Sistem de lansare a spațiului Lansator de spațiu | |
Impresia artistului asupra SLS bloc 1 pe platforma de lansare. | |
Date generale | |
---|---|
Tara de origine | Statele Unite |
Constructor | Boeing , United Launch Alliance , Northrop Grumman , Aerojet Rocketdyne |
Primul zbor | 2021 |
Înălţime | 98−111 m |
Diametru | 8,4 m |
Greutatea la decolare | Blocul 1: ~ 2.628 tone Blocul 1B: ~ 2.948 tone |
Etaje) | 2 |
Împingerea la decolare | 32 MN |
Baza (bazele) de lansare | LC-39 , Centrul Spațial Kennedy |
Încărcătură utilă | |
Orbită joasă | Blocul 1: 70 tone Blocul 1B: 97,5 t. Blocul 2: 130 de tone |
Orbita lunară | Bloc 1: 26 tone Bloc 1B: 37 tone Bloc 2: 45 tone |
Motorizare | |
Ergols | LOX / LH2 |
Propulsoarele de rapel | 2 SSRB (5 segmente) |
1 st etaj | 4 RS-25 D / E |
2 e etaj | Bloc 1: 1 RL-10B2 Bloc 1B: 4 x RL-10 Bloc 2: 1 x J-2X |
Misiuni | |
Misiuni lunare cu echipaj. Misiuni robotice interplanetare grele. |
|
Sistemul de lansare spațială sau SLS este un american spațiu de super-grele lansator dezvoltat de NASA din 2011 și a cărui prim zbor este programat pentru 2021. SLS joacă un rol central în programul Artemis al cărui obiectiv este de a trimite echipe de pe suprafața Lunii și pregătește-te pentru viitoarele misiuni cu echipaj pe Marte . Această rachetă va fi responsabilă pentru injectarea navei spațiale Orion care transportă echipajul pe o traiectorie îndreptată spre Lună.
Arhitectura lansatorului, similară cu cea a lui Ares V abandonată după sfârșitul programului Constellation , ia din nou prin adaptarea componentelor utilizate de naveta spațială americană (propulsoarele de rapel, rezervorul navetei, motoarele de rachetă SSME / RS-25 ) și în versiunea sa Block 1 etapa superioară a lansatorului Delta IV . Sunt avute în vedere mai multe versiuni (blocurile 1, 1B și 2) cu o capacitate redusă de orbită a Pământului cuprinsă între 70 de tone și 130 de tone. Versiunea bloc 1, capabilă să lanseze 28 de tone pe Lună, se caracterizează prin a doua etapă IPCS alimentată de un singur motor RL-10 B2. Pe parcursul anului 2020 este dezvoltată doar această versiune. Nu există un buget disponibil pentru finalizarea versiunilor 1B și 2 caracterizate în principal printr-o a doua etapă și propulsoare de rapel mai puternice.
Dezvoltarea rachetei SLS a fost lansată în 2011 la cererea Congresului SUA, în timp ce NASA nu și-a exprimat nicio nevoie specifică. Costul inițial al proiectului este estimat la 10 miliarde de dolari SUA, cu un prim zbor programat pentru 2017. Alunecări în acest program, depășiri semnificative ale bugetului care afectează și adaptarea facilităților de lansare la complexul de lansare 39 din Florida, precum și dezvoltarea lansatoarele comerciale de mare putere pun la îndoială necesitatea unui lansator cu un cost de producție unitar care să se apropie de un miliard de dolari SUA.
În 2004, președintele George W. Bush a făcut publice obiectivele pe termen lung pe care dorea să le atribuie programului spațial american, când accidentul navetei spațiale Columbia tocmai a blocat flota acestor mașini îmbătrânite și ieșirea din stația spațială internațională. , aproape de finalizare, este în așteptare. Proiectul prezidențial Vision for Space Exploration dorește să readucă oamenii în centrul explorării spațiale: întoarcerea astronauților pe Lună este programată înainte de 2020 pentru o serie de misiuni menite să se pregătească pentru o posibilă prezență permanentă a oamenilor pe planetă. sol și dezvoltați echipamentele necesare viitoarelor misiuni cu echipaj pe Marte stabilite la o dată mult mai târziu. De data aceasta, atât opinia publică, cât și Congresul sunt în favoarea proiectului: programul Constelație este apoi creat de NASA pentru a îndeplini așteptările prezidențiale. Acesta prevede construcția într-o manieră similară cu programul Apollo a două nave spațiale cu echipaj - nava spațială principală Orion și nava lunară Altair - precum și două tipuri de lansatoare : lansatorul greu Ares I responsabil cu plasarea navei spațiale Orion pe orbită și super-lansatorul. -Ares V greu al clasei gigantului lansator Saturn V responsabil pentru plasarea modulului lunar pe orbită. NASA adaptează motoarele de rachetă dezvoltate pentru racheta Saturn V , propulsorii de rachete pentru naveta spațială , precum și numeroase instalații terestre care datează din zilele programului Apollo . Dar programul a întârziat programul și se confruntă cu o problemă de finanțare care, conform planurilor inițiale, ar trebui realizată fără o creștere substanțială a bugetului general al NASA. startfebruarie 2010, Președintele Obama anunță anularea programului Constelație care este confirmată ulterior.
