Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о концепции бокового крепления. Чтобы узнать о других концепциях ракет-носителей большой грузоподъемности, созданных на основе челноков , см. Транспортные средства на базе челноков .
Впечатление художника от концепции HLV, созданной на основе челнока

Shuttle-Derived Heavy Lift Ракета - носитель ( " HLV ") был альтернативный супер большой грузоподъемности ракеты - носителя предложение для NASA программы Constellation . Впервые он был представлен Комиссии Августина 17 июня 2009 года.

Основанный на концепции Shuttle-C, которая была предметом различных исследований с 1980-х годов, HLV представляла собой ракету- носитель, созданную на основе шаттла (SDLV), которая предлагала заменить крылатый орбитальный аппарат из стека космических шаттлов на боковой носитель полезной нагрузки. . Внешний бак (ВТ) космического челнока и четырехсегментные твердотопливные ракетные ускорители (ТРК) космического челнока остались бы прежними.

По предварительным оценкам, HLV могли бы быть разработаны в течение 4 1 / 2 лет за 6,6 миллиардов долларов США, [1] , которая составляла около 20% затрат по оценкам для Арес I и Арес V развития транспортного средства.

Происхождение [ править ]

Художественный замысел шаттла-С, запускаемого ночью

В период с 1984 по 1995 год исследовалась неуправляемая боковая концепция космического шаттла Shuttle-C. [2] Вариант только грузового корабля Shuttle-C не финансировался в 1980-х и 1990-х годах из-за бюджетных ограничений НАСА. После катастрофы космического шаттла « Колумбия » в 2004 и 2005 годах было подготовлено двухлетнее отраслевое исследование для дальнейшего изучения концепции в качестве замены шаттла. Exploration Systems Architecture Study(ESAS) в 2005 году также исследовали вариант Shuttle-C для Project Constellation, опять же только в беспилотной версии. Все эти концепции предполагали, что бортовой носитель будет автономным космическим кораблем, который отделяется от внешнего резервуара после отключения главного двигателя, как и космический шаттл. Некоторые из исследований включали повторное использование главных двигателей космического корабля многоразового использования на этом бортовом носителе. Ни одна из концепций не предусматривает разделение обтекателей при подъеме. [ необходима цитата ]

Предложение HLV, представленное 17 июня 2009 г., частично основывалось на первоначальном предложении Shuttle-C . Основные отличия заключались в том, что бортовой транспортёр не мог отсоединиться от ET, а также предлагал перевозить экипажи на HLV. Предложение включало работу около 60 инженеров НАСА. [3]

Спецификации HLV [ править ]

Схема космической ракеты-носителя большой грузоподъемности, конфигурация блока I.

HLV был предложен в качестве транспортного средства на 4600000 фунтов (2100000 кг) при взлете с двумя 4-сегментными твердотопливными ракетными ускорителями Space Shuttle весом около 2 600 000 фунтов (1 200 000 кг), обеспечивающих общую тягу 5 900 000 фунтов-силы (26 МН) на уровне моря. и внешний бак космического шаттла весом около 1 660 000 фунтов (750 000 кг) заправлен.

Боковой носитель должен был включать в себя «боаттэйл» шаттла, несущий три главных двигателя космического корабля «Шаттл» и другие элементы силовой установки. Носитель полезной нагрузки диаметром 7,5 метров (25 футов) с отделяемым обтекателем и весом 51 000 фунтов (23 000 кг) займет пространство, обычно занимаемое остальной частью орбитального аппарата. Базовый корабль не будет иметь разгонного блока, что потребует от полезной нагрузки выполнения орбитальной циркуляции и, возможно, транслунных инъекционных ожогов. [4]

Единственной полностью новой разработкой оборудования, которая потребовалась для HLV, была боковая несущая панель. Все другие компоненты, используемые на HLV, ранее использовались с Space Shuttle, и до первых шести полетов корабля должны были повторно использоваться запасные части и восстановленное работающее оборудование с орбитальных аппаратов, включая существующие модули авионики , полетное программное обеспечение и SSME ( Блок I полетов). Практически не потребовалось никаких изменений в существующей инфраструктуре космических шаттлов, от здания сборки транспортных средств до баржи с внешним резервуаром и стартовых площадок. [ необходима цитата ]

Верхняя ступень [ править ]

Чтобы его можно было использовать для предполагаемых полетов на Луну, HLV потребуется разгонный блок. Для этой разгонной ступени было предложено использовать двигатель J-2X, который разрабатывался для ракеты-носителя Ares I. Он должен был обеспечить почти 300 000 фунтов силы (1,3 МН) (вакуум) и должен был иметь удельный импульс (Isp) 448 с. [ необходима цитата ]

В качестве альтернативы United Launch Alliance (ULA) предложила, чтобы их посадочный модуль Dual Thrust Axis Lander (DTAL) мог помещаться в кожухе полезной нагрузки с боковой установкой. Концепции верхней ступени / топливного склада ULA ACE 41 и ACE 71 также могли быть размещены внутри кожуха полезной нагрузки бокового монтажа, а ACE 71 весом 75 метрических тонн (83 короткие тонны) вполне соответствовал грузоподъемности транспортного средства, полученного с помощью челночного бокового монтажа. [5]

Производительность [ править ]

4-сегментные SRB HLV должны были доставить удельный импульс (Isp) 267 секунд и тягу 5 900 000 фунтов силы (26 МН) и гореть около 155 секунд. Главные двигатели SSME должны были работать с нагрузкой 104,5% и обеспечивать удельный импульс (Isp) 452 секунды и 1500000 фунт-сила (6,7 МН) (вакуум) и работать около 500 секунд (в зависимости от профиля миссии). Масса боевой нагрузки для различных миссий была предусмотрена следующим образом: [6]

