Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Aktuality > Zprávy > Cesta k Exploration Mission-1 a 2 (1. čtvrtletí, výhled na 2. čtvrtletí 2018)
Cesta k Exploration Mission-1 a 2 (1. čtvrtletí, výhled na 2. čtvrtletí 2018)
Poslal:: Jiří Hošek - Neděle, 08.Duben 2018 - 00:01 CEST
Vytisknout stránku
Raketové nosiče a motory

Před půl rokem informovali manažeři NASA o novém datu startovní připravenosti k misi EM-1 nejdříve ve druhé polovině prosince 2019. Současně upozornili na rizika budoucích problémů, spojená s tím, že se práce na mnoha systémech dělají poprvé. Největší rizika byla spojena s výrobou motorové sekce centrálního stupně rakety SLS a servisního modulu kosmické lodi Orion. Potenciál těchto rizik byl přepočten na čtyř- až šestiměsíční skluz. S tím, jak práce postupují, byl tento potenciál snížen na tři až čtyři měsíce. Z důvodů integrovaného plánování prací však NASA stále považuje za vhodné cílit k formálnímu termínu startu mezi 16. a 25. prosincem 2019. V závěru minulého tradičního souhrnu příprav na nepilotovaný let Orionu na vysokou oběžnou dráhu Měsíce a zpět byl přidán nový oddíl, věnovaný popisu prací plánovaných na rok 2019. Tento oddíl je nyní z důvodu úspory místa vynechán. Místo něj bude představen předběžný harmonogram příprav na misi EM-2, při které se na oblet Měsíce vydá Orion s posádkou.



Nosná raketa SLS

Z budovy Rotation Processing & Surge Facility (RPSF) v Kennedyho vesmírném středisku (KSC) byly do sekce HB4 montážní budovy VAB přepraveny dva spodní segmenty neletového inertního Pathfinderu vzletového stupně SRB. Sestavování Pathfinderu je prováděno v rámci zkoušek pozemních zařízení a výcviku personálu. Dokončené letové palivové segmenty SRB pro EM-1 zůstávají uskladněny v Orbital ATK v Promontory v Utahu. Jejich železniční přeprava do budovy RPSF v KSC je plánována na listopad. V zařízeních Orbital ATK nyní probíhá plnění paliva do segmentů SRB pro pilotovaný let EM-2.

Segmenty Pathfinderu SRB v HB4 budovy VAB, leden

7. března byl z továrny Michoud Assembly Facility (MAF, New Orleans) dopraven člunem Pegasus do Marshallova střediska vesmírných letů (MSFC, Huntsville) kvalifikační exemplář intertanku centrálního stupně SLS. Strukturální testy mají probíhat na stanovišti v budově 4619 od září do prosince. V MAF pokračuje příprava obou kvalifikačních nádrží centrálního stupně rakety SLS, určených ke strukturálním testům v MSFC. Kvalifikační nádrž na kapalný vodík má být dopravena do MSFC v srpnu - září, kvalifikační nádrž na kapalný kyslík v září - listopadu.

Kvalifikační exemplář intertanku, únor

Díly pro letový centrální stupeň CS-1, vyráběné v MAF, budou popsány v pořadí od horních ke spodním. Horní díl forward skirt je hotový včetně aplikace tepelně izolační pěny. V dubnu má být dokončena instalace avioniky - řídicích počítačů, navigačních a komunikačních boxů a kabeláže.

Forward skirt pro CS-1, únor

Do nádrže centrálního stupně na kapalný kyslík byly v průběhu prvního čtvrtletí instalovány senzory. Dalším krokem bude přesun do budovy 131, kde bude v buňce P provedena aplikace základové barvy a v buňce N tepelně izolační pěny. Všechny tyto práce budou provedeny ve vodorovné poloze. Po instalaci dalších senzorů bude nádrž v jedné ze dvou integračních buněk v budově 110 spojena ve svislé poloze pomocí přírubových šroubů s díly forward skirt a intertank do tzv. přední sestavy. Po sešroubování budou příruby pokryty ručně rozprašovanou pěnou. Intertank je hotový včetně aplikace tepelně izolační pěny. Nyní je vybavován vnitřními systémy - kabeláží, řídicími systémy pro distribuci elektřiny, sestavou gyroskopů, prvky avioniky a počítači pro sběr dat ze senzorů v nádržích, pro telemetrii a ovládání kamer. Instalace mají být dokončeny v dubnu.