După învestirea sa în funcție, președintele american Barack Obama are programul Constelație evaluat de Comisia Augustine , creat în acest scop pe7 mai 2009. Aceasta concluzionează că lipsesc trei miliarde de dolari pe an pentru a atinge obiectivele stabilite, dar confirmă interesul unei a doua explorări umane a Lunii ca un pas intermediar înainte de o misiune echipată pe Marte . startfebruarie 2010, pe baza acestui raport, președintele Barack Obama anunță anularea programului Constelație . Sunt prezentate trei motive: depășirea bugetului, întârzierea termenelor și lipsa inovațiilor integrate în proiect. Această decizie a pus capăt dezvoltării lansatorului greu Ares V a cărui arhitectură urma să preia mai multe componente dezvoltate pentru naveta spațială și care a fost proiectată pentru a plasa 160 de tone pe orbită mică (lansatorul Saturn V putea plasa doar 118 tone). Elementele preluate sunt amplificatorul de pulbere al navetei spațiale americane extins prin adăugarea unui al cincilea segment, prima etapă care folosește structura rezervorului extern al navetei spațiale americane cu un diametru care trece de la 8,4 la 10 metri în diametru și alimentat de șase RS -68B motoare utilizate pentru racheta Delta IV . A doua etapă EDS folosește, la fel ca prima etapă, oxigen și hidrogen lichid. Acesta este alimentat de un singur motor J-2X, derivată din a doua etapă a motorului J-2 din Saturn IB și Saturn V lansatoare .
Decizia președintelui Obama este însoțită de un moratoriu de cinci ani asupra dezvoltărilor grele lansate de NASA. Cu toate acestea, un buget de 3 miliarde de dolari este alocat NASA pentru a dezvolta tehnologii pentru a reduce costul sistemelor de propulsie. În consecință, proiectul de buget 2011 prezentat de Casa Albă la votul Congresului SUA nu mai prevede nicio linie bugetară pentru dezvoltarea unui lansator greu. Dar anularea programului Constellation, combinată cu retragerea planificată a navetei spațiale, anunță o scădere bruscă a volumului de muncă pentru industria și facilitățile NASA implicate în special în programul spațial echipat și concentrate în statele din sudul statelor Unite: Marshall Space Flight Center din Alabama , Johnson Space Center din Texas , Stennis Space Center din Mississippi și Michoud Assembly Center din Louisiana . Subliniind acest motiv, Camera Reprezentanților și Senatul au votat cu o largă majoritate la începutul anului 2010 pentru un buget NASA modificat din 2011, care să necesite dezvoltarea unui vehicul de lansare cu lift greu (HLV ). Conform dorințelor acestor aleși, o primă versiune capabilă să plaseze 70 de tone pe orbită joasă trebuie să zboaredecembrie 2016și preluați de la naveta spațială americană. Racheta urmează să fie o soluție de rezervă pentru programul spațial american echipat în cazul în care realizarea lansatoarelor comerciale finanțate de NASA pentru a deservi stația spațială internațională în cadrul aceluiași buget nu va reuși. Realizarea lansatorului greu este asociată cu dezvoltarea continuă a navei spațiale Orion (sau Multi-Purpose Crew Vehicle sau MPCV). Oficialii aleși cer, de asemenea, să fie dezvoltată o a doua versiune capabilă să plaseze 130 de tone pe orbită mică.
Pentru a satisface așteptările reprezentanților și senatorilor americani, NASA lansează un studiu care vizează definirea caracteristicilor lansatorului greu solicitat. Sunt evaluate mai multe arhitecturi:
Dezvoltarea lansatorului, denumit Space Launch System , a fost oficializată de administratorul NASA Charles F. Bolden pe14 septembrie 2011. Arhitectura versiunii Bloc 1 a fost modificată prin adăugarea unui IPCS ( Interim Cryogenic Propulsion Stage ) derivat direct din etapa superioară a rachetei Delta IV . Primul zbor este programat îndecembrie 2017. Între timp, Senatul a impus ca versiunea blocului 1 să fie utilizată doar pentru primele două zboruri și să se implementeze boostere îmbunătățite (propulsie lichidă sau solidă) la următoarele zboruri. Etapa superioară ar putea fi IPCS (105 tone pe orbită joasă) sau o etapă mai puternică (CPS) care ar permite plasarea pe orbită mică de până la 130 de tone. Această versiune, numită Bloc 1A, urmează să zboare din 2023. Dezvoltarea lansatorului, a navei spațiale Orion și a echipamentelor terestre se ridică la 18 miliarde USD, inclusiv 10 miliarde USD pentru lansator.