  • Транспортное средство блока I без верхней ступени - 79 метрических тонн (174000 фунтов) (брутто) и 71 метрическая тонна (157000 фунтов) (нетто) на опорную орбиту (28,5 км) на 120 морских миль (220 км) × 120 морских миль (220 км). °) из Космического центра Кеннеди
  • Грузовое транспортное средство блока II с верхней ступенью (масса верхней ступени не включена) - 90 метрических тонн (200000 фунтов) (брутто) и 81 метрическая тонна (179000 фунтов) (нетто) для 120 морских миль (220 км) × 120 морских миль. опорная орбита (28,5 °) миль (220 км) от Космического центра Кеннеди
  • Транспортное средство экипажа блока II с верхней ступенью (масса верхней ступени не включена) - 92 метрические тонны (203000 фунтов) (брутто) и 83 метрические тонны (183000 фунтов) (нетто) на расстояние 120 морских миль (220 км) × 120 морских миль. опорная орбита (28,5 °) миль (220 км) от Космического центра Кеннеди
  • Полеты на Луну блока II: 39 метрических тонн (86 000 фунтов) в TLI (брутто) с лунным спускаемым аппаратом и 35 метрических тонн (77 000 фунтов) в TLI (нетто) [4] из Космического центра Кеннеди.

Профиль миссии [ править ]

В отличие от Shuttle-C , никакая часть машины (кроме 4-сегментных SRB) не подлежала восстановлению и повторному использованию. HLV мог использовать другой профиль полета, чем Shuttle, из-за отсутствия крыльев и связанных с ними ограничений по нагрузке. Обтекатель полезной нагрузки 23 000 фунтов (10 000 кг) должен был быть сброшен за 185 секунд полета на высоте около 57 морских миль (106 км). Главные двигатели SSME не должны были использоваться повторно и, таким образом, могли быть упрощены, и для каждой машины пришлось бы производить новые двигатели. Для лунных миссий предложение HLV предусматривало суборбитальную постановку корабля на 30 морских миль (56 км) × 120 морских миль (220 км) для увеличения массы за счет TLI (транслунная инъекция) с двумя ожогами верхней ступени (суборбитальный прожиг и дополнительный ожог TLI). [цитата необходима ]

Архитектура лунной миссии [ править ]

Сценарий лунной миссии с HLV, лунным посадочным модулем и космическим кораблем Орион

Хотя HLV был разработан для обеспечения экипажей и грузовых операций на МКС, его основной целью была замена лунной архитектуры Ares I - Ares V. В элементарной архитектуре миссии использовался профиль рандеву на лунной орбите . Для выполнения одной миссии планировалось запустить два HLV. Первый HLV должен был быть запущен с помощью лунного посадочного модуля и немедленно перевести лунный модуль на транслунную инъекцию. Лунный посадочный модуль имел бы массу нетто 35 метрических тонн после TLI и смог бы выйти на низкую лунную орбиту (LLO). В LLO лунный посадочный модуль будет весить около 28 тонн. [6]

Второй HLV должен был разместить космический корабль Орион и команду для транслунной инъекции. 20-тонный космический корабль Orion останется прикрепленным к верхней ступени, которая должна была вставить космический корабль Orion в LLO и состыковаться с лунным посадочным модулем. [ необходима цитата ]

Варианты роста [ править ]

Вариант роста HLV был бы ограничен. Хотя на корабле можно было использовать 5-сегментные SRB, они потребовали бы значительного переоборудования, чтобы вывести на более низкую околоземную орбиту на 7 метрических тонн больше. Другие варианты роста включали модернизацию SSME до уровня тяги 106% или 109% или переход с верхнего двигателя J-2X на SSME с воздушным запуском. [4]

См. Также [ править ]

  • Юпитер (ракетное семейство)
  • Magnum (ракета) , концепция тяжелого подъемного транспортного средства 1990-х годов, созданная на основе Shuttle.
  • Обзор Комитета США по планам полетов человека в космос

Ссылки [ править ]

  1. ^ Borenstein, Сет (30 июня 2009). «Менеджер НАСА предлагает более дешевый план возвращения на Луну». Ассошиэйтед Пресс .
  2. ^ "Шаттл-C" . GlobalSecurity.org . Проверено 20 января 2009 .
  3. ^ kcowing (6 июля 2009 г.). «Дополнительная внутренняя проверка Sidemount HLV» . НАСА Watch . Проверено 18 июля 2009 .[ мертвая ссылка ]
  4. ^ a b c "Ракета-носитель большой грузоподъемности, созданная с помощью челнока" (PDF) . Обзор Комитета США по планам полетов человека в космос . НАСА. 17 июня 2009 г.
  5. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 04.11.2009 . Проверено 12 сентября 2009 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ). ULA
  6. ^ a b "Заменит ли сын Шаттла-C Ареса НАСА?" . Flightglobal.com. 2009-06-29 . Проверено 18 июля 2009 .

Внешние ссылки [ править ]

  • HEFT о тяжелой ракете-носителе
  • YouTube: Концепция тяжелой ракеты-носителя Sidemount, созданная на основе шаттла NASA (впервые показана 17 июня 2009 г.)
  • Вселенная сегодня: быстрее, дешевле (и лучше?) Путь к Луне (1 июля 2009 г.)
  • San Francisco Chronicle »: резервный план по более дешевой доставке НАСА на Луну (5 июля 2009 г.)
  • Бумага для лунного посадочного модуля United Launch Alliance
  • YouTube: анимация концепции космической ракеты-носителя, созданной с помощью челнока, от пользователя YouTube Hazegrayart