Intertank pro CS-1, únor

Letová nádrž na kapalný vodík byla po provedených testech těsnosti převezena v lednu z budovy 451 zpět do budovy 103. Zde proběhla inspekce svarů pro porovnání jejich stavu před a po zkoušce těsnosti. Po překlopení do svislé polohy byla nádrž v buňce E budovy 110 umyta vodou zevnitř i z vnějšku, a poté vysušena. V polovině února byla přesunuta do sousední buňky D, kde byla aplikována základová barva v místech, která budou po instalaci manipulačních prstenců pro budoucí přesuny nedostupná. Následně byla vodíková nádrž překlopena do vodorovné polohy, a nyní probíhá instalace senzorů. Poté nádrž vyčká, než bude v budově 131 aplikována základová barva a tepelně izolační pěna na kyslíkovou nádrž, aby následně prošla stejným procesem. V budově 103 bude následovat instalace dalších senzorů a příprava na instalaci potrubí.

Vlevo mycí buňka E, uprostřed vodíková nádrž pro CS-1 v buňce D, únor

Nejkritičtějším a nejkomplikovanějším prvkem centrálního stupně CS-1 je motorová sekce. V problémech s integrací jejích vnitřních prvků se naplňují rizika, o kterých mluvili manažeři NASA před půl rokem. Řeč je o ventilech pro distribuci kapalného vodíku a kyslíku z pozemních zásobníků do nádrží centrálního stupně během tankování na rampě, a z nádrží do čtyř motorů, dále o kryogenním potrubí, napájecích a datových kabelech, hydraulických systémech vektorování tahu pro naklánění motorů, řídicích jednotkách avioniky, elektronických boxech, gyroskopech a jednotkách pro sběr dat. Termín dokončení motorové sekce se odkládá z května na srpen. Naopak dobře jde instalace korkové izolace na vnější stěnu válcovité motorové sekce. Po dokončení všech prací bude motorová sekce v budově 110 spojena ve svislé poloze s vodíkovou nádrží do tzv. zadní sestavy.

Instalace vrstvy korku na motorovou sekci pro CS-1, únor

Finální integrace obou sestav bude provedena v horizontální poloze v budově 103. Nakonec budou na centrální stupeň připojeny poslední prvky, například čtyři motory RS-25 (které jsou nyní uskladněny ve Stennisově středisku a do MAF mají být dopraveny v květnu), dvě vnější přívodní potrubí pro kapalný kyslík, a systémový tunel, který bude ukrytý ve vyříznuté a opětovně nanesené pěně po téměř celé délce centrálního stupně, a který bude obsahovat elektrické a datové kabely pro připojení senzorů, elektroniky, boxů avioniky a počítačů. Po uvolnění některých zařízení, dosud využívaných pro díly centrálního stupně CS-1, byly zahájeny přípravné práce pro druhý exemplář CS-2, určený k pilotovanému letu EM-2. Ve svařovacím zařízení VAC v továrně MAF byl svařen plášť motorové sekce pro CS-2, a na stanovišti A-1 Stennisova vesmírného střediska pro něj byly úspěšně otestovány všechny čtyři nové řídicí jednotky motorů RS-25. Řídicí jednotka FM8 byla otestována při zážehu dne 19. října 2017, FM3 dne 13. prosince, FM10 dne 16. ledna a FM11 při testech 1. února a 21. února.

Adaptér OSA s držáky pro cubesaty, leden

Dokončený horní stupeň ICPS zůstává uskladněn v budově Space Station Processing Facility (SSPF) na KSC. Již brzy jej bude následovat adaptér Orion Stage Adapter (OSA), určený ke spojení Orionu s horním stupněm ICPS. Adaptér byl dokončen v únoru, a 3. dubna jej má z Marshallova střediska přepravit na KSC letoun Super Guppy. Další adaptér, Launch Vehicle Stage Adapter (LVSA), bude spojovat centrální stupeň rakety SLS a horní stupeň ICPS. Připravenost LVSA k přepravě člunem Pegasus na KSC je plánována na září. Vzhledem k časové rezervě zde bude také uskladněn.