31 iulie 2013, o primă evaluare validează conceptul SLS, permițând proiectului să treacă de la faza de proiectare la faza de implementare. 9 ianuarie 2015, NASA a efectuat primul test al unui motor RS-25 pe o bancă de testare timp de 500 de secunde. Înianuarie 2013, NASA semnează un acord cu Agenția Spațială Europeană pentru ca aceasta din urmă să furnizeze modulul de serviciu pentru nava spațială Orion . Dezvoltarea acestui modul a întâmpinat rapid probleme tehnice și de masă, dar ESA confirmă de fiecare dată că va fi gata pentru sfârșitul anului 2017. O primă schimbare de program are loc la sfârșitul anului 2014: în stabilimentul Michoud , construcția VAC ( Centru de asamblare verticală ), o piesă gigantică de echipament care trebuie să permită asamblarea diferitelor componente ale primului etaj, trebuie preluată complet, deoarece fundațiile s-au deplasat sub greutatea acestui set. Noua dată a primului zbor este stabilităiulie 2018. Prima navă spațială Orion, fără modulul său de serviciu, este lansată de o rachetă Delta IV Heavy și efectuează5 decembrie 2014un zbor fără pilot de patru ore și jumătate de succes. ESA anunță că nu va putea livra modulul de servicii așa cum este planificat la sfârșitul anului 2017. Înoctombrie 2015 specificațiile lansatorului sunt fixate și validate ca parte a unei revizuiri a specificațiilor ( Critical Design Review sau CDS). Revizuirea a validat capacitatea respectivă a versiunilor blocului 1 (70 tone), blocului 1B (105 tone) și blocului 2 (130 tone). Prima etapă a celor trei versiuni trebuie să fie identică. Versiunea Block 1B diferă de Block 1 prin a doua etapă: EUS, alimentat de patru RL10-C2 și cu caracteristici similare cu Large Upper Stage oferit de Boeing , înlocuiește IPCS. Versiunea Bloc 2 este o versiune îmbunătățită a Bloc 1B care folosește propulsori de rezervă mai eficienți ( propulsori lichizi sau propulsori solizi cu o carcasă compusă din carbon). Se poate începe fabricarea primelor elemente ale lansatorului. Următoarea etapă este certificarea specificațiilor lansatorului înainte de zborul inițial, care este programat în 2017 înainte de primul zbor programat în 2018.
Propulsorul de rapel este testat de mai multe ori cu un test final pornit 2 septembrie 2020. Instalațiile platformei de lansare mobile ML-1 și a platformei de lansare 39B, care au fost modificate pentru a permite lansarea SLS, sunt testate pentru prima dată îndecembrie 2019.
În 2016 a fost planificat ca versiunea Block 1 a lansatorului să fie utilizată doar pentru primul zbor și că versiunea Block 1B, mult mai puternică și caracterizată prin noua sa etapă EUS, să fie folosită pentru zborurile ulterioare. Dar dezvoltarea etapei EUS care echipează versiunea Block 1B acumulează întârzieri, deoarece Boeing , care o construiește, dar este și responsabilă pentru prima etapă, acordă prioritate dezvoltării acesteia din urmă, care întâmpină multe dificultăți. De Președintele Trump lansează începând din 2019 programul Artemis , care ar trebui să aducă astronauți americani pe Lună . Versiunea Block 1B, care a îndeplinit doar obiectivele stabilite de Congresul SUA , nu este necesară pentru a îndeplini acest obiectiv, deoarece lansarea modulului lunar HLS trebuie să fie încredințată lansatorilor comerciali. De asemenea, bugetul alocat etajului EUS în 2019 este redus la jumătate de la 300 la 150 de milioane de dolari SUA. Luând în considerare întârzierea în dezvoltarea EUS, NASA a decis la începutul anului 2018 să utilizeze versiunea Block 1 și pentru al doilea și al treilea zbor cu echipaj, precum și pentru versiunea cargo care urmează să lanseze sonda spațială Europa Clipper . Pentru acesta din urmă, performanța redusă a blocului 1 comparativ cu blocul 1B reaprinde dezbaterea privind utilizarea alternativă a lansatorului Falcon Heavy , al cărui cost este anunțat la 100 de milioane de euro. În ciuda dorinței de la Casa Albă de a pune capăt dezvoltării EUS, NASA îi cere Boeing să-și continue activitatea: proiectarea etapei EUS, care fusese dimensionată pentru a primi în cele din urmă un motor J-2X, este optimizată în 2019 în configurație cu patru motoare RL-10, ceea ce îi mărește performanța. Președintele Trump propune un buget 2020 pentru a opri dezvoltarea etapei EUS, precum și toate lucrările asociate (platforma de lansare mobilă ML-2), încredințând lansatorilor comerciali zborurile programului Artemis, care au fost prevăzute pentru blocul 1B. Dar Senatul se opune acestei decizii și restabilește fondurile dedicate EUS în bugetul 2020. Casa Albă propune din nou un buget pentru 2021 care să anuleze EUS.
