Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Mars Ascent Vehicle для шести человек из DRA5

Эталонная миссия NASA по проектированию Марса (DRM) относится к серии исследований NASA по концептуальному дизайну миссий по отправке людей на Марс . [1] [2] Связанный термин, эталонная архитектура проектирования (DRA), относится ко всей последовательности миссий и вспомогательной инфраструктуре.

Это справочные базовые исследования, обобщающие текущие технологии и возможные подходы к полету человека на Марс , и не являются фактической программой миссии. Согласно НАСА, документы «представляют собой« снимок »незавершенной работы в поддержку планирования будущего исследования человеком поверхности Марса». [3] Эталонные миссии по дизайну используются для исследований торговли технологиями , чтобы проанализировать влияние различных подходов к миссии.

Эталонное задание по дизайну (1993) [ править ]

Художественная концепция среды обитания на Марсе, 1993 г.

Первая эталонная миссия по проектированию Марса [4] была исследованием НАСА, завершенным в мае 1993 года под эгидой Инициативы по исследованию космоса (SEI). [5] Задача [6] заключалась в разработке «эталонной миссии» на основе предыдущих исследований и данных, где эталонная миссия служит основой для сравнения различных подходов и критериев из будущих исследований.

Исследование было основано на Зубрины «s Mars Direct проекте миссии. Названный Зубриным Mars Semi-Direct, он также внес несколько значительных изменений, например, с учетом большего количества экипажа и специального корабля для восхождения на Марс, который должен был провести встречу на орбите Марса в стиле Аполлона с кораблем возврата на Землю. оставаться на орбите. [7] [8] Эталонная миссия по проектированию заменила предыдущую SEI в качестве постоянного плана миссии.

Подход и результаты [ править ]

  • Ограничьте время, в течение которого экипаж находится в суровых космических условиях, используя быстрые переходы на Марс и обратно, а также стратегию выхода на поверхность.
  • Используйте местные ресурсы, чтобы уменьшить массу миссии
  • Используйте стратегию разделения миссий для предварительного развертывания оборудования для миссии, чтобы уменьшить массу и минимизировать риск для экипажа
  • Изучите три миссии человека на Марс, начавшиеся в 2009 году.
  • Использовать передовые космические двигатели (например, ядерные тепловые двигатели) для транспортировки в космосе
  • Полезные нагрузки отправляются прямо на Марс с помощью большой ракеты-носителя (200+ т на НОО)
  • Ядерная поверхностная энергия для надежной непрерывной энергетики [6]

Выводы исследования состояли в том, что общая масса миссии составляла приблизительно 900 метрических тонн для первого экипажа (3 грузовых автомобиля, 1 пилотируемый автомобиль). В исследовании указывается, что разработка большой ракеты-носителя - это долгая и дорогая система, и необходимо изучить подходы с использованием ракет-носителей меньшего размера. [6]

Эталонная миссия по проектированию 2.0 [ править ]

В 1997 году была сформирована группа NASA по исследованию Марса, которая разработала более подробную версию исходной проектной миссии. План описывает первые полеты человека на Марс с концепцией операций и технологий, которые будут использоваться в качестве первого разреза в архитектуре. Согласно отчету:

Персонал, представляющий несколько полевых центров НАСА, сформулировал «Контрольную миссию» по исследованию Марса человеком. В этом отчете резюмируется их работа и описывается план первых полетов людей на Марс с использованием подходов, которые технически осуществимы, сопряжены с разумными рисками и относительно низкими затратами. Архитектура эталонной миссии на Марс основана на предыдущей работе Synthesis Group (1991) и концепциях Зубрина (1991) по использованию ракетного топлива, полученного из марсианской атмосферы. Выбор был сделан при определении эталонной миссии. В этом отчете обоснование каждого выбора задокументировано; однако непредвиденный технологический прогресс или политические решения могут изменить выбор в будущем. [9]

Согласно Портри [1], «Последующая эволюция DRM была направлена ​​на минимизацию веса космического корабля в попытке снизить расчетную стоимость миссии». Несмотря на то, что официально не получила обозначение "2.0", "очищенная" (то есть с уменьшенной массой) версия 1997 года в более поздних документах упоминается обозначением 2.0. [10]

Design Reference Mission 3.0 [ править ]

Эталонная миссия проекта 3.0
Основная статья: Миссия NASA Design Reference Mission 3.0

Эталонное задание проекта 3.0 [11]был продолжением исследования 1997 года, проведенного группой NASA по исследованию Марса, с отчетом, опубликованным в июне 1998 года в качестве дополнения к исследованию 1997 года. Заявленная цель эталонной миссии состояла в том, чтобы стимулировать дальнейшее размышление и разработку альтернативных подходов: «Она предназначена для выявления и уточнения системных« драйверов »или значительных источников затрат, производительности, рисков и изменений в расписании. Она не представляет собой окончательный или рекомендуемый подход к пилотируемым полетам на Марс. Несколько альтернативных сценариев, в том числе исследовательские миссии человека 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 изучаются Исследованием Команда.Сравнение альтернативных подходов обеспечивает основу для постоянного улучшения планов инвестиций в технологии и общего понимания будущих исследовательских миссий человека. Приложение представляет собой "снимок" незавершенной работы в поддержку планирования будущих исследовательских миссий человека до мая 1998 года.[12]

В отчете эталонной миссии версии 3.0 говорится:

