA Authorization Act von 2005 . Das Gesetz wies die NASA an, "eine nachhaltige menschliche Präsenz auf dem Mond zu entwickeln, einschließlich eines robusten Vorläuferprogramms zur Förderung von Erforschung, Wissenschaft, Handel und der Vormachtstellung der USA im Weltraum und als Sprungbrett für die zukünftige Erforschung des Mars und anderer Ziele". Die Arbeit an diesem überarbeiteten Konstellationsprogramm begann, Astronauten zuerst zur Internationalen Raumstation ISS zu schicken , dann zum Mond und dann zum Mars und darüber hinaus.

Nach den Feststellungen des Augustine-Komitees im Jahr 2009, dass das Constellation-Programm ohne erhebliche Mittelerhöhungen nicht durchgeführt werden konnte, kündigte Präsident Barack Obama am 1. Februar 2010 an, das Programm mit der Verabschiedung des US-Haushalts von 2011 abzusagen Jahresbudget . Er spätere Änderungen angekündigt, den Vorschlag in einer großen Raumfahrtpolitik Rede im Kennedy Space Center am 15. April 2010. Präsident Obama unterzeichnete die NASA Authorization Act von 2010 am 11. Oktober, die das Programms auf Eis gelegt, mit Verträgen Constellation Rest in Kraft, bis Kongress würde handeln, um das bisherige Mandat aufzuheben. Im Jahr 2011 gab die NASA bekannt, dass sie das Design ihres neuen Space Launch Systems übernommen hat .

Designs

Eines der Hauptziele von Constellation war die Entwicklung von Raumfahrzeugen und Trägerfahrzeugen , um das Space Shuttle zu ersetzen . Die NASA hatte bereits mit der Entwicklung von zwei Boostern, dem Ares I und Ares V , begonnen , als das Programm erstellt wurde. Ares I wurde ausschließlich für den Start von Missionsbesatzungen in den Orbit entwickelt, während Ares V verwendet worden wäre, um andere Hardware zu starten, die eine stärkere Hubkapazität erforderte als der Ares I-Booster. Zusätzlich zu diesen beiden Boostern entwarf die NASA andere Raumfahrzeuge für den Einsatz während der Constellation, darunter die Orion- Crew-Kapsel, den sekundären Booster der Earth Departure Stage und den Altair- Mondlander.

Fahrzeuge

Orion

Orion-Raumsonde ab Dezember 2019

Das Orion-Raumschiff wurde für das Constellation-Programm als Mannschaftsraum für den Einsatz in erdnahen Umlaufbahnen entwickelt . Lockheed Martin wurde am 31. August 2006 als Hauptauftragnehmer für das Orion-Projekt ausgewählt , und Boeing wurde am 15. September 2006 mit dem Bau seines primären Hitzeschildes beauftragt. Die NASA plante ursprünglich, verschiedene Orion-Kapseln zu entwickeln, die auf bestimmte Missionen zugeschnitten sind. Der Block I Orion sollte für Missionen der Internationalen Raumstation und andere Missionen im Erdorbit verwendet werden, während die Varianten Block II und III für die Erforschung des Weltraums konzipiert wurden.

Das Design von Orion besteht aus drei Hauptteilen: einem Besatzungsmodul (CM) ähnlich dem Apollo-Befehlsmodul , das jedoch vier bis sechs Besatzungsmitglieder aufnehmen kann; ein zylindrisches Servicemodul (SM), das die primären Antriebssysteme und Verbrauchsmaterialien enthält; und das Launch Abort System (LAS), das den Astronauten und dem Besatzungsmodul die Möglichkeit bietet, aus der Trägerrakete zu entkommen, falls während des Startaufstiegs Probleme auftreten. Das Orion-Crew-Modul ist für bis zu zehn Flüge wiederverwendbar, sodass die NASA eine Flotte von Orion-Crew-Modulen aufbauen kann.

Trotz der Absage des Constellation-Programms wird die Entwicklung der Orion-Raumsonde mit einem Teststart am 5. Dezember 2014 fortgesetzt.

Altair

Design für Altair

Altair (früher bekannt als Lunar Surface Access Module, LSAM) wurde als Haupttransportfahrzeug für Astronauten auf Mondmissionen entwickelt. Das Altair-Design war viel größer als sein Vorgänger, die Apollo-Mondlandefähre , mit fast dem Fünffachen des Volumens und nahm insgesamt 1.120 Kubikfuß (32 m 3 ) ein, verglichen mit 235 Kubikfuß (6,7 m 3 ) des Apollo-Landers . Es sollte 32 Fuß (9,8 m) hoch und 49 Fuß (15 m) breit von Spitze zu Spitze des Fahrwerks sein.

