Vesmírný remorkér - Space tug

Opětovně použitelný, modulární 1969 NASA Vision Space Tug (zrušen)

A vesmírný remorkér je typ kosmická loď slouží k přenosu vesmírný náklad z jednoho obíhat na jinou oběžnou dráhu s různými energetickými charakteristikami. Příkladem může být přesun kosmické lodi z nízká oběžná dráha Země (LEO) na oběžnou dráhu s vyšší energií jako a geostacionární přenosová dráha, a lunární přenos, nebo úniková trajektorie.

Tento termín se často používá k označení opakovaně použitelných vesmírných vozidel. Některé dříve navržené nebo postavené kosmické remorkéry zahrnují návrh STS NASA ze 70. let[1] nebo navrhovaný Rus Parom, a někdy se používá k označení spotřebního horní stupně,[1] jako Fregat,[2] nebo Spaceflight Industries Šerpo.

Pozadí

Kosmický remorkér byl poprvé představen v post-druhá světová válka éry jako podpůrný prostředek pro trvalou oběžnou dráhu Země vesmírná stanice. To bylo používáno spisovatelem sci-fi Murray Leinster jako název a román publikovaný v roce 1953 jako pokračování Vesmírná platforma, další román o takové vesmírné stanici.[3]

Systém kosmické dopravy NASA

Koncept modulu posádky Space Tug

Opakovaně použitelný vesmírný remorkér studoval NASA na konci 60. a počátku 70. let jako součást opakovaně použitelného Systém kosmické dopravy (STS). To sestávalo ze základního pohonného modulu, ke kterému bylo možné připojit modul posádky nebo jiné užitečné zatížení. K pozemním užitečným nákladům na povrchu lodi mohly být přidány volitelné přistávací nohy Měsíc.[1] Toto, spolu se všemi ostatními prvky STS kromě Raketoplán, nebyl nikdy financován po snížení rozpočtu NASA během sedmdesátých let v důsledku Program Apollo.[4]

Éra raketoplánu

Očekávané horní stupně

Program Shuttle naplnil vývojem vysokoenergetický orbitální přenos[když? ] a na tuhá paliva jednostupňový Modul asistence užitečného zatížení a dvoustupňový Inerciální horní fáze.[Citace je zapotřebí ]

Výkonnější kapalný vodík poháněný Centaur-G fáze byla vyvinuta pro použití na raketoplánu, ale byla zrušena jako příliš nebezpečná po Challenger katastrofa.[5]

Orbitální manévrovací vozidlo

NASA studovala další design kosmických remorkérů, nazvaný Orbital Maneuvering Vehicle (OMV), spolu s plány na Svoboda vesmírné stanice. Úlohou OMV by bylo opakovaně použitelné vesmírné vozidlo, které by získávalo satelity, jako např Hubble, a přiveďte je do Freedom k opravě nebo vyzvednutí nebo k opravě neosazených orbitálních platforem.[6][7] V roce 1984 byly zahájeny předběžné konstrukční studie Orbital Maneuvering Vehicle (OMV) prostřednictvím výběrového řízení na základě systémových studií provedených TRW, Martin Marietta Aerospace, a LTV Corporation.[8]

Návrhy dvacátého prvního století

Parom

Hlavní článek: Parom

Rus RKK Energia společnost navrhla vesmírný remorkér s názvem Parom v roce 2005[9] které by mohly být použity k přepravě obou navrhovaných Kliper vozidlo posádky nebo moduly pro doplňování paliva a paliva bez posádky na ISS.[10] Ponechání remorkéru ve vesmíru by umožnilo méně masivní Kliper, což by umožnilo start s menším posilovačem než původní design Kliper.

SHERPA

Hlavní článek: SHERPA (remorkér)

Spaceflight Inc. vyvinula SHERPA, která staví na schopnostech systému sekundárního užitečného zatížení Spaceflight (SSPS) začleněním subsystémů pro pohon a generování energie, což vytváří propulzní remorkér určený k manévrování na optimální oběžnou dráhu k umístění sekundárních a hostovaných užitečných zatížení. První let dvou samostatných nepropelovaných variant výdejního stojanu byl v prosinci 2018 na a Falcon 9 raketa. Tento let nasadil 64 malých satelitů ze 17 zemí.[11][12]

VASIMR

The VASIMR elektrickou plazmovou raketu lze použít k napájení vysoce účinného vesmírného remorkéru, přičemž k zpáteční cestě na Měsíc bylo použito pouze 9 tun argonového paliva a bylo z něj přepraveno 34 tun nákladu Nízká oběžná dráha Země na nízkou oběžnou dráhu měsíce. Od roku 2014, Raketová společnost Ad Astra předložila koncepční návrh využití této technologie k vytvoření vesmírného remorkéru.[13][potřebuje aktualizaci ]

ISRO PAM-G

Indická organizace pro vesmírný výzkum postavil horní stupeň zvaný PAM-G (Payload Assist Module for GSLV ) schopný tlačit užitečné zatížení přímo na MEO nebo GEO oběžné dráhy z nízké oběžné dráhy Země.[14][15] PAM-G je napájen z hypergolický kapalný motor s možností restartu, odvozený z PSLV je čtvrtá fáze. Od roku 2013 společnost ISRO realizovala strukturu, řídicí systémy a motory PAM-G a provedla horké testy.[16][17][18]PAM-G by tvořil čtvrtou fázi GSLV Nosná raketa Mk2C,[19] sedí na GSLV kryogenní třetí fáze.

