“Constelatia K-1 a Dragonului”: cum evolueaza navele spatiale NASA?

Vechiul Space Shuttle

In cele trei decenii de existenta, aeronavele „Space Shuttle”
ale NASA au facilitat cercetari inovatoare care au facut posibile
construirea
Statiei Spatiale Internationale, lansarea
satelitilor de comunicatie moderni sau explorarea spatiului cosmic,
si – in plus – au potentat dezvoltarea a numeroase tehnologii,
realizand mari progrese in intreprinderea zborurilor spatiale de
rutina, ce au pus
bazele turismului spatial, o realitate tot mai
actuala. Totusi, cele doua accidente din istoria
programului au supus „Space Shuttle„-urile
indoielii, iar inginerii NASA au concluzionat ca deoarece acest tip
de nava a fost proiectata, in multe privinte, pe baza unor
tehnologii invechite si pentru ca reprezinta deja un sistem
depasit, inlocuirea sa este obligatorie si prioritara.

• Inima umană este incredibilă! Un studiu arată că se poate repara singură
• Mințile noastre ar procesa limbajul la fel ca Inteligența Artificială

FACTS: navetele de tip
Space Shuttle

• 18 februarie 1977 – primul zbor de test Space Shuttle

• 12 aprilie 1981 – primul zbor orbital, naveta Columbia

• 11 noiembrie 1982 – primul zbor operational al navetei Columbia,
  cu un echipaj format din 4 astronauti

• 1983-1985 – primele zboruri Challenger, Discovery si
  Atlantis

• 28 ianuarie 1986 – dezastrul navetei Challenger: la 73 de
  secunde de la lansare, naveta explodeaza, mor toti cei 7 membri ai
  echipajului

• 4 mai 1989 – prima sonda spatiala lansata de o naveta Space
  Shuttle – Atlantis

• 24 aprilie 1990 – Discovery lanseaza celebrul telescop spatial
  Hubble

• 7 mai 1992 – se lanseaza cea de-a 5-a naveta de tip Space
  Shuttle, Endeavour

• 19 noiembrie 1996 – cea mai lunga misiune spatiala a unei navete
  Space Shuttle, Columbia – 17 zile si 15 ore

• 11 octombrie 2000 – Discovery celebreaza cea de-a 100-a lansare
  a navetei

• 1 februarie 2003 – tragedia Columbia: naveta se dezintegreaza la
  reintrarea in atmosfera Tererei, mor toti cei 7 membri ai
  echipajului

• 28 august 2009 – Discovery transporta modulul de cercetari
  Leonardo la Statia Spatiala Internationala

• 14 mai 2010 ? Ultima misiune Atlantis

• 29 iulie 2010 ? Ultima misiune Endeavour

• 16 septembrie 2010 – Ultima misiune Discovery si ultima misiune
  a programului Space Shuttle

• sfarsitul lui 2010 – NASA scoate la vanzare cele 3
  navete

Consiliul administrativ al NASA ia in calcul trei
alternative pentru inlocuirea actualului sistem aeronaval
. Intre acestea, cea mai viabila optiune se numeste
Constellation, un program spatial deja demarat de guvernul
american, ce va consta dintr-o serie de 5 vehicule – doua
rachete, Ares I si Ares V, capsula Orion, aparatul de aselenizare
Altair si un modul de propulsie cosmica.
Toate aceste vehicule prototip au primit unda verde de la
administratia Obama si vor fi operationale cel mai
probabil in 2014..

Constellation – proiectul modular

In cadrul proiectului Constellation, NASA planuieste sa-si foloseasca vehiculele
spatiale pentru a trimite astronauti pe Luna si pe
Marte. Racheta Ares I, aflata in proces de proiectare, va avea
singura functie de lansare a echipajelor pe orbita, in timp ce Ares
V, va prelua de aici functia de motor, propulsand echipajul dincolo
de Terra si dispunand de o mai mare capacitate de transport.
Capsula Orion va fi construita
pe post de compartiment pentru astronauti si va fi formata din doua
parti principale: un modul pentru echipaj, similar cu modulul de
comanda Apollo, dar capabil sa adaposteasca patru pana la sase
membri, si un modul cilindric de serviciu, continand principalele
sisteme propulsoare si proviziile consumabile. Modulul
pentru astronauti va fi reutilizabil pret de 10
zboruri.

Agentia spatiala americana planuieste dezvoltarea unor capsule
Orion diferite, dedicate misiunilor specifice:

• Block I Orion va avea principala indeletnicire de a transporta
  astronautii inspre si dinspre SSI, de a reaproviziona statia
  spatiala si de executare a altor misiuni spatiale ce vizeaza orbita
  Pamantului.