Wie sein Vorgänger besteht das Altair-Design aus zwei Teilen: einer Aufstiegsbühne, die die vierköpfige Besatzung beherbergt; und eine Sinkstufe bestehend aus dem Fahrwerk und der Lagerung für den Großteil der Verbrauchsmaterialien der Besatzung (Sauerstoff und Wasser) und für wissenschaftliche Ausrüstung. Im Gegensatz zur Mondlandefähre wurde Altair für die Landung in den Mondpolarregionen entwickelt, die von der NASA für den zukünftigen Bau der Mondbasis bevorzugt werden. Altair, wie die Mondlandefähre, wurde nicht für die Wiederverwendbarkeit entwickelt, und die Aufstiegsstufe wurde nach Gebrauch weggeworfen.

Die Sinkstufe Altair sollte von vier RL-10- Raketentriebwerken angetrieben werden, die auch in der Centaur-Oberstufe der Atlas-V- Rakete zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu den derzeit verwendeten RL-10-Triebwerken sollten diese neueren RL-10 in der Lage sein, auf nur 10 % Nennschub zu drosseln (die älteren Spezifikationen lassen 20 % zu), sodass Altair sowohl für die Mondorbit Insertion (LOI) und Landeplätze von Mondmissionen. Die Aufstiegsstufe wurde so konzipiert, dass sie von einem einzigen Triebwerk angetrieben wird, wahrscheinlich einem hypergolischen Triebwerk, das dem Haupttriebwerk des Orion CSM ähnlich oder identisch ist, das die Abstiegsstufe sowohl als Startrampe als auch als Plattform für den zukünftigen Basisbau nutzen würde. Alternativ bestand eine kleine Möglichkeit, dass der ursprüngliche Plan, LOX/CH4-betriebene Triebwerke an Bord der Block II (Mond) Orion CSM und Altair Aufstiegsstufe zu verwenden, übernommen worden wäre.

Antrieb

Vergleich der maximalen Nutzlast mit der niedrigen Erdumlaufbahn .
1. Die Nutzlast des Space Shuttle umfasst Besatzung und Fracht. 2. Die Nutzlast von Ares I umfasst nur die Besatzung und das eigene Fahrzeug. 3. Die Nutzlast des Saturn V umfasst Besatzung, eigene Fahrzeuge und Fracht. 4. Die Nutzlast von Ares V umfasst nur Fracht und eigene Fahrzeuge.

Die NASA plante, zwei separate Booster für die Missionen des Constellation-Programms zu verwenden – den Ares I für die Besatzung und den Ares V für die Fracht. Dies hätte es ermöglicht, die beiden Trägerraketen für ihre jeweiligen Missionen zu optimieren und einen viel höheren Gesamtauftrieb für die Ares V zu ermöglichen, ohne die Kosten zu überschreiten. Das Constellation-Programm kombinierte somit die Lunar Orbit Rendezvous- Methode, die von den Mondmissionen des Apollo-Programms übernommen wurde , mit der ebenfalls in Betracht gezogenen Earth Orbit Rendezvous- Methode.

Der Name Ares (der griechische Gott namens Mars in der römischen Mythologie) wurde für die Booster als Hinweis auf das Ziel des Projekts, auf dem Mars zu landen, gewählt. Die Zahlen I und V wurden gewählt, um den Saturn-Raketen der 1960er Jahre zu huldigen.

Ares ich

Die Markteinführung des Prototyps Ares I, Ares IX am 28. Oktober 2009

Die Orion-Raumsonde wäre mit der Ares-I-Rakete (dem "Stick"), die von Alliant Techsystems , Rocketdyne und Boeing entwickelt wurde , in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht worden . Früher als Crew Launch Vehicle (CLV) bezeichnet, bestand der Ares I aus einem einzigen Solid Rocket Booster (SRB), der teilweise von den im Space Shuttle- System verwendeten Primärboostern abgeleitet war und an seinem oberen Ende durch eine Zwischenstufen-Stützbaugruppe mit verbunden war eine neue flüssigkeitsbetriebene zweite Stufe, die von einem J-2X- Raketentriebwerk angetrieben wird. Die NASA wählte die Ares-Designs aufgrund ihrer erwarteten Gesamtsicherheit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz aus.

