WOHIN FüHRT UNS DAS SPACE LAUNCH SYSTEM? VORBEREITUNG AUF DIE LEISTUNGSSTäRKSTE RAKETE, DIE JEMALS GEBAUT WURDE

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Die NASA befindet sich gerade in einer schwierigen Zwischenzeit. Seit Beginn des Weltraumzeitalters hat die Agentur die Möglichkeit, ihre Astronauten in den Weltraum zu schicken. Der erste Amerikaner, der ins All ging, Alan Shepard, startete 1961 einen suborbitalen Start an Bord einer Mercury Redstone-Rakete.

Dann flogen die restlichen Merkur-Astronauten mit Atlas-Raketen, und dann flogen die Zwillings-Astronauten mit verschiedenen Titan-Raketen. Die Fähigkeit der NASA, Menschen und ihre Ausrüstung in den Weltraum zu schleudern, machte mit der im Saturn-Programm verwendeten riesigen Saturn-V-Rakete einen Quantensprung.

Es ist schwierig, richtig zu verstehen, wie mächtig der Saturn V war, daher gebe ich Ihnen einige Beispiele für Dinge, die dieses Monster starten könnte. Ein einzelner Saturn V könnte 122.000 Kilogramm oder 269.000 Pfund in die erdnahe Umlaufbahn sprengen oder 49.000 Kilogramm oder 107.000 Pfund auf einer Transferbahn zum Mond senden.

Anstatt das Saturn-Programm fortzusetzen, beschloss die NASA, den Gang zu wechseln und das meist wiederverwendbare Space Shuttle zu bauen. Obwohl es kürzer als der Saturn V war, konnte das Space Shuttle mit seinen zwei externen Feststoffraketen-Boostern 27.500 Kilogramm oder 60.000 Pfund in die erdnahe Umlaufbahn bringen. Nicht so schlecht.

Und dann, im Jahr 2011, wurde das Space-Shuttle-Programm abgeschlossen. Und damit die Fähigkeit der Vereinigten Staaten, Menschen in den Weltraum zu bringen. Und vor allem, um Astronauten zur ständig bewohnten Internationalen Raumstation zu schicken. Diese Aufgabe ist auf russische Raketen gefallen, bis die USA die Fähigkeit zur menschlichen Raumfahrt wieder aufbauen.

Seit der Annullierung des Shuttles haben die NASA-Ingenieure und Raketenwissenschaftler das nächste Schwerlastfahrzeug in der NASA-Reihe entwickelt: das Space Launch System.

Der SLS sieht aus wie eine Kreuzung zwischen einem Saturn V und dem Space Shuttle. Es hat die gleichen bekannten Feststoffraketen-Booster, aber anstelle des Space-Shuttle-Orbiters und seines orangefarbenen externen Kraftstofftanks verfügt der SLS über die zentrale Kernstufe. Es verfügt über 4 RS-25-Flüssigsauerstoffmotoren des Space Shuttles.

Obwohl zwei Shuttle-Orbiter bei Katastrophen verloren gingen, zeigten diese Triebwerke und ihr flüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff für 135 Flüge eine perfekte Leistung. Die NASA weiß, wie man sie benutzt und wie man sie sicher benutzt.

Die allererste Konfiguration des SLS, bekannt als Block 1, sollte die Fähigkeit haben, etwa 70 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn zu bringen. Und das ist erst der Anfang und nur eine Schätzung. Im Laufe der Zeit wird die NASA ihre Fähigkeiten und ihre Startkraft verbessern, um immer ehrgeizigeren Missionen und Zielen gerecht zu werden. Mit mehr Starts bekommen sie ein besseres Gefühl dafür, wozu dieses Ding fähig ist.

Nach dem Start von Block 1 wird die NASA den Block 1b entwickeln, der eine viel größere obere Stufe auf dieselbe Kernstufe legt. Diese obere Stufe wird eine größere Verkleidung und leistungsstärkere Motoren der zweiten Stufe haben, die 97,5 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn bringen können.

Schließlich gibt es den Block 2 mit einer noch größeren Startverkleidung und einer leistungsstärkeren oberen Stufe. Es sollte 143 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn sprengen. Wahrscheinlich. Die NASA entwickelt diese Version als Rakete der 130-Tonnen-Klasse.

Was könnte man mit so viel Startkapazität tun? Welche Arten von Missionen werden auf einer so mächtigen Rakete möglich?

Das Hauptziel von SLS ist es, Menschen über die Erdumlaufbahn hinaus zu schicken. Idealerweise zum Mars in den 2030er Jahren, aber es könnte auch zu Asteroiden, dem Mond, gehen, was immer Sie wollen. Und wie Sie später in diesem Artikel lesen werden, könnte es auch einige erstaunliche wissenschaftliche Missionen nach draußen schicken.

Der allererste Flug für SLS, Exploration Mission 1 genannt, wird darin bestehen, das neue Orion-Crew-Modul auf eine Flugbahn zu bringen, die es um den Mond führt. In einem sehr ähnlichen Flug wie Apollo 8. Aber es werden keine Menschen sein, nur das unbemannte Orion-Modul und ein paar Cubesats, die für die Fahrt mitkommen. Orion wird ungefähr 3 Wochen im Weltraum verbringen, einschließlich ungefähr 6 Tage in einer rückläufigen Umlaufbahn um den Mond.

Wenn alles gut geht, wird die erste Verwendung des SLS mit dem Orion-Crew-Modul irgendwann im Jahr 2019 erfolgen. Aber wundern Sie sich auch nicht, wenn es zurückgedrängt wird, so heißt das Spiel.

Nach Exploration Mission 1 gibt es EM-2, was einige Jahre später geschehen sollte. Dies ist das erste Mal, dass Menschen in ein Orion-Crew-Modul steigen und einen Flug in den Weltraum unternehmen. Sie werden 21 Tage in einer Mondumlaufbahn verbringen und die erste Komponente des zukünftigen Deep Space Gateway liefern, die Gegenstand eines zukünftigen Artikels sein wird.

Von dort aus ist die Zukunft unklar, aber SLS wird die Möglichkeit bieten, verschiedene Lebensräume und Raumstationen in den cislunaren Raum zu bringen, was die Zukunft der Erforschung des Sonnensystems durch den menschlichen Weltraum eröffnet.

Jetzt wissen Sie, wohin SLS wahrscheinlich geht. Der Schlüssel zu dieser Hardware ist jedoch, dass sie der NASA die Möglichkeit gibt, Menschen und Roboter in den Weltraum zu bringen. Nicht nur hier auf der Erde, sondern weit über das Sonnensystem. Neue Weltraumteleskope, Roboterforscher, Rover, Orbiter und sogar menschliche Lebensräume.

In einer kürzlich durchgeführten Studie mit dem Titel „Die Fähigkeiten des Weltraumstartsystems für Missionen jenseits der Erde“ hat ein Team von Ingenieuren herausgefunden, was der SLS in das Sonnensystem einbauen kann.

Zum Beispiel ist Saturn ein schwer zu erreichender Planet, und um dorthin zu gelangen, musste das Cassini-Raumschiff der NASA mehrere Gravitationsschleudern um die Erde und einen nach Jupiter machen. Es dauerte fast 7 Jahre, um zum Saturn zu gelangen.

SLS könnte Missionen auf direkterer Flugbahn an Saturn senden und die Flugzeit auf nur 4 Jahre verkürzen. Block 1 könnte 2,7 Tonnen an Saturn senden, während Block 1b 5,1 Tonnen hochwerfen könnte.

