Арес V - Ares V

Арес V
Ares-V (февраль 2008 г.) .jpg
Художник представил Ares V во время отделения твердотопливной ракеты-носителя
Функция Грузовая ракета-носитель
Страна происхождения Соединенные Штаты
Размер
Высота 116 м (381 фут) или 109 м (358 футов)
Диаметр 10 м (33 фута) или 8,4 м (28 футов)
Масса 3700000 кг (8200000 фунтов) вариант RS-68
Этапы 2
Вместимость
Полезная нагрузка на НОО
Масса 188000 кг (414000 фунтов)
Полезная нагрузка в TLI
Масса 71 100 кг (156 700 фунтов) или 60 600 кг (133 600 фунтов)
История запуска
Статус Отменено
Сайты запуска Космический центр Кеннеди , LC-39B
Бустеры - 5- или 5,5-сегментные SRB на основе Shuttle
Двигатели 2 твердые
Пропеллент APCP (сплошной)
Первая ступень
Пустая масса 140,000 кг (310,000 фунтов)
Масса брутто 1,914,000 кг (4,220,000 фунтов)
Двигатели 5 или 6 РС-68 Б или 5 ССМЭ (РС-25)
Толкать 8,350 кН (1880000 фунтов е ) или 10350 кН (2330000 фунтов е ) верхние слои атмосферы (для RS-25)
18822 кН (4231000 фунтов е ) (для RS-68)
Пропеллент LH 2 / LOX
Второй этап - Этап ухода с Земли
Двигатели 1 или 2 J-2X
Пропеллент LH 2 / LOX

Ares V (ранее известный как грузовой ракеты - носителя или CaLV ) был запланированный запуск грузового компонента отмененного НАСА Созвездие программы , которая должна была заменить Шаттл после его выхода на пенсию в 2011 году Ares V также планируется осуществлять поставки для присутствие человека на Марсе . Арес V и меньший Арес I были названы в честь Ареса , греческого бога войны.

Ares V должен был запустить этап отправления на Землю и лунный посадочный модуль " Альтаир" для возвращения НАСА на Луну , которое было запланировано на 2019 год. Он также служил бы в качестве основной пусковой установки для миссий за пределами системы Земля-Луна, включая конечную цель программы. , миссия на Марс с экипажем. Беспилотный Ares V дополнит меньшую по размеру ракету Ares I, рассчитанную на человека, для запуска космического корабля Orion на 4–6 человек . Обе ракеты, считавшиеся более безопасными, чем нынешний Space Shuttle, должны были использовать технологии, разработанные для программы Apollo, программы Shuttle и программы Delta IV EELV . Однако программа Constellation, включая Ares V и Ares I, была отменена в октябре 2010 года на основании Закона о разрешении НАСА 2010 года . В сентябре 2011 года НАСА описало систему космических запусков как свое новое средство для исследования человеком за пределами орбиты Земли, в то время как коммерческие космические компании предоставят доступ на низкую околоземную орбиту как для грузов, так и для астронавтов.

Разработка

Ранние концепции

В книге 1996 года «Дело Марса» автор Роберт Зубрин обсуждал возможную будущую тяжелую ракету-носитель под названием « Арес» . В книге ракета должна состоять из внешнего бака космического шаттла с четырьмя главными двигателями космического челнока (SSME) и второй ступени с двигателем RL-10 . Одно заметное различие в Zubrin et al. конструкция заключалась в том, что SSME находились на небольшом бортовом летательном аппарате с обратным ходом. Эта конструкция должна была позволить Ares летать с использованием существующей инфраструктуры Space Shuttle.

Созвездие

«Арес V» должен был стать компонентом грузовых запусков программы « Созвездие» . В отличие от Saturn V и Space Shuttle , где экипаж и груз запускались вместе на одной ракете, Project Constellation планировал использовать две отдельные ракеты-носители, Ares I и Ares V, для экипажа и груза соответственно. Такая конфигурация позволила бы оптимизировать две ракеты-носители для выполнения своих задач. Поэтому Constellation объединила рандеву на лунной орбите, используемое Аполлоном, с режимом рандеву на земной орбите, предложенным доктором Вернером фон Брауном (наряду с предложением "Прямое восхождение") на ранних этапах планирования Аполлона.

Впечатление художника от "Ареса V" при взлете

Разработкой ракеты и этапом ее отлета на Землю руководил Центр космических полетов им . Маршалла НАСА . Исследовательский центр Эймса НАСА отвечал за поддержку интегрированной системы управления здоровьем Ares V при разработке кожуха полезной нагрузки. Исследовательский центр Гленна руководил разработкой ступени подъема лунного посадочного модуля, а также системы питания Ares V, системы управления вектором тяги и кожуха полезной нагрузки. Исследовательский центр Лэнгли сыграл ведущую роль в исследовании аэродинамики Ares V.