Când Congresul SUA a luat decizia în 2010 de a lansa dezvoltarea rachetei gigant SLS, aprovizionarea cu lansatoare comerciale era încă la început. Compania SpaceX tocmai a reușit cu succes primul zbor al rachetei sale Falcon 9 după începuturile dezastruoase ale lansatorului său ușor Falcon 1 . Încrederea care ar putea fi acordată companiilor private în serviciul Stației Spațiale Internaționale a fost subiectul unei dezbateri intense în rândul personalului politic în cauză. În 2018 situația s-a schimbat. Companiile private și-au dovedit în mare măsură valoarea, iar SpaceX oferă un lansator greu, Falcon Heavy (60 de tone pe orbită scăzută pentru versiunea care nu poate fi reutilizată), la un preț care nu este proporțional cu cel al SLS (în jur de 100 de milioane USD față de aproximativ SUA 1 miliard de dolari). NASA apără acum proiectul SLS subliniind capacitatea sa semnificativ mai mare decât cea a lansatoarelor existente, care, potrivit agenției spațiale, este necesară pentru proiectele lunare și marțiene. Acest argument este fundamental discutabil. Menținerea SLS este în mare măsură legată de menținerea mai multor mii de locuri de muncă în special în sudul Statelor Unite în statele din Alabama , Mississippi , Louisiana si Florida .
Datorită întârzierilor semnificative și a depășirilor bugetare, precum și a costului de funcționare așteptat necompetitiv cu alternative disponibile sau așteptate pe piața lansatorului, 13 martie 2019, Jim Bridenstine anunță Comitetul Senatului SUA pentru Comerț, Știință și Transporturi că NASA are în vedere acum utilizarea lansatoarelor comerciale pentru lansarea capsulei Orion , precum și pentru construcția Lunar Orbital Platform-Gateway . Înmartie 2020Președintele Donald Trump propune o reducere a bugetului global al NASA 2020 cu 2% sau 2,1 miliarde de dolari. Planul prevede anularea dezvoltării celor mai puternice versiuni ale SLS (Blocul 1B și 2), reducând interesul pentru dezvoltarea ulterioară a SLS. Dar Congresul american se opune acestui proiect și decide dimpotrivă să majoreze bugetul NASA la 22,616 miliarde de dolari, o creștere de 1,6 miliarde față de 2019. Linia bugetară dedicată proiectului SLS este mărită. De 651 milioane de dolari.
Pentru a lansa racheta SLS, NASA adaptează facilitățile de la complexul de lansare 39 de la Kennedy Space Center ( Florida ) care au fost utilizate anterior de naveta spațială americană . Lansatorul uriaș trebuie asamblat în imensa clădire a VAB pe o platformă de lansare mobilă, care trebuie apoi transportată de crawler pentru a lansa platforma 39B. Toate aceste echipamente trebuie modificate pentru a ține seama de caracteristicile specifice SLS.
După lansarea proiectului SLS, NASA a decis să adapteze platforma de lansare mobilă ML-1 care fusese deja modificată pentru lansatorul Ares 1 . Această decizie a fost luată după evaluarea altor două opțiuni: construirea unei platforme de lansare complet noi și adaptarea unei platforme care a rămas la standardul navetei spațiale americane. Lucrarea a început în 2011. Caracteristicile foarte diferite ale Ares I și SLS Bloc 1 necesită numeroase modificări, în special brațele mobile ale turnului ombilical și deschiderile platformei care permit evacuarea gazelor de la motoare. Costul estimat în 2014 la aproximativ 385 milioane USD depășește în cele din urmă 693 milioane USD, iar livrarea întârzie trei ani din cauza erorilor de proiectare și a gestionării deficitare a subcontractanților. Aceste modificări, care se încheie în 2020, permit doar lansarea versiunii Block 1 a SLS. Versiunea Block 1B a lansatorului superior necesită adaptări suplimentare. Durează 33 de luni pentru a actualiza platforma de la Blocul 1 standard la Blocul 1B. Pentru a nu introduce noi constrângeri în programul de lansare, NASA a decis în 2018 să adapteze o a doua platformă de lansare mobilă moștenită din timpul navetei spațiale (ML-2) la lansatorul SLS Block 1B. Costul lucrării, care începe îniunie 2020, este evaluat la 540 milioane USD.