Die NASA begann mit der Entwicklung der Trägerrakete Ares I in der erdnahen Umlaufbahn (analog Apollos Saturn IB ) und kehrte zu einer Entwicklungsphilosophie zurück, die für den ursprünglichen Saturn I verwendet wurde , und testete jeweils eine Stufe nach der anderen, die George Mueller entschieden abgelehnt und zu Gunsten aufgegeben hatte von "all-up"-Tests für den Saturn V . Im Mai 2010 ging das Programm so weit, dass am 28. Oktober 2009 der erste Ares IX -Flug der ersten Stufe gestartet und das Orion-Startabbruchsystem vor seiner Absage getestet wurde.

Ares V

Ares V hätte eine maximale Tragfähigkeit von etwa 188 metrischen Tonnen (414.000 lb) in die niedrige Erdumlaufbahn (LEO) gehabt , verglichen mit der Kapazität des Space Shuttles von 24,4 metrischen Tonnen (54.000 lb) und den 118 . des Saturn V metrische Tonnen (260.000 Pfund). Die Ares V hätte ungefähr 71 metrische Tonnen (157.000 lb) zum Mond transportiert , im Gegensatz zu den 45 metrischen Tonnen (99.000 lb) lunaren Nutzlasten der Saturn V.

Das Ares V-Design bestand aus sechs RS-68- Triebwerken mit Unterstützung von einem Paar 5,5-Segment-SRBs. Ursprünglich waren für den Ares V fünf RS-25- Triebwerke geplant, aber die RS-68-Triebwerke sind leistungsstärker und weniger komplex und daher günstiger als die SSMEs. Die Ares V wäre die ersten acht Minuten des Motorflugs geflogen, dann hätte sich die Earth Departure Stage selbst und die Altair-Raumsonde in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht, während sie auf die Ankunft der Orion gewartet hatte. Gegen Ende des Programms stellte sich heraus, dass die ablativ gekühlten RS-68B-Triebwerke der Hitze der Feststoffraketen beim Start nicht standhalten würden, und die NASA begann erneut, die Verwendung von RS-25-Triebwerken anstelle der Aufrüstung des RS-68 . in Betracht zu ziehen sein regenerativ gekühlt .

Abflugphase der Erde

Die Earth Departure Stage (EDS) war das Antriebssystem, das entwickelt wurde, um die Altair-Oberstufe aus einer niedrigen Erdumlaufbahn auf eine Mondflugbahn zu bringen. Es wurde als zweite flüssigkeitsbetriebene Stufe der Ares-V-Rakete konzipiert. Das Orion-Raumschiff wäre separat von Ares I gestartet worden und hätte dann die von Ares V gestartete EDS/Altair-Kombination getroffen und angedockt, die Besatzung geliefert und das Raumschiff für seine Reise zum Mond in einem als Erdorbit-Rendezvous bekannten Prozess konfiguriert .

Vergleich mit Apollo- und Space-Shuttle-Designs

Die NASA plante, die ersten im Constellation Program entwickelten Fahrzeuge für Aufgaben in der Erdumlaufbahn einzusetzen, die früher vom Space Shuttle durchgeführt wurden . Aber im Gegensatz zum X-33 und anderen Programmen, die das Shuttle ersetzen sollen, hat Constellation Konzepte aus den Programmen Apollo und Space Shuttle wiederverwendet .

Die Form des Orion-Kommandomoduls ähnelt stark der aerodynamischen Form des Apollo-Kommando- und Servicemoduls . In anderen Bereichen verwendet Orion jedoch aktualisierte Technologien. Das Design der Trägerrakete Ares I , die Orion in die Umlaufbahn bringt , verwendet viele Konzepte aus dem Apollo-Programm.

Das Design des J-2X-Triebwerks, das für den Einsatz auf der Ares-V-Trägerrakete vorgesehen war, sollte ursprünglich dem J-2- Triebwerk der Saturn-V- und Saturn-IB-Raketen der Apollo-Ära ähneln . Bei der Entwicklung des J-2X besuchten NASA-Ingenieure Museen, suchten nach Dokumentationen aus der Apollo-Ära und konsultierten Ingenieure, die am Apollo-Programm arbeiteten. "Die Mechanismen der Mondlandung und des Verlassens des Mondes sind weitgehend gelöst", sagte Jeff Hanley, Programmmanager von Constellation. "Das ist das Vermächtnis, das Apollo uns gegeben hat." Im weiteren Verlauf des J-2X-Programms wurde jedoch klar, dass es aufgrund geänderter Sicherheitsanforderungen und der wachsenden Masse der Oberstufe notwendig war, die ursprüngliche J-2-Konstruktion komplett zu verwerfen und eine komplett neue Konstruktion für die J . zu verwenden -2X.