В 2007 году НАСА объявило, что Alliant Techsystems будет подрядчиком для SRB как Ares I, так и Ares V.

Дальнейшие роли

Хотя Ares V был средне- и долгосрочным проектом, НАСА планировало задействовать свои подъемные способности в ряде проектов по аналогии с предыдущей программой Apollo Applications Program .

Одно из предложений заключалось в создании 8–16-метрового космического телескопа с большой апертурой Advanced Technology, который будет размещен в точке L2 Солнца / Земли . По сравнению с космическим телескопом Хаббл, это будет значительное увеличение размеров и характеристик, и ожидалось, что аппарат Ares V доставит его к месту назначения за один запуск. Будущие миссии Ares V также могли бы служить экономичным массовым транспортом строительных материалов для будущих космических кораблей и миссий , доставляя сырье , например, в лунный док .

НАСА-Арес-logo.svg

В мае 2010 года НАСА запланировало летные демонстрации оборудования Ares V вместе с оборудованием Ares I после запланированного предстоящего испытания Ares IX Prime первой стадии пятисегментного SRB Ares I. Несколько полетов были перечислены как испытательные полеты «Heavy Lift» для тестирования первой ступени Ares V одновременно с разгонной ступенью Ares I, прикрепленной к верхней части первой ступени Ares V. Это позволит сэкономить время и деньги, чтобы избежать разрыва между тестированием оборудования Ares I и Ares V с ограниченным финансированием.

Аннулирование

Комиссия Августина пришла к выводу, что «согласно профилю финансирования на 2010 финансовый год, по оценкам Комитета, Ares V не будет доступен до конца 2020-х годов». Даже если НАСА получит увеличение финансирования на 3 миллиарда долларов и МКС будет выведена из эксплуатации в 2015 году, комитет по-прежнему считает, что Ares V не будет готов до середины 2020-х годов.

1 февраля 2010 года президент Барак Обама объявил о предложении отменить программу Constellation, вступившую в силу с бюджетом США на 2011 финансовый год, но позже объявил об изменениях в этом предложении в своей важной речи по космической политике в Космическом центре Кеннеди 15 апреля 2010 года. В октябре 2010 года был подписан Закон о разрешении НАСА 2010 года , который отменил Constellation. Однако предыдущее законодательство сохраняло контракты Constellation в силе до тех пор, пока не был принят новый законопроект о финансировании на 2011 год. В связи с предыдущими законодательными обязательствами, после отмены программы до марта 2011 года подрядчикам должно было быть выплачено 500 миллионов долларов.

Преемник

Преемником семейства ракет Ares является Space Launch System , более универсальный аппарат, предназначенный для запуска как экипажа, так и груза, аналогичный концепции Ares IV. Он имеет диапазон полезной нагрузки 95–130 тонн на НОО в различных вариантах. SLS похож на более ранние конструкции Ares V в том, что он использует вытянутый 8,4-метровый внешний бак и питается от 4 RS-25 . В первоначальных проектах SLS использовалась та же ступень отправления с Земли, но разработка была приостановлена, и ее место заняла разведочная верхняя ступень 4-RL-10 . Оба автомобиля используют одни и те же 5-сегментные SRB, хотя SLS их не восстанавливает. По программе Artemis аппарат доставит экипаж на Луну на космическом корабле Orion, а также логистическое оборудование и грузы для наземных миссий. Они встретятся с отдельным лунным посадочным модулем, который либо пристыкован к Лунным воротам , лунной орбитальной станции, либо будет свободно летать по лунной орбите . Версия SLS Block 1B способна выполнять профили лунных миссий сближения на орбите Земли, такие как Арес V, сближения на лунной орбите, такие как то, что в настоящее время преследует НАСА, и интегрированные лунные миссии, такие как миссии Аполлона с использованием Сатурна V, который был предложен в соответствии с новым законопроектом Палаты представителей.

Дизайн

Ares V был задуман как тяжелая ракета-носитель для отправки крупногабаритного оборудования и материалов на Луну или для отправки припасов за пределы земной орбиты для поддержания там человеческого присутствия. Ares V был спроектирован как трехступенчатая ракета: первая и вторая ступени, которые горят вместе, должны были использовать как твердую, так и жидкостную двигательную установку, причем верхняя ступень обеспечивала необходимую тягу для отправки оборудования и скрепок за низкую околоземную орбиту. и на траекторию к Луне.