Propulsoarele de rapel din primul SLS ajung pe calea ferată la stația Titusville și sunt transferate la Kennedy Space Center miiunie 2020. Segmentele din spate sunt asamblate în clădirea RPSF (instalația de rotație, prelucrare și supratensiune ) cu fusta și duza lor . Acestea urmează să fie transferate la VAB și asamblate cu prima etapă pe platforma de lansare mobilă nr.1 modificată pentru noul lansator. Prima etapă, după ce a fost supusă diferitelor teste pentru a se asigura rezistența structurii, este instalată pe banca de testare B-2 a centrului spațial Stennis pentru un test funcțional programat pe16 ianuarie 2021. Programul inițial constă în verificarea funcționării simultane a motoarelor timp de 8 minute, corespunzătoare timpului lor de activitate pentru a aduce racheta în spațiu, dar testul a fost scurt după puțin mai mult de un minut de funcționare și acest lucru înainte de a fi putut verificați funcționarea motoarelor atunci când acestea descriu o mișcare circulară, destinată orientării rachetei pe traiectoria planificată
Au fost studiate patru versiuni ale lansatorului, dintre care trei au fost păstrate: Blocul 0 (anulat) apoi Blocurile I, IB și II. Cele trei versiuni selectate au două etape criogenice (oxigen / hidrogen) și două propulsoare de rezervă pentru combustibil solid . În 2020, doar versiunea blocului I este în curs de dezvoltare:
Pentru fiecare dintre aceste trei versiuni concepute inițial pentru lansarea navei Orion, este planificată o versiune cargo cu o capacitate ușor mai mare.
SLS este proiectat mai întâi pentru a plasa noua navă spațială Orion , fără pilot la bord, pe o cale care îi permite să ajungă pe Lună. Acesta ar trebui să fie obiectivul primului său zbor Artemis 1 din 2022. Această navă spațială ar trebui să permită misiuni cu echipaj pe Lună, asteroizi și în cele din urmă trebuie să lanseze diferitele module care să permită o misiune echipată pe solul marțian .
Lansatorul SLS ar putea fi, de asemenea, utilizat pentru a lansa misiuni de explorare grea a sistemului solar, în special misiuni către planetele exterioare care, cu lansatoarele existente, necesită numeroase manevre de asistență gravitațională care prelungesc în mod corespunzător timpul de tranzit. Utilizarea sa este considerată cu tărie pentru misiunea Europa Clipper , o sondă spațială de 6 tone care se îndreaptă spre satelitul Europa al lui Jupiter . Utilizarea SLS face posibilă adoptarea unei traiectorii directe și astfel scurtarea duratei tranzitului către Europa cu 3 ani. Cu toate acestea, această alegere este însoțită de un cost suplimentar semnificativ. În timp ce lansarea unei rachete comerciale ( Delta IV Heavy sau Falcon Heavy ar costa cel mult 500 milioane USD, utilizarea rachetei SLS este estimată la 876 milioane USD de către oficialii NASA sau la 2 miliarde USD de către reprezentanții White House care include costurile fixe induse de necesitatea ca Boeing să-și redimensioneze facilitățile pentru a produce racheta pentru un zbor programat pentru 2023/2024. Cu toate acestea, această alegere este împinsă de Congresul american fără ca oamenii de știință și inginerii NASA să fie consultați. .
Destinaţie | C3 | Blocul 1 | Blocul 1B | Blocul 2 |
---|---|---|---|---|
Orbita pământească joasă | 70 tone | 97,5 tone | 130 de tone | |
Injecție pe traiectoria lunară | -2 | 25,3 tone | 37,8 tone | 50 t. |
Injecție pe traiectoria marțiană | 11 | 19,5 tone | 33 tone | 45 t. |
Europa , luna lui Jupiter (cu asistență gravitațională) | 28.9 | 12,9 tone | 25,1 tone | |
Europa, luna lui Jupiter (traiectorie directă) | 85.4 | 4,38 tone | 8,92 tone | |
Saturn / Enceladă / Titan | 106 | 2,72 tone | 5,12 tone | |
Uranus | 135,5 | 1,01 tone | 1,48 tone |
Versiunea Bloc I a lansatorului SLS, care este singura dezvoltată în 2020, cuprinde o primă etapă criogenică alimentată de patru motoare RS-25D / E derivate de la motoarele SSME ale navetei (RS-24) și care arde un hidrogen / amestec de oxigen, două boostere cu propulsor solid care asigură 75% din forța de decolare și un al doilea stadiu, de asemenea, criogenic, care este alimentat de un motor RL10 B2. Această versiune a SLS are o greutate la decolare de 2.628 tone și o înălțime de 97,84 metri. Forța de tracțiune la decolare de 39098 kN (aproximativ 3979 tone. Lansatorul poate fi plasat pe o orbită joasă de 241 km 110x o sarcina utila de 81 tone și o orbită de 200 km x 1806 km 61,7 tone.
