Eine spiralförmige Treppe zum Mond und darüber hinaus

ORLANDO, Florida - Wiederbepflanzung Stiefelprints auf dem Mond. Expeditionscrews auf fernen und staubigen Mars und andere Ziele zu hetzen. Ausführen eines 21st Jahrhundert Kampagne zu fernen Welten erfordert ein sicheres, nachhaltiges und erschwingliches Transportfahrzeugsystem.

Im Januar 2004 setzte US-Präsident George W. Bush die NASA in Bewegung, um mit der Entwicklung eines neuen Raumschiffs zu beginnen, um Menschen in die Erdumlaufbahn und darüber hinaus zu befördern. Das Team Exploration Vehicle, kurz CEV, war das erste pilotierte Fahrzeug, das seit den Apollo-Ruhmestagen der Raumfahrtbehörde jenseits der Erdumlaufbahn explorierte.

Obwohl der Hauptzweck der CEV darin besteht, die Erdumlaufbahn zu verlassen, wird dem Fahrzeug auch die Aufgabe zugewiesen, nach dem Auslaufen der Raumfähre Astronauten zur und von der Internationalen Raumstation zu befördern. Die CEV oder Versionen des CEV könnten für eine längere Dauer in der Erdumlaufbahn sowie in unmittelbarer Nähe zu oder auf der Oberfläche von Mond und Mars arbeiten.

NASA-Planer haben dieses großartige Slam-Menü mit Zielen für die Weltraumforschung in die Rubrik Constellation Systems aufgenommen. Das ist die Hardware, die benötigt wird, um dauerhafte menschliche und robotische Vermessungen von Mond und Mars und anderen Zielen zu ermöglichen.

Um die Dinge ins Rollen zu bringen, hat die NASA bereits mehr als 100 Aufträge für Explorationstechnologien vergeben.

Konstellation von Spiralen

Zusammenfassend bekannt als das "System der Systeme" wird Explorationshardware in einem "spiralförmigen" oder gestuften Ansatz entwickelt. Es wird frühe Demonstrationen und Prototypen geben, die dazu dienen, Fähigkeiten zu demonstrieren, Technologien zu zertifizieren und Risiken zu mindern, und zwar auf einem evolutionären Weg hin zu einem ausgereiften Design.

Zum Beispiel ist die erste Spiralentwicklung, die für Constellation Systems geplant ist, geplant, um Menschen bis 2014 in einer CEV in die Erdumlaufbahn zu bringen. Die zweite Spirale wird Menschen bis 2020 an die Mondoberfläche schicken, gefolgt von der dritten Spirale, die ausgedehnte Besuche ermöglicht zur Kraterlandschaft des Mondes.

In dieser späteren Phase wird der Mond zu einem operationellen Analogon, um Hardware und Verfahren für die Entsendung von Forschern auf den Mars nach 2020 zu testen.

Und während sich die Entwicklung von Spiralen weiterentwickelt, werden auch System-of-Systems-Elemente wachsen, um In-Space-Unterstützungssysteme, Zieloberflächensysteme und zusätzliche menschliche Unterstützungssysteme zu umfassen.

Boilerplate Probeläufe

Die Bauunternehmer sind jetzt damit beschäftigt, Blueprinting-CEV-Designs zu entwickeln. Es wird erwartet, dass die NASA später in diesem Jahr zwei Hauptteams für vorläufige CEV-Design- und Risikoreduzierungstests auswählen wird.

Im Jahr 2008 werden die ausgewählten Auftragnehmer unpiletierte CEV-Testläufe durchführen.

Diese Bemühungen zur Risikoreduzierung werden dazu führen, dass die CEV-Projektmitarbeiter der NASA 2008 einen Auftragnehmer für den Bau der CEV für Spiral 1 auswählen. Für 2011 sind weitere fähige Flugtests der CEV geplant, auch ohne Besatzung. Der erste menschliche Flug der CEV ist für 2014 geplant.

Letzten September hat die NASA Verträge an Unternehmen vergeben, um vorläufige Konzeptstudien für die menschliche Mondforschung und die Entwicklung der CEV zu initiieren.

