Grafik visar hela kupolen, tunna, ring- och motorkomponenter som används för att montera de fem huvudstrukturerna i kärnfasen av NASA:s Space Launch System (SLS) i Block 1-konfiguration. Kredit:NASA/MSFC
NASA befinner sig i en besvärlig mellantid just nu. Sedan början av rymdåldern, byrån har haft förmågan att skicka sina astronauter ut i rymden. Den första amerikanen som åkte till rymden, Alan Shepard, gjorde en suborbital lansering ombord på en Mercury Redstone -raket 1961.
Sedan åkte resten av Mercury-astronauterna på Atlas-raketer, och sedan flög Gemini-astronauterna på olika Titan-raketer. NASA:s förmåga att slänga människor och deras utrustning ut i rymden tog ett kvantsprång med den enorma Saturn V-raketen som användes i Apollo-programmet.
Det är svårt att riktigt förstå hur kraftfull Saturn V var, så jag ska ge dig några exempel på saker som detta monster kan lansera. En enda Saturn V kan spränga 122, 000 kilo eller 269, 000 pund i låg omloppsbana om jorden, eller skicka 49, 000 kg eller 107, 000 pund på en överföringsbana till månen.
Istället för att fortsätta med Saturnus-programmet, NASA bestämde sig för att växla och bygga den mestadels återanvändbara rymdfärjan. Även om det var kortare än Saturnus V, rymdfärjan med sina dubbla externa solida raketboosters kan sätta 27, 500 kg eller 60, 000 pund i låg omloppsbana om jorden. Inte så dåligt.
Och då, under 2011, rymdfärjans program avslutades. Och med det, USA:s förmåga att skjuta upp människor i rymden. Och viktigast av allt, att skicka astronauter till den kontinuerligt bebodda internationella rymdstationen. Den uppgiften har fallit på ryska raketer tills USA bygger tillbaka kapaciteten för mänsklig rymdfärd.
Sedan pendeln inställdes, NASAs personalstyrka av ingenjörer och raketforskare har utvecklat nästa tunga lyftfordon i NASA:s rymdlanseringssystem.
SLS ser ut som en korsning mellan en Saturn V och rymdfärjan. Den har samma välbekanta solida raketboosters, men i stället för rymdfärjan orbiter och dess orange externa bränsletank, SLS har den centrala Core Stage. Den har 4 av rymdfärjans RS-25 Liquid Oxygen-motorer.
Även om två pendelbana gick förlorade i katastrofer, dessa motorer och deras flytande syre och flytande väte fungerade perfekt för 135 flygningar. NASA vet hur man använder dem, och hur man använder dem säkert.
Den allra första konfigurationen av SLS, känd som block 1, bör ha förmågan att placera cirka 70 ton i Low Earth Orbit. Och det är bara början, och det är bara en uppskattning. Över tid, NASA kommer att öka sin kapacitet och lanseringskraft för att matcha fler och mer ambitiösa uppdrag och destinationer. Med fler lanseringar, de kommer att få en bättre uppfattning om vad den här saken är kapabel till.
Efter att Block 1 har startat, NASA kommer att utveckla Block 1b, vilket sätter en mycket större övre scen ovanpå samma kärnscen. Detta övre steg kommer att ha en större kåpa och kraftfullare andrastegsmotorer, kapabel att sätta 97,5 ton i låg omloppsbana om jorden.
Till sist, där är Block 2, med en ännu större lanseringskåpa, och kraftfullare övre scenen. Den ska spränga 143 ton i låg omloppsbana om jorden. Förmodligen. NASA utvecklar denna version som en raket av 130 tons klass.
Med så mycket lanseringskapacitet, vad kan man göra med det? Vilka typer av uppdrag blir möjliga på en så kraftfull raket?
NASA:s Orion-farkost. Kredit:NASA
Huvudmålet för SLS är att skicka ut människor, bortom låg omloppsbana om jorden. Helst till Mars på 2030-talet, men det kan också gå till asteroider, månen, som du vill. Och som du kommer att läsa senare i den här artikeln, det skulle kunna skicka några fantastiska vetenskapliga uppdrag där ute också.
Den allra första flygningen för SLS, kallad Exploration Mission 1, kommer att vara att sätta den nya Orion besättningsmodulen i en bana som tar den runt månen. I en mycket liknande flygning som Apollo 8. Men det kommer inte att finnas några människor, bara den obemannade Orion-modulen och ett gäng cubesats som följer med på åkturen. Orion kommer att tillbringa cirka 3 veckor i rymden, inklusive cirka 6 dagar i en retrograd bana runt månen.
Om allt går bra, den första användningen av SLS med Orion besättningsmodul kommer att ske någon gång under 2019. Men också, bli inte förvånad om den trycks tillbaka, det är namnet på spelet.
Efter utforskningsuppdrag 1, det finns EM-2, vilket borde hända några år efter det. Det här kommer att vara första gången människor kommer in i en Orion-besättningsmodul och flyger till rymden. De kommer att tillbringa 21 dagar i en månbana, och leverera den första komponenten av den framtida Deep Space Gateway, som kommer att bli föremål för en framtida artikel.
Därifrån, framtiden är oklart, men SLS kommer att ge möjligheten att placera olika livsmiljöer och rymdstationer i cislunära rymden, öppna framtiden för mänskligt rymdutforskning av solsystemet.
Nu vet du vart SLS förmodligen är på väg. Men nyckeln till den här hårdvaran är att den ger NASA rå kapacitet att sätta människor och robotar i rymden. Inte bara här på jorden, men långt över solsystemet. Nya rymdteleskop, robotutforskare, rovers, orbiters och till och med mänskliga livsmiljöer.
En konstnärs tolkning av NASA:s Space Launch System Block 1-konfiguration med ett Orion-fordon. Kredit:NASA
I en nyligen genomförd studie som heter "The Space Launch System Capabilities for Beyond Earth Missions, "ett team av ingenjörer kartlade vad SLS skulle kunna föra in i solsystemet.
Till exempel, Saturnus är en svår planet att nå, och det beordrar att komma dit, NASA:s rymdfarkost Cassini behövde göra flera gravitationsslungor runt jorden och en förbi Jupiter. Det tog nästan 7 år att komma till Saturnus.
SLS kan skicka uppdrag till Saturnus på mer direkt bana, minska flygtiden till bara 4 år. Block 1 kan skicka 2,7 ton till Saturnus, medan Block 1b kunde höja 5,1 ton.
NASA överväger ett uppdrag till Jupiters trojanska asteroider. Dessa är en samling rymdstenar fångade i Jupiters L4/L5 Lagrange-punkter, och kan vara en fascinerande plats att studera. Väl placerad i den trojanska regionen, ett uppdrag kan besöka flera olika asteroider, provtagning av ett stort utbud av stenar som beskriver solsystemets tidiga historia.
Block 1 skulle kunna lägga nästan 3,97 ton i dessa banor, medan Block 1b kunde göra 7,59 ton. Det är 6 gånger kapaciteten hos en Atlas V. Ett uppdrag som detta skulle ha en kryssningstid på 10 år.
I en tidigare video, vi pratade om framtida Uranus och Neptunus uppdrag, och hur en enda SLS kunde skicka rymdfarkoster till båda planeterna samtidigt.
En konstnärs illustration av ett 16 meter segmenterat spegelrymdteleskop. Det finns inga faktiska bilder av LUVOIR eftersom designen inte har slutförts ännu. Kredit:Northrop Grumman Aerospace Systems &NASA/STScI
En annan idé som jag verkligen gillar är en uppblåsbar livsmiljö från Bigelow Aerospace. BA-2100-modulen skulle vara en helt fristående rymdmiljö. Inget behov av andra moduler, detta monster skulle väga 65 till 100 ton, och skulle gå upp i en enda lansering av SLS. När uppblåst, den skulle innehålla 2, 250 kubikmeter, vilket är nästan 3 gånger den totala livsytan för den internationella rymdstationen.
Ett av de mest spännande uppdragen, till mig, är nästa generations rymdteleskop. Något som skulle vara den sanna andliga efterföljaren till rymdteleskopet Hubble. Det är några förslag på gång just nu, men idén jag gillar bäst är LUVOIR-teleskopet, som skulle ha en spegel som mäter 16 meter i diameter.
SLS Block 1b skulle kunna lägga 36,9 ton i Sun-Earth Lagrange Point 2. Det finns verkligen inget annat där ute som kan lägga så mycket massa i den omloppsbanan.
Bara för att jämföra, Hubble har en spegel på 2,4 meter över, och James Webb är 6.5. Med LUVOIR, du skulle ha 10 gånger högre upplösning än James Webb, och 300 gånger mer kraft än Hubble. Men som Hubble, det skulle vara kapabelt att se universum i synliga och andra våglängder.
Ett teleskop som detta kan direkt avbilda händelsehorisonten för supermassiva svarta hål, se ända till kanten av det observerbara universum och se de första galaxerna som bildar sina första stjärnor. Den kan direkt observera planeter som kretsar kring andra stjärnor och hjälpa oss att avgöra om de har liv på sig.
Allvarligt, Jag vill ha det här teleskopet.
Vid denna tidpunkt, Jag vet att detta kommer att starta ett stort argument om NASA kontra SpaceX kontra andra privata lanseringsleverantörer. Det är okej, Jag fattar. Och Falcon Heavy förväntas lanseras senare i år, ger lanseringsmöjligheter för tunga lyft till ett överkomligt pris. Det kommer att kunna loft 54, 000 kg, vilket är mindre än SLS Block 1, och nästan en tredjedel av kapaciteten hos Block 2. Blue Origins har sin New Glenn, det är tyngre raketer på gång från United Launch Alliance, Arianespace, ryska rymdorganisationen, och även kineserna. Framtiden för tunga lyft har aldrig varit mer spännande.