Эталонная миссия Mars Design
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Mars Ascent Vehicle на шесть человек от DRA5

Эталонная миссия НАСА по проектированию Марса («DRM») относится к серии исследований НАСА по концептуальному проектированию миссий по отправке людей на Марс . [1] [2] Связанный с этим термин « Эталонная архитектура проекта» (DRA) относится ко всем последовательностям миссий и поддерживающей инфраструктуре.

Это справочные базовые исследования, в которых обобщаются современные технологии и возможные подходы к пилотируемой миссии на Марс , и они не являются реальной программой миссии. Согласно НАСА, документы «представляют собой «моментальный снимок» незавершенной работы в поддержку планирования будущих исследований марсианской поверхности человеком». [3] Эталонные миссии по дизайну используются для исследований торговли технологиями , чтобы проанализировать влияние различных подходов к миссии.

Миссия эталонного дизайна (1993)

Художественная концепция среды обитания на Марсе, 1993 г.

Первая эталонная миссия дизайна Марса [4] была исследованием НАСА, завершенным в мае 1993 года под эгидой Инициативы по исследованию космоса (SEI). [5] Задача [6] состояла в том, чтобы разработать «Эталонную миссию» на основе предыдущих исследований и данных, где эталонная миссия служит основой для сравнения различных подходов и критериев будущих исследований.

Исследование было основано на проекте миссии Mars Direct Роберта Зубрина . Таким образом, названный Зубриным Mars Semi-Direct, он также внес несколько существенных изменений, например, в него был включен более многочисленный экипаж и специальный корабль для подъема на Марс, который должен был выполнить сближение на орбите Марса в стиле Аполлона с кораблем для возвращения на Землю. оставаться на орбите. [7] [8] Эталонная миссия по проектированию заменила предыдущую SEI в качестве постоянного плана миссии.

Подход и результаты

  • Ограничьте время, в течение которого экипаж подвергается воздействию суровых космических условий, используя быстрые транзиты на Марс и обратно и прервав стратегию на поверхности.
  • Используйте местные ресурсы, чтобы уменьшить массу миссии
  • Используйте стратегию разделения миссии для предварительного развертывания оборудования миссии, чтобы уменьшить массу и минимизировать риск для экипажа.
  • Изучите три миссии человека на Марс, начиная с 2009 года.
  • Использование передовых космических двигателей (например, ядерных тепловых двигателей) для транспортировки в космосе.
  • Полезные нагрузки отправляются непосредственно на Марс с помощью большой ракеты-носителя (более 200 т на НОО)
  • Наземная ядерная энергия для надежной непрерывной энергетики [6]

Выводы исследования заключались в том, что общая масса миссии составляла примерно 900 метрических тонн для первого экипажа (3 грузовых автомобиля, 1 пилотируемый автомобиль). В исследовании указывалось, что разработка большой ракеты-носителя является длительной и дорогостоящей системой, и необходимо изучить подходы с использованием ракет-носителей меньшего размера. [6]

Эталонная миссия дизайна 2.0

В 1997 году была собрана исследовательская группа НАСА по исследованию Марса, которая разработала более подробную версию эталонной миссии первоначального проекта. План описывает первые полеты человека на Марс с концепцией операций и технологий, которые будут использоваться в качестве первого варианта архитектуры. Согласно отчету:

Персонал, представляющий несколько полевых центров НАСА, сформулировал «Эталонную миссию», посвященную исследованию Марса людьми. В этом отчете обобщается их работа и описывается план первых полетов человека на Марс с использованием подходов, которые технически осуществимы, сопряжены с разумными рисками и относительно низкими затратами. Архитектура марсианской эталонной миссии основана на предыдущей работе Synthesis Group (1991) и концепции Зубрина (1991) по использованию топлива, полученного из марсианской атмосферы. При определении эталонной миссии был сделан выбор. В этом отчете задокументировано обоснование каждого выбора; однако непредвиденные технологические достижения или политические решения могут изменить выбор в будущем. [9]

По словам Портри [1] «Последующая эволюция DRM была сосредоточена на минимизации веса космического корабля, чтобы снизить расчетную стоимость миссии». Хотя официально "2.0" версия 1997 года не имеет обозначения "очищенная" (то есть уменьшенная масса), в более поздних документах она упоминается как 2.0. [10]