Wie Apollo hätte Constellation ein Rendezvous- Missionsprofil in der Mondumlaufbahn geflogen , aber im Gegensatz zu Apollo hätte Constellation auch ein Rendezvous in der Erdumlaufbahn eingesetzt , um die Besatzung zum Fahrzeug zu transportieren. Der Lander, bekannt als Altair , wäre separat mit der Ares-V- Rakete gestartet worden, einer Rakete, die sowohl auf Space-Shuttle- als auch auf Apollo-Technologien basiert. Orion wäre separat gestartet worden und hätte sich mit Altair in einer niedrigen Erdumlaufbahn verbunden. Außerdem wäre Orion im Gegensatz zu Apollo ohne Besatzung in der Mondumlaufbahn geblieben, während die gesamte Besatzung auf der Mondoberfläche landete. Gegen Ende der Mission wäre das Altair-Raumschiff in die Mondumlaufbahn gestartet, um sich mit dem Orion-Raumschiff im Mondorbit-Rendezvous zu verbinden. Wie Apollo wäre die Orion-Kapsel dann zur Erde zurückgekehrt, wäre wieder in die Atmosphäre eingetreten und im Wasser gelandet.

Missionen

Wie die des Apollo-Programms würden die Missionen des Constellation-Programms sein Hauptfahrzeug, die Orion-Raumsonde, fliegende Missionen im niedrigen Erdorbit zur Wartung der Internationalen Raumstation und in Verbindung mit den Altair- und Earth Departure Stage- Fahrzeugen auf bemannten Flügen zum Polarregionen des Mondes. Zum Zeitpunkt der Absage gab es noch keine genau definierten Pläne für einen bemannten Flug zum Mars , dem Endziel des Projekts, aber eine Mission zu einem erdnahen Asteroiden befand sich ab 2008 in der ersten Planungsphase.

Internationale Raumstation und Flüge in erdnahe Umlaufbahnen

Nach der Herstellung in privaten Werken würden die Teile des Ares I/Orion-Stacks im Vehicle Assembly Building des Kennedy Space Center getestet und montiert . Sobald die Montage abgeschlossen und ein Starttermin festgelegt war, transportierte der Raupentransporter den fertigen Stapel zusammen mit dem Startunterstützungsturm und dem Mobile Launcher-1 zum LC-39B . Sobald der Raupentransporter das Pad erreicht hatte, wurden der Stapel und die Trägerplattform an Ort und Stelle belassen und der Raupentransporter in eine sichere Entfernung gebracht.

Nach den letzten Sicherheitskontrollen würde die Bodenmannschaft die zweite Stufe mit flüssigem Wasserstoff (LH 2 ) und flüssigem Sauerstoff (LOX) betanken, und die Besatzung würde drei Stunden vor dem Start in Allzweck-Raumanzügen das Raumfahrzeug betreten. Sobald sie eingesperrt waren und alle Systeme von den Controllern am Cape und der Mission Control in Houston freigegeben waren , würde die Ares I starten.

Nach einer zweitägigen Verfolgungsjagd im Orbit würde die Orion-Raumsonde , die beim Start einen Großteil des anfänglichen Stapels abgeworfen hatte, die Internationale Raumstation ISS treffen . Nachdem er von Houston grünes Licht bekommen hatte, würde Orion dann an der ISS andocken. Die sechsköpfige Besatzung (maximal) würde dann die Station betreten, um für die Dauer ihres Fluges, der normalerweise sechs Monate dauert, aber möglicherweise auf vier oder acht verlängert wird, je nach den Zielen der NASA, zahlreiche Aufgaben und Aktivitäten auszuführen diese besondere Mission. Sobald dies abgeschlossen war, würde die Besatzung die Orion wieder betreten, sich von der ISS abschotten und dann von der Station abdocken.