NASAs 1st Die Weltraumforschungskonferenz, die hier vom 30. Januar bis zum 1. Februar stattfand, war ein technologisches Wasserloch für die Raumfahrtbehörde und die Bauunternehmer, um laufende Arbeiten wie die CEV zu bewerten.

Schlagen die Zwischenschritte

Zugegebenermaßen wird es eine Herausforderung sein, die jährliche Finanzierungsdrosselung offen zu halten, um die NASA-Erkundungsvision wahr werden zu lassen, "aber sie haben die Dynamik in Schwung gebracht", sagte Charles Allen, Vice President, Space Exploration Systems in Arlington, Virginia.

Es gibt Schönheit in der Spiralentwicklung, sagte Allen. "Wenn Sie eine Anforderung haben, bei der entweder die Technologie noch nicht ausgereift genug ist oder Sie es sich noch nicht leisten können, können Sie dies in eine nachfolgende Spirale umsetzen."

Dies bedeutet jedoch, dass es länger dauern wird, fügte Allen hinzu und wird auf lange Sicht mehr kosten.

Es ist entscheidend, jeden Meilenstein zu treffen und durchzuführen und die Zwischenschritte zu machen, sagte Doug Young, Northrop Grumman Corporate Lead Executive für Project Constellation in El Segundo, Kalifornien. Seine Firma und Boeing werden für die CEV und damit verbundene menschliche Mond-Explorationssysteme zusammengeführt.

Es ist klar, dass der Ausstieg aus der CEV ein wesentlicher Schritt ist.

Dezente Siege

Es besteht kein Zweifel, dass Luftfahrtteams vorbereitet und bereit für die erste wirkliche Phase der mehrköpfigen visionären Suche der NASA sind.

"Wir sind verschlossen und beladen, ja ... aber um die richtigen Dinge auf Vertragsbasis zu bekommen, können wir definieren, was wir ausgeben wollen", sagte John Karas, Vice President für Weltraumforschung bei der Lockheed Martin Space Systems Company in Denver, Colorado.

Karas sagte, dass der Kongress empfindlich auf Kostenüberschreitungen und Verzögerungen reagiert, wie es bei früheren großen Weltraumprojekten zu beobachten war. "So wie wir voran gehen, müssen wir einige diskrete Siege über Kosten und Zeitplan haben ... wie die 2008 CEV-Demo", sagte er.

CEV-Risikominderungsmaßnahmen können ein Spektrum sowohl von Bodenbereinigung von elektronischen Geräten, suborbitalen Testschüssen als auch von der In-Orbit-Bewertung eines CEV-Designs umfassen, das die Erde für Tage, vielleicht Wochen umkreist, sagte Karas.

Umschlagerweiterung

Die Risikoreduktion im CEV-Programm werde sowohl technische als auch kulturelle Prozesse erfordern, betonte Northrop Grumman Young. Mit der Erfahrung seiner Firma in der Stealth-Flugzeug-Entwicklung von B2 wurden mehrere Jahre systematische Risikoreduktionsschritte in diese Bemühungen unternommen, fügte er hinzu.

Darüber hinaus unterstrich Young den Weckruf, der durch den Verlust des Shuttles Columbia und seiner Crew im Februar 2003 ausgelöst wurde. Diese Tragödie hat dazu geführt, dass die kulturellen Aspekte, wie Entscheidungen getroffen wurden oder nicht, untersucht wurden und wie die Bemühungen zur Risikoreduzierung am besten bewältigt werden können. er sagte.

"Das Erste, was ein Risiko mindert, ist das Identifizieren", riet Allen."Manchmal ist die einzige Möglichkeit eine vollständig parallele Entwicklung ... wenn die Technologie nicht rechtzeitig entwickelt wird. Sie müssen also einen Backup-Plan haben. Manchmal ist das der einzige Weg, dies zu tun."

Das CEV-Programm sieht 2008 einen Test des Boilerplate-Typs vor, in dem verschiedene Risikobereiche untersucht werden, sagte Young, gefolgt von einem nicht bemannten Fahrzeugflug im Jahr 2011 und dann einer Bewegung zu CEV-Besatzungsbetrieben. Gekoppelt mit anderer Raum-Hardware und mehr Funktionalität würde der CEV dann für Mondausflüge vorbereitet werden.

