Cómo Funcionará El Orion Cev

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La nasa necesita un vehículo capaz de transportar tripulaciones y cargas útiles a la órbita de la tierra, la luna y marte. Conozca los conceptos básicos del nuevo vehículo de exploración de la tripulación.

Aunque el transbordador espacial sigue siendo una maravilla técnica, la flota está envejeciendo y su operación se ha vuelto cada vez más costosa. Los problemas recientes con el aislamiento de espuma han expuesto a las tripulaciones al peligro, han hecho que no sea seguro volar y la NASA ha puesto a tierra a toda la flota. La NASA necesita un vehículo que sea capaz de transportar tripulaciones y cargas útiles a la órbita de la Tierra, la Luna y Marte. Con la futura exploración en mente, la NASA está diseñando un nuevo vehículo.

La nueva nave espacial de la NASA, el Orion Crew Exploration Vehicle, consistirá en dos barcos:

  • los Vehículo de exploración de tripulación (CEV) Transportará de cuatro a seis astronautas.
  • los Vehículo de lanzamiento de carga (CLV) levantará cargas pesadas y astronautas cuando sea necesario.

El Orion utilizará tecnologías probadas de los programas Apollo y del transbordador espacial. También serán más seguros y más versátiles para la exploración espacial a largo plazo.

En este artículo, examinaremos el concepto y la tecnología detrás de Orion y aprenderemos cómo nos ayudará a explorar la luna y más allá.

Fundamentos CEV

Cómo funcionará el Orion CEV: orion

La NASA ha seleccionado a Lockheed Martin para diseñar y construir el Orion. Los sistemas principales (como energía, navegación, soporte vital, comunicaciones y computadoras) serán versiones más avanzadas de las que se encuentran en el Apollo y el transbordador espacial.

El CEV constará de tres partes básicas:

  • Una cápsula para contener a la tripulación.
  • Un módulo de servicio para albergar el sistema principal de propulsión, los sistemas de energía y actitud controles La actitud se refiere a cómo se orienta la nave espacial en el espacio (x, y yz direcciones o ejes de inclinación, balanceo, giro). Apollo usó cuatro unidades de cuatro propulsores montados en el módulo de servicio para esta tarea, mientras que la lanzadera usa propulsores de control de reacción ubicados en las secciones de proa y popa.
  • Un refuerzo para elevar el CEV a la órbita terrestre.

Para las misiones de aterrizaje lunar, habrá un módulo especial.

Cómo funcionará el Orion CEV: orion

Vehículo de tripulación y lander en órbita lunar

La cápsula tendrá forma de cono, como el módulo de comando Apollo, porque es más aerodinámica que la lanzadera. En lugar de reingresar a la atmósfera de la órbita de la Tierra a 8 kilómetros por segundo (como la lanzadera), el CEV reingresará a la atmósfera desde las velocidades más altas de viaje lunar, a 11 kilómetros por segundo.

Cómo funcionará el Orion CEV: Apollo

Además de la forma, la cápsula del equipo CEV tiene varias otras cosas en común con el Apollo, junto con algunas diferencias:

  • El diámetro más grande (16.5 pies, o 5 metros, en lugar de 3.9 pies) tendrá más tripulación y carga.
  • El escudo térmico de popa CEV será ablativo, lo que significa que se va a hervir. Apollo usó un solo escudo de calor en popa de varias capas hecho de aluminio y resina epoxi que se abatió al absorber el calor de la reentrada. (Fue diseñado para ser utilizado una sola vez, al igual que el resto del módulo de comando). La lanzadera utiliza baldosas térmicas de cerámica, mantas térmicas y resinas de carbón reforzado para absorber el calor. Sin embargo, este concepto ha demostrado ser más difícil de mantener que su diseño teórico. El protector térmico CEV será reemplazable hasta 10 veces y durará la vida útil del vehículo.
  • Las bolsas de aire en el CEV permitirán tanto la recuperación de la tierra como la recuperación del mar. Todas las recuperaciones del Apolo fueron salpicaduras del océano.
  • La posición del CEV sobre el impulsor de lanzamiento lo pone fuera de la forma de caer escombros como pedazos de espuma o hielo.
  • Un torre de escape - una de las características únicas del CEV es un pequeño cohete que levanta el módulo de comando del impulsor en caso de un fallo de lanzamiento. Este mecanismo es más seguro que los procedimientos de cancelación de la lanzadera.

En la siguiente sección, exploraremos el módulo de servicio y el refuerzo.

Módulo de Servicio CEV, Boosters y CLV.

Cómo funcionará el Orion CEV: para

El módulo de servicio CEV también será cilíndrico. Cubrirá y protegerá el escudo térmico de la cápsula CEV durante el vuelo y proporcionará poder, propulsión y control de actitud. El módulo de servicio se descargará antes de volver a ingresar.

Algunas características del módulo de servicio incluyen:

  • Propulsión de un solo motor, que utilizará un combustible de metano / oxígeno ligeramente más eficiente en lugar de la mezcla hipergólica de Apollo SM (hidracina / tetróxido de nitrógeno). El combustible de metano / oxígeno tiene una mayor impulso específico que la hidracina / tetróxido de nitrógeno, lo que significa un tiempo de combustión más largo para la misma masa de propelente y mayores velocidades. En el futuro, puede ser posible hacer combustible de metano a partir de componentes en la luna y Marte para alimentar este tipo de vehículo.
  • Una mayor capacidad de combustible para hacer posibles diferentes órbitas lunares y sitios de aterrizaje.
  • Paneles solares para generar electricidad para complementar la energía de las celdas de combustible.
  • Conductos que contienen amoníaco líquido o mezclas de agua / glicol para transferir calor a los radiadores para que puedan escapar al espacio. En el espacio exterior, la diferencia de temperatura entre la luz solar y la sombra es de aproximadamente 400 grados Fahrenheit. Este calentamiento desigual causa estrés térmico en los metales en la estructura de la nave espacial. Para contrarrestar este efecto, la nave espacial Apollo giró sobre su eje cuando iba a la Luna para permitir que la radiación solar calentara la nave de manera uniforme (la "maniobra del rollo de barbacoa"). El CEV probablemente hará lo mismo.
  • Control de actitud con propulsores similares al Apollo.

Cómo funcionará el Orion CEV: cómo

El Apollo requirió un vehículo de lanzamiento masivo (Saturno V) para levantar tanto a la tripulación como a la carga útil. Los motores principales del transbordador necesitaban suministrar grandes cantidades de empuje al vehículo por las mismas razones. El booster de lanzamiento CEV, solo levantará la tripulación, no carga pesada. Debido a esto, el refuerzo de CEV puede ser más pequeño que el de Apolo y los impulsores de la lanzadera espacial.

Cómo funcionará el Orion CEV: órbita

La primera etapa del refuerzo CEV será una propulsor de cohete sólido (SRB) llamada Ares I, que será similar a la del transbordador espacial. La segunda etapa consistirá en un motor de un solo transbordador espacial alimentado por tanques de hidrógeno líquido y oxígeno. Ninguna etapa se recuperará ni se reutilizará (los SRB de la lanzadera se recuperaron y se reutilizaron).

La exploración del espacio tripulado requiere colocar a los astronautas y las cargas útiles en órbita. Los vehículos anteriores han combinado humanos y cargas útiles en el mismo cohete, pero el concepto CEV ha separado estas funciones. El CLV elevará la carga útil pesada, como los módulos de aterrizaje lunares, las etapas de transferencia lunar y los componentes de la estación espacial. Si es necesario, el CLV también puede configurarse para lanzar humanos.

El CLV constará de dos etapas:

  • La primera etapa tendrá cinco motores principales alimentados por hidrógeno líquido y oxígeno líquido (llamado Ares V)
  • El segundo tendrá un motor principal de lanzadera o un motor Apollo J-2, también alimentado por hidrógeno líquido y oxígeno líquido.

Cómo funcionará el Orion CEV: cómo

Vehículo de lanzamiento de carga con etapa de salida de la Tierra Lunar Landerand

A continuación, veremos el futuro de la exploración espacial.

El futuro de la exploración espacial

Los astronautas dejan la luna en la etapa de ascenso.

Los astronautas dejan la luna en la etapa de ascenso.

La NASA quiere que el CEV de Orión sea versátil para futuras exploraciones espaciales. Proyectan que será capaz de transportar tripulaciones a la Estación Espacial Internacional para 2014, la Luna para 2020. Marte será el próximo objetivo.

El principal objetivo del CEV es un regreso a la luna. Durante la etapa de diseño del Apolo, hubo dos propuestas para poner al hombre en la luna:

  • los Cita de la órbita terrestre (EOR) - Las piezas de un gran cohete lunar serían ensambladas en órbita terrestre y lanzadas a la luna.
  • los Cita de la órbita lunar (LOR) - dos naves espaciales más pequeñas (módulo de comando / servicio y módulo lunar) se reunirían en órbita lunar

Los científicos finalmente acordaron que el enfoque LOR ahorraría más peso y lograría la meta del presidente John F. Kennedy de aterrizar a un hombre en la luna dentro de 10 años. El plan de vuelo para el regreso de la CEV a la luna incorpora elementos tanto del EOR como del LOR.

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Las misiones lunares del CEV establecerán una base lunar para explorar la luna y buscar agua en el Polo Sur de la luna (necesario para sobrevivir en la luna y una fuente potencial de material para producir combustible para cohetes). También permitirán a los astronautas probar equipos y técnicas para futuras misiones a Marte. Dado que la Luna está a solo tres días, es más seguro y menos costoso lanzar misiones a Marte desde allí. Una misión de rescate también sería más fácil para una misión lunar que una misión en Marte. El CEV servirá como modelo para diseñar otras naves espaciales tripuladas de espacio profundo.

Con el CEV, la NASA espera devolver a los astronautas a la luna y hacer realidad el sueño de enviar humanos para explorar Marte y el resto del sistema solar.

Para obtener mucha más información sobre el vuelo espacial, el Vehículo de exploración de tripulación Orion y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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