Adaptér LVSA částečně pokrytý tepelnou ochrannou pěnou, únor

Kosmická loď Orion

V zařízení společnosti Lockheed Martin ve Waterton Canyon u Denveru pokračuje série kvalifikačních strukturálních testů konstrukce kosmické lodi Orion. Zkušební sestava obsahuje inertní záchrannou věžičku LAS, modul pro posádku, adaptér Crew Module Adapter, servisní modul a adaptér Orion Stage Adapter. Cílem testů je ověřit stávající modely, charakterizovat dynamickou odezvu konstrukcí a prokázat, že konstrukce lodi a spojů splňuje požadovaný bezpečnostní faktor odolání tlakům a namáháním v podmínkách vzletu na raketě SLS, kosmického letu a návratu včetně nezbytné rezervy. Momentálně jsou prováděny testy kompletní sestavy LAS + CM + SM.

Kvalifikační exemplář Orionu, únor

Strukturální testy zahrnují i testy zátěžové pomocí hydraulických zvedáků, pyrošokové s měřením odezvy pomocí akcelerometrů, akustické a vibrační. Ukončení testů na podporu mise EM-1 je plánováno na konec roku. Poté budou následovat testy na podporu mise EM-2, například simulace úderu blesku na loď připravenou ke startu pro prokázání, že konstrukce lodi dokáže ochránit citlivou palubní elektroniku.

Strukturální testy Orionu

Letový Orion, respektive modul pro posádku, je vybavován v budově Neil Armstrong Operations and Checkout Building (O&C) v Kennedyho vesmírném středisku. Na modul jsou instalovány backshell panely tepelné ochrany, tvořící plášť Orionu. V dubnu by měl být připojen tepelný štít, v květnu má následovat instalace dveří vstupního průlezu včetně zkoušky těsnosti a reinstalace přepracované avioniky. V červenci má modul projít akustickým testem a v srpnu má být prohlášen za dokončený.

Modul pro posádku Orionu, únor

Letový evropský servisní modul Orionu je připravován v montážní hale společnosti Airbus Defence and Space v Brémách v Německu. Oproti integrovanému plánu NASA, vedoucímu ke startovní připravenosti v prosinci 2019, je modul ve dvou- až tříměsíčním skluzu, s rizikem dalšího měsíce. V březnu byly dodány vysokotlaké ventily pro sestavu řízení tlaku PCA, a také poslední ze čtyř velkých palivových nádrží. Dosud nebylo potvrzeno převzetí jednotky systému dodávek a distribuce elektrické energie PCDU. V posledním březnovém týdnu byla do modulu instalována nádrž na dusík, a také první palivová nádrž. Po instalaci všech čtyř palivových nádrží má následovat instalace hlavního motoru AJ10-190 a finální integrace sestavy řízení tlaku PCA. Postupné funkční testy systému skladování zásob, systému řízení teploty, energetického systému a elektromagnetické kompability mají být prováděny průběžně po celé druhé čtvrtletí. Letecká přeprava modulu na KSC je nyní plánována na červen. Spojení servisního modulu s adaptérem CMA bylo odloženo na červenec a s modulem pro posádku na prosinec.

Servisní modul Orionu, 29. března

Pokračují i přípravy na pilotovaný let Exploration Mission-2. V rámci certifikace padáků Orionu pro EM-2 byl 16. března nad pouští Yuma na jihozápadě Arizony uskutečněn šestý ze série osmi padákových testů. Oproti předchozím testům pro EM-1 jsou v této sérii po shození makety Orionu z transportního letounu C-17 simulovány nestandardní scénáře sestupu po abortu z SLS stojící na rampě nebo v různých fázích letu, v podmínkách extrémního dynamického tlaku či po selhání padáku. Při sedmém testu bude opět použita maketa Orionu, při závěrečném osmém testu těleso ve tvaru šipky.