Sobald die Orion eine sichere Entfernung von der ISS erreicht hatte, würde das Kommandomodul (nachdem das Einweg-Servicemodul abgeworfen wurde) auf die gleiche Weise wie alle NASA-Raumschiffe vor dem Shuttle wieder eintreten, wobei der ablative Hitzeschild sowohl die Wärme von die Raumsonde zu verlangsamen und von einer Geschwindigkeit von 17.500 mph (28.200 km/h) auf 300 mph (480 km/h) zu verlangsamen. Nachdem der Wiedereintritt abgeschlossen war, wurde die vordere Baugruppe abgeworfen und zwei Drogue-Fallschirme ausgelöst, gefolgt von drei Hauptfallschirmen und Airbags, die mit Stickstoff (N 2 ) gefüllt waren , der bei Hitze nicht verbrennt das Raumschiff zum Abspritzen. Das Kommandomodul würde dann zur Überholung für einen späteren Flug an das Kennedy Space Center zurückgeschickt. Im Gegensatz zum Apollo CM, der nur für einen Flug eingesetzt wurde, könnte ein Orion CM unter normalen Betriebsbedingungen theoretisch bis zu zehn Mal eingesetzt werden.

Lunar-Ausfallflüge

Künstlerische Konzeption der Orion-Raumsonde in der Mondumlaufbahn

Im Gegensatz zu den Apollo-Missionen, bei denen sowohl das Apollo-Befehls- und Servicemodul als auch die Apollo-Mondlandefähre zusammen auf der Saturn-V- Rakete gestartet wurden, würde das bemannte Orion-Raumschiff getrennt vom unbemannten EDS und dem Mondlander gestartet werden. Der Ares V/Altair-Stapel würde im Fahrzeugmontagegebäude zusammengebaut und dann zum LC-39A transportiert , und der Ares M/Orion-Stapel würde zum angrenzenden Pad 39B transportiert. Der Ares V/EDS/Altair-Stack würde zuerst in eine 360 ​​km hohe kreisförmige Umlaufbahn gestartet werden. Ungefähr 90 Minuten später würde die Ares I/Orion dann mit der Besatzung in eine nahezu identische Umlaufbahn starten.

Die Orion würde sich dann mit der Altair/EDS-Kombination bereits in einer erdnahen Umlaufbahn treffen und andocken. Nach den notwendigen Vorbereitungen für den Mondflug würde das EDS 390 Sekunden lang in einem Translunar Injection (TLI)-Manöver feuern und das Raumfahrzeug auf 25.000 Meilen pro Stunde (40.200 km/h) beschleunigen. Nach dieser Verbrennung würde das EDS abgeworfen.

Während der dreitägigen Trans-Mond-Küste überwachte die vierköpfige Besatzung die Systeme der Orion, inspizierte ihre Altair-Raumsonde und ihre Unterstützungsausrüstung und korrigierte ihre Flugbahn nach Bedarf, damit die Altair an einem Landeplatz in der Nähe des Polares landen konnte geeignet für eine zukünftige Mondbasis. Die Orion/Altair-Kombination würde sich der Mondfernseite nähern und die Triebwerke des Altairs nach vorne ausrichten und die Mondbahneinführung (LOI) zum Brennen bringen.

In der Mondumlaufbahn verfeinerte die Besatzung die Flugbahn und konfigurierte das Orion-Raumschiff für unbemannten Flug, sodass alle vier Besatzungsmitglieder in das Altair-Fahrzeug umsteigen und auf dem Mond landen konnten, während die Orion auf ihre Rückkehr wartete. Nach Erhalt der Genehmigung von der Mission Control würde die Altair von der Orion abdocken und ein Inspektionsmanöver durchführen, so dass die Bodenlotsen das Raumschiff über Live-TV auf Orion auf sichtbare Probleme untersuchen konnten, die eine Landung verhindern würden (bei Apollo wurde dies vom Command durchgeführt). Modulpilot). Nachdem die Bodenkontrolleure die Genehmigung erhalten hatten, trennten sich die beiden Fahrzeuge in sicherer Entfernung und die Sinktriebwerke des Altair würden erneut für den motorisierten Sinkflug zu einem zuvor von unbemannten Raumfahrzeugen ausgewählten Landeplatz feuern.

Nach der Landung zog die Besatzung ihre Raumanzüge für Extravehicular Activity (EVA) an und begann mit der ersten von fünf bis sieben Mond-EVAs, sammelte Proben und setzte Experimente ein. Nach Abschluss ihrer Lunar Sortie-Operationen betrat die Besatzung dann den Altair und zündete den Aufstiegsstufenmotor, um von der Oberfläche abzuheben, wobei die Abstiegsbühne als Startrampe verwendet wurde (und als Plattform für den zukünftigen Basisbau verlassen wurde). Beim Eintritt in den Orbit würde sich die Altair mit dem wartenden Orion-Raumschiff treffen und andocken, und die Besatzung würde dann zusammen mit den auf dem Mond gesammelten Proben zurück zum Orion bringen. Nach dem Abwerfen der Altair würde die Besatzung die Trans Earth Injection (TEI)-Verbrennung für die Rückfahrt zur Erde durchführen.

