Estación de puerta de enlace: paso a la línea lunar, acceso a la estación marciana

Es probable que el debate sobre cómo es mejor expandirse al espacio no disminuya incluso cuando la humanidad haya dominado el sistema solar, sino que pasará al plano de una historia alternativa: “¡A principios del siglo XXI, era necesario construir una base lunar! No, la estación orbital! ¡No, todos los esfuerzos debían ser lanzados a Marte! ”De todos modos, ahora la dirección principal del movimiento es la estación orbital lunar Plataforma Orbital Lunar - Puerta de enlace y aterrizaje en la luna desde 2024.


Gateway por el artista

Planificado


La idea de "regresar a la luna" ha circulado en los círculos espaciales de EE. UU. Durante mucho tiempo. Como dicen, no habría felicidad, pero la desgracia ayudó. El accidente del transbordador Columbia en 2003 condenó el cierre del programa, y ​​surgió la pregunta obvia de dónde ir a continuación. En 2004, el entonces presidente de los Estados Unidos retó a la NASA a expandir su presencia en el sistema solar. El resultado fue el programa "Constellation" (Constellation), que se suponía que volvería a la luna, y el objetivo final era volar a Marte. El programa no pudo sobrevivir al final del segundo mandato de Bush y se cerró poco después de la elección de Barack Obama. La nueva versión del programa apuntaba más probablemente a Marte, y se propuso "entrenar" antes del vuelo en una misión para remolcar un asteroide en órbita alrededor de la luna. El nuevo presidente, Trump, ha cambiado el enfoque del programa: ahora el objetivo es regresar a la luna, y los medios serán la estación cercana a la luna, después de varios cambios de nombre, llamada "Plataforma Orbital Lunar - Puerta de enlace" o simplemente Puerta de enlace. Pero en general, el programa se llamaba "Artemisa". El nombre es simbólico porque Artemisa es la hermana de Apolo y la diosa de la luna, y también porque el objetivo del programa es "el aterrizaje de la primera mujer y el próximo hombre en la luna".


Configuración de la estación, primavera de 2019, imagen de la NASA

Hasta la fecha, se han contratado dos módulos y están en producción. El Elemento de Poder y Propulsión (PPE) surgió de una misión para redirigir un asteroide. Es, de hecho, un remolcador con grandes paneles solares y un motor a reacción eléctrico. Su tarea será mantener la Puerta de enlace en una órbita de halo (una elipse muy alargada con una altura de 3.000 a 70.000 km sobre la luna). El Módulo de Habitación Mínima (MHM), también conocido como Puesto de Habitación y Logística (HALO), se basa en soluciones tecnológicas del buque de carga Cygnus (vuela a la EEI) y será un pequeño compartimento sellado en el que podrá vivir y trabajar. El concepto de la estación está en desarrollo, por lo que varios módulos más: logísticos (almacenes), habitados, bloqueados, pueden ir a la luna o permanecer en el papel.

Por primera vez, el presupuesto de la NASA para 2019 introdujo una partida de gastos en Gateway para la cual el Congreso asignó $ 450 millones (es importante tener en cuenta que se asignaron cuatro mil millones para el cohete de refuerzo SLS y la nave Orion, que volará a esta estación, para 2019, y solo ya han gastado 30 mil millones).

Más recientemente, el alunizaje se planeó para 2028. Pero en mayo de 2019, el vicepresidente Mike Pence anunció un aplazamiento de cuatro años de la "izquierda", y ahora se considera que el objetivo es 2024. Cabe señalar que este será el año de las elecciones estadounidenses, que tradicionalmente se celebran en noviembre y, dependiendo Ya sea que la NASA logre cumplir con los plazos, el aterrizaje será un bello final para el término del ganador de las elecciones de 2020 o, dado que los complejos proyectos espaciales se esfuerzan constantemente por ir "hacia la derecha", será al comienzo del período del ganador de las elecciones de 2024. Después de que Obama recién elegido cancelara Constellation en 2009, un cambio de presidente en la Casa Blanca puede verse como un riesgo adicional, pero con cada nuevo dólar gastado, la probabilidad de cancelación o cambio importante en el proyecto se reduce.