V rámci příprav na EM-2 má být v dubnu 2019 proveden letový test záchranné věžičky Orionu, nazvaný Ascent Abort-2 (AA-2). V Langleyho výzkumném středisku byla v lednu dokončena primární struktura testovací kabiny Orionu pro AA-2. Koncem ledna kabina byla přepravena do nedaleké Joint Base Langley-Eustis k nástřiku barvy. Po dokončení vnějších úprav byl Orion v únoru přepraven zpět do Langley k testům fyzikálních vlastností. Po změření hmotnosti a určení těžiště byl na přelomu února a března přepraven kamionem do Johnsonova střediska v Houstonu. Zde je vybavován elektrickými a elektronickými přístroji, softwarem a dalšími prvky potřebnými pro provedení letového testu. V červnu bude Orion oživen a bude otestována správná funkce všech jeho systémů. Po dalším změření hmotnosti a určení těžiště má být kabina v létě přepravena do stanice Plum Brook v Ohiu. Zde podstoupí akustický test, a následně má být v září vrácena zpět do Johnsonova střediska ke spojení se separačním dílem. Odeslání sestavy na KSC je plánováno na prosinec.

Kabina Orionu pro test AA-2 v JSC, březen

Díly záchranné věžičky LAS pro test AA-2 budou postupně přepravovány na KSC. V dubnu má být dopraven Jettison Motor, v srpnu Attitude Control Motor, a také Abort Motor. Test se uskuteční pomocí nosiče Abort Test Booster (ATB) ze startovního komplexu SLC-46 na Mysu Canaveral. Nosič ATB je jednostupňový a používá první stupeň SR-118 na tuhé pohonné látky ze střely Peacekeeper. V rámci příprav na test byl 29. března v Promontory v Utahu proveden zážeh jiného exempláře stupně SR-118 z 30 let starých zásob.

Zážeh stupně SR-118, 29. března

V uplynulém čtvrtletí pokračovaly i práce na Orionu pro pilotovaný let EM-2. V továrně MAF byla ze tří dílů svařena kuželová část modulu pro posádku, a k jeho plnému svaření nyní zbývají poslední tři svary. Odeslání modulu do budovy O&C v Kennedyho vesmírném středisku je plánováno na srpen. V hale společnosti Thales Alenia Space v italském Turínu čeká dokončená základní struktura servisního modulu na odeslání do čisté místnosti v německých Brémách. Její přeprava je plánována na jaro.

Pozemní vybavení Kennedyho vesmírného střediska

Po instalaci přístupového ramene Core Stage Intertank Umbilical (CSITU) na věž mobilní vypouštěcí plošiny Mobile Launcher (ML) došlo i na další prvky. V lednu byl instalován základ stabilizátoru rakety Vehicle Stabilizer System (VSS). Dne 26. února bylo instalováno rameno Crew Access Arm (CAA) pro nástup posádky do Orionu a 16. března poslední z velkých přístupových ramen, Interim Cryogenic Propulsion Stage Umbilical (ICPSU) pro obsluhu horního stupně rakety. V blízkosti plošiny je již k instalaci připraven systém LO2 TSMU pro tankování kyslíku do centrálního stupně rakety, a v dubnu by měl být připraven i LH2 TSMU pro tankování vodíku. Oba systémy budou instalovány na podlahu plošiny.

Instalace ramene ICPSU na věž ML, 16. března

V příkopu pro odvod spalin na startovní rampě 39B bylo dokončeno 84 % prací na novém deflektoru plamenů. Tankování zásobníků kapalného kyslíku a vodíku v komplexu má být dokončeno v dubnu. Na červen je plánován ověřovací vývoz mobilní vypouštěcí plošiny pomocí pásového dopravníku na rampu, a v červenci má být plošina přepravena do haly VAB k provedení procesu verifikace a validace s vybavením haly. V říjnu má pásový dopravník vyvézt plošinu opět na rampu, tentokrát k verifikaci a validaci rozhraní jednotlivých systémů plošiny a rampy.

