Lunes, 05 de octubre de 2009
LA FUTURA NAVE ESPACIAL ORIÓN DE LA NASA

Es la nave que ya se esta diseñando y empezando a construir y que va a sustituir a las típicas de transbordador que hasta ahora se venían usando. Aquí os avanzamos como será el diseño y que particularidades tendra la misma.

Orión es una nave espacial en desarrollo de la NASA. La Orión puede llevar una tripulación de cuatro a seis personas y será lanzada por el nuevo vehículo de lanzamiento Ares I. Tanto la Orión como el Ares I son parte del Proyecto Constelación, que planea enviar exploradores a la Luna en 2020 y más adelante a Marte y otros destinos del Sistema Solar. El 31 de agosto de 2006, la NASA otorgó un contrato a Lockheed Martin para el diseño, desarrollo y fabricación de la nave Orión.

Conocido anteriormente como Crew Exploration Vehicle (Vehículo Tripulado de Exploración) o CEV, la Orión despegará del mismo complejo de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy que se utiliza para las misiones del transbordador espacial. La NASA utilizará la nave para sus misiones tripuladas tras la retirada de los tres orbitadores en 2010. Inicialmente, realizará misiones para la Estación Espacial Internacional (ISS) a finales de 2014 o principios de 2015 y, más tarde, será un componente clave para las misiones a la Luna y Marte.

La propuesta para crear la nave Orión es una reacción parcial del accidente del transbordador Columbia, los hallazgos posteriores y el informe de la Comisión de Investigación del Accidente del Columbia (CAIB) y la revisión de la Casa Blanca del programa espacial estadounidense. La nave Orión reemplazó de forma efectiva el concepto del Orbital Space Plane (OSP), que se propuso tras el fracaso del programa del Lockheed Martin X-33 para crear un reemplazo del transbordador espacial.

El 14 de enero de 2004, el Presidente George W. Bush anunció la nave Orión, entonces conocido como CEV, como parte del programa Vision for Space Exploration:

Nuestra segunda meta es desarrollar y probar una nueva nave espacial, el Vehículo Tripulado de Exploración, hacia 2008, y realizar la primera misión tripulada no más tarde de 2014. El Vehículo Tripulado de Exploración será capaz de transportar astronautas y científicos a la Estación Espacial tras la retirada del Transbordador. Pero el propósito principal de esta nave espacial será llevar astronautas más allá de nuestra órbita a otros mundos. Esta será la primera nave espacial de este tipo desde el módulo de mando del Apolo.

El módulo de tripulación y servicio (Orion Crew & Service Module o CSM) está compuesto de dos partes principales: el módulo de tripulación (CM) de forma cónica y el módulo de servicio (SM) de forma cilíndrica que contiene el sistema de propulsión de la nave y los suministros prescindibles. Ambos módulos están basado en el módulo de mando y módulo de servicio de la nave Apollo utilizadas entre 1967 y 1975. Sin embargo, incluyendo soluciones y avances tecnológicos derivados del programa del transbordador espacial para reducir los posibles complicaciones.

EL MODULO DE TRIPULACIÓN


El módulo de tripulación (CM) tiene una forma de cono de 70º similar al módulo de mando del Apollo. El modulo de tripulación puede llevar entre cuatro y seis tripulantes, a diferencia del módulo de mando que sólo tenía espacio para tres personas. Aunque es estéticamente similar al módulo del Apollo, el módulo de tripulación de la Orión dispone de tecnología más moderna como:

  • Sistemas de control digital Glass cockpit, basados en los del Boeing 787, con previsiones para el control manual del vehículo en una emergencia o fase crítica (como el acoplamiento con la Estación Espacial Internacional o la combinación entre el LSAM y la EDS).[6]
  • Un sistema de recogida y gestión de residuos, utilizando un urinario y baño similares a los utilizado en la Soyuz o la Estación Espacial Internacional en lugar de las bolsas de plástico utilizadas en el Apollo.
  • Una atmósfera compuesta de nitrógeno/oxígeno (N2/O2) a presión del nivel del mar (101,3 kPa o una presión ligeramente reducida (entre 55,2 y 70,3 kPa).