Prima etapă (etapa Core ) derivă din rezervorul extern al navetei spațiale americane . Are o lungime de 61 de metri pentru un diametru de 8,4 metri. Masa sa goală este de 85,4 tone și cu rezervorul de combustibil 979,5 tone. Cele două rezervoare de la etaj pot conține 2.763 m 3 de hidrogen și oxigen lichid. Această etapă cuprinde cinci subansamble: de jos în sus secțiunea pe care sunt atașate motoarele rachete care conține, de asemenea, o parte din avionica etapei și servește ca punct de fixare inferior pentru propulsoarele de rapel, rezervorul de hidrogen de 40 de metri lungime și cu un un volum de 2.032 m 3 , un inel inter-tanc cu, de asemenea, avionică și punctul de fixare superior pentru propulsoarele de rapel, rezervorul de oxigen de 742 m 3 și, în cele din urmă, șorțul frontal în care se află, de asemenea, o parte a computerelor de avionică și de zbor . Corpul central este construit de Boeing.
Etapa este alimentată de patru motoare RS-25E („E” pentru „ Expendable ”, adică „de unică folosință”). Aceste motoare sunt furnizate de compania Aerojet Rocketdyne RS-25 D / E este o versiune modernizată a SSME motoare ale navetei spațiale americane . Motorul este deosebit de eficient, deoarece arde un amestec de oxigen și hidrogen lichid și folosește un ciclu de combustie pe etape. În comparație cu versiunea utilizată de naveta spațială, are un controler nou, o izolare mai bună a duzei și o creștere a tracțiunii, care ajunge la 109% din forța nominală față de 104,5% anterior. Puterea este de 1.859 kN la nivelul mării 2.227 kN în vid, adică 190 de tone și respectiv 232 de tone. Spre deosebire de cele ale navetei spațiale, acestea nu sunt reutilizabile, ceea ce a făcut posibilă reducerea greutății și reducerea costurilor. Impulsul său specific , mai puțin eficient decât în versiunea originală, este de 366 secunde la nivelul mării și 452 secunde în vid. Fiecare motor are o masă de 3527 kg, are o înălțime de 4,27 metri și un diametru de 2,44 metri. Duza are un raport suprafață de 69 , care este tipică pentru motoarele de rachete necesare pentru operarea la altitudini joase. Lansatoarele SLS vor folosi 16 motoare modernizate din programul de navetă spațială. Linia de producție a fost relansată, ca parte a unui contract de 1,79 miliarde USD semnatMai 2020, pentru a produce 18 motoare care ar trebui să coste cu 30% mai puțin la fabricare și care ar trebui să fie puțin mai puternice.
Prima etapă este construită de Boeing în centrul de asamblare Michoud și folosește culoarea portocalie a rezervorului extern al navetei spațiale americane (aceasta este culoarea spumei izolante, absența vopselei permite NASA să reducă greutatea podelei și să economisească bani). Această etapă este comună diferitelor versiuni ale SLS.
Operație de sudare în interiorul rezervorului de hidrogen din prima etapă.
Intertank: partea centrală a podelei care asigură legătura dintre cele două tancuri.
Lansatorul folosește două boostere cu propulsor solid RSRMV care asigură 80% din forța totală de decolare. Aceste propulsoare sunt derivate din amplificatoarele de pulbere ale navetei spațiale americane (SRB). Cu toate acestea, acestea sunt mai lungi (forța este cu 20% mai mare) datorită adăugării unui segment. Celelalte modificări se referă la îndepărtarea sistemului de recuperare (îndepărtarea parașutei situate în punctul frontal), mărirea duzei, îmbunătățirea sistemului hidraulic de înclinare a duzei și modificarea punctului de fixare inferior. corpul aruncatorului. Cele mai multe dintre aceste modificări au fost implementate pentru dezvoltarea Ares V lansator . Fiecare propulsor de rapel are o lungime de 53 de metri pentru un diametru de 3,71 metri. Masa sa de lansare este de 733,1 tone pentru o masă goală de 85,4 tone. Propulsia la decolare este de 16.013 kN la sol, ceea ce pentru cele două propulsoare reprezintă o împingere totală de 2.622 tone. Timpul de ardere de 126 de secunde. Fiecare amplificator este format din cinci segmente, inclusiv trei segmente centrale, segmentul superior de formă aerodinamică în care este adăpostit sistemul de tragere. sisteme electronice și un segment inferior care include duza care poate fi înclinată cu 5 grade datorită cilindrilor hidraulici. Acestea se bazează pe o fustă care extinde propulsorul de rapel. Propulsorul de rapel este format dintr-o carcasă de oțel în care a fost turnat un bloc de pulbere (un amestec format în principal din aluminiu și oxidant) a cărui axă centrală este scobită. Aprinderea este declanșată de un mic bloc de combustibil solid, el însuși aprins de o încărcare pirotehnică, care produce o flacără lungă. Acest lucru declanșează arderea blocului de pulbere în orificiul central. Spre deosebire de un propulsor lichid, propulsia unui propulsor solid nu poate fi modulată prin reducerea directă a cantității de propulsor ars. Acest lucru se realizează totuși dând o anumită geometrie orificiului central. Forța maximă este necesară pentru decolare, dar trebuie redusă după aceea, astfel încât accelerația să nu devină prea puternică pe măsură ce racheta este ușurată. Pentru a realiza acest lucru, orificiul central al blocului de pulbere al celor două segmente de capăt are o secțiune stelară: zona de ardere la început este mult mai mare decât în segmentele centrale decât orificiul cilindric, dar scade rapid. Booster-urile de lansare SLS sunt produse de Northrop Grumman la uzina sa la nord de Salt Lake City din Utah și apoi transportate pe calea ferată la Kennedy Space Center din Florida pentru a fi asamblate acolo și apoi cu lansatorul. S-a planificat înlocuirea acestora cu propulsori de rapel cu propulsori lichizi, pentru a îmbunătăți impulsul produs.
Unul dintre cele cinci segmente ale propulsoarelor de rapel.
Duze de rapel
Versiunea Bloc 1 folosește etapa ICPS ( Etapa de propulsie criogenică provizorie în franceză " Etapa de propulsie criogenică provizorie"), derivată din a doua etapă a lansatorului Delta IV . Lungimea de 13,70 metri și diametrul de 5,10 metri, IPCS are o masă goală de 4 tone și 32 de tone după încărcarea combustibililor. Acesta este propulsat de un motor de rachetă cu combustibil lichid , RL-10B2 singur 110 kN de împingere dezvoltat de compania Aerojet și arderea unui amestec de hidrogen lichid și oxigen lichid.
O structură conică LVSA ( Launch Vehicle Stage Adapter ) conectează prima etapă la IPCS. Această structură goală înconjoară practic întreaga a doua etapă, inclusiv duza lungă a motorului rachetă RL-10. O parte din avionica din prima etapă este fixată acolo pe peretele său intern. Înălțime de 9 metri pentru un diametru maxim de 9 metri, LVSA este fabricat din panouri de aluminiu sudate împreună încadrate de două inele din același material. La fel ca prima etapă, structura este acoperită la exterior cu un strat de izolație termică portocalie care o protejează de încălzirea rezultată din fricțiunea atmosferei prin care trece racheta la viteză mare. În timpul separării celei de-a doua și a primei etape, această structură rămâne integrală cu cea din urmă și, prin urmare, este eliberată.
Lansatorul SLS este conceput mai întâi pentru a lansa nava spațială grea Orion, care trebuie să transporte echipaje pe o traiectorie lunară sau chiar interplanetară. Nava spațială reală este lansată cu un adaptor și panouri care fac joncțiunea cu cea de-a doua etapă a rachetei și un turn de salvare care o acoperă și care este responsabil pentru smulgerea capsulei de la lansator pentru a păstra echipajul în caz de accident. eșecul rachetei în primele minute de zbor. Ansamblul are o masă de 33,5 tone, inclusiv 24 de tone pentru navă, 7,4 tone pentru turnul de salvare și 1,8 tone pentru adaptor și panouri.
Turnul de salvare este un echipament cu caracteristici bine stapanita-deoarece a fost folosit de navele Mercury și Apollo și este încă folosit pe navele ruse Soyuz. Turnul de salvare a navei spațiale Orion a fost dezvoltat și reglat ca nava spațială Orion în cadrul programului Constellation . Acesta ia forma unui cilindru lung atașat de o fustă la vârful capsulei Orion. Acest cilindru găzduiește un sistem de propulsie cu propulsor solid responsabil cu ruperea capsulei de la lansator și îndepărtarea acesteia în cazul defectării acesteia. O forță de 180 de tone este exercitată timp de trei secunde, ceea ce îndepărtează nava spațială Orion de racheta cu o viteză de 800 km / h impunând o accelerație maximă de aproximativ 11 g . Ansamblul format din capsulă și turnul de salvare este instabil și în timpul funcționării sistemului de propulsie opt generatoare mici de gaz sunt utilizate în mod constant pentru a-și menține orientarea. Dispozitivul este conceput pentru a putea fi utilizat în timp ce racheta este încă la sol: turnul de salvare ridică capsula cu mai mult de 2 kilometri înainte de a cădea, permițând timp pentru a parașuta să se desfășoare și să permită o aterizare ușoară.
Lansatorul SLS urmează să decoleze de pe platforma de lansare 39B odată utilizată de naveta spațială americană . Aceasta este una dintre cele două platforme de lansare de la complexul de lansare 39 situat la Kennedy Space Center din Florida . Racheta este asamblată în clădirea VAB pe platforma sa de lansare mobilă și apoi transportată pe platforma de lansare de către crawler.