Jupiter

Hlavní článek: Jupiter (kosmická loď)

Lockheed Martin podal koncepční návrh NASA v roce 2015 pro design s názvem Jupiter kosmický remorkér, vycházející z návrhů dvou dřívějších kosmických lodí Lockheed Martin—Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission a Juno - stejně jako a robotické rameno z MDA odvozené z technologie použité na Canadarm, technologie robotického ramene dříve používaná na internetu Raketoplán. Navíc k Jupiter samotný vesmírný remorkér, koncept Lockheed zahrnoval použití nového modulu pro přepravu nákladu o průměru 4,4 m (14 ft) s názvem Exoliner pro přepravu nákladu na ISS. Exoliner je založen na dřívějším (2000s) ESA -rozvinutý Automated Transfer Vehicle, a měla být vyvinuta společně s Thales Alenia Space.[20][21][22]V případě, že NASA nesouhlasila s financováním vývoje Jupiteru, Lockheed Martin nevyvíjí remorkér se soukromým kapitálem.

Mission Extension Vehicle

Hlavní článek: Mission Extension Vehicle

V roce 2011 ViviSat společný projekt mezi americkým vesmírem a ATK navrhl Mission Extension Vehicle. V roce 2016 byl ViviSat rozpuštěn, když americký vesmír vyhlásil bankrot a ATK se spojil s Orbital Science Corporation tvořit Orbitální ATK. V roce 2017 se Orbital ATK dostalo do popředí od FCC zahájit vývoj kosmické lodi s novým partnerem Northrup Grumman kteří vyvíjeli vlastní remorkér. V červnu 2018 obě společnosti spojily své zdroje a spojily se a vytvořily novou společnost s názvem Northrop Grumman Innovation Systems. Dne 9. října 2019 byl vypuštěn první z těchto remorkérů MEV-1 Kosmodrom Bajkonur v Kazachstán na Proton-M raketa. V únoru 2020 se MEV-1 úspěšně spojil s Intelsat 901 a vrátil ji na geosynchronní oběžnou dráhu, což jí umožnilo pokračovat v provozu 4 roky po její životnosti. MEV-1 bude nadále udržovat tuto pozici po dobu 5 let, poté přemístí satelit zpět do a oběžná dráha hřbitova do důchodu. MEV-2 byl zahájen 15. srpna 2020 s Galaxy 30 na Ariane 5 provést podobný manévr s Intelsat-1002.[23][24][25]

Přestupní fáze Artemis

Hlavní článek: Program Artemis

NASA Program Artemis plánuje použití částečně znovu použitelné třístupňové lunární přistávače. Jedním z hlavních prvků je přenosová fáze, která by přesunula přistávací modul z Lunární brána oběžnou dráhu na nízkou oběžnou dráhu měsíce. Budoucí verze se budou moci vrátit do brány k doplnění paliva a opětovnému použití s ​​jiným přistávacím modulem. Northrop Grumman navrhla vybudování fáze přenosu na základě své Kosmická loď Cygnus.

Moon Cruiser

Navrhl Airbus, Moon Cruiser je koncepční lunární logistické vozidlo založené na ATV a ESM navrhuje se použít k podpoře mezinárodní Měsíční brána. Pokud by byla financována, byla by součástí příspěvku ESA do programu Lunar Gateway. Od ledna 2020 to bylo v rané fázi procesu návrhu. Plánováno spuštění na Ariane 6 —S možností být také vypuštěn s americkými těžkými odpalovacími zařízeními[26]:1:56—Vozidlo má být schopné natankovat přistávací jednotky na Měsíci a dopravit náklad k bráně. Bude také použit[Citace je zapotřebí ] dodávat Evropana ESPRIT modul k bráně nejdříve v roce 2025. Rovněž bylo navrženo přeměnit vozidlo na předávací fázi pro přistání na Měsíci. Koncepty pro přistávací variantu vozidla existují, ale neobdržely financování.[27][28][26]

Momentus Space

Momentus Space vyvíjí různé verze vesmírných remorkérů se zaměřením na velké změny rychlosti nad 1 km / s. Demonstrační mise jsou plánovány na rok 2020[29][30] klíčové testy proběhnou do roku 2022.[31] Momentus Space se stal všeobecně známým v říjnu 2020, když dosáhl investiční dohody SPAC se společností Stable Road Acquisition Corp[32].

Viz také

Jiné zdroje

  • Zpráva NASA, Technická studie pro použití Saturn 5, INT-21 a dalších derivátů Saturn 5 k určení optimální čtvrté etapy (přetahování vesmírem). Svazek 1: Technický svazek, kniha 1.[33]

Reference

  1. ^ A b C "Space Tug". Astronautix. Citováno 25. července 2014.
  2. ^ „Vesmírný remorkér Fregat“. RussianSpaceWeb.com. Citováno 25. července 2014.
  3. ^ Leinster, Murray (1953). Space Tug. Vydavatelé Shasta.
  4. ^ „Rozhodnutí o raketoplánu: Hledání NASA pro opakovaně použitelné vesmírné vozidlo“. nasa.gov. Citováno 25. července 2014. Vzhledem k tomu, že stoupající příliv zvedá všechny lodě, byly letové rychlosti NASA během 60. let silně podpořeny velkorysými rozpočty agentury. Během 70. let neměla OMB v úmyslu takové štědrosti poskytnout.
  5. ^ „Dlouho zapomenutý Shuttle / Centaur posílil centrum NASA v Clevