Modulární společný autobus kosmické lodi - Modular Common Spacecraft Bus

The Modulární společný autobus kosmické lodi (MCSB) je rychlý, levný a univerzální nástroj platforma kosmické lodi. Jeho modulární design je určen ke snížení nákladů, složitosti a doby vedení na misích tím, že poskytuje spolehlivý a dobře charakterizovaný systém, který unese různé užitečné zatížení. Podle NASA „kosmická loď představuje zhruba desetinu ceny běžné neosádkové mise a mohla by být použita k přistání na Měsíci, na oběžné dráze kolem Země nebo na setkání s objekty blízké Zemi."[1][2]
Dějiny

Vedoucí MCSB, Alan Weston, získal od Výzkumné centrum NASA Ames 4 miliony $ na interní financování k zahájení projektu. S využitím těchto peněz byl prototyp postaven asi za 15 měsíců v letech 2007–2008. Rychlá doba vývoje konceptu je částečně způsobena předběžným použitím repurposed Vzduchové nádrže SCUBA a motor, který používá studený plyn, místo konvenčního raketového motoru. To umožnilo týmu provádět vnitřní letové testy tak rychle, jak každých 40 minut v jejich laboratoři, místo aby čekali týdny nebo měsíce na časový úsek ve vhodném zařízení pro testování raket.[3] Po letové demonstraci před nejvyššími představiteli NASA byl systém vybrán jako autobus pro plánovaný Průzkumník lunární atmosféry a prachu (LADEE) na Měsíc a projekt získal 80 milionů $ na další vývoj a konstrukci.[1]
V 7. října 2014 získal design MCSB cenu Popular Mechanics 2014 Breakthrough Award za inovaci ve vědě a technologii.[4]
Obecný popis

Modulární struktura sběrnice kosmických lodí MCSB má všestranný osmiboký tvar, který unese až 50 kg (110 lb) nástrojů, pokud se vejdou dovnitř.[3] Autobus je vyroben z lehkého materiálu uhlíkový kompozit a má schopnost provádět na různých druzích misí, včetně cest na Měsíc a Objekty blízké Zemi, s různými moduly nebo použitelnými systémy. Tento modulární koncept představuje inovativní způsob přechodu od zakázkových návrhů k víceúčelovým návrhům a výrobě montážní linky, což by mohlo dramaticky snížit náklady na vývoj kosmických lodí.[2] Může být upraven jako orbiter nebo lander.[1]
Napájení
Moduly MCSB mohou nést solární články na svých osmi bočních stranách.[Citace je zapotřebí ] Na LADEE, elektrická energie byla generována a fotovoltaický systém složený z 30 panelů křemíkových solárních článků produkujících 295 Ž najednou AU. Solární panely byly namontovány na vnější povrchy satelitu a elektrická energie byla uložena v jednom lithium-iontová baterie poskytuje až 24 A · hs ve 28 PROTI.[5]
Pohonný systém
Pohonný systém LADEE se skládá z řídicího systému oběžné dráhy (OCS) a systému řízení reakce (RCS). OCS poskytuje řízení rychlosti podél +Osa Z pro velké úpravy rychlosti. RCS poskytuje tři osy ovládání postoje během popálenin systému OCS a také poskytuje hybné zásoby pro reakční kola které jsou primárním systémem řízení polohy mezi popáleninami OCS.[6]
Pro LADEE byl autobus vybaven 455 N Vysoce výkonný hlavní motor Apogee Thruster (HiPAT). Vysoce účinné trysky 22 N pro řízení polohy jsou vyráběny z vysokoteplotních materiálů a podobně jako HiPAT. Hlavní motor poskytuje většinu tahu pro korekční manévry trajektorie kosmické lodi. Trysky řídicího systému se používají pro malé manévry plánované pro vědeckou fázi mise.[5]
Mise
Výzkumné centrum NASA Ames uvádí, že koncepce designu je nejlepší pro lunární orbiter, lunární přistávací modul, kosmickou loď v bodech Země-Měsíc Lagrange, mise do v blízkosti objektů Země (NEO) nebo jako orbiter na Marsu.[7]
- Systém byl poprvé vzlétl jako autobus pro Průzkumník lunární atmosféry a prachu (LADEE) mise, úspěšný lunární orbiter zahájený v září 2013.
- Moon Express, komerční lunární společnost, která se účastnila Soutěž Google Lunar X PRIZE, plánuje využití MCSB ve svém přistávacím modulu MX-1. První mise s názvem Lunar Scout, je plánováno na červenec 2020.[8] [9] Společnost Moon Express obdržela od NASA 10 milionů USD za sdílení výsledků vývoje jejich lunárního přistávacího modulu pomocí technologie MCSB.[10]
- Navrhovaný autobus pro rok 2020 Prostředí Phobos a Deimos a Mars (PADME) mise orbiteru na měsíce Marsu Phobos a Deimos.
Viz také
Reference
- ^ A b C „Společný autobus kosmických lodí pro mise Lunar Explorer“. NASA. NASA. 2007. Citováno 2014-10-08.
- ^ A b "Kosmická loď LADEE". NASA. Citováno 8. října 2014.
- ^ A b Rowe, Aaron (7. května 2008). „Exkluzivní video: Seznamte se s kosmickou lodí, která by mohla NASA zachránit štěstí“. Wired Science (blog). Citováno 8. října 2014.
- ^ Brown, Dwayne; Hoover, Rachel (7. října 2014). „Lunární mise NASA získala v roce 2014 populární cenu za průlom mechaniky“. NASA. Citováno 2014-10-09.
- ^ A b „Press Kit: Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) launch“ (PDF). NASA. srpen 2013. Citováno 8. října 2014.
- ^ „Prohlášení o práci - pohonný systém kosmické lodi LADEE“. NASA ARC. 27. srpna 2009. Citováno 8. října 2014.
- ^ Modulární společný autobus Ames Ames. NASA Ames Research Center, 29. července 2016.
- ^ Moon Express Lunar Scout (MX-1E), RocketLaunch.Live, archivováno z originál dne 27. července 2019, vyvoláno 3. srpna 2019
- ^ „Moon Express Technology“. Google Lunar X-Prize. Listopad 2010. Archivovány od originál dne 2013-03-27.
- ^ „Nový měsíc: voda, průzkum a budoucí bydlení“. Autor: Arlin Crotts. Cambridge University Press, 22. září 2014. strana 147. ISBN 9780521762243