Una característica importante que tendrá el módulo de tripulación es un nuevo sistema utilizando una combinación de paracaídas y entre retrocohetes o bolsas de aire para la recuperación de la cápsula. Esto permite un aterrizaje en tierra, al igual que los módulos de descenso de la Soyuz rusa y la Shenzhou china y elimina los costes de tener que utilizar una flota de barcos como en los vuelos del Proyecto Mercury, Gemini y Apollo. El CM aún mantiene la capacidad de amerizaje, pero limitada a los casos de suspensión en vuelo en el que el sistema de suspensión de lanzamiento se debe utilizar para alejar la cápsula el cohete Ares I, en caso de una emergencia como en el Gemini 8 si los impulsores de reentrada son activados. En caso de un fallo en el lanzamiento, la NASA utilizaría los barcos Freedom Star o Liberty Star conjuntamente con el personal de los Guardacostas de los Estados Unidos para recuperar la cápsula, mientras que en un amerizaje de emergencia tras el lanzamiento necesitaría el cumplimiento del Tratado del Espacio Exterior firmado en 1967.

Otra característica será la reutilización parcial del módulo de tripulación, que será capaz de ser usado hasta un total de diez vuelos, permitiendo a la NASA construir una flota de módulos de tripulación tanto tripulados como sin tripulación. Tanto el módulo de tripulación como el de servicio serán fabricados en una aleación de aluminio/litio similar al revestimiento del transbordador espacial, pero que será menos pesados que sus predecesores. El CM está cubierto por un manto de material de protección térmica nomex similar al utilizado en las partes no críticas del transbordador, mientras que el Sistema de Protección Térmica (TPS) será un derivado del escudo de calor PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator), desarrollado para la misión de regreso del Stardust. Los paracaídas también se podrán reutilizar y estarán basados en los mismos paracaídas utilizados en las naves Apollo y los propulsores de combustible sólido (SRB) del transbordador espacial.

Para que la Orión pueda servir en la Estación Espacial Internacional, además de unirse a otros vehículos del Proyecto Constellation, utilizará el Sistema de Acoplamiento de Bajo Impacto (LIDS), una versión diferente y simplificada del anillo de acoplamiento APAS de diseño ruso utilizado por los transbordadores espaciales y que está basado en el sistema utilizado en el proyecto Apollo-Soyuz de 1975. A diferencia de las naves Gemini, Apollo y el transbordador espacial, que necesitaba un piloto para realizar la maniobra de acoplamiento, la Orión podrá acoplarse de forma automática, aunque como medida de seguridad, el piloto puede tomar el mando y realizar la maniobra en caso de necesidad.

Se planea que el módulo de tripulación de la Orión tenga un diámetro de unos 5 metros con una masa de 25 toneladas. Será fabricado por Lockheed Martin Corporation. Tendrá dos veces y media más volumen que la cápsula Apollo y transportará entre cuatro y seis astronautas.

EL MÓDULO DE SERVICIO

Como su antecesor en el Apollo, el módulo de servicio (SM) de la nave Orión tendrá una forma cilíndrica, pero será más grande, más corto y más ligero. Como el módulo de tripulación, estará fabricado con una aleación de aluminio-litio y llevará dos paneles solares en forma circular o rectangular desplegables, aunque el diseño final aún no se ha realizado, eliminando la necesidad de llevar combustible para su operación.

El sistema de propulsión principal será el motor de la etapa superior de un cohete Delta II, utilizando propelentes hipergólicos (tetróxido de dinitrógeno y monometilhidracina) a partir de tanques esféricos presurizados con helio. El sistema de control de reacción del módulo (RCS) también utilizará los mismos propelentes. La NASA cree que el sistema RCS serviría como seguro para una inserción hacia la tierra (TEI) en caso de que el motor principal falle.

El SM dispondrá de dos tanques de oxígeno líquido (LOX) y uno de nitrógeno líquido (LH2) que proporcionará el aire respirable a la tripulación durante la mayor parte de la misión, mientras que otro tanque localizado en el módulo de tripulación proporcionará las 2 ó 4 horas (dependiendo de la cantidad de personas) de aire respirable tras la separación del módulo de servicio. Cartuchos de hidróxido de litio (LiOH) reciclarán el sistema ambiental de la nave, retirando el dióxido de carbono exhalado por los astronautas del aire de la nave para sustituirlo por oxígeno y nitrógeno en un circuito cerrado. Debido a la eliminación de las células de combustible y los tanques de LH2, se transportará un depósito de grandes dimensiones con agua para los astronautas y, mezclado con glicol para refrigerar los sistemas electrónicos.

El módulo de servicio también llevará un sistema de reciclaje del calor y paneles solares. Estos paneles, junto con las baterías de reserva localizadas en el módulo de tripulación, proporcionará un total de 28 V (de corriente continua) para los sistemas de la nave.

A finales de julio de 2006, la revisión del segundo diseño de la NASA dio como resultado cambios importantes en el diseño de la nave. En un principio, la NASA quería utilizar metano líquido (CH4) como combustible para el módulo de servicio, ya que podía ser extraído de la Luna, Marte y otros lugares ricos en metano, pero debido al poco avance de la tecnología de motores propulsados con óxigeno/metano y la necesidad de lanzar la Orión en 2012, se ordenó cambiar a propelentes hipergólicos a finales de julio de 2006. Este cambio permitirá a la NASA tener el Ares I junto con la Orión no más tarde de 2011 y eliminar los posibles retrasos en la retirada del transbordador espacial en 2010 y realizar el primer vuelo tripulado con la Orión en 2012.

El 20 de abril de 2007, la NASA y Lockheed Martin firmaron una modificación en el contrato de la Orión. El contrato actualizado añade dos años más para la fase de diseño del proyecto, dos vuelos de prueba del sistema de escape de emergencia y elimina la fase inicial para el diseño de un transporte presurizado para la Estación Espacial Internacional.

Un artículo de Aerospace Daily & Defense Report señala que en la última revisión del diseño, denominada configuración 606 por Lockheed Martin, el módulo de servicio tendrá paneles exteriores que serán eyectados poco después del inicio de la segunda etapa del cohete Ares I. Esta configuración ahorrará 450 kg (1000 libras) de masa en comparación con la configuración 605 anterior.

La Fundación de la Frontera del Espacio (Space Frontier Foundation) ha afirmado que los 3.900 millones de dólares de la fase inicial del contrato por la nave Orión duplica la funcionalidad del programa de la NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS) de 500 millones de dólares. Además, el contrato de la NASA con Lockheed Martin es un contrato de beneficio, un método que ha sido criticado por ser propenso a exceder presupuestos y provocar retrasos, mientras que los contratistas del programa COTS solo reciben pagos en los éxitos.

OTRAS PROPUESTAS

La nave propuesta por Lockheed era una pequeño transbordador, suficientemente grande para llevar a seis astronautas y su equipo. Su diseño en forma de avión facilitaría su regreso a la Tierra a velocidades altas más que los vehículos en forma de cápsula según Lockheed. De acuerdo con Le Figaro y la publicación Aviation Week & Space Technology, EADS SPACE Transportation estaría a cargo del diseño y fabricación del "módulo de misión". El diseño de Lockheed Martin era bastante similar al Orbital Space Plane, aunque con algunos cambios, principalmente la presencia del módulo de misión.

El diseño del CEV de Lockheed Martin incluía varios módulos para órbita baja terrestre y versiones para un viaje tripulado a la Luna, además de un sistema de escape. El sistema de escape era similar al utilizado en las naves Mercury, Apollo, Soyuz y Shenzhou. Podría ser utilizado durante una emergencia en cualquier momento de la fase de ascensión de la misión. La tripulación se sentaría en el módulo de rescate (RM) durante el lanzamiento. De acuerdo con Aviation Week and Space Technology, el módulo de rescate tendría un escudo térmico externo. El módulo de rescate estaría compuesto de la parte superior del módulo de tripulación. El módulo de tripulación constaría de espacio para cuatro tripulantes. En caso de emergencia el módulo de rescate se separaría del módulo de tripulación. En el módulo de rescate habría espacio para seis tripulantes, sentados en dos filas y el módulo de tripulación tendría provisiones para cuatro astronautas durante 5-7 días. Se podría realizar salidas al espacio desde el módulo de tripulación, aterrizar en agua o tierra y ser utilizado de nuevo entre 5 y 10 veces.

