Meilenstein-Testfeuer der SLS-Monster-Raketentriebwerk der NASA bringt den menschlichen Weg in den Weltraum voran

Während eines 535-Sekunden-Tests am 13. August 2015 ließen die Betreiber das RS-25-Raketentriebwerk Space Launch System (SLS) eine Reihe von Tests bei verschiedenen Leistungsstufen durchführen, um Motorleistungsdaten auf dem A-1-Prüfstand bei Stennis der NASA zu sammeln Space Center in der Nähe von Bay St. Credit: NASA
Story / Bilder aktualisiert
Siehe Video unten des vollständigen Heißfeuertests
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Mit dem heutigen (13. August) erfolgreichen Testfeuer eines RS-25-Triebwerks für die derzeit in Entwicklung befindliche Monsterrakete Space Launch System (SLS) der NASA hat das Programm einen wichtigen Meilenstein erreicht, der die Agentur auf dem Weg zurück in die Tiefe treibt Raum um die Wende des Jahrzehnts.

Das 535 Sekunden lange Testfeuer des RS-25-Entwicklungsmotors wurde auf dem A-1-Teststand im Stennis Space Center der NASA in der Nähe von Bay St. Louis, Mississippi, durchgeführt – und lief für die geplante volle Dauer von fast 9 Minuten, passend zur Zeit Sie werden während eines tatsächlichen SLS-Starts ausgelöst.

Alle Anzeichen deuten darauf hin, dass der Heißfeuertest auf den ersten Blick offenbar reibungslos verlief.

"Wir haben die gesamte Dauer gelaufen und alle Testziele erreicht", sagte Steve Wofford, SLS-Motormanager, nach dem heutigen Testfeuer im NASA-Fernsehen.

"Es gab keine Anomalien." – basierend auf dem ersten Blick.

Der RS-25 ist eine aktualisierte Version ehemaliger Space-Shuttle-Haupttriebwerke, die während des drei Jahrzehnte langen Space-Shuttle-Programms der NASA mit einer Erfolgsquote von 100% eingesetzt wurden, um die inzwischen pensionierten Shuttle-Orbiter auf eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen. Dieselben Motoren werden jetzt für die Verwendung durch den SLS modifiziert.

"Die über die Leistung des Motors bei den verschiedenen Leistungsstufen gesammelten Daten werden dazu beitragen, die früheren Space-Shuttle-Motoren an die neuen Anforderungen der SLS-Fahrzeugmission anzupassen, einschließlich der Entwicklung einer völlig neuen Motorsteuerung und -software", so NASA-Beamte.

Die Motorsteuerung fungiert als „Gehirn“ des Motors, das den Motorstatus überprüft, die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Motor aufrechterhält und Befehle hin und her weiterleitet.

Die Kernstufe (erste Stufe) des SLS wird von vier RS-25-Triebwerken und einem Paar Festkörperraketen-Booster mit fünf Segmenten angetrieben, die zusammen einen Startschub von 8,4 Millionen Pfund erzeugen und damit die stärkste Rakete der Welt sind je gesehen hat.

Da Shuttle-Orbiter mit drei Space-Shuttle-Haupttriebwerken ausgestattet waren, stellt die Verwendung von vier RS-25 auf dem SLS eine weitere bedeutende Änderung dar, die auch eine gründliche Bewertung vieler Modifikationen erforderlich machte.

Die SLS wird etwa 10 Prozent stärker sein als die Saturn-V-Raketen, die Astronauten zum Mond trieben, einschließlich Neil Armstrong, dem Menschen, der während Apollo 11 im Juli 1969 auf dem Mond wandelte.

SLS wird Astronauten in der Orion-Kapsel auf Missionen zurück zum Mond bis etwa 2021, zu einem Asteroiden um 2025 und danach auf einer „Reise zum Mars“ in den 2030er Jahren – dem übergeordneten und behördenweiten Ziel der NASA – auf den Weg bringen.

Jeder der RS-25-Motoren erzeugt etwa 500.000 Pfund Schub. Sie werden mit kryogenem flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff betrieben. Für SLS werden sie mit 109% der Leistung betrieben, verglichen mit einem Routineverbrauch von 104,5% während der Shuttle-Ära. Sie messen 14 Fuß hoch und 8 Fuß im Durchmesser.

Sie müssen extremen Temperaturen von -423 Grad Fahrenheit bis über 6000 Grad Fahrenheit standhalten und diese überstehen.

Dieses Video zeigt den Hot-Fire-Test in voller Dauer:

Die NASA hat 16 der RS-25 aus der Shuttle-Ära übrig, die alle für den Einsatz mit der SLS-Rakete modifiziert und aufgerüstet werden.

