211service.com
Detaljer om Ares I Upper Stage
Idag lyssnar kommittén som har till uppgift att granska framtiden för USA:s mänskliga rymdfärd Are jag teammedlemmar beskriver hur raketen kommer att fungera. De måste övertyga den oberoende expertpanelen om att raketens design är säker och pålitlig, och det Are jag borde vara det fordon som USA använder för att skicka människor till månen och så småningom Mars.
Konstnärskoncept av Ares I övre scenen. Kredit: NASA
Redan har kommittén hört alternativa idéer för rymdfärder från privata företag och till och med inifrån NASA – John Shannon, NASA:s skyttelprogramchef, presenterade ett skyttelhärlett koncept för uppskjutningsfordon. Dessa idéer togs emot väl av kommitténs ordförande Norman Augustine.
Jag pratade med Danny Davis, programchef för Are jag övre steget, i våras när han arbetade på en artikel om Ares I-X, ett testfordon för att samla in data för Ares I. Vi pratade i detalj om komponenterna i det övre skedet av raketen, som kommer att separeras från det första steget strax efter lyftet. Det övre steget innehåller de viktigaste flygelektronik- och navigations- och kontrollsystemen ( se PDF ). Här är några utdrag från vårt samtal.
Teknikgranskning : Hur kommer det övre steget att navigeras och kontrolleras när det separeras från det första steget?
Danny Davis : Vi använder en ganska traditionell metod för det, men flygelektroniken kommer att vara toppmodern; vi använder inte gammal teknik. Vi kommer att mata in den bana som vi vill flyga och använda omborddatorkontroller, så marken [personal eller system] flyger inte fordonet. Datorn känner av rörelsen och väljer styrkommandon så att [raketen] håller sig på rätt väg. Astronauter har förmågan att ge input till vägledningssystemet om det behövs, men det är mestadels omborddatorer som flyger istället för att vara ett öppet styrsystem som det första steget.
BARN : Kan du förklara mer om vad som styr översteget?
DD : Det är i grunden sofistikerad elektronik, mestadels flygdatorn. Det är ett toppmodernt datorsystem som är designat för att fungera i den miljö som du ser under lyft och flygning. Instrumentenheten har också ett bra läge; det är långt upp i raketen, nära en struktur som förbinder Orion kapsel, [besättningens utforskningsfordon], till bärraketen. Det finns faktiskt tre flygdatorer ombord som ständigt kontrollerar varandra. Om en producerar ett kommando som inte förstås, kan det sparkas ut av de andra två. [Denna process kallas] en röstklocka. Datorerna hanterar hela fordonets drift – vägledning, navigering och kommunikation.
BARN : Vilken typ av motor kommer det övre steget att använda för kraft?
DD : En J-2X-motor som tänds när det övre steget bryter sig från det första steget, [cirka 127 sekunder efter lyftet]. Den bygger på design från två av Apollo-erans Saturnus raketer och drivs av flytande syre och flytande väte. Den kommer att fungera i ungefär [465 sekunder] tills den når en viss höjd när den Orion besättningskapsel separerar. Både motorn och det övre steget kommer då att falla tillbaka in i jordens atmosfär och inte återvinnas.
TR: Vad är verkligen innovativt med raketdesignen?
DD: Vår design har en hel del arv: använder aluminiumlegering, som är extremt stark och lätt och utvecklades av rymdfärjans program; termiska skyddssystem, primers och thrusterventiler för det mesta som redan fanns tillgängliga, men vi utvecklar grönare versioner av primer.
Innovationen i vårt uppdrag är att sätta astronauter i omloppsbana så att de får komma hem. Varje dag tänker vi på säkerheten i maskinkonstruktionen. Den måste prestera – det första steget, det övre steget måste alla fungera tillsammans, och det måste ha rätt framdrivningssystem.
En annan sak är att det vi ska göra är att göra det mer överkomligt. Problemet med rymdfärjan är att den är för dyr. Vi måste spendera NASA:s budget och resurser på att betala för transporter. Vi vill bygga en ny övre scen som är mer prisvärd, ... för att göra det möjligt för ingenjörer att arbeta med andra saker också. Det finns massor av förbättringar som vi kan göra och har gjort.