Die NASA erwägt eine Mission zu Jupiters trojanischen Asteroiden. Dies ist eine Sammlung von Weltraumgesteinen, die in Jupiters L4 / L5 Lagrange-Punkten gefangen sind und ein faszinierender Ort zum Studieren sein könnten. Einmal in die trojanische Region gebracht, könnte eine Mission mehrere verschiedene Asteroiden besuchen und eine Vielzahl von Gesteinen beproben, die die frühe Geschichte des Sonnensystems beschreiben.

Der Block 1 könnte fast 3,97 Tonnen in diese Umlaufbahnen bringen, während der Block 1b 7,59 Tonnen aufnehmen könnte. Das ist das Sechsfache der Fähigkeit eines Atlas V. Eine Mission wie diese hätte eine Kreuzfahrtzeit von 10 Jahren.

In einem früheren Video haben wir über zukünftige Uranus- und Neptun-Missionen gesprochen und darüber, wie ein einzelnes SLS Raumschiffe gleichzeitig auf beide Planeten senden kann.

Eine andere Idee, die ich wirklich mag, ist ein aufblasbarer Lebensraum von Bigelow Aerospace. Das BA-2100-Modul wäre ein vollständig in sich geschlossener Weltraumlebensraum. Ohne weitere Module wäre dieses Monster 65 bis 100 Tonnen schwer und würde in einem einzigen Start von SLS steigen. Einmal aufgeblasen, würde es 2.250 Kubikmeter enthalten, was fast dem Dreifachen der gesamten Wohnfläche der Internationalen Raumstation entspricht.

Eine der aufregendsten Missionen ist für mich ein Weltraumteleskop der nächsten Generation. Etwas, das der wahre spirituelle Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops wäre. Derzeit sind einige Vorschläge in Arbeit, aber die Idee, die mir am besten gefällt, ist das LUVOIR-Teleskop, das einen Spiegel mit einem Durchmesser von 16 Metern haben würde.

Der SLS-Block 1b könnte 36,9 Tonnen in den Sun-Earth Lagrange Point 2 bringen. Wirklich gibt es nichts anderes, das so viel Masse in diese Umlaufbahn bringen könnte.

Nur zum Vergleich: Hubble hat einen Spiegel von 2,4 Metern Durchmesser und James Webb ist 6,5. Mit LUVOIR hätten Sie eine 10-mal höhere Auflösung als James Webb und eine 300-mal höhere Leistung als Hubble. Aber wie Hubble wäre es in der Lage, das Universum in sichtbaren und anderen Wellenlängen zu sehen.

Ein solches Teleskop könnte direkt den Ereignishorizont supermassiver Schwarzer Löcher abbilden, bis zum Rand des beobachtbaren Universums sehen und die ersten Galaxien beobachten, die ihre ersten Sterne bilden. Es könnte Planeten, die andere Sterne umkreisen, direkt beobachten und uns helfen, festzustellen, ob sie Leben auf ihnen haben.

Im Ernst, ich möchte dieses Teleskop.

An diesem Punkt weiß ich, dass dies einen großen Streit zwischen der NASA und SpaceX im Vergleich zu anderen privaten Startanbietern auslösen wird. Das ist in Ordnung, ich verstehe. Der Falcon Heavy wird voraussichtlich noch in diesem Jahr auf den Markt kommen und Schwerlast-Startmöglichkeiten zu einem erschwinglichen Preis bieten. Es wird in der Lage sein, 54.000 Kilogramm zu heben, was weniger als der SLS Block 1 und fast ein Drittel der Kapazität des Block 2 ist. Blue Origins hat seinen New Glenn, es sind schwerere Raketen in den Werken der United Launch Alliance. Arianespace, die russische Weltraumbehörde und sogar die Chinesen. Die Zukunft des Schwerlastverkehrs war noch nie so aufregend.

Wenn SpaceX das interplanetare Transportschiff mit 300 Tonnen auf einer wiederverwendbaren Rakete in die Umlaufbahn bringt. Na dann ändert sich alles. Alles.