Space Launch System - Space Launch System

Space Launch System

En kunstners gjengivelse av SLS Block 1 med Orion -romfartøy på puten før lansering.
Funksjon	Super tung løftebil
Opprinnelsesland	forente stater
Prosjektkostnad	23,011 milliarder dollar (inflasjonsjustert gjennom 2021)
Kostnad per lansering	Over 2 milliarder dollar eksklusive utvikling (estimat)
Kostnad per år	US $ 2555000000 for FY 2021
Størrelse
Høyde	111,25 m, blokk 2 last
Diameter	8,4 m, kjernetrinn
Stadier	2
Kapasitet
Nyttelast til LEO
Masse
Nyttelast til trans-lunar injeksjon
Masse
Tilhørende raketter
Sammenlignbar	Ares V Energia N1 Saturn V Romskip
Lanseringshistorikk
Status	Venter på første lansering
Start nettsteder	Kennedy Space Center , LC-39B
Første fly	NET januar 2022
Bemerkelsesverdige nyttelast	Orion
Informasjon om scenen Forsterker (blokk 1, 1B) Nei boostere 2 Solid Rocket Boosters med fem segmenter Lengde 54 m (177 fot) Brutto masse 730 t (1.610.000 lb) Fremstøt 14,6 MN (3,300,000 lb f ) havnivå 16 MN (1,600 t f ; 3,600,000 lbf) vakuum Totalt trykk 29,2 MN (6 600 000 lb f ) havnivå 32 MN (3 300 t f ; 7 200 000 lbf) vakuum Spesifikk impuls 269  s (2,64  km/s ) Brenntid 126 sekunder Drivmiddel PBAN , APCP Første trinn (blokk 1, 1B, 2) - Kjernetrinn Lengde 65 m (212 fot) Diameter 8,4 m (27,6 fot) Tom masse 85 t (187,990 lb) Brutto masse 1073 t (2,365,000 lb) Motorer 4 RS-25 D/E Fremstøt 9,1 MN (2.000.000 lb f ) vakuum Spesifikk impuls 366 s (3,59 km/s) (havnivå) 452 s (4,43 km/s) Brenntid 480 sekunder Drivmiddel LH 2 / LOX Andre trinn (blokk 1) - ICPS Lengde 13,7 m (45 fot) Diameter 5 m (16 fot) Tom masse 3.490 kg (7.690 lb) Brutto masse 32.066 kg (70.693 lb) Motorer 1 RL10 B-2/C-2 Fremstøt 110,1 kN (24,800 lb f ) Spesifikk impuls 465,5 s (4,565 km/s) Brenntid 1125 sekunder Drivmiddel LH 2 / LOX Andre trinn (blokk 1B, blokk 2) - Utforskning av øvre etappe Lengde 17,3 m (57 fot) Diameter 8,4 m (28 fot) Motorer 4 RL10 C-3, senere 4 RL10 C-X Fremstøt 407,2 kN (91 500 lb f ) Brenntid Drivmiddel LH 2 / LOX

The Space Launch System (forkortet til SLS ) er en amerikansk super heavy-lift unnværes lanseringen kjøretøy under utvikling av NASA siden 2011. Det erstatter Ares I og Ares V raketter, som ble kansellert sammen med resten av Constellation-programmet . SLS er ment å bli etterfølgeren til den pensjonerte romfergen som den primære oppskytningsbilen til NASAs planer for å utforske dype rom gjennom 2020 -årene og fremover. Bemannede månefly er planlagt som en del av Artemis -programmet , noe som fører til et mulig menneskelig oppdrag til Mars . SLS utvikles i tre store faser med økende evner: Block 1, Block 1B og Block 2. Fra august 2019 skal SLS Block 1 lanseringskjøretøy lansere de tre første Artemis -oppdragene. Fem påfølgende SLS -flyvninger er planlagt å bruke blokk 1B, hvoretter alle flyvninger vil bruke blokk 2.

SLS er planlagt å skyte opp Orion -romfartøyet som en del av Artemis -programmet, med bruk av bakkeoperasjoner og oppskytningsfasiliteter ved NASAs Kennedy Space Center i Florida . Artemis vil bruke en SLS hvert år frem til minst 2030. SLS vil starte fra LC-39B ved Kennedy Space Center. Den første lanseringen var opprinnelig planlagt til 2016, men den har blitt forsinket minst åtte ganger, og har lagt til mer enn fem år i den opprinnelige seksårsplanen. Fra september 2021 er den første lanseringen planlagt tidligst januar 2022.

Beskrivelse

SLS er et lanseringsbil avledet av romfergen . Den første fasen av raketten drives av et sentralt kjernetrinn og to påhengsmotorer med faste raketter . Alle SLS -blokker deler en felles kjernestegdesign, mens de er forskjellige i sine øvre trinn og boostere.

Kjernestadiet

SLS -kjernetrinnet ruller ut av Michoud -anlegget for frakt til Stennis.

Kjernetrinnet er ansvarlig for å drive det øvre trinnet og nyttelasten ut av atmosfæren og akselerere opptil nesten banehastighet, hjulpet av de solide rakettforsterkere. Den inneholder den flytende hydrogen- brennstoff og flytende oksygen oksyderende tanker for oppstigningen fase, hvor den fremre og aktre fast rakett booster festepunkter Flyelektronikk, og hovedfremdriftssystem (MPS). MPS er ansvarlig for å forsyne de fire RS-25- motorene med drivstoff og oksydator, gimballere motorene ved hjelp av hydrauliske aktuatorer og sette drivstofftankene under trykk via autogent trykk . Kjernetrinnet gir omtrent 25% av kjøretøyets skyvekraft ved løfting. Etappen er 65 m (213 fot) lang med 8,4 m (28 fot) i diameter og er både strukturelt og visuelt lik Space Shuttle ekstern tank . De fire første flyvningene vil hver bruke og bruke fire av de resterende seksten RS-25D-motorene som tidligere har fløyet på romfergeoppdrag. Aerojet Rocketdyne modifiserer disse motorene med moderniserte motorstyringer, høyere gassgrenser, samt isolasjon for de høye temperaturene motorseksjonen vil oppleve på grunn av posisjonen ved siden av de solide rakettforsterkerne. Senere flyreiser vil bytte til en RS-25-variant som er optimalisert for forbruk, RS-25E, som vil senke kostnadene per motor med over 30%. Kraften til hver RS-25D-motor er økt fra 2.188 kN (492.000 lb _f ), som på romfergen, til 2.281 kN (513.000 lb _f ) på de seksten moderniserte motorene. RS-25E vil øke drivkraften per motor til 2.321 kN (522.000 lb _f ) ytterligere .

Boosters

Blokkene 1 og 1B i SLS er planlagt å bruke to fem-segmenters solide rakettforsterkere. Disse solide rakettforsterkere bruker foringssegmenter som ble fløyet på Shuttle-oppdrag som deler av firesegmentet Space Shuttle Solid Rocket Boosters . De har et ekstra senter segment, ny luftfart og lettere isolasjon, men mangler et fallskjermgjenopprettingssystem. Fem-segmentet solid rakettforsterkere gir omtrent 25% mer total impuls enn Shuttle Solid Rocket Boosters, men blir ikke gjenopprettet etter bruk.

Lageret av SLS Block 1 til 1B boosters er begrenset av antall foringsrør igjen fra Shuttle -programmet, som gir mulighet for åtte flyvninger med SLS. Mars 2019 ble programmet Booster Obsolescence and Life Extension kunngjort. Dette programmet vil utvikle nye solide rakettforsterkere, som skal bygges av Northrop Grumman Space Systems , for ytterligere SLS-flyvninger, som markerer begynnelsen på blokk 2. Disse boosterne vil være avledet fra kompositt-casing solid rakettforsterkere som deretter er under utvikling for den avlyste OmegA lanseringskjøretøy, og forventes å øke Block 2s nyttelast til 130 t (130 lange tonn; 140 korte tonn) til LEO og minst 46 t (45 lange tonn; 51 korte tonn) til trans-månens injeksjon .

Øvre stadier

Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) er planlagt å fly på Artemis 1 , 2 og 3 som den øvre etappen av SLS Block 1. Det er en strukket og menneskelig vurdert Delta IV 5 m (16 ft) Delta Cryogenic Second Stage drevet med en enkelt RL10 -motor. Den første ICPS vil bruke RL10B-2-varianten, mens den andre og tredje ICPS vil bruke RL10 C-2-varianten. Blokk 1 er ment å kunne løfte 95 t (93 lange tonn; 105 korte tonn) til lav jordbane (LEO) i denne konfigurasjonen, inkludert vekten av ICPS som en del av nyttelasten. ICPS vil lansere Artemis 1 i en innledende suborbitalbane på 1 806 x 30 km (1 122 x 19 mi) for å sikre sikker avhending av kjernetrinnet. ICPS vil deretter utføre orbital innsetting og en påfølgende translunar injeksjon brenne for å sende Orion mot månen. ICPS vil bli vurdert av mennesker for de bemannede Artemis 2 og 3 flyvningene.

Den Exploration Upper Stage (EUS) er planlagt å fly på Artemis 4 . EUS vil fullføre SLS-oppstigningsfasen og deretter tenne på nytt for å sende nyttelasten til destinasjoner utenfor LEO. Den forventes å bli brukt av blokk 1B og blokk 2. EUS deler kjernetrinnets diameter på 8,4 meter, og vil bli drevet av fire RL10 C-3-motorer. Det vil til slutt bli oppgradert til å bruke fire forbedrede RL10 C-X-motorer. Den forbedrede øvre etappen ble opprinnelig kalt Dual Use Upper Stage (DUUS, uttales "duce"), men ble senere omdøpt til Exploration Upper Stage (EUS) på grunn av at DUUS hørtes ut som en banning på japansk.