Исходя из работы оригинальной эталонной миссии (версия 1.0), стратегия исследования Марса человеком эволюционировала от своей первоначальной формы к уменьшенной массе системы, использованию меньшей, более разумной ракеты-носителя и использованию более современных технологий. . Шаги, предпринятые Исследовательской Группой, мотивированы необходимостью уменьшить массу рейсов по доставке полезной нагрузки, а также общую стоимость миссии, не создавая дополнительных рисков миссии. Благодаря устранению необходимости в большой тяжелой ракете-носителю и удалению дублирующего полета по доставке в среду обитания в Версии 3.0, два запуска с Земли были исключены. Конечным результатом является текущая эталонная миссия версии 3.0, для которой требуется введенная масса примерно вдвое меньше, чем у эталонной миссии 1993/94 г. » [12]

Эталонная миссия 4.0 [ править ]

Задача 4-й эталонной миссии по проектированию в 1998 г. заключалась в доработке DRM 3.0 для устранения выявленных слабых мест, дальнейшего уточнения конструкции и концепций систем и улучшения стратегии снижения рисков. [6]

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

Основные результаты [ править ]

Основные результаты исследования: [6]

  • Внедрение транспортного средства для переброски экипажа в оба конца снижает требования к надежности системы с пяти до трех лет, но требует дополнительной встречи на орбите Марса.
  • Показана жизнеспособность концепции комплексной солнечной электрической силовой установки, но упаковка и размер транспортного средства остаются высокими.
  • Оценка общей массы миссии:
    • Солнечная электрическая силовая установка: 467 тонн
    • Ядерно-тепловая силовая установка: 436 тонн
    • Химическая промышленность с воздушным торможением: 657 тонн (аналогичная, но не идентичная концепция полета)

Эталонная архитектура дизайна 5.0 [ править ]

Концепция архитектуры эталонной миссии НАСА 5.0 (2009 г.)

Миссия NASA Design Reference Mission 5.0 [15] была выполнена в 2009 году [16] с добавлением в июле 2009 года [17] и вторым дополнением в марте 2014 года [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

См. Также [ править ]

  • Список планов миссии на Марс с экипажем
  • Миссия по возврату образцов на Марс

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Портри, Дэвид, Люди на Марс: 50 лет планирования миссии , NASA-SP-2001-4521, Монографии по истории авиакосмической промышленности, номер 2; Глава 10, «Design Reference Mission», стр. 89–99 (по состоянию на 29 сентября 2015 г.).
  2. ^ Уивер, Дэвид Б. и Майкл Б. Дюк, "Стратегии исследования Марса: справочная программа и сравнение альтернативных архитектур, документ конференции AIAA AIAA-93-4212, (1993)
  3. ↑ Стивен Дж. Хоффман (редактор), Справочная миссия на поверхности Марса: описание деятельности человека и роботов на поверхности, архивировано 05 октября 2006 г.в Wayback Machine , NASA / TP-2001-209371 (доступ 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., статья IAF-93-Q.1.383 (1993)
  5. ↑ Design Reference Mission 1 Архивировано 30октября2005 г. в Wayback Machine , Encyclopedia Astronautica (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  6. ^ a b c d e Дуглас Р. Кук, Обзор недавних скоординированных исследований человека , Управление перспективных разработок, Космический центр имени Джонсона НАСА, январь 2000 г. (по состоянию на 30 сентября 2015 г.)
  7. ^ Зубрин, Роберт (1996). Случай с Марсом: план заселения красной планеты и почему мы должны это сделать . 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. ↑ SJ Hoffman и DI Kaplan (ред.), « Исследование Марса человеком: эталонная миссия исследовательской группы НАСА по исследованию Марса », NASA SP-6107, Исследовательский офис НАСА, июль 1997 г. (доступ 30 сентября 2015 г.) веб-сайт Мэрилендского университета: 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 NASA по проектированию Марса становится ядерной (2001) », Wired, 18 января 2014 г. (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  11. ↑ Design Reference Mission 3 Архивировано 2 февраля2007 г. в Wayback Machine , Encyclopedia Astronautica (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  12. ^ a b Дрейк, Брет Г. (ред.), Reference Mission Version 3.0: Addendum to Human Exploration of Mars: The Reference Mission of the NASA Mars Exploration Study Team , NASA JSC Exploration Office, июнь 1998. Также имеется в виде отчета НАСА НАСА / SP-6107-ADD. Архивировано 14 июля 2007 г. в Wayback Machine.
  13. ↑ Design Reference Mission 4 NTP. Архивировано 14июня 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 проекта 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, ред.), Исследование человеком эталонной архитектуры проекта 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, ред.), «Дополнение к эталонной миссии версии 5.0» , NASA / SP – 2009–566-ADD, Космический центр имени Линдона Джонсона НАСА, июль 2009 г. (по состоянию на 29 сентября 2015 г.)
  18. ↑ Брет Г. Дрейк и Кевин Д. Уоттс (ред.). Исследование человеком Марса. Эталонная архитектура проекта 5.0, Приложение № 2 , НАСА / SP-2009-566-ADD2, Космический центр имени Джонсона НАСА, Хьюстон, Техас, март 2014 г. (доступ 29 сентября 2015 г.)
  19. ^ Фауст, Джефф (23 января 2015). «НАСА не готово обновить архитектуру марсианской миссии» . Космические новости . Проверено 29 сентября 2015 года .