Integrovaný plán milníků k misi EM-1

Trajektorie nepilotované mise EM-1

Plánování pilotovaného letu k Měsíci

V uplynulém čtvrtletí došlo k významným změnám v plánování pilotované mise EM-2. Pro jejich pochopení se nejprve vraťme do roku 2015. Tehdejším záměrem NASA bylo v zájmu co nejrychlejší realizace použít pro EM-1 a EM-2 prozatímní horní stupně ICPS. Politici však usoudili, že ušetří 150 milionů dolarů na certifikaci stupně pro jeho jediný pilotovaný let tím, že do rozpočtu NASA na fiskální rok 2016 přidají 85 milionů dolarů na urychlený vývoj výkonného horního stupně EUS. Tato úprava byla zahrnuta do federálního rozpočtu, jehož součástí je i rozpočet NASA. Zákon byl odhlasován Kongresem a podepsán prezidentem Barackem Obamou dne 18. prosince 2015.

Motorová sekce centrálního stupně SLS pro EM-2

Vyšší konfigurace rakety s EUS však vyžaduje rozsáhlé úpravy mobilní vypouštěcí plošiny ML, které bude možné zahájit až po misi EM-1, a jak ukázaly pozdější analýzy, časová náročnost úprav umožní realizaci mise EM-2 nejdříve 33 měsíců po EM-1. Výkonný horní stupeň EUS však umožní dopravit k Měsíci kromě Orionu i dodatečný náklad. Proto byl v březnu 2017 do mise přidán první díl uvažované kosmické stanice na oběžné dráze Měsíce Gateway - modul PPE (Power and Propulsion Element).

V průběhu roku 2017 byl vzhledem ke skluzu v přípravách odložen plánovaný start mise EM-1 o 14 měsíců, z původního října 2018 na prosinec 2019. Tento skluz začal mít vzhledem k fixní minimální časové mezeře mezi starty EM-1 a EM-2 přímý vliv na plánování mise EM-2. Nový formální plánovací termín startu EM-1 vedl k cílení EM-2 na září 2022. Potenciál rizik spojených s výrobou motorové sekce centrálního stupně SLS a servisního modulu Orionu pro EM-1 však reálně posouvá start EM-2 až na první čtvrtletí roku 2023. V souvislosti se skluzem proběhla v NASA koncem roku 2017 diskuse o odstranění této závislosti návratem k původnímu plánu, opuštěnému na přelomu let 2015 a 2016. Z mise by byl vyjmut modul PPE a byl by koupen horní stupeň ICPS, certifikovaný pro pilotovaný let. Mobilní plošina by se nemusela upravovat, a start by tak zůstal v roce 2022. Mezitím by se pro další lety se stupněm EUS postavila druhá mobilní plošina, jejíž stavba byla odhadnuta na čtyři až pět let. V závěru diskuse však byla tato varianta vyhodnocena jako drahá, a proto nebyly potřebné finanční prostředky zahrnuty do žádosti o rozpočet na příští fiskální rok 2019.

Díly tlakové kabiny Orionu pro EM-2

Na základě výsledku této interní debaty byl 8. února zpracován harmonogram prací vedoucích k misi EM-2. Pracovní datum startu je 33 měsíců po plánovacím datu startu EM-1, tedy v září 2022. Harmonogram obsahuje řadu podrobností. Z hlediska připravenosti dokončených dílů k předání integračnímu týmu mají být jako první připraveny segmenty SRB. V únoru 2021 následuje centrální stupeň, v září 2021 Orion, v říjnu 2021 horní stupeň EUS, v lednu 2022 má být do haly VAB přesunuta modifikovaná vypouštěcí plošina, a v únoru 2022 má být připraven modul PPE.

Servisní modul Orionu pro EM-2

O čtyři dny později, 12. února, byl představen návrh rozpočtu NASA na fiskální rok 2019. V návrhu byl modul PPE vyjmut z mise EM-2 a převeden na komerční nosič s datem startovní připravenosti v srpnu 2022. Mise EM-2 byla uvedena s pragmatickým termínem startu až roce 2023, ovšem podle nového rozpisu měl být v nákladovém prostoru místo modulu PPE překvapivě druhý díl lunární orbitální stanice Gateway – obytný modul. Tento kontroverzní návrh však byl v rozporu s koncipovanou trajektorií Orionu při jeho první pilotované misi. Pro Orion byla již dříve vybrána devítidenní nízkoriziková trajektorie MTLI (multi-translunar injection), zahrnující úvodní let na parkovací nízké oběžné dráze Země, po zážehu horního stupně dalších 24 hodin letu na eliptické oběžné dráze Země s apogeem několika desítek tisíc kilometrů, a po zážehu hlavního motoru servisního modulu oblet Měsíce po dráze volného návratu. A zatímco modul PPE bude schopen navedení na oběžnou dráhu Měsíce vlastním pohonným systémem, za obytný modul musí tento manévr provést Orion. Jak NASA později potvrdila, primární letovou trajektorií EM-2 stále zůstává MTLI s průletem kolem Měsíce. Tuto skutečnost potvrzuje i aktualizovaný harmonogram, který již neobsahuje modul PPE, ale ani obytný modul.