Rezervoarele de hidrogen și oxigen din prima etapă și din etapa IPCS sunt umplute cu câteva ore înainte de decolare. Cei doi combustibili sunt transferați din tancuri sferice situate pe marginea platformei de lansare (spre nord-vest pentru oxigen, spre nord-est pentru hidrogen). Țevile care alimentează lansatorul, se conectează la baza rachetei pentru umplerea primei etape prin TSMU-urile ( Tail Service Mast Umbilicals ) și trec printr-unul din brațele turnului ombilical pentru etapa IPCS. Senzorii din interiorul rezervoarelor de rachete permit determinarea nivelului de umplere și adaptarea vitezei de alimentare.
Cu aproximativ șase secunde înainte de lansare, un sistem de inundații de apă potop de lansare pentru a reduce vibrațiile și a proteja de căldură unele echipamente. Câteva HBOI (aprindere cu ardere de hidrogen ) plasate lângă ieșirea duzelor din prima etapă generează scântei destinate arderii excesului de hidrogen care iese din motoarele rachetei din prima etapă. Acestea sunt pornite mai întâi. Odată ce computerele au verificat că și-au atins puterea nominală, propulsoarele de rapel sunt la rândul lor aprinse (odată ce acestea sunt pornite nu pot fi oprite). La decolare, asigură 75% din forță.
Lansatorul SLS joacă un rol cheie în livrarea programului de explorare a lunii cu echipaj Artemis .
Zborul nr | Datat | Versiune | Lansați site-ul | Încărcătură utilă | Orbită | stare |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2021 | Bloc 1 Echipaj | Centrul spațial Kennedy , LC-39B | Artemis I | Injecție trans-lunară | Planificat |
2 | 2023 | Bloc 1 Echipaj | Centrul spațial Kennedy , LC-39B | Artemis II | Injecție trans-lunară | Planificat |
3 | 2024 | Bloc 1 Echipaj | Centrul spațial Kennedy , LC-39B | Artemis III | Injecție trans-lunară | Planificat |
Încărcătură utilă | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Lansator | Primul zbor | Masa | Înălţime | Împingere | Orbită joasă | Orbita GTO | O altă caracteristică |
SLS Block I | 2021 | 2.660 t | 98 m | 39 840 kN | 70 t | ||
SLS Block IB | 2025? | 2.948 t | 119 m | 39 840 kN | 97,5 t | ||
Falcon Heavy (fără recuperare) | 2018 | 1.421 t | 70 m | 22 819 kN | 64 t | 27 t | Prima etapă reutilizabilă |
New Glenn | 2022 | 1.410 t | 82,3 m | 16.800 kN | 45 t | 13 t | Prima etapă reutilizabilă |
Vulcan (441) | 2021 | 566 t | 57,2 m | 10.500 kN | 27,5 t | 13,3 t | |
Ariane 6 (64) | 2022 | 860 t | 63 m | 10.775 kN | 21,6 t | 11,5 t | |
H3 (24L) | 2021 | 609 t | 63 m | 9.683 kN | 6,5 t | ||
OmegA (greu) | 2021 (anulat) | 440 t | 50 m | 10,1 t | Proiect abandonat. | ||
Falcon 9 (blocul 5 fără recuperare) | 2018 | 549 t | 70 m | 7,607 kN | 22,8 t | 8,3 t | Prima etapă reutilizabilă |
Long Walk 5 | 2016 | 867 t | 57 m | 10,460 kN | 23 t | 13 t | |
Starship (SpaceX) | 2021 | 4.500 t | 120 m | 72.000 kN | 100+ t | 21 t | Complet reutilizabil |
Versiunea de bloc IB mai puternică ar trebui să efectueze primul său zbor în jurul anului 2025 dacă este finanțată, ceea ce nu a fost cazul în 2020. Această versiune este caracterizată printr-o etapă complet nouă a etapei superioare de explorare (EUS). care echipează și blocul 2 al SLS. Această etapă este alimentată de 4 RL-10C3 . Această versiune a motorului diferă de cea anterioară la nivelul părții inferioare a duzei care extinde partea superioară solidă cu camera de ardere. La versiunea C3, această parte inferioară cuprinde două părți compozite din carbon și este fixă, în timp ce la versiunea B2 este alcătuită din trei părți și este desfășurată pe orbită după separarea primei etape de lansator. Partea superioară a duzei C3 este răcită prin propulsori circulanți, în timp ce partea inferioară utilizează răcire radiativă.
Versiunea Bloc 2 capabilă să plaseze 130 de tone pe orbită mică diferă de blocul IB prin propulsoarele sale de rapel. Acestea ar fi fie propulsoare de propulsie solide care utilizează o carcasă compusă din carbon mult mai ușoară decât oțelul folosit până atunci, fie motoare cu propulsie lichidă mult mai eficiente. Această versiune solicitată de senatori și reprezentanți la lansarea proiectului nu este finanțată, iar primul zbor nu ar trebui să aibă loc înainte de 2030.