Al mismo tiempo, simultáneamente con las estructuras rígidas habituales, también se consideran módulos transformables (inflables). Dos compañías alcanzaron la mayor preparación: Bigelow Aerospace , cuyo módulo pasó una prueba de tierra de dos semanas en la NASA, y Sierra Nevada Corporation , que completó con éxito las pruebas de tres días. A pesar de las sospechas comprensibles sobre la seguridad de los módulos inflables en un vacío espacial, muchos años de pruebas hablan a su favor. En 2006 y 2007, Bigelow Aerospace inflable Genesis 1 y 2, volando con éxito hasta el momento, entró en órbita. En 2016, el módulo inflable BEAM se instaló en la ISS, que ya sirve como un almacén adicional, a pesar de que originalmente estaba destinado a ser probado durante solo dos años.

Paralelamente a los módulos, se está desarrollando otro equipo necesario. Un cálculo teórico de la órbita de la futura estación tendría que verificar el cubesat de 12U (aproximadamente del tamaño de un microondas), que podría emprender un vuelo ya en diciembre de 2020. A partir de 2021, se supone que lanzará pequeños vehículos de aterrizaje no tripulados de tres compañías a la Luna: Astrobotic, Intuitive Machines y Orbit Beyond, que probará nuevas soluciones técnicas y llevará experimentos científicos de la NASA a la superficie de la luna. También es interesante notar que como vehículos de lanzamiento para los módulos PPE y HALO, se indican "transportistas comerciales", que pueden ser el Falcon Heavy volador o el Vulcan, New Glenn u Omega que están en proceso de creación, pero la nave espacial tripulada "Orion" se mostrará en desarrollo Desde 2011, el vehículo de lanzamiento súper pesado del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS), que ha hecho un amplio uso de la tecnología del transbordador espacial.


La unidad central ensamblada (segunda etapa) SLS se envía para pruebas al centro espacial que lleva el nombre John Stennis, foto de la NASA

Ya se están preparando misiones no tripuladas, que planean llevar a cabo utilizando Gateway. El módulo de aterrizaje no tripulado HERACLES propuesto por la Agencia Espacial Europea tendrá que almacenar muestras de la superficie lunar en la estación, desde donde los astronautas pueden recogerlas. Incluso será posible reutilizar la etapa de despegue entregándole una nueva etapa de aterrizaje y suministro de combustible desde la Tierra. Se supone que el rover incluido en la misión será controlado tanto desde la Tierra (con un retraso de 1 segundo) como directamente por los astronautas desde la Puerta de enlace. La cuestión de la posibilidad de repostar y reutilizar módulos tripulados también se está estudiando .

La última reunión de la comisión de coordinación multilateral de la EEI, que incluyó el trabajo en Gateway, se realizó el 6 de agosto de 2019. En ese momento, la NASA anunció la selección de un contratista para la producción de EPP, dijo el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón. buscando formas de proporcionar habitabilidad y oportunidades de logística. La Agencia Espacial Canadiense dijo que después de anunciar su participación en el proyecto Gateway en febrero de 2019, comenzó un proceso formal de búsqueda de proveedores para el manipulador Canadarm3 (la primera versión del manipulador funcionaba en lanzaderas, la segunda en la ISS). La Agencia Espacial Europea informó que estaba buscando la aprobación oficial de los estados participantes para la creación de un módulo I-HAB habitado internacional, capacidades de comunicación avanzadas, una puerta de enlace científica y los siguientes módulos de servicio de la nave espacial Orion (el módulo de comando es fabricado por la NASA, el módulo de servicio es ESA). Y Roskosmos dijo que iba a producir un módulo de puerta de enlace multipropósito para la estación. En diciembre de 2019 , apareció la noticia de que Roscosmos confirmó su voluntad de participar en nuevas negociaciones sobre el proyecto de la estación.

Nuevas características


La estación en la órbita lunar resolverá nuevos problemas. En primer lugar, la EEI, aunque está en el espacio y está expuesta a la radiación cósmica, está en condiciones de luz: está cubierta por los cinturones de radiación de la Tierra. Se espera que el primer vuelo tripulado a la estación con un aterrizaje en la luna dure aproximadamente un mes, y este será un nuevo récord para la duración de una persona que esté fuera de los cinturones de radiación: las misiones Apolo duraron un poco menos de dos semanas, de las cuales la más larga, Apolo 17 ", Pasé 147 horas en órbita de la luna. Al mismo tiempo, los astronautas tuvieron suerte: las erupciones solares no ocurrieron durante las misiones. Hasta ahora, es imposible predecir con precisión el tiempo y la dirección de la expulsión al Sol, por lo que los largos turnos en la estación cercana a la luna pueden colisionar con ellos. En este caso, los astronautas probablemente tendrán que usar el compartimento máximo protegido, el Orión, como refugio. Los cálculos realizados para el programa Apollo dicen que en un módulo de comando de paredes gruesas, incluso en el caso de una tormenta solar muy fuerte, los astronautas podrán permanecer operativos y completar la misión de manera segura. Pero la experiencia real puede aportar datos importantes para aclarar los cálculos.


Astronautas del escuadrón 22 (reclutamiento 2017) en la ceremonia de graduación el 10 de enero de este año. Ellos son los que tienen la oportunidad de trabajar en Gateway.

Además, con todos sus méritos, el funcionamiento de la EEI es muy diferente de lo que sucederá en un barco interplanetario. La estación recibe una gran cantidad de suministros de la Tierra y no los gasta de manera muy económica. Los astronautas y los astronautas comen alimentos preparados en envases desechables, se cambian de ropa, tiran los usados, usan productos de higiene desechables. En 2018, los buques de carga entregaron más de 28 toneladas de suministros a la EEI y quemaron cantidades comparables de escombros en la atmósfera. Incluso en el caso del peor accidente, puede abordar rápidamente el barco y regresar a casa ese día. Una estación cercana a la luna puede convertirse en un campo de pruebas para tecnologías lean y sistemas de soporte vital cerrados al máximo. Después de entrenar en condiciones bastante cómodas, cuando todavía es posible regresar a la Tierra dentro de tres días, los desarrollos tecnológicos podrán generar soluciones para vuelos interplanetarios, cuando habrá meses de vuelo a la Tierra. Es curioso que ahora van a poner la basura en Gateway en módulos logísticos, lo que da lugar a la necesidad de resolver el problema de su almacenamiento prolongado (los requisitos indican períodos de hasta tres años). Pero las opciones alternativas son bastante posibles: en el programa Apollo, la tercera etapa del cohete Saturno V fue empujada deliberadamente contra la Luna para registrar el impacto de los sensores sísmicos instalados por expediciones anteriores. Teóricamente, nada impide arrojar buques de carga con basura a la luna, no solo desechando de manera confiable, sino también recolectando datos científicos.

A pesar del hecho de que las estaciones interplanetarias automáticas vuelan a la luna no tan raramente, la aparición de una persona en órbita aumentará la cantidad de equipos científicos y experimentos por órdenes de magnitud simplemente porque se gasta más dinero en programas tripulados. Hasta ahora, se supone que la estación debe ser visitada, a diferencia de la EEI permanentemente habitada, las tripulaciones llegarán durante 30-60 días una vez al año, pero esto aún causará un revivir serio en los programas científicos. Además de la investigación geológica, los experimentos ya están planeados utilizando materiales (entregados desde los sitios de aterrizaje) que permitirán experimentar con tecnologías para la construcción y operación de una base en la superficie lunar. También es lógico establecer experimentos botánicos, zoológicos y médicos. Y el hecho de que la estación esté lejos de la interferencia terrestre permitirá la investigación astronómica.


Orbita y consumo de combustible para transiciones, fuente

Y finalmente, en un futuro lejano, la estación puede servir como punto de partida para el barco marciano. Tiene una órbita muy adecuada: en el apocentro (el punto más alejado de la Luna), está lejos del pozo gravitacional tanto de la Luna como de la Tierra, y no se necesitan motores potentes y un alto consumo de combustible para ir a Marte. Y si la estación se habita permanentemente, entonces este será un gran lugar para construir una nave interplanetaria: se pueden recibir y probar nuevos módulos, y la tripulación solo tendrá que sentarse en la nave espacial preparada y probada para el vuelo. Pero esto es una cuestión de futuro, en misiones propuestas hasta 2028 solo aterrizando en la luna.

Material preparado para la revista "Universo, Espacio, Tiempo" , publicado en la edición del autor.

Source: https://habr.com/ru/post/483746/


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