Aktualizovaný integrovaný souhrn milníků k misi EM-2

7. března se konalo slyšení dočasného administrátora NASA Roberta Lightfoota před Výborem pro vědu Sněmovny reprezentantů. Lightfoot čelil otázkám na důvody nežádání finančních prostředků na stavbu druhé vypouštěcí plošiny a na ideální postup. Na základě tohoto slyšení Sněmovna vepsala do dosud neschváleného návrhu rozpočtu na současný fiskální rok 2018 celkem 350 milionů dolarů „na druhou mobilní vypouštěcí plošinu a přidružené činnosti SLS“, a také požadavek, aby NASA předložila rozpočtový profil, který zajistí co nejrychlejší start pilotované mise EM-2. Po Sněmovně schválil rozpočet i Senát, a 23. března jej podepsal prezident Donald Trump.

O tomto novém financování a požadavku zatím proběhla v NASA jen malá diskuse. Je jisté, že byl odstraněn hlavní faktor závislosti EM-2 na skluzech EM-1. Manažeři se nyní chtějí zaměřit na druhý faktor, kterým je avionika Orionu pro EM-2, zahrnující řídicí počítače, navigační, kontrolní a telemetrické jednotky. Zatímco pro jiné dva klíčové systémy Orionu - plný systém podpory životních funkcí schopný dodávat do atmosféry lodi kyslík a odstraňovat vydýchaný oxid uhličitý, a dále ovládací a zobrazovací prvky pro posádku – se bude jednat o premiéru, avionika má být podle současného plánu repasována z mise EM-1. Lightfoot uvedl, že mise EM-2 by mohla být urychlena z (počátku) roku 2023 přibližně o rok. Vliv na výše popsaný harmonogram lze popsat přibližně takto:

  • Příjezd modifikované vypouštěcí plošiny do haly VAB dle harmonogramu v lednu 2022 (vzhledem k neměnné konfiguraci plošiny bude urychleno)
  • Převzetí centrálního stupně SLS dle harmonogramu v únoru 2021 (vzhledem k tomu, že stejný milník u EM-1 je šest měsíců před startem, není na kritické cestě)
  • Převzetí horního stupně EUS dle harmonogramu až po zážehovém testu v říjnu 2021 (náhrada EUS stupněm ICPS by mohla milník urychlit)
  • Převzetí Orionu dle harmonogramu v září 2021, avšak reálně vzhledem k avionice z EM-1 až počátkem roku 2022 (stejný milník u EM-1 je sedm měsíců před startem; Bill Hill uvedl, že se na to zaměří)

Trajektorie pilotované mise EM-2

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nac_march_2018_hill_-_smith_3-23-2018_final.pdf
https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/heo_fy_2019_nac_briefing_-_03.23.2018.pdf
https://www.nasaspaceflight.com/2018/02/nasa-boeing-rewriting-book-building-sls-core-stage/
https://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/M18-011.html
https://www.nasa.gov/feature/nasa-team-outfits-orion-for-abort-test-with-lean-approach
https://www.orbitalatk.com/news-room/feature-stories/Peacekeeper-Motor-Test/default.aspx
http://spacenews.com/house-members-question-balance-of-nasa-programs-in-2019-budget-proposal/
https://spaceflightnow.com/2018/03/23/space-launch-system-planetary-exploration-get-big-boosts-in-nasa-budget/

Práhy
Za obsah komentáře zodpovídá jeho autor.

Stránka byla vygenerována za 0.087847 vteřiny.