Nach einer zweieinhalbtägigen Küste würde die Besatzung das Servicemodul abwerfen (damit es in der Atmosphäre verglüht) und das CM würde mit einer speziellen Wiedereintrittsbahn, die das Fahrzeug aus seiner Position verlangsamen soll, wieder in die Erdatmosphäre eintreten Geschwindigkeit von 25.000 Meilen pro Stunde (40.200 km/h) bis 300 Meilen pro Stunde (480 km/h) und ermöglichen so eine Wasserspritze im Pazifischen Ozean. Das Besatzungsmodul würde dann zur Renovierung zurück zum Kennedy Space Center geflogen, während Mondproben zur Analyse an das Lunar Receiving Laboratory des Johnson Space Center (JSC) geleitet würden .

Orion-Asteroidenmission

Die Orion-Asteroiden-Mission war eine geplante NASA-Mission zu einem erdnahen Asteroiden (NEA), die die Standard- Orion-Raumsonde und ein Landemodul basierend auf einem modifizierten Altair- Mondlander verwenden würde. Die meisten seiner spezifischen Details sind jetzt durch die Aufhebung des Konstellationsprogramms und der damit verbundenen Designs veraltet. Eine solche Mission könnte den potenziellen Wert von Wasser, Eisen, Nickel, Platin und anderen Ressourcen auf dem Asteroiden bewerten; Testen Sie mögliche Wege, sie zu extrahieren; und möglicherweise Techniken zu untersuchen oder zu entwickeln, die verwendet werden könnten, um die Erde vor Asteroideneinschlägen zu schützen . Dies wäre die erste bemannte Mission zu einem außerirdischen Körper außer dem Mond und würde einen Schritt in Richtung einer menschlichen Mission zum Mars darstellen .

Die Mission würde in ähnlicher Weise wie die oben beschriebene Mondlandemission beginnen , wobei ein Ares V verwendet wird, um das Landemodul in die niedrige Erdumlaufbahn zu starten , gefolgt vom Start eines Orion-Raumschiffs mit einer zwei- oder dreiköpfigen Besatzung (wie im Gegensatz zu einer vierköpfigen Besatzung für Mondmissionen) auf einer Ares-I-Rakete. Sobald das Orion-Raumschiff an das Landemodul und die Earth Departure Stage (EDS) angedockt war , würde das EDS erneut feuern und das Orion-Raumschiff zu einem nahegelegenen erdnahen Asteroiden treiben, wo die Besatzung dann landen und seine Oberfläche erkunden würde.

Sobald die Aufgabe abgeschlossen war, würde die Orion-Raumsonde den Asteroiden verlassen und bei Erreichen der Erdnähe sowohl das Servicemodul als auch das Landemodul in ähnlicher Weise wie Apollo 13 abwerfen, bevor sie für einen Pazifik in die Atmosphäre eindringt Ozean-Spritzwasser.

Orion-Mars-Mission

Das ultimative Ziel des Constellation-Programms der NASA war eine bemannte Mission, die in den 2030er Jahren als spiritueller Nachfolger des Apollo-Anwendungsprogramms in den 1960er Jahren Menschen auf dem Mars landete . Die Mission würde die Hardware des Constellation-Projekts verwenden, in erster Linie das Orion-Raumschiff (oder eine auf dem Orion basierende Variante) und das Ares V-Ladefahrzeug.