Ares V прошел предварительную экспертизу проекта по результатам Комиссии Августина 2009 года. Как и в космическом корабле "Шаттл", на корабле "Арес" должна была использоваться пара твердотопливных ракетных ускорителей первой ступени, которые работали одновременно с жидким топливом активной ступени. Твердотопливный ракетный ускоритель на Ares V сначала задумывался как улучшенная версия твердотопливного ракетного ускорителя Space Shuttle , но с пятью или пятью с половиной сегментами вместо четырех сегментов, используемых в Space Shuttle. Ступень активной зоны на жидком топливе должна была быть получена из внешнего бака космического шаттла и должна была использовать либо пять, либо шесть двигателей RS-68 B, прикрепленных к днищу нового бака диаметром 10 м, либо пять SSME, прикрепленных к днищу танка. удлиненная версия внешнего бака космического корабля "Шаттл" длиной 8,4 м. Он должен был работать на жидком кислороде ( LOX ) и жидком водороде ( LH2 ).

Сравнение Сатурна V , космического шаттла , Ареса I , Ареса IV и Ареса V

Разгонный блок, созданный на основе разгонного блока S-IVB, используемого на ракетах Saturn IB и Saturn V , был назван этапом отправления на Землю (EDS). EDS будет оснащаться ракетным двигателем J-2X, созданным на основе Apollo , который также должен был использоваться на верхней ступени жидкостного двигателя ракеты- носителя Ares I. EDS должен был использоваться для вывода лунного посадочного модуля " Альтаир" на его первоначальную низкоземную "парковочную" орбиту для последующего извлечения космическим кораблем " Орион" , а затем должен был направить "Альтаир" и "Орион" на Луну. EDS также можно было использовать для вывода больших грузов на низкую околоземную орбиту, а также для вывода больших беспилотных космических аппаратов на траектории за пределами системы Земля-Луна.

Ares V был спроектирован так, чтобы иметь полезную нагрузку более 414 000 фунтов (188 метрических тонн ) на низкую околоземную орбиту (НОО) и 157 000 фунтов (71 метрическую тонну) на Луну. После завершения Ares V станет самой мощной из когда-либо построенных ракет, выводящей на орбиту больше, чем даже американский Saturn V, неудавшийся советский N-1 для отмененного советского Moonshot и успешный советский / российский ускоритель Energia, разработанный для шаттла Buran. . Помимо своей лунной роли, он также может поддерживать экспедицию Ориона с экипажем к околоземному астероиду и может поднять 8-16 -метровый преемник космического телескопа Хаббла до точки L 2 Солнце- Земля .

Производные

Арес IV

Концепция Ares IV сочетает в себе верхнюю ступень Ares I и Ares V. В частности, машина будет состоять из активной ступени на жидком топливе из конструкции Ares V, двух пятисегментных твердотопливных ракетных ускорителей и верхней ступени на жидком топливе. Этап от Ares I, как описано НАСА в январе 2007 года. Ares IV будет иметь общую высоту 367 футов (112 м) и может использоваться для достижения Луны. Общая полезная нагрузка составит от 90 420 фунтов (41 000 кг) до 240 миль (390 км) для прямого транслунного впрыска.

НАСА рассматривало возможность использования Ares IV для оценки профилей высокоскоростного «пропуска» входа капсулы Orion в 2007 году. НАСА запланировало летные демонстрации оборудования Ares I и Ares V в конфигурациях «Heavy Lift», начиная с 2013 г. «Heavy Lift». Тестовые полеты должны были испытать первую ступень Ares V одновременно с верхней ступенью Ares I, прикрепленной сверху, чтобы сэкономить время и деньги. Более поздние конфигурации испытательного автомобиля Heavy Lift аналогичны автомобилю Ares IV.

Арес V Lite

Ares V Lite был альтернативной ракетой-носителем для программы НАСА Constellation, предложенной Комиссией Августина . Ares V Lite был уменьшенным Ares V. Он использовал пять двигателей RS-68 и два пятисегментных SRB и имел полезную нагрузку на низкой околоземной орбите примерно 140 метрических тонн (309 000 фунтов). Если бы он был выбран, Ares V Lite заменил бы пусковые установки Ares V и Ares I. Одна версия Ares V Lite была бы грузовым подъемником, как Ares V, а вторая версия могла бы перевозить астронавтов на космическом корабле Orion.

В художественной литературе

В фильме 2013 года « Звездный путь во тьму» настольная модель ракеты Ares V была украшением кабинета адмирала Александра Маркуса как часть его космической коллекции.

Смотрите также

использованная литература

Всеобщее достояние В эту статью включены материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

внешние ссылки