Эталонная миссия дизайна 3.0

Эталонная миссия дизайна 3.0
Основная статья: NASA Design Reference Mission 3.0

Эталонная миссия дизайна 3.0 [11]был продолжением исследования 1997 года, проведенного группой НАСА по исследованию Марса, с отчетом, опубликованным в июне 1998 года в качестве дополнения к исследованию 1997 года. Заявленная цель справочной миссии состояла в том, чтобы стимулировать дальнейшие размышления и разработку альтернативных подходов: «Она предназначена для выявления и уточнения системных «драйверов» или значительных источников затрат, производительности, рисков и изменений графика. окончательный или рекомендуемый подход к пилотируемым марсианским миссиям. Несколько альтернативных сценариев, в том числе пилотируемые исследовательские миссии на Луну, астероиды или другие цели за пределами околоземной орбиты, а также использование различных технических подходов к решению миссий и технологических задач, в настоящее время изучается Исследовательским центром. Команда. Сравнение альтернативных подходов обеспечивает основу для постоянного улучшения планов инвестиций в технологии и общего понимания будущих исследовательских миссий человека. Приложение представляет собой «моментальный снимок» незавершенной работы в поддержку планирования будущих исследовательских миссий человека до мая 1998 года.[12]

В отчете справочной миссии версии 3.0 говорится:

В результате работы исходной эталонной миссии (версия 1.0) стратегия исследования Марса человеком эволюционировала от своей первоначальной формы к стратегии уменьшения массы системы, использования меньшей и более разумной ракеты-носителя и использования более современных технологий. . Шаги, которые были предприняты Исследовательской группой, мотивированы необходимостью уменьшить массу полетов по доставке полезной нагрузки, а также общую стоимость миссии без дополнительного риска миссии. Благодаря устранению необходимости в большой ракете-носителе большой грузоподъемности и удалению избыточного полета по доставке среды обитания в версии 3.0 были исключены два запуска с Земли. Конечным результатом является текущая эталонная миссия версии 3.0, для которой требуется впрыскиваемая масса примерно вдвое меньше, чем для эталонной миссии 1993/94 г.» [12] .

Эталонная миссия дизайна 4.0

Цель 4-й миссии проектирования в 1998 г. заключалась в доработке DRM 3.0 для устранения выявленных слабых мест, дальнейшей доработки дизайна и концепций систем, а также улучшения стратегии снижения рисков. [6]

В DRM 4.0 рассматривались как ядерные тепловые двигатели [10] [13] , так и солнечные электрические двигатели [14] вариантов транспортной системы Марса.

Основные результаты

Основными результатами исследования были [6]

  • Включение транспортного средства для перевозки экипажа туда и обратно снижает требования к надежности системы с пяти до трех лет, но требует дополнительной встречи на орбите Марса.
  • Показано, что сквозная концепция миссии транспортного средства с электроприводом на солнечной энергии является жизнеспособной концепцией, но компоновка и размер транспортного средства остаются высокими полюсами.
  • Оценка общей массы миссии:
    • Солнечная электрическая силовая установка: 467 тонн
    • Ядерная тепловая двигательная установка: 436 тонн
    • Химикат с аэродинамическим торможением: 657 тонн (аналогичная, но не идентичная концепция миссии)

Эталонная архитектура проекта 5.0

Концепция эталонной архитектуры миссии НАСА 5.0 (2009 г.)

NASA Design Reference Mission 5.0 [15] было выполнено в 2009 г. [16] с добавлением в июле 2009 г., [17] и вторым дополнением в марте 2014 г. [18]

Существует также версия DRA5 под названием Austere Human Missions to Mars , выпущенная в 2009 году, в которой меньше оборудования и целей.

По состоянию на 2017 год 5.0 является самой последней версией миссии Design Reference. [19]

Схема некоторых проектов миссий на Землю и Марс

Смотрите также

  • Список планов миссии на Марс с экипажем
  • Миссия по возвращению образцов с Марса