Eine Designstudie mit Constellation-Trägerraketen, bekannt als Design Reference Architecture 5.0, wurde 2009 abgeschlossen. In DRA 5.0 hätte eine Mars-Mission mehrere Starts einer Ares-V-Rakete sowie einer Ares I-Rakete zum Start der Besatzung beinhaltet. Im ersten Mars- Startfenster würden zwei Frachtnutzlasten in die Erdumlaufbahn sowie eine nukleare Wärmeraketenstufe für jede Nutzlast gestartet , um sie zum Mars zu bringen. Alternativ hätten chemische (insbesondere flüssiger Wasserstoff/flüssiger Sauerstoff) Treibmittelstufen verwendet werden können, obwohl dies mehr Starts erfordert hätte. Eine Frachtnutzlast würde ein Mars Ascent Vehicle (MAV) sowie eine In-situ-Ressourcennutzungsausrüstung umfassen , um Treibstoff für das MAV zu erzeugen. Die zweite Frachtnutzlast wäre ein Lebensraum, in dem die Astronauten während des Aufenthalts an der Oberfläche leben würden. Im nächsten Startfenster, 26 Monate nach dem ersten, würde die Besatzung in einem interplanetaren Transferfahrzeug mit in der Erdumlaufbahn montierten nuklearen Wärmeraketen und Treibstoffmodulen zum Mars fliegen. Auf dem Mars angekommen, würde sich die Crew mit dem Mars-Lebensraum im Orbit treffen, auf dem Mars landen und 500 Tage lang erkunden. Die Besatzung würde das MAV verwenden, um zu ihrem interplanetaren Fahrzeug in der Mars-Umlaufbahn zurückzukehren, das dann zur Rückkehr zur Erde verwendet werden würde. Die Mission würde mit dem Wiedereintritt und der Landung der Orion-Kapsel enden.

Begründung für eine Rückkehr zum Mond

Die NASA listet auf ihrer Website eine Reihe von Gründen für eine menschliche Rückkehr zum Mond auf:

  1. die menschliche Kolonisation auszudehnen ,
  2. die dem Mond innewohnenden wissenschaftlichen Aktivitäten weiter zu verfolgen ,
  3. um neue Technologien, Systeme, Flugbetriebe und Techniken zu testen, um zukünftige Weltraumforschungsmissionen zu erfüllen,
  4. eine herausfordernde, gemeinsame und friedliche Aktivität zu bieten, um Nationen bei der Verfolgung gemeinsamer Ziele zu vereinen,
  5. den Wirtschaftsraum zu erweitern und gleichzeitig Forschungsaktivitäten zum Wohle unseres Heimatplaneten durchzuführen,
  6. die Öffentlichkeit und die Studierenden einzubeziehen, um die Entwicklung der hochtechnologischen Arbeitskräfte zu unterstützen, die erforderlich sind, um die Herausforderungen von morgen zu meistern.

In den Worten des ehemaligen NASA - Administrator Michael D. Griffin : „Das Ziel ist nicht nur wissenschaftliche Erforschung .... Es geht auch um den Bereich der Lebensraum des Menschen aus von der Erde in die Verlängerung Sonnensystem , wie wir in der Zeit vorwärts gehen .. .. Auf lange Sicht wird eine Ein-Planeten-Art nicht überleben.... Wenn wir Menschen Hunderttausende oder Millionen von Jahren überleben wollen, müssen wir letztendlich andere Planeten bevölkern... das Sonnensystem kolonisieren und eines Tages gehen darüber hinaus."

Ein im Juni 2014 von der US National Academy of Sciences veröffentlichter Bericht forderte klare langfristige Weltraumziele bei der NASA. In dem Bericht heißt es, dass der aktuelle Kurs der Agentur zu „Versagen, Ernüchterung und [Verlust] der langjährigen internationalen Wahrnehmung führe, dass die bemannte Raumfahrt etwas ist, was die Vereinigten Staaten am besten können“. Der Bericht empfahl, dass der Mars das nächste große Ziel der bemannten Raumfahrt sein sollte. In dem Bericht wurden mehrere mögliche Wege untersucht, um den Planeten bis 2037 zu erreichen, wobei darauf hingewiesen wurde, dass die Rückkehr zum Mond als Zwischenschritt im Prozess "erhebliche Vorteile" bieten würde.

Die National Space Society (NSS), eine private Non-Profit-Organisation, betrachtet die Rückkehr zum Mond als eine hohe Priorität für das US-Weltraumprogramm, um das wissenschaftliche Wissen über den Mond zu entwickeln, insbesondere in Bezug auf sein Potenzial für die Erschaffung neuer Industrien, um weitere Mittel für die weitere Weltraumforschung bereitzustellen.

Budget und Stornierung

Bush-Administration

Am 14. Januar 2004 forderte Präsident George W. Bush die NASA auf, nach der Fertigstellung der Internationalen Raumstation und der geplanten Stilllegung des Space-Shuttle- Programms im Jahr 2010 einen Vorschlag für eine weitere bemannte Weltraumforschung zu entwickeln. eine ausgedehnte menschliche Präsenz auf dem Mond zu etablieren", um "die Kosten für die weitere Weltraumforschung erheblich zu reduzieren". Dazu gehörte die "Ernte und Verarbeitung von Mondboden zu Raketentreibstoff oder Atemluft". Die gewonnenen Erfahrungen könnten laut Bush helfen, "neue Ansätze und Technologien und Systeme zu entwickeln und zu testen", um einen "nachhaltigen Kurs der langfristigen Exploration" einzuleiten.

Die NASA schätzte, dass die ursprüngliche Politik bis 2025 230 Milliarden US-Dollar (in 2004 US-Dollar) kosten würde, einschließlich des vom Constellation-Programm getrennten Commercial Crew and Cargo-Programms. Ungelöste technische und gestalterische Herausforderungen machten es der NASA jedoch unmöglich, eine schlüssige Schätzung abzugeben.

Obama-Administration

Bei seinem Amtsantritt erklärte Präsident Obama , Constellation sei "über dem Budget, hinter dem Zeitplan und mangelnde Innovation". Eine Überprüfung ergab, dass Constellation bei Einhaltung des ursprünglichen Zeitplans etwa 150 Milliarden US-Dollar kosten würde, um sein Ziel zu erreichen. Eine weitere Überprüfung im Jahr 2009, die von Präsident Obama angeordnet wurde, ergab, dass weder eine Rückkehr zum Mond noch ein Flug mit Besatzung zum Mars im aktuellen Budget der NASA lag. Das Augustine-Panel schlug verschiedene Optionen vor, darunter zwei Hauptzielorte (der Mond und der Weltraum), drei verschiedene Arten von Super Heavy Launch Vehicles und ein robustes Forschungs- und Entwicklungsprogramm, das Arbeiten an Treibstoffdepots umfassen würde .

Nach Durchsicht des Berichts und nach Zeugenaussagen vor dem Kongress beschloss die Obama-Regierung , Constellation aus dem US-Bundeshaushalt 2011 auszuschließen . Am 1. Februar 2010 wurde das vom Präsidenten vorgeschlagene Budget veröffentlicht, das keine Finanzierung für das Projekt enthielt, und es wurde am 15. April 2011 Gesetz.

Präsident Obama veranstaltete am 15. April 2010 in Florida eine Weltraumkonferenz. Dies geschah zu einer Zeit, als die Regierung des Präsidenten heftig kritisiert wurde, weil sie das Aufstellungsprogramm aus dem Haushalt 2011 herausgelassen hatte. Auf der Konferenz diskutierten Präsident Obama und hochrangige Beamte sowie führende Persönlichkeiten im Bereich der Raumfahrt die Zukunft der US-Bemühungen in der bemannten Raumfahrt und stellten einen Plan für die NASA vor, der der Option "Flexible Path to Mars" des Augustine-Panels folgte und Präsident Obamas früherer Vorschlag, die Weiterentwicklung der Orion-Kapsel als Hilfssystem für die ISS einzubeziehen und das Jahr 2015 als Frist für die Entwicklung einer neuen Super Heavy Launch Vehicle festzulegen. Im Oktober 2010 wurde der NASA-Genehmigungsentwurf für 2010 in Kraft gesetzt, der Constellation stornierte. Die bisherige Gesetzgebung hielt jedoch die Constellation-Verträge bis zur Verabschiedung eines neuen Fördergesetzes für 2011 in Kraft.

Ersatz und Alternativen

Die NASA setzt die Entwicklung des Orion-Raumschiffs für die Weltraumfahrt fort. Um die Kosten zu senken, hat es die private Entwicklung von Fahrzeugen für den Einsatz in erdnahen Umlaufbahnen beauftragt. Das Commercial Crew Development- Programm sucht nach einem oder mehreren Fahrzeugen, um Menschen zur und von der Internationalen Raumstation ISS zu bringen, und für die Trägerrakete beinhaltet die menschliche Bewertung der Evolved Expendable Launch Vehicles der United States Air Force . Private Raumschiffe sind bereits im Rahmen des Commercial Resupply Services- Programms im Einsatz und bringen Fracht zur ISS.

Die Trägerraketendesigns wurden 2010/2011 modifiziert und als Space Launch System neu zugelassen .

Bei Mond- und Marsmissionen setzt die NASA ab 2021 auf das Artemis-Programm .

Siehe auch

Verweise

Gemeinfrei Dieser Artikel enthält  gemeinfreies Material von Websites oder Dokumenten der National Aeronautics and Space Administration .

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Externe Links