Blokker varianter

• 

  Blokk 1 -konfigurasjon

• 

  Blokk 1B -konfigurasjon

• 

  Blokk 2 -konfigurasjon

Utvikling

Finansiering

Under felles Senatet-NASA presentasjon i september 2011 ble det uttalt at SLS programmet hadde en anslått utbyggingskostnad på US $ 18 milliarder gjennom 2017, med $ 10 milliarder for SLS rakett, $ 6000 millioner for Orion romskip , og $ 2 milliarder for oppgraderinger til oppskytingsplaten og andre fasiliteter ved Kennedy Space Center . Disse kostnadene og tidsplanene ble ansett som optimistiske i en uavhengig kostnadsvurderingsrapport fra 2011 av Booz Allen Hamilton for NASA. Et internt NASA -dokument fra 2011 estimerte kostnaden for programmet gjennom 2025 til totalt minst 41 milliarder dollar for fire lanseringer på 95 t (93 lange tonn; 105 korte tonn) (1 ubesatt, 3 besetninger), med 130 tonn (130 lange tonn; 140 korte tonn) versjon klar ikke tidligere enn 2030. Human Exploration Framework Team estimerte enhetskostnadene for blokk 0 til 1,6 milliarder dollar og blokk 1 til 1,86 milliarder dollar i 2010. Siden disse estimatene ble gjort ble Block 0 SLS -kjøretøyet senket sent 2011, og designet ble ikke fullført.

I september 2012 uttalte en SLS viseprosjektleder at 500 millioner dollar er en rimelig målkostnad per flytur for SLS -programmet. I 2013 estimerte Space Review kostnaden per oppskytning til 5 milliarder dollar, avhengig av lanseringstakten. NASA kunngjorde i 2013 at European Space Agency skal bygge tjenestemodulen Orion . I august 2014, da SLS -programmet besto sin Key Decision Point C -gjennomgang og gikk inn i full utvikling, ble kostnadene fra februar 2014 til den planlagte lanseringen i september 2018 estimert til 7.021 milliarder dollar. Modifikasjoner og konstruksjon av bakkesystemer vil kreve ytterligere 1,8 milliarder dollar i løpet av samme tid.

I oktober 2018 rapporterte NASAs inspektør -general at Boeing kjernetrinnkontrakten hadde utgjort 40% av de 11,9 milliarder dollar som ble brukt på SLS fra august 2018. I 2021 forventes kjernetrinnene å ha kostet 8,9 milliarder dollar, det dobbelte av det opprinnelig planlagte beløpet . I desember 2018 estimerte NASA at de årlige budsjettene for SLS vil variere fra 2,1 til 2,3 milliarder dollar mellom 2019 og 2023.

I mars 2019 offentliggjorde Trump -administrasjonen sin budsjettforespørsel for regnskapsåret 2020 for NASA. Dette budsjettet inkluderte ikke penger til varianter av blokk 1B og blokk 2 av SLS. Det var derfor usikkert om disse fremtidige variantene av SLS vil bli utviklet, men kongressaksjonen gjenopprettet denne finansieringen i det vedtatte budsjettet. Flere lanseringer som tidligere var planlagt for SLS Block 1B forventes å fly på kommersielle bæreraketter som Falcon Heavy , New Glenn og Vulcan . Imidlertid ser det ut til at forespørselen om en budsjettøkning på 1,6 milliarder dollar til SLS, Orion og bemannede landinger sammen med lanseringsmanifestet indikerer støtte til utviklingen av blokk 1B, og debuterer Artemis 3. Blokk 1B vil hovedsakelig bli brukt for co-manifestert mannskap overføringer og logistiske behov i stedet for å konstruere Gateway. En ubesatt blokk 1B er planlagt å lansere Lunar Surface Asset i 2028, den første måneposten for Artemis -programmet. Blokk 2 -utvikling vil mest sannsynlig starte på slutten av 2020 -tallet etter at NASA regelmessig besøker månens overflate og flytter fokus mot Mars.

Budsjett

For regnskapsårene 2011 til 2021 hadde SLS -programmet brukt midler på til sammen 21,209 milliarder dollar i nominelle dollar. Dette tilsvarer 23,011 milliarder dollar i 2021 dollar ved bruk av NASAs nye startinflasjonsindekser.

På toppen av dette finansieres kostnadene for å montere, integrere, forberede og lansere SLS og nyttelastene separat rundt Exploration Ground Systems om lag 600 millioner dollar per år. Nyttelast som starter på SLS, for eksempel Orion mannskapskapsel, regnes på samme måte separat fra SLS. Forløperprogrammer bidro med utvikling til SLS, for eksempel Ares V Cargo Launch Vehicle, finansiert fra 2008 til 2010, totalt 70 millioner dollar, og Ares I Crew Launch Vehicle, finansiert fra 2006 til 2010, totalt 4,8 milliarder dollar i utvikling som inkluderte 5-segmentet Solid Rocket Boosters som skal brukes på SLS.