использованная литература

  1. ^ a b Портри, Дэвид, Люди на Марс: пятьдесят лет планирования миссии , NASA-SP-2001-4521, Монографии по истории аэрокосмической промышленности, номер 2; Глава 10, «Справочная миссия по проектированию», стр. 89–99 (по состоянию на 29 сентября 2015 г.).
  2. ↑ Уивер, Дэвид Б. и Майкл Б. Дьюк, «Стратегии исследования Марса: справочная программа и сравнение альтернативных архитектур», документ конференции AIAA AIAA-93-4212, (1993)
  3. ↑ Стивен Дж. Хоффман (редактор), Эталонная миссия на поверхности Марса: описание деятельности человека и роботов на поверхности. Архивировано 5 октября 2006 г. в Wayback Machine , NASA / TP-2001-209371 (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  4. ↑ Уивер, Дэвид Б., Майкл Б. Дьюк и Барни Б. Робертс, «Стратегии исследования Марса: эталонная проектная миссия», Международный астронавтический конгресс, 1993 г., документ IAF-93-Q.1.383 (1993 г.)
  5. ↑ Design Reference Mission 1. Архивировано 30 октября 2005 г. в Wayback Machine , Encyclopedia Astronautica (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  6. ^ a b c d e Дуглас Р. Кук, Обзор последних скоординированных исследований человека , Управление перспективных разработок, Космический центр Джонсона НАСА, январь 2000 г. (по состоянию на 30 сентября 2015 г.)
  7. ^ Зубрин, Роберт (1996). Дело за Марсом: план заселения красной планеты и почему надо . Нью-Йорк: Свободная пресса. ISBN 978-0-684-83550-1.
  8. ^ Портри, Дэвид С.Ф. «Эталонная миссия НАСА по дизайну Марса становится ядерной (2001)» .
  9. ^ С. Дж. Хоффман и Д. И. Каплан (ред.), " | Коллекция | НАСА% 2520STI | | 17 | Коллекция | NACA% 26Ntx% 3Dmode% 2520matchallpartial% 26Ntk% 3DAll% 26Ns% 3DDocument-ID | 0% 26N% 3D0% 26Ntt% 3DSP-6107 Human Exploration of Mars: The Reference Mission of the Mars Exploration Study Team NASA, NASA SP-6107, Исследовательский офис НАСА, июль 1997 г. (по состоянию на 30 сентября 2015 г.) Доступно на веб-сайте Университета Мэриленда: http:/ /spacecraft.ssl.umd.edu/design_lib/NASA-SP6107.Mars_DRM.pdf (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  10. ^ a b Дэвид С. Ф. Портри, « Эталонная миссия НАСА по дизайну Марса становится ядерной (2001) », Wired, 18 января 2014 г. (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  11. ↑ Design Reference Mission 3. Архивировано 2 февраля 2007 г. в Wayback Machine , Encyclopedia Astronautica (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  12. ^ a b Дрейк, Брет Г. (редактор), Справочная миссия версии 3.0: Приложение к исследованию Марса человеком: Справочная миссия исследовательской группы НАСА по исследованию Марса , Исследовательское бюро НАСА, июнь 1998 г. Также доступно как отчет НАСА НАСА /SP-6107-ADD Архивировано 14 июля 2007 г. в Wayback Machine .
  13. ↑ Design Reference Mission 4 NTP . Архивировано 14 июня 2006 г. в Wayback Machine , Encyclopedia Astronautica (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  14. ↑ Design Reference Mission 4 SEP . Архивировано 16 марта 2006 г. в Wayback Machine , Encyclopedia Astronautica (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  15. ^ Дрейк, Б.Г., « Исследование Марса человеком, эталонная архитектура проектирования 5.0 », IEEE Aerospace Conference 2010, Big Sky, MT, 6–13 марта 2010 г., стр. 1-24; DOI: 10.1109/AERO.2010.5446736 (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  16. ↑ Руководящая группа по архитектуре Марса (Брет Г. Дрейк, редактор), Исследование человеком эталонной архитектуры дизайна Марса 5.0 , НАСА / SP-2009–566, штаб-квартира НАСА, июль 2009 г. (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  17. ↑ Руководящая группа по архитектуре Марса (Брет Г. Дрейк, редактор), «Приложение к справочной миссии версии 5.0» , NASA / SP–2009–566-ADD, Космический центр Линдона Б. Джонсона НАСА, июль 2009 г. (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  18. ↑ Брет Г. Дрейк и Кевин Д. Уоттс (редакторы) Исследование человеком эталонной архитектуры дизайна Марса 5.0, Приложение № 2 , NASA/SP-2009-566-ADD2, Космический центр имени Джонсона НАСА, Хьюстон, Техас, март 2014 г. (доступ 29 сентября 2015 г.)
  19. ↑ Фуст, Джефф (23 января 2015 г.). «НАСА не готово обновлять архитектуру миссии на Марс» . Новости космоса . Проверено 29 сентября 2015 г.
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mars_Design_Reference_Mission&oldid=1031121176 "
Contribute a better translation