CEV -lansering. Se fler bilder på rymdfärjan. Foto med tillstånd av NASA /John Frassanito och Associates
Även om rymdfärjan fortfarande är ett tekniskt underverk, flottan åldras och har blivit allt dyrare att driva. De senaste problemen med skumisolering har utsatt besättningar för fara, gjorde det osäkert att flyga, och fick NASA att grunda hela flottan. NASA behöver ett fordon som kan bära besättning och nyttolast till jordens bana, månen och Mars. Med tanke på framtida utforskning, NASA designar ett nytt fordon.
NASA:s nya rymdskepp, Orion Crew Exploration Vehicle, kommer faktiskt att bestå av två fartyg:
De Crew Exploration Vehicle (CEV) kommer att transportera fyra till sex astronauter.
De Cargo Launch Vehicle (CLV) kommer att lyfta tunga nyttolaster och astronauter vid behov.
Orion kommer att använda beprövad teknik från Apollo- och rymdfärjeprogrammen. De kommer också att vara säkrare och mer mångsidiga för långsiktig utforskning av rymden.
I den här artikeln, vi kommer att undersöka konceptet och tekniken bakom Orion och lära oss hur det kommer att hjälpa oss att utforska månen och bortom.
Innehåll
CEV Basics
CEV -servicemodul, Boosters och CLV
Framtiden för rymdutforskning
CEV Basics
NASA har valt Lockheed Martin för att designa och bygga Orion. Huvudsystem (t.ex. ström, navigering, livsuppehållande, kommunikation, och datorer) kommer att vara mer avancerade versioner av dem på Apollo och rymdfärjan.
CEV kommer att bestå av tre grundläggande delar:
En kapsel för att hålla besättningen.
En servicemodul för att hålla huvuddrivsystemet, kraftsystem, och attityd kontroller. Attityd avser hur rymdfarkosten är orienterad i rymden (x, y, och z riktningar eller tonhöjd, rulla, yaw axlar). Apollo använde fyra enheter om fyra thrusterar monterade på servicemodulen för denna uppgift, medan skytteln använder reaktionskontrollpropeller placerade på näsan och akterpartierna.
En booster för att lyfta CEV till jordens bana.
För månlandningsuppdrag, det kommer att finnas en speciell modul.
Besättningsfordon och landare i månbana Foto med tillstånd av NASA / John Frassanito och Associates
Kapseln kommer att vara konformad som Apollo-kommandomodulen, eftersom det är mer aerodynamiskt än skytteln. Istället för att åter komma in i jordens atmosfär med 8 kilometer per sekund (som skytteln), CEV kommer in i atmosfären igen från de högre hastigheterna på månresor, med 11 kilometer per sekund.
Förutom formen, CEV -besättningskapseln har flera andra saker gemensamt med Apollo, tillsammans med några skillnader:
Den större diametern (16,5 fot, eller 5 meter, istället för 3,9 fot) kommer att rymma mer besättning och last.
CEV aktervärmeskölden blir ablativ , vilket betyder att det kommer att koka bort. Apollo använde en singel, flerskiktad aktervärmesköld gjord av aluminium och epoxiharts som ablerade när den absorberade värmen vid återinträde. (Den var utformad för att endast användas en gång, precis som resten av kommandomodulen.) Shuttle använder keramiska termiska plattor, termiska filtar, och förstärkta kolhartser för att absorbera värmen. Dock, detta koncept har visat sig vara svårare att serva än dess teoretiska design. CEV -värmeskölden kan bytas upp till 10 gånger och hålla fordonets konstruktionstid.
Krockkuddar på CEV kommer att möjliggöra både landåtervinning och sjöåtervinning. Alla Apollos återhämtningar var havsplask.
CEV:s position ovanför lanseringsförstärkaren sätter den ur vägen för att falla skräp som bitar av skum eller is.
Ett flyktorn - en liten raket som lyfter kommandomodulen från förstärkaren vid ett misslyckande vid en uppskjutning- är en av CEV:s unika funktioner. Denna mekanism är säkrare än bussens avbrottsprocedurer.
I nästa avsnitt, vi utforskar servicemodulen och booster.
CEV -servicemodul, Boosters och CLV
CEV -servicemodulen kommer också att vara cylindrisk. Det kommer att täcka och skydda värmeskölden på CEV -kapseln under flygning och ge ström, framdrivning, och attitydkontroll. Servicemodulen kommer att avbrytas före återinförsel.
Några funktioner i servicemodulen inkluderar:
En enda motor framdrivning, som kommer att använda något mer effektivt metan/syre -bränsle snarare än den hypergoliska blandningen av Apollo SM (hydrazin/kvävetetroxid). Metan/syrebränsle har en större specifik impuls än hydrazin/kvävetetroxid, vilket innebär en längre brinntid för samma massa drivmedel och större hastigheter. I framtiden, det kan vara möjligt att göra metanbränsle från komponenter på månen och Mars för att driva denna typ av fordon.
En större bränslekapacitet för att möjliggöra olika månbanor och landningsplatser.
Solpaneler för att generera el för att komplettera energin från bränslecellerna.
Ledningar som innehåller flytande ammoniak eller vatten/glykolblandningar för att överföra värme till radiatorer så att de kan komma ut i rymden. I yttre rymden, temperaturskillnaden mellan solljus och skugga är ungefär 400 grader Fahrenheit . Denna ojämna uppvärmning orsakar termisk påfrestning på metaller i rymdfarkostens struktur. För att motverka denna effekt, rymdfarkosten Apollo roterade på sin axel när den gick till månen för att låta solstrålning värma rymdfarkosten jämnt ("grillrullmanöver"). CEV kommer förmodligen att göra detsamma.
Attitydkontroll med thruster som liknar Apollo.
Apollon krävde ett massivt skjutfordon (Saturn V) för att lyfta både besättning och nyttolast. Skyttelens huvudmotorer behövde tillföra stora mängder dragkraft till fordonet av samma skäl. CEV lanseringsförstärkare, kommer bara att lyfta besättningen, inte tunga nyttolaster. På grund av detta, CEV -booster kan vara mindre än Apollo- och rymdfärjeboosters.
Den första etappen av CEV -booster kommer att vara en fast raketförstärkare (SRB) heter Ares I, som kommer att likna den på rymdfärjan. Det andra steget kommer att bestå av en enda rymdfärjemotor som drivs av flytande vätgas- och syretankar. Ingen av stadierna kommer att återvinnas eller återanvändas (shuttle-SRB:erna återhämtades och återanvändes).
Bemannad rymdutforskning kräver att man placerar både astronauter och nyttolaster i omloppsbana. Tidigare fordon har kombinerat människor och nyttolaster på samma raket, men CEV -konceptet har separerat dessa funktioner. CLV kommer att lyfta tunga nyttolaster, som månlandare, månöverföringsstadier och rymdstationskomponenter. Om nödvändigt, CLV kan också konfigureras för att lansera människor.
CLV kommer att bestå av två steg:
Första steget kommer att ha fem huvudmotorer som drivs av flytande väte och flytande syre (heter Ares V)
Den andra kommer att ha antingen en shuttle-huvudmotor eller en Apollo J-2-motor, drivs också av flytande väte och flytande syre.
Cargo Launch Vehicle with Lunar Landerand Earth Departure Stage Foto med tillstånd av NASA / John Frassanito och Associates
Nästa, vi kommer att titta på framtiden för rymdutforskning.
Framtiden för rymdutforskning
Astronauter lämnar månen i uppstigningsskedet Foto med tillstånd av NASA /John Frassanito och Associates
NASA vill att Orion CEV ska vara mångsidig för framtida rymdutforskning. De projicerar att det kommer att kunna transportera besättningar till den internationella rymdstationen 2014, månen 2020. Mars blir nästa mål.
CEV:s huvudmål är att återvända till månen. Under designstadiet av Apollo, det fanns två förslag för att sätta människan på månen:
De Earth Orbit Rendezvous (EOR) - bitar av en stor månraket skulle monteras i jordens bana och skjutas upp till månen
De Lunar Orbit Rendezvous (LOR) - två mindre rymdfarkoster (kommando/servicemodul och månmodul) skulle mötas i månens bana
Forskare kom så småningom överens om att LOR -metoden skulle spara mer vikt och uppnå president John F. Kennedys mål att landa en man på månen inom 10 år. Flygplanen för CEV -återvändande till månen innehåller delar av både EOR och LOR.
CEV -månuppdragen kommer att inrätta en månbas för att utforska månen och söka efter vatten på månens sydpol (nödvändigt för att överleva på månen och en potentiell materialkälla för att göra raketbränsle). De kommer också att tillåta astronauter att testa utrustning och tekniker för framtida uppdrag till Mars. Eftersom månen bara är tre dagar bort, det är säkrare och billigare att starta uppdrag till Mars därifrån. Ett räddningsuppdrag skulle också vara lättare för ett månuppdrag än ett Mars -uppdrag. CEV kommer att fungera som en modell för att designa andra djupa utrymmen, bemannade rymdfarkoster.
Med CEV, NASA hoppas kunna återvända astronauter till månen och förverkliga drömmen om att skicka människor för att utforska Mars och resten av solsystemet.
För mycket mer information om rymdflygning, Orion Crew Exploration Vehicle och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.
Mycket mer information
Relaterade artiklar om HowStuffWorks
Hur rymdfärjan fungerar
Hur rymdstationer fungerar
Hur rymddräkter fungerar
Hur viktlöshet fungerar
Hur raketmotorer fungerar
Hur Mars fungerar
hur Mars Exploration Rovers fungerar
Hur Mars Odyssey fungerar
Hur Terraforming Mars kommer att fungera
Partnerlänkar
Flygningens framtid?
Fler fantastiska länkar
NASA:Hur vi kommer tillbaka till månen
Vi presenterar NASA:s nya rymdskepp
Northrup Grumman Space Technology
Lockheed Martin Space Systems &Technologies
MarsNews.com:Nyhetsledning för besättningsutforskningsfordon
Källor
Hela dagen, Jonathan. Apollo in Perspective Institute of Physics Publishing, Bristol, 2000.ISBN 0-7503-0645-9
"Crew Exploration Vehicle garanterar säkert, Pålitlig resa till rymdstationen, Måne, Mars. "Nothrup Grumman Corporation, 12 oktober kl. 2005 http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.mhtml?d=87722
Vi presenterar NASA:s nya rymdskepp. NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
Hur vi kommer tillbaka till månen, NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/cev.html
NASA Exploration Systems Directorate. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html