Část Apollo, část Boeing 787

Program Apollo, který vyslal na Měsíc tucet mužů, skončil v roce 1972. Je to tak dávno, že méně než polovina všech Američanů je dost stará na to, aby mohla sledovat jednu z jeho misí v živém televizním vysílání. Některé technologie za Apollem se však chystají vyřadit z důchodu kvůli návratu NASA na Měsíc, který je naplánován na rok 2020.

Kapsle posádky Orionu vyjíždí na oběžnou dráhu Země na vrcholu rakety Ares I, rovněž ve vývoji (umělecký koncept). S laskavým svolením NASA.

Nový systém agentury pro cestování na oběžnou dráhu Země a později na Měsíc a Mars, nazvaný Program Constellation , v podstatě kopíruje technologie mise na Měsíc navržené Wernherem von Braunem na konci 50. let a používané v programu Apollo. Například zahrnuje vícestupňovou raketu podobnou Apollu Saturn V, posádkové vozidlo podobné velitelskému modulu Apollo a lunární přistávací modul přímo založený na přistávacím modulu Apollo.

Minulý měsíc si NASA vybrala leteckého giganta Lockheed Martin, aby postavil posádkové vozidlo nazvané Orion. Kuželovitý modul posádky plavidla a válcový servisní modul možná právě dorazily ze Smithsonian Air and Space Museum – kromě toho, že jsou o něco větší než verze Apollo a nesou čtyři až šest členů posádky místo tří.

Přesto podle představitelů Lockheed Martin Orion způsobí, že loď Apollo bude vypadat jako Model T. Orionův reentry systém bude například zahrnovat znalosti získané z nedávných misí Genesis a Stardust společnosti Lockheed, které získávaly materiály z komet. A co víc, avionický software a vybavení budou založeny na systémech používaných v nejnovějších osobních letadlech; a nový systém přerušení odnese astronauty pryč od hlavních raket v případě katastrofy podobné startu Challengeru.

Patrick McKenzie je manažer rozvoje obchodu pro projekt Orion ve společnosti Lockheed Martin Space Systems v Denveru, CO. Recenze technologie 7. září o technologiích – starých i nových – vstupujících do Orionu.

Recenze technologie: Co se letečtí inženýři naučili od Apolla a co lze použít v projektu Orion? A proč se váš návrh tak podobá, alespoň povrchně, velitelskému a servisnímu modulu Apollo?

Patrick McKenzie: Jednou z nejtrvalejších věcí, které se Apollu povedlo, byl aerodynamický tvar kapsle – což je také nejviditelnější prvek. Jedním z důvodů, proč se NASA rozhodla pro tvar typu Apollo, je osvědčená bezpečnostní databáze, která s tím souvisí. Když se podíváte na alternativy, jako jsou konstrukce se zvedacím tělem – vesmírná letadla, jako je Shuttle – poskytují věci, jako je další křížový dosah [schopnost nasměrovat na různá místa přistání], ale nejste schopni s nimi bezpečně létat v případě, že řídicí systém přejde do režimu offline. Balistický reentry systém, jako je kapsle, může v případě poruchy bezpečně vrátit posádku. Ale prakticky všechno ostatní o této kapsli je nová technologie – ne nutně krvavá, ale vyvinutá po Apollu.

TR: Jaké jsou podle vás některé z nejdůležitějších nových technologií?

ODPOLEDNE: Jednou z hlavních technologických aplikací, která se bude s Orionem jednoznačně lišit, je automatické setkání a dokovací schopnost. Orion se bude muset spojit s Mezinárodní vesmírnou stanicí a se Zemským odletovým stupněm [raketa, která urychlí Orion z oběžné dráhy Země k Měsíci]. Raketoplán je ručně ukotven a Apollo zjevně nebylo automatizované. Orion bude mít možnost ručního ovládání, ale ve velké většině případů by nemělo být nutné, aby zasahoval člen posádky.

TR: Chápu, že Orion bude mít nový typ tepelného štítu pro návrat do zemské atmosféry.

ODPOLEDNE: Myšlenka je v podstatě stejná jako u Apolla, ale bude zde nový design a nové materiály, které poskytují robustnější ochranu. To je důležité, protože s vozidly vracejícími se z Měsíce, nebo zejména z Marsu, budou návratové rychlosti mnohem vyšší [než u kosmických lodí na nízké oběžné dráze Země]. Díváme se na materiály tepelného štítu, jako je PICA [fenolem impregnovaný uhlíkový ablátor] a SLA [ablační materiál na bázi korku], které Lockheed prokázal na misích Genesis a Stardust s návratem vzorků do hlubokého vesmíru.

Další věcí, která bude nová, je skip reentry, který budeme dělat běžně. To je místo, kde se odrazíte od atmosféry a znovu se vrátíte, což vám dává možnost přistát na zemi, na rozdíl od přistání Apolla v oceánu. To poskytuje další míru bezpečnosti a zvyšuje znovupoužitelnost systému. Samozřejmě se také díváme na modernizované systémy pro dopad přistání. Stále sestupujete na padácích, jako to dělalo Apollo, pak nasazujete airbagy nebo vystřelujete retrorakety, podobně jako to dělá ruské vozidlo Sojuz, abyste vozidlo zpomalili pro bezpečné přistání.

TR: Jaké budou podmínky uvnitř modulu posádky?

ODPOLEDNE: Apollo mohl nést pouze tři lidi a ti měli velmi těsné životní podmínky. Posádkový modul Orionu bude mít dvojnásobný objem: 361 kubických stop na člena posádky. Čtyři členové posádky mohou letět tam a zpět na Měsíc a při letech na Mezinárodní vesmírnou stanici jsme mohli pojmout až šest členů posádky. Posádkový modul bude také schopen zůstat na oběžné dráze kolem Měsíce v plně autonomním režimu, takže všichni čtyři členové posádky mohli sestoupit na povrch a potenciálně dlouhotrvat.

TR: Pro Apollo navrhla NASA systém přerušení, který má odnést velitelský modul od rakety Saturn V v případě nouzového startu. Takový systém přerušení mohl zachránit astronauty Challenger, ale raketoplán bohužel žádný nemá. Co se plánuje pro Orion?

ODPOLEDNE: Je to stejný druh nápadu jako u Apolla. Jednou z konkrétních výhod konfigurace kapsle oproti raketoplánu je skutečnost, že nejsme boční. Na raketoplánu jsou jak raketové posilovače na tuhá paliva, tak externí palivová nádrž přímo u břicha vozidla a neexistuje způsob, jak oddělit posádku od těch v případě nouze. Orion bude sedět na vrcholu nosné rakety Ares I stejným způsobem jako Apollo, takže pokud dojde k jakémukoli problému s raketou dole, pokročilé rakety pro přerušení startu na věži nad modulem posádky jsou plně schopny zrychlit od Ares a dostat posádku do bezpečné situace s padáky pro přistání.

TR: Staré mechanické systémy kokpitu v raketoplánu byly nedávno nahrazeny moderním designem skleněného kokpitu s plně elektronickými displeji a ovládacími prvky. Předpokládám, že technologie půjde i do Orionu?

ODPOLEDNE: Systémy avioniky na palubě budou světelné roky před tím, kde bylo Apollo. Nejen, že budeme mít to, co jste nazvali skleněný kokpit, ale dalším klíčovým prvkem je odolnost vůči dvojím poruchám. To znamená, že s kritickými systémy zabudovanými do Orionu můžete mít dvě poruchy ve stejném systému a přesto létat bezpečně. Systém, na kterém náš týmový kolega Honeywell pracuje, je založen na avionické architektuře Boeingu 787, která je také odolná vůči dvojím poruchám. Systémy se neustále navzájem monitorují, a pokud má jeden systém problém, automaticky ho převezme jiný. Přidává to vozidlu nějakou další váhu a složitost, ale poskytuje mnohem větší míru bezpečnosti na těchto velmi nebezpečných vesmírných misích.

TR: Raketoplán by měl být vyřazen v roce 2010 a první zkušební lety s posádkou pro program Constellation Program – nebo alespoň raketa Ares s Orionem na vrcholu – jsou plánovány na rok 2014. Jaké budou nejtěžší technologické výzvy, když se budete snažit držet? k tomu rozvrhu?

ODPOLEDNE: Vývoj softwaru pro avioniku se obvykle stává prvkem kritické cesty. Motory RCS, odvozené od motorů RCS raketoplánu, jsou dalším [Systémem kontroly reakce – malými bočními raketami používanými pro kontrolu polohy a řízení. Samotné motory RCS raketoplánu byly odvozeny od Apolla. -eds. ] Takže jde o software a pohon. Jsme si vědomi těchto problémů s kritickou cestou a spolupracujeme s NASA na jejich včasném řešení. Rádi bychom zaplnili mezeru po vyřazení raketoplánu do důchodu a zúžili harmonogram zkušebních startů v roce 2012 nebo ještě dříve. Ale vývojový proces startovacího vozidla Ares I se musí spojit s Orionem.

TR: Od projevu prezidenta Kennedyho z května 1961, který oznámil cíl přistání na Měsíci, až po skutečné přistání Apolla 11 v červenci 1969, uplynulo o něco více než osm let. Dnes NASA říká, že to bude trvat nejméně 14 let, než udělá totéž. Proč?

ODPOLEDNE: Orionská část projektu by pravděpodobně byla schopna lunárních misí dříve než v roce 2020. Jak již bylo řečeno, budete také potřebovat vyvinout lunární přistávací modul, fázi odletu ze Země a zvedací vozidlo [Ares I a Ares PROTI]. Protože rozpočet NASA v dnešní době je mnohem menší procento rozpočtu národa, než tomu bylo v éře Apolla, musíme jít, jak můžete zaplatit, jak říká administrátor NASA [Michael] Griffin. Počáteční prioritou rozpočtu je vývoj Ares I a Orion. Nebudeme schopni provádět vývoj na lunárním landeru, EDS a všech prvcích Ares V paralelně.

TR: Proč si myslíte, že návrh Lockheeda Martina na smlouvu s Orionem zvítězil nad návrhem Northrop Grumman? Nabízel Lockheed špičkovou technologii?

ODPOLEDNE: Jsem nesmírně hrdý na tým a na to, co dokázal s technickým konceptem, který jsme dodali NASA. Ale požadavky se stále mění a všichni uchazeči se ve skutečnosti museli vypořádat se změnou průměru [v kapsli Orion] v polovině procesu, z 5,5 metru dolů na 5 metrů. Vzhledem k tomu, že NASA nám poskytla tolik věcí jako požadavky, herní pole se poněkud vyrovnalo.

Když na to přijde, NASA se přihlásí ke vztahu s průmyslovým partnerem, který bude trvat několik desetiletí. Chtěli vědět, že to bude šťastné manželství, kde duch partnerství skutečně svědčí. Během fáze I [kdy NASA zaplatila několika uchazečům za vývoj návrhů pro Orion] jsme se ujali iniciativy, abychom zajistili, že naše projektová kancelář bude umístěna společně v Houstonu, což jim usnadnilo účast na všech schůzích naší kontrolní rady a dalších důležité události nad rámec typických dvouměsíčních přehledů. Máme významnou pracovní sílu v Michoud Assembly Facility v New Orleans [kde se skládají externí nádrže raketoplánu]; brzy jsme se rozhodli provést konečnou montáž a kontrolu v Kennedyho vesmírném středisku; budeme dělat testy motorů ve Stennisově vesmírném středisku v Mississippi [hlavní testovací místo raketového pohonu NASA]. Myslím, že to NASA ocenila.

skrýt