• Variantele Block II si III vor fi proiectate pentru explorarea
  mai indepartata a cosmosului.

• Altair, modulul de selenizare din cadrul programului
  Constellation, va fi principalul vehicul de transport
  pentru astronautii ce vor pasi din nou pe Luna. Altair va fi de
  cinci ori mai mare decat aselenizatorul Apollo, ocupand un volum de
  aproximativ 31.8 metri cubi, cu o inaltime de 9.7 metri si o latime
  de 14.8 metri. Asemenea predecesorului sau, Modulul Lunar Apollo,
  Altair este format din doua parti: o componenta superiora, care va
  gazdui echipajul format din patru persoane, si una inferioara, care
  va reprezenta trenul de aterizare, majoritatea consumabilelor –
  oxigen si apa – si echipament stiintific. Altair nu va fi
  reutilizabil, ramanand abandonat dupa prima intrebuintare.

• Modulul de propulsie cosmica este un sistem principal de
  combustie care va permite trimiterea dispozitivelor Ares V si
  Orion la distante superioare orbitei joase a Pamantului, catre
  Luna. Nava Orion va fi lansata cu Ares I, se va intalni pe orbita
  cu Ares V si va andoca la aceasta, apoi, combinata cu modulul de
  propulsie cosmica si cu Altair, va fi configurata sa calatoreasca
  spre Luna.

Dragon – in serviciul SSI

Constellation este un proiect relativ indepartat, iar NASA a
anuntat ca renunta inca din 2010 la „Space Shuttles”. Cu ce le va
inlocui? Cel mai apt candidat se anunta aeronava Dragon, o
capsula dezvoltata de Space Exploration Technologies sau SpaceX,
sub programul NASA Commercial Orbital Transportation Services
(COTS). Capsula va fi lansata de racheta Falcon 9, ambele
aproape in intregime reutilizabile. Initializata intern de SpaceX
in 2005, aeronava Dragon este alcatuita dintr-o capsula presurizata
si dintr-o incinta nepresurizata folosita pentru transportarea,
dinspre Pamant catre orbita sa inferioara, a echipamentelor sau a
membrilor echipajului.

Dragon este compusa din 3 elemente principale:

• Nosecone, care protejeaza vasul si adaptorul de andocare din
  timpul decolarii;

• Aeronava, care adaposteste echipajul si/sau echipamentul
  presurizat, alaturi de sectiunea de serviciu ce contine vehicule,
  sisteme RCS, parasute si alte elemente de infrastructura si
  suport;

• Portbagajul, responsabil de adapostirea echipamentelor
  nepresurizate si de sustinerea panourilor solare si a radiatoarelor
  termale ale lui Dragon.

In decembrie 2008, NASA anunta alegerea vehiculului de lansare
Falcon 9 si a aeronavei Dragon ale agentiei SpaceX pentru
reaprovizionarea Statiei Spatiale Internationale, atunci cand
„Space Shuttle” va fi retrasa. Contractul semnat de cele doua
parti, in valaoare de 1.6 miliarde de dolari, asigura efectuarea
unui minimum de 12 zboruri, cu optiunea suplimentarii numarului de
misiuni in limita a 3.1 miliarde dolari. Desi este proiectata sa se
adreseze cerintelor de transport a echipamentelor si a echipajelor
la bordul SSi, ca o aeronava autonoma, Dragon este si o
platforma excelenta pentru demonstrarea spatiala a tehnologiilor si
pentru testarea instrumentelor stiintifice. Deocamdata,
pana cand aeronavele de tip Space Shuttle nu vor fi retrase
definitiv, SpaceX are scopuri exclusiv comerciale.

Kistler K-1 – simplu si eficient

Cealalta favorita la ocuparea pozitiei de aeronava insarcinata
cu indeplinirea misiunilor NASA, nava Rocketplane Kistler
K-1, este un vehicul aerospatial complet reutilizabil, alcatuit din
doua module. Este proiectat in asa fel incat sa acopere o
plaja larga de misiuni, precum transportul de incarcatura inspre
orbita inferioara a Pamantului si inspre zonele puternic incarcate
energetic ale orbitei, sa execute misiuni de microgravitatie si
realimentare comerciala sau chiar de reparare si reinitializare a
diferitelor servicii SSI.

K-1 include folosirea unor tehnologii de ultima ora, adaptate de
la alte programe si aplicatii aerospatiale de succes. In plus,
simplitatea sa presupune necesitatea unei procesari limitate intre
zboruri; intrebuintand kerosen, aeronava necesita proceduri mult
mai simple de stocare si gestionare la sol, comparativ cu navetele
alimentate de hidrogen lichid. In plus, Sistemul de Manevrare
Orbitala al lui K-1 foloseste combustibili curati, precum etanolul
si oxigenul lichid. Principiul simplu de functionare al navetei
permite ca piesele si unitatile defecte ale lui K-1 sa fie extrase
si inlocuite cu unitati din inventar si nu reparate, in cazul unor
probleme de lansare. Acest lucru reduce impactul asupra programului
stabilit in vederea decolarii si elimina necesitatea unei
infrastructuri complexe la locul de lansare.