Programmer som er inkludert under SLS -kostnadstabellen ovenfor, inkluderer den midlertidige øvre etappen for SLS, Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS), som inkluderer en kontrakt på 412 millioner dollar.

Kostnadene ved utvikling av Exploration Upper Stage er også inkludert i SLS -kostnadstabellen ovenfor :

Lanseringskostnader

Estimater av kostnadene per lansering for SLS har variert mye, delvis på grunn av usikkerhet om hvor mye programmet vil bruke under utvikling og testing før de operasjonelle lanseringene starter, og delvis på grunn av at ulike etater bruker forskjellige kostnadstiltak; men også basert på forskjellige formål som kostnadsestimatene ble utviklet for. For eksempel ignorerer en marginalkostnad per ytterligere lansering utvikling og årlige faste kostnader, mens en total kostnad per lansering inkluderer faste kostnader, men ekskluderer utvikling.

Det er ingen offisielle NASA -estimater for hvor mye SLS vil koste per lansering, og heller ikke for SLS -programmet årlige faste kostnader når de er i drift. Kostnad per lansering er ikke et enkelt tall å anslå, ettersom det avhenger sterkt av hvor mange lanseringer som skjer per år. For eksempel, på samme måte, ble romfergen anslått i 2012 dollar å koste $ 576 millioner per oppskytning hvis den hadde vært i stand til å oppnå 7 oppskytninger per år, mens marginalkostnaden for å legge til en ekstra tilleggsoppskytning i et gitt år ble estimert til å være mindre enn halvparten av det, til bare 252 millioner dollar i marginalkostnad. Imidlertid, med den hastigheten det fløy, var kostnaden til slutt 1,64 milliarder dollar per romskyttelansering, inkludert utvikling.

NASAs assosierte administrator William H. Gerstenmaier sa i 2017 at det ikke ville være noen offisielle estimater per flykostnad av noen variasjon levert av NASA for SLS. Andre organer, for eksempel Government Accountability Office (GAO), NASA Office of Inspector General , Senatets bevilgningskomité og White House Office of Management and Budget har imidlertid lagt ut kostnad per lansering. Flere interne NASA -programmer og prosjektkonseptstudierapporter har lansert budsjetter som inkluderer fremtidige SLS -lanseringer. For eksempel uttalte en konseptstudierapport for et romteleskop at det ble anbefalt av NASAs hovedkvarter i 2019 å budsjettere 500 millioner dollar for en lansering av SLS i 2035. En annen studie i 2019 som også foreslo et romteleskop antok et budsjett for lanseringen av 650 millioner dollar i dagens dollar, eller 925 millioner dollar for når lanseringen ville skje, også på "midten av 2030-tallet".

Europa Clipper er et vitenskapelig oppdrag fra NASA som først ble pålagt av kongressen å starte på SLS. Tilsynsorganer både interne og eksterne for NASA var uenige i dette kravet. Først publiserte NASAs inspektør -generalkontor en rapport i mai 2019 om at Europa Clipper måtte gi fra seg 876 millioner dollar for "marginalkostnaden" for lanseringen av SLS. Deretter økte anslaget til brevet som ble publisert i august 2019 anslaget og uttalte at bytte til en kommersiell rakett ville spare over 1 milliard dollar. Disse besparelsene kan imidlertid ha inkludert en del av kostnadene knyttet til forsinkelsen i lanseringsplanen; et kommersielt alternativ kan lanseres tidligere enn SLS. En analyse av JCL (Joint Cost and Schedule Confidence Level) som ble sitert i brevet, satte kostnadsbesparelsene på 700 millioner dollar, med SLS på 1,05 milliarder dollar per lansering og det kommersielle alternativet til 350 millioner dollar. Til slutt avslørte et brev fra White House Office of Management and Budget (OMB) til senatets bevilgningskomité i oktober 2019 at SLSs totale kostnad for skattebetaleren ble estimert til "over 2 milliarder dollar" per lansering etter at utviklingen er fullført; sa at utviklingen har kostet 23 milliarder dollar i 2021 dollar. Brevet foreslo at kongressen fjernet dette kravet, samtykker i NASA -inspektøren, og legger til at bruk av et kommersielt oppskytningsbil for Europa Clipper i stedet for SLS vil spare 1,5 milliarder dollar totalt. NASA benektet ikke disse lanseringskostnadene på 2 milliarder dollar, og en talsmann for et byrå uttalte at det "jobber med å få ned kostnadene for en enkelt SLS-lansering i et gitt år ettersom byrået fortsetter forhandlingene med Boeing om den langsiktige produksjonskontrakten og innsats for å fullføre kontrakter og kostnader for andre elementer i raketten ". Dette OMB-tallet er avhengig av konstruksjonshastigheten, så å bygge flere SLS-raketter raskere kan redusere kostnad per enhet. For eksempel har Exploration Ground Systems - hvis eneste rolle er å støtte, montere, integrere og lansere SLS - separate budsjetterte faste kostnader på $ 600 millioner per år på anlegg, spredt over hvor mange raketter som ble lansert det året. Deretter, i desember 2019, delte NASA -administrator Jim Bridenstine uformelt at han er uenig i tallet på 2 milliarder dollar siden marginalkostnaden for en SLS -lansering bør synke etter de første parene, og forventes å ende opp rundt 800 millioner dollar til 900 millioner dollar, selv om det er kontrakt forhandlingene begynte bare for de senere kjernene.