Der heutige Test war der sechste in einer Reihe von sieben, um die modifizierten Triebwerke für den Flugstatus zu qualifizieren. Der Motor zündete um 17:01 Uhr. EDT und erreichte innerhalb von etwa 5 Sekunden das volle Schubniveau von 512.000 Pfund.

Das heiße Gas wurde mit der 13-fachen Schallgeschwindigkeit aus der Düse ausgestoßen.

Da die Shuttle-Motoren vor über drei Jahrzehnten entworfen und gebaut wurden, werden sie vom Hauptauftragnehmer Aerojet-Rocketdyne aus Sacramento, Kalifornien, nach Möglichkeit mit modernsten Komponenten modifiziert, um Leistung, Funktionalität und Bedienungsfreundlichkeit zu verbessern.

Eines der Hauptziele des heutigen Motorbrennens und der gesamten Hot-Fire-Serie war es, die Leistung einer brandneuen Motorsteuerung zu testen, die mit modernen Fertigungstechniken zusammengebaut wurde.

„Die Betreiber des A-1-Prüfstands in Stennis führen die Testreihen durch, um eine völlig neue Motorsteuerung zu qualifizieren und die aufgerüsteten ehemaligen Space-Shuttle-Haupttriebwerke den strengen Temperatur- und Druckbedingungen zu unterziehen, die sie während einer SLS-Mission erfahren werden“, sagt er NASA.

"Die neue Steuerung oder" Gehirn "für den Motor, die den Motorstatus überwacht und zwischen dem Fahrzeug und dem Motor kommuniziert, Befehle an den Motor weiterleitet und Daten zurück an das Fahrzeug überträgt. Die Steuerung ermöglicht auch die Steuerung des Motors im geschlossenen Regelkreis, indem sie das Schub- und Kraftstoffgemischverhältnis reguliert und gleichzeitig den Zustand und den Zustand des Motors überwacht. “

Videotitel: RS-25 – Der Ferrari der Raketenmotoren erklärt. Bildnachweis: NASA

"Der RS-25 ist der komplizierteste Raketentriebwerk auf dem Markt, aber das liegt daran, dass es sich um den Ferrari der Raketentriebwerke handelt", sagt Kathryn Crowe, RS-25-Antriebsingenieurin.

„Wenn Sie einen Raketentriebwerk entwickeln möchten, gibt es verschiedene Möglichkeiten, ihn zu optimieren. Sie können es optimieren, indem Sie den Schub erhöhen, das Verhältnis von Gewicht zu Schub erhöhen oder die Gesamteffizienz und den Verbrauch Ihres Treibmittels erhöhen. Mit diesem Motor haben sie alle drei maximiert. “

Die Ingenieure werden nun die aus Hunderten von Datenkanälen gesammelten Daten detailliert überarbeiten, um die Testergebnisse gründlich zu analysieren. Sie werden alle Ergebnisse in zukünftige Testfeuerungen der RS-25 einbeziehen.

Die NASA sagt, dass die Tests von RS-25-Flugtriebwerken später im Herbst beginnen sollen.

„Der RS-25-Motor bietet SLS ein bewährtes, leistungsstarkes und erschwingliches Hauptantriebssystem für die Erforschung des Weltraums. Es ist eines der erfahrensten großen Raketentriebwerke der Welt mit mehr als einer Million Sekunden Bodentest und Flugbetriebszeit. “

Die NASA plant, bei Aerojet-Rocketdyne völlig neue Sätze von RS-25-Triebwerken zu kaufen, wobei der technologische Fortschritt und die modernen Herstellungstechniken sowie die Lehren aus dieser Reihe von Triebwerkstests mit heißem Feuer voll genutzt werden sollen.

Der erste Testflug des SLS ist für spätestens November 2018 geplant und wird in seiner ursprünglichen 70-Tonnen-Version (77 Tonnen) mit einem Startschub von 8,4 Millionen Pfund konfiguriert. Es wird einen unbemannten Orion auf einem ungefähr dreiwöchigen Testflug über den Mond und zurück ankurbeln.

Die NASA plant, das SLS schrittweise zu verbessern, um eine beispiellose Auftriebskapazität von 130 Tonnen (143 Tonnen) zu erreichen, die es den weiter entfernten Missionen ermöglicht, noch weiter in unser Sonnensystem vorzudringen.

Der erste SLS-Testflug mit dem ungeschraubten Orion heißt Exploration Mission-1 (EM-1) und startet vom Launch Complex 39-B im Kennedy Space Center.

Orions Eröffnungsmission namens Exploration Flight Test-1 (EFT) wurde am 5. Dezember 2014 erfolgreich auf einem fehlerfreien Flug auf einem Raumraketen-Startkomplex 37 (SLC-37) der United Launch Alliance Delta IV in der Luftwaffenstation Cape Canaveral in gestartet Florida.

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