"In der Flugzeugwelt nennen wir diese Umschlagsausweitung ... und die Risiken werden auch im Laufe der Zeit auslaufen", sagte Young.

Geistiges Kapital

CEV sei Teil einer "Explorationsinfrastruktur", sagte Young, ähnlich wie die Eisenbahnen, die die Expansion der USA nach Westen ermöglichten. Er verglich es auch mit Amerikas Interstate Highway System.

"Was Projekt Constellation und CEV sind, ist die Schaffung einer Fähigkeit auf lange Sicht, die eine exponentielle Rendite in der Wissenschaft generiert", sagte Young.

Boeings Allen schlug vor, dass die internationale Zusammenarbeit unerlässlich ist, um alle jetzt geplanten Explorationsphasen zu ermöglichen. "Es wird das intellektuelle Kapital der gesamten Menschheit erfordern, wenn wir das wirklich richtig machen", fügte er hinzu.

Es gibt zwei Möglichkeiten, um internationale Zusammenarbeit zu erreichen: Regierung zu Regierung, oder beginnen Sie mit Industrie zu Industrievereinbarungen. "Welche Form es braucht, weiß ich nicht. Aber das wird langfristig ein internationales Projekt sein", prophezeite Allen.

Nicht-traditionelles Talent

Eines der Markenzeichen der NASA-Explorationsstrategie ist die Erschließung der Talente nicht-traditioneller Raumfahrtunternehmen.

"Sie denken anders", sagte Konteradmiral Craig Steidle (im Ruhestand), NASA Associate Administrator für die Exploration Systems Mission Directorate der Raumfahrtbehörde in Washington, D.C.

"Sie haben unsere Anforderungsabläufe bereits beeinflusst. Sie haben uns sehr gute Einblicke ermöglicht", sagte Steidle.

Zum Beispiel ist die Transformational Space Corporation (t / Space) in Reston, Virginia, ein Konsortium, das solche Gruppen wie Burt Rutans Scaled Composites und Red Whittaker vom Carnegie Mellon Robotics Institute umfasst.

Ziel von t / Space ist es, zu demonstrieren, wie die CEV von der privaten Industrie mit Hilfe von NASA-Anreizsystemen zu erschwinglichen Preisen entwickelt werden kann, was der Regierung Milliardenbeträge gegenüber herkömmlichen Contracting-Ansätzen spart.

Marktnachfrage

Ebenfalls an Bord des t / Space-Teams ist Edward Belbruno von der Princeton University, der Erfinder der Erd-Mond-Trajektorien mit der doppelten Effizienz der von der NASA im Apollo-Programm verwendeten Bahnen - gemessen an der Mondbahn.

David Gump, Präsident von t / Space, merkte an, dass die Analyse von Belbruno den Ansatz der CEV mit einem CEV-Tanker bestätigt hat, so dass die CEV von der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) aus hin und zurück zur Mondoberfläche fahren kann die Entwicklung eines separaten Mondlanders.

"Die Marktnachfrage dieser weltraumgestützten CEVs - sie brauchen Besatzung, Fracht und Treibstoff, die von der Erde in die erdnahe Umlaufbahn gebracht werden - kann eine wahrhaft wettbewerbsfähige kommerzielle Startbranche beleben", schloss Gump.

Wie wichtig ist es für die NASA, solche Gruppen wie t / Space mit einzubeziehen, um eine glaubwürdige Weltraumvision zu entwickeln, anstatt sich auf die bewährten "großen" Luft- und Raumfahrtfirmen zu verlassen?

"Ich denke, der Kongress möchte, dass die NASA das Zeit- und Kostenrisiko des Standard-Prime-Ansatzes reduziert, indem sie ein nichttraditionelles Unternehmen mit Rapid-Prototyping-Techniken und schlankem Personal einbindet", antwortete Gump auf eine E-Mail-Anfrage.

"Schließlich war das einzige US-Unternehmen, das im vergangenen Jahr Astronauten ins All brachte, einer unserer Vertragspartner, Scaled Composites, und keine der traditionellen Primzahlen", erklärte Gump. "Der Kongress möchte, dass dieses nicht traditionelle Talent in der Explorationsvision eingesetzt wird."