Atat Dragon cat si K-1 sunt partial construite de NASA,
in cadrul Serviciului de Transport Comercial pe Orbita (COTS), dar
masiv sustinute financiar de capital privat. Exceptand
SpaceX si Kistler, destule alte companii vor sa aplice la faza a
doua a contractului COTS, intre ele numarandu-se nume ca
PlanetSpace, SpaceDev, Transformational Space si altele.

Progres sau… ?

Revenind la Shuttle, trebuie mentionat ca venerabila
naveta spatiala a fost construita pentru a fi capabila sa
indeplineasca de una singura o multime de sarcini si
misiuni. Intre ele se numara construirea si ingrjirea SSI,
lansarea si mentenanta telescoapelor spatiale, lansarea si
colectarea de experimente orbitale si transportul de mari
incarcaturi militare: totul fara cheltuieli prea mari si cu o
frecventa ridicata. A indeplinit in mare toate acest misiuni, cu
exceptia aspectului economic.

La 33 de ani de la primul zbor al navetei, eveniment
petrecut pe 18 februarie 1977, accesul in spatiu ramane o
activitate usturator de costisitoare si relativ
inflexibila. Spre exemplu, pretul lansarii unei
incarcaturi la bordul Space Shuttle costa in continuare 20.000
dolari/kilogramul, suma nediminuata in 10 ani. Ca atare,
dincolo de uzura morala a acestor nave, un scop esential al
inlocuirii lor este si reducerea costurilor; aparent la indemana,
dar de vazut daca se va intampla intr-adevar. Nu trebuie neglijat
faptul ca Space Shuttles puteau transporta atat echipamente cat si
membri de echipaj, astronautii fiind capabili sa deruleze
experimente in timpul misiunilor si sa se intoarca in siguranta la
sol. Aceste nave se adresau unor scopuri multiple, fiind unice in
acest sens. Nicio alta aeronava din prezent nu poate transporta pe
orbita atat personal, cat si provizii, coordonand simultan
experimente la microgravitatie sau reparand si efectuand operatiuni
de mentenanta. Alte vehicule de zbor cosmic sunt optimizate sa
execute o singura sarcina, ceea ce le scade pretul, insa tocmai
versatilitatea Space Shuttle facea atat de scumpe aeronavele fostei
generatii.

Fosta generatie nu reprezinta o intruchipare a perfectiunii
tehnologiei aerospatiale, dar nu este nici pe departe esecul
sugerat de detractorii sai. Singura, dar marea problema a
„Shuttle”-lor este aceea ca ca ele au insemnat o realizare ale
carei costuri ridicau dificultati mai mari chiar decat
identificarea mijloacelor necesare sporirii cantitatilor de
echipamente lansate pe orbita. Prin urmare, daca o racheta mai mica
poate duce jumatate din acea masa pe orbita la o treime din
costuri, atunci mai multa stiinta se poate face pentru un
dolar.

Or, in conditiile recesiunii financiare si a lipsei unei
infruntari ideologice mondiale, precum aceea a
Razboiului Rece, care a alimentat, in ciuda
cheltuielilor uriase, „cucerirea” spatiului, se pare ca
spectaculozitatea viitoarelor misiuni spatiale va cadea pe locul
II; elementul care va conta cel mai mult fiind eficienta. Inclusiv
(sau mai ales) cea financiara. Desi ne-am dori foarte mult acest
lucru, deocamdata, americanii nu au de ce sa se intoarca pe

Luna (cu toate ca, probabil, sunt capabili sa
faca asta) sau de ce sa se duca pe Marte. Nu cu o tehnologie care
inghite anual sute de milioane de dolari, nu in lipsa unui scop
care sa justifice o asemenea cheltuiala (tocmai de aceea, in
ultimii 5 ani, NASA a cautat frenetic apa pe Marte si pe Luna). Ca
si filosofie de proiectare, pe termen lung, Space Shuttle-urile se
indreptau in directia
USS Enterprise, o adevarata arca cosmica a
stiintei si explorarii spatiale. Pana sa ajungem acolo, insa, mai
avem mult timp, iar astazi viziunea si proiectele de dezvoltare
NASA si ESA au ajuns intrucatva cu picioarele pe Pamant.

CITESTE SI:

• 
  Astronavele secolului XXI
  
• Adio,
  Terra
  
• NASA se
  pregateste sa testeze o noua racheta