El módulo de misión se acoplaría en la parte trasera del CEV para una misión lunar, y alojaría los suministros adicionales. También proporcionaría más capacidad de comunicación e incluiría un sistema de acoplamiento con el LSAM. En la parte inferior del CEV lunar estaría el módulo de propulsión para la inserción TEI que serviría para regresar a la Tierra desde la Luna. Las tres partes juntas, módulo de rescate/tripulación, módulo de misión y módulo de propulsión formaría la nave lunar de Lockheed. La idea inicial era lanzar las tres partes por separado. Además, se necesitaría módulos adicionales para llegar a la órbita lunar y aterrizar en el satélite.

A diferencia del diseño de Lockheed Martin, no hay apenas información pública sobre el diseño de Boeing/Northrop Grumman. Sin embargo, la mayor parte de los diseños de Boeing para el Orbital Space Plane se parecían a la cápsula Apollo. Ya que el modelo de Lockheed fue en cierto aspecto un derivado de su diseño para el OSP, es posible que el diseño de Boeing fuese del tipo de cápsula en vez de forma de avión.

La estrategia de Sean O'Keefe para el desarrollo del CEV constaba de dos etapas o Fases. La Fase I sería el diseño del CEV y una demostración por parte de los contratistas que se se trataba de un vehículo seguro y asequible de desarrollar. La Fase I duraría desde los envios de propuestas hasta el Flight Application of Spacecraft Technologies (FAST) con la selección de un contratista. La Fase II comenzaría tras finalizar el FAST y el diseño final y construcción del CEV.

Sin embargo, para Griffin esta previsión era demasiado lenta y el plan fue cambiado de tal que la NASA publicaría una Petición para Mejoras (CFI) tras la presentación del Estudio para la Exploración de Sistemas de Arquitectura para el envío de las propuestas de la Fase II de Lockheed Martin y Boeing. La NASA eligió el consorcio de Lockheed Martin como el ganador el 31 de agosto de 2006.[30] Por tanto, las propuestas del CEV enviadas no son el diseño final de la nave Orión, que puede cambiar de acuerdo a la Petición para Mejoras y el Estudio para la Exploración de Sistemas de Arquitectura.

La NASA realizará pruebas de la nave Orión entre 2007 y 2011 en el Glenn Research Center (Ohio).

La NASA prevé seguir el programa de desarrollo del CEV siguiente:

  • 2006–2007: revisión del diseño del CEV.
  • 2009 (abril): primer vuelo suborbital de una maqueta del CEV
  • 2009 (mayo): prueba no tripulada AA-1 para el sistema de emergencia.
  • 2010 (agosto): prueba no tripulada AA-2 para el sistema de emergencia.
  • 2011 (febrero): prueba no tripulada AA-3 para el sistema de emergencia.
  • 2011 (septiembre): prueba no tripulada AA-4 para el sistema de emergencia.
  • 2012: primer vuelo no tripulado del CEV en órbita terrestre.
  • 2014 (septiembre): primer vuelo tripulado del CEV en órbita terrestre.
  • 2015–2018: primer vuelo no tripulado del Módulo de Acceso a la Superficie Lunar (LSAM).
  • 2016–2018: primer vuelo tripulado del LSAM.
  • 2020: primer alunizaje del sistema CEV/LSAM.
  • 2020: inicio de la planificación de misiones a Marte.
En el Estudio para la Exploración de Sistemas de Arquitectura está previsto la retirada de un orbitador a principios de 2008. Siguiendo ese plan, el Discovery sería retirado a finales de 2009, seguido de la retirada del Endeavour antes del 30 de septiembre de 2010 (el último día del año fiscal de 2010). Por entonces, los ingenieros de la NASA habrán trabajado en la actualización de las instalaciones de lanzamiento que utilizaran los nuevos vehículos de lanzamiento derivados del transbordador.

Fdo. Cristobal Aguilar.

 




Publicado por cristobalaguilar @ 22:17  | Astronom?a
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