Så, i juli 2021, kunngjorde NASA at i stedet for SLS, ville en SpaceX Falcon Heavy bli brukt til å lansere Europa Clipper. Dette ble gjort av tekniske årsaker som ikke var knyttet til kostnadene, og de totale kostnadsbesparelsene ble estimert til 2 milliarder dollar.

Tidlige planer

Planlagt utvikling av SLS, 2018

Spill media

SLS Booster test på Orbital ATK er ørken anlegget nordvest for Ogden, Utah , mars 2015

Spill media

Exploration Ground Systems og Jacobs forbereder seg på å løfte og plassere kjernestadiet i SLS -raketten, juni 2021

SLS ble opprettet av en kongresshandling, der NASA ble instruert i å lage et system for å lansere nyttelast og mannskap i verdensrommet som ville erstatte de tapte evnene med pensjonering av romfergen . Handlingen fastsatte visse mål, for eksempel å kunne løfte en viss masse til lav jordbane, en måldato for systemet som er operativt, og et direktiv om å bruke "i den grad det er praktisk mulig" eksisterende komponenter, maskinvare og arbeidsstyrke fra Space Shuttle og fra Ares I . September 2011 kunngjorde NASA planen om å oppfylle disse kravene: designet for SLS, med Orion -romfartøyet som nyttelast.

SLS har vurdert flere fremtidige utviklingsruter for potensielle lanseringskonfigurasjoner, der den planlagte utviklingen av rakettblokkene har blitt modifisert mange ganger. Mange alternativer, som alle bare trengte for å oppfylle de kongressmessige mandatene for nyttelast, ble vurdert, inkludert en Block 0 -variant med tre hovedmotorer, en variant med fem hovedmotorer, en Block 1A -variant med oppgraderte boostere i stedet for den forbedrede andre etappen, og en blokk 2 med fem hovedmotorer pluss Earth Departure Stage , med opptil tre J-2X- motorer.

I den første kunngjøringen om utformingen av SLS kunngjorde NASA også en "Advanced Booster Competition", for å velge hvilke boostere som skulle brukes på blokk 2 i SLS. Flere selskaper foreslo boostere for denne konkurransen, som alle ble angitt som levedyktige: Aerojet og Teledyne Brown foreslo tre boostermotorer hver med doble forbrenningskamre, Alliant Techsystems foreslo en modifisert solid rakettforsterker med lettere foringsrør, mer energisk drivmiddel og fire segmenter i stedet av fem, og Pratt & Whitney Rocketdyne og Dynetics foreslo en væskedrevet booster ved navn Pyrios . Imidlertid var denne konkurransen planlagt for en utviklingsplan der blokk 1A ville bli fulgt av blokk 2A, med oppgraderte boostere. NASA kansellerte blokk 1A og den planlagte konkurransen i april 2014, til fordel for å bare bli værende med Ares I 's fem-segmenters solide rakettforsterkere, selv modifisert fra romferjens solide rakettforsterkere, til minst slutten av 2020-årene. Den altfor kraftige avanserte booster ville ha resultert i uegnet høy akselerasjon, og ville trenge modifikasjoner av LC-39B , flammegraven og Mobile Launcher .

31. juli 2013 besto SLS Preliminary Design Review. Gjennomgangen inkluderte ikke bare rakett og boostere, men også bakkestøtte og logistiske arrangementer.

August 2014 passerte SLS Block 1 en milepæl kjent som Key Decision Point C og gikk inn i fullskalautvikling, med en estimert lanseringsdato i november 2018.

EUS -alternativer

I 2013 analyserte NASA og Boeing ytelsen til flere EUS -motoralternativer. Analysen var basert på en andre trinns drivstoffbelastning på 105 tonn, og sammenlignet trinn med fire RL10- motorer, to MARC-60- motorer eller en J-2X- motor. I 2014 vurderte NASA også å bruke den europeiske Vinci i stedet for RL10 . Vinci tilbyr den samme spesifikke impulsen, men med 64% større skyvekraft, noe som ville tillate samme ytelse til en lavere kostnad.

I 2018 sendte Blue Origin inn et forslag om å erstatte Exploration Upper Stage med et billigere alternativ som skulle designes og produseres av selskapet, men det ble avvist av NASA i november 2019 på flere grunner; disse inkluderte lavere ytelse sammenlignet med den eksisterende EUS -designen, forslagets inkompatibilitet med høyden på døren til bilmonteringsbygningen bare 390 fot og uakseptabel akselerasjon av Orion -komponenter som solcellepanelene.

SRB -tester

Fra 2009 til 2011 ble det gjennomført tre statiske brannprøver av fullsegning av fem-segmenters faste rakettforsterkere under Constellation-programmet , inkludert tester ved lave og høye kjernetemperaturer, for å validere ytelse ved ekstreme temperaturer. 5-segmentet solid rakettforsterker ville bli overført til SLS. Northrop Grumman Innovation Systems har fullført statiske brannprøver av full varighet av de fem-segmenter solide rakettforsterkere. Qualification Motor 1 ble testet 10. mars 2015. Qualification Motor 2 ble vellykket testet 28. juni 2016.

Operasjon

Konstruksjon

Flytende hydrogentank for Artemis 2 under bygging, fra august 2020

"Båthale" for Artemis 2 under bygging, fra juni 2021

Motordelens dekselstruktur for Artemis 3 under bygging, fra april 2021

Fra 2020 er det planlagt tre SLS -versjoner: Block 1, Block 1B og Block 2. Hver vil bruke samme Core -trinn med sine fire hovedmotorer, men Block 1B vil inneholde Exploration Upper Stage (EUS), og Block 2 vil kombinere EUS med oppgraderte boostere.

ICPS for Artemis 1 ble levert av ULA til NASA omtrent juli 2017 og ble plassert på Kennedy Space Center fra november 2018.

Bygging av kjernetrinn

I midten av november 2014 begynte byggingen av den første Core Stage-maskinvaren å bruke et nytt sveisesystem i South Vertical Assembly Building ved NASAs Michoud Assembly Facility . Mellom 2015 og 2017 avfyrte NASA-testen RS-25-motorer som forberedelse til bruk på SLS.

Kjernetrinnet for den første SLS, bygget på Michoud Assembly Facility av Boeing , hadde alle fire motorene festet i november 2019, og den ble erklært ferdig av NASA i desember 2019.

Det første kjernetrinnet forlot Michoud Assembly Facility for omfattende testing ved Stennis Space Center i januar 2020. Det statiske testprogrammet for Stennis Space Center, kjent som Green Run, drev alle kjernescenesystemene samtidig for første gang. Test 7 (av 8), repetisjonskonkurransen, ble utført i desember 2020 og brannen (test 8) fant sted 16. januar 2021, men ble stengt tidligere enn forventet, omtrent 67 sekunder totalt i stedet for de åtte minuttene man ønsket . Årsaken til den tidlige nedstengningen ble senere rapportert å være på grunn av konservative testforpliktelseskriterier på skyvevektorkontrollsystemet, kun spesifikt for bakketesting og ikke for flyging. Hvis dette scenariet skjedde under en flytur, ville raketten ha fortsatt å fly normalt. Det var ingen tegn til skade på kjernetrinnet eller motorene, i motsetning til de første bekymringene. Den andre brannprøven ble fullført 18. mars 2021, med alle de fire motorene tenne, droppet ned som forventet for å simulere forholdene under flyging og gimballingprofiler. Kjernetrinnet ble sendt til Kennedy Space Center for å bli parret med resten av raketten for Artemis 1. Den forlot Stennis 24. april og ankom Kennedy 27. april. Den ble pusset opp der som forberedelse til stabling. Juni 2021 kunngjorde NASA at monteringen av den første SLS -raketten ble fullført ved Kennedy Space Center. Den monterte SLS er planlagt brukt til det ubemannede Artemis 1 -oppdraget i 2022.

Mens den første SLS for Artemis 1 forberedes for lansering, bygger NASA og Boeing de tre neste, for Artemis 2 , Artemis 3 og Artemis 4 . Boeing uttalte i juli 2021 at mens COVID-19-pandemien har påvirket deres leverandører og tidsplaner, for eksempel forsinkelse av deler som trengs for hydraulikk, vil de fortsatt kunne tilby Artemis 2 SLS Core-scenen i henhold til NASAs tidsplan, med måneder til overs. Sprøyteskumisoleringsprosessen for Artemis 2 har blitt automatisert siden Artemis 1 for de fleste deler av kjernetrinnet, og sparer 12 dager i timeplanen. Artemis 2 fremre skjørt, som er den fremste komponenten i Core -fasen, ble festet på tanken for flytende oksygen i slutten av mai 2021. For Artemis 3 begynte monteringselementene i kraftkonstruksjonen ved Michoud Assembly Facility i begynnelsen av 2021. Det flytende hydrogenet tanken som skal brukes på Artemis 3 var opprinnelig planlagt å være Artemis 1 -tanken, men den ble satt til side ettersom sveisene ble funnet å være defekte. Reparasjonsteknikker ble utviklet, og tanken har kommet inn i produksjonen på nytt og vil bli testet for styrke for bruk på Artemis 3.

Bygging av EUS for blokk 1B

Fra juli 2021 forbereder Boeing seg også på å begynne byggingen av Exploration Upper Stage (EUS), som er planlagt å debutere på Artemis 4 .

Planlagte lanseringer

Opprinnelig planlagt sent i 2016, har den påtenkte ubemannede første flyvningen med SLS gått over mer enn åtte ganger og mer enn fem år. NASA planlegger å kunngjøre en bestemt forventet første lanseringsdato etter at Orion er stablet på Artemis 1. NASA begrenser mengden tid de solide rakettforsterkerne kan forbli stablet til "omtrent et år" fra det tidspunktet to segmenter er forbundet. Det første og andre segmentet av Artemis 1 -boosterne ble slått sammen 7. januar 2021. NASA kan velge å forlenge tidsfristen basert på en teknisk gjennomgang. September 2021 indikerte Northrup Grumman at grensen kan forlenges til atten måneder for Artemis 1, basert på en analyse av dataene som ble samlet inn når boosterne ble stablet. I slutten av 2015 ble SLS -programmet oppgitt å ha et konfidensnivå på 70% for den første Orion -flyvningen som bærer mannskap , den andre SLS -flyvningen totalt sett innen 2023, og fra 2020 fortsetter NASA å projisere en lansering i 2023.

Bruk utover Artemis

Mens SLS bare er bekreftet for bruk på de første Artemis -oppdragene, har mange andre kommende foreslåtte NASA -oppdrag tenkt å starte på SLS, for eksempel: Neptune Odyssey , Europa Lander , Persephone, HabEx , Origins Space Telescope , LUVOIR , Lynx og Interstellar sonde . LUVOIR , for eksempel, utviklet to mulige teleskopdesigner: den større "LUVOIR-A" for en SLS-lansering, og "LUVOIR-B" med et mindre speil og lavere oppløsning, hvis et annet oppskytningsbil må brukes.

Kritikk

SLS har blitt kritisert på grunn av programkostnader, mangel på kommersielt engasjement og den ikke-konkurransedyktige karakteren til et kjøretøy som er lovfestet for å bruke romfertekomponenter.

Finansiering

I 2011 oppfordret rep. Tom McClintock og andre grupper Government Accountability Office til å undersøke mulige brudd på konkurranseloven , og argumenterte for at kongressens mandater som tvinger NASA til å bruke romfartskomponenter til SLS de facto er ikke-konkurransedyktige, enkelt- kildekrav som sikrer kontrakter til eksisterende Shuttle -leverandører. The Competitive Space Task Force, i september 2011, sa at den nye regjeringsraketten direkte bryter NASAs charter, Space Act og kravene i 1998 Commercial Space Act for NASA for å forfølge "fullt mulig engasjement av kommersielle tilbydere" og å "søke og oppmuntre til mest mulig kommersiell bruk av plass ". Motstanderne av det tunge oppskytingsbilen har kritisk brukt navnet "Senatets oppskytningssystem", et navn som fremdeles ble brukt av motstandere for å kritisere programmet i 2021, da "NASA -inspektørgeneral sa at den totale kostnaden for raketten ville nå 27 milliarder dollar gjennom 2025 ".

Lori Garver , daværende nestleder i NASA, ba om å avlyse oppskytningsbilen ved siden av Mars 2020 -roveren. Phil Plait delte sin kritikk av SLS i lys av pågående budsjettavveininger mellom Commercial Crew Development og SLS -budsjettene, og refererte også til tidligere kritikk av Garver. I 2019 fant Government Accountability Office at NASA hadde tildelt Boeing over 200 millioner dollar for service med karakterer fra god til utmerket til tross for kostnadsoverskridelser og forsinkelser. Fra 2019 var jomfrulanseringen av SLS forventet i 2021. NASA fortsatte å forvente at den første banelanseringen ville være i 2021 så sent som i mai 2021.

Visuelt fra Inspector General -rapporten fra mars 2020, som viser hvordan NASA brukte regnskap for å "maskere" en kostnadsøkning ved å flytte boosterne (som kostet $ 889 millioner dollar) fra SLS til et annet kostnadssenter, uten å oppdatere SLS -budsjettet for å matche.

NASA flyttet ut 889 millioner dollar i kostnader knyttet til SLS -boostere, men oppdaterte ikke SLS -budsjettet slik at det samsvarer med en rapport fra mars 2020 -inspektør -generalen. Dette holdt budsjettet overskredet til 15% innen FY 2019 . Med 30%må NASA varsle kongressen og stoppe finansieringen med mindre kongressen godkjenner på nytt og gir ytterligere finansiering. Inspektørgeneralrapporten fant at hvis det ikke var for denne "maskeringen" av kostnadene, ville overskridelsen være 33% innen FY 2019. GAO uttalte separat "NASAs nåværende tilnærming for å rapportere kostnadsvekst gir en feilaktig fremstilling av kostnadsutviklingen til programmet".

Mai 2020 tildelte NASA en forlengelse av kontrakten til Aerojet Rocketdyne for å produsere 18 ekstra RS-25-motorer med tilhørende tjenester for 1,79 milliarder dollar, noe som gir den totale RS-25-kontraktsverdien til nesten 3,5 milliarder dollar. Ars Technica kommenterte at gjennomsnittskostnaden for hver RS-25 derfor steg til 146 millioner dollar, så hver SLS-lansering bruker 580 millioner dollar for sine fire motorer. Ars bemerket at for kostnaden for bare en motor, kunne seks kraftigere RD-180- motorer kjøpes, eller nesten en hel Falcon Heavy- lansering med to tredjedeler av SLS-løftekapasiteten. Tidligere NASA -administrator Charlie Bolden , som hadde tilsyn med den første utformingen og utviklingen av SLS, delte også sin kritikk av programmet i et intervju med Politico i september 2020. Bolden sa at "SLS vil forsvinne fordi kommersielle enheter på et tidspunkt kommer å ta igjen". Bolden uttalte videre, "kommersielle enheter kommer virkelig til å bygge et tungløftende kjøretøy som SLS, som de vil kunne fly til en mye billigere pris enn NASA kan gjøre SLS".

Forslag til alternativer

I 2009 foreslo Augustine -kommisjonen en kommersiell 75 t (74 long tonn; 83 short tonn) bærerakett med lavere driftskostnader og bemerket at en 40–60 t (39–59 lange tonn; 44–66 korte tonn) skyteskyting var minimum nødvendig for å støtte måneutforskning. I 2011–2012 ba Space Access Society , Space Frontier Foundation og The Planetary Society om kansellering av prosjektet og argumenterte for at SLS vil forbruke midlene til andre prosjekter fra NASA -budsjettet . USAs representant Dana Rohrabacher og andre foreslo at et orbital drivstoffdepot skulle utvikles og Commercial Crew Development -programmet fremskyndes i stedet.

En NASA -studie som ikke ble offentliggjort og en annen fra Georgia Institute of Technology viste at dette alternativet muligens er billigere. I 2012 foreslo United Launch Alliance også å bruke eksisterende raketter med baneoppstilling og drivstoffdepoter etter behov. Mangelen på konkurranse i SLS -designen ble fremhevet. Sommeren 2019 hevdet en tidligere ULA -ansatt at Boeing, NASAs hovedentreprenør for SLS, så på bensintankingsteknologi som en trussel mot SLS og blokkerte ytterligere investeringer i den. I 2011 foreslo Robert Zubrin , grunnlegger av Mars Society og Mars Direct at et tungt lastebil kunne utvikles for 5 milliarder dollar på forespørsler om fast pris. I 2010 hevdet SpaceXs administrerende direktør Elon Musk at selskapet hans kunne bygge et lanseringsbil i nyttelastområdet på 140–150 t (310 000–330 000 lb) for 2,5 milliarder dollar, eller 300 millioner dollar (i 2010 dollar) per lansering, ikke inkludert en potensiell øvre-trinns oppgradering.

Galleri

• 

  RS-25D motortesting ved Stennis Space Center .

• 

  SLS Mobile Launcher

• 

  Kjernestadiet for SLS -raketten for Artemis I

• 

  SLS -kjernetrinnet ruller ut av Michoud -anlegget for frakt til Stennis.

• 

  Solid segment for rakettforsterkere

• 

  ICPS på farten

• 

  Motorslag av de 4 RS-25-motorene under den første Green Run-branntesten av SLS-kjernetrinnet 16. januar 2021

• 

  Den første Green Run -branntesten av SLS -kjernefasen 16. januar 2021

• 

  Stacking av SLS solid rakettforsterkere for Artemis 1 i VAB

• 

  Artemis 1 SLS -kjernetrinnet lastes på Pegasus -lekteren

• 

  Green Run-testen var den første topp-til-bunn-integrerte testen av scenens systemer før jomfruturen

• 

  Artemis I kjernetrinn går inn i Vehicle Assembly Building

• 

  Artemis I i Vehicle Assembly Building

Se også

Merknader

Referanser

Eksterne linker

• Space Launch System og Multi-Purpose Crew Vehicle-side på NASA.gov
• "Foreløpig rapport om flerbruksmannskap og romfartslanseringssystem" (PDF), NASA .
• SLS Future Frontiers -video
• Videoanimasjoner av oppdraget til asteroiden, månen og Mars, beyondearth.com
• "NASA fortsetter reisen til Mars -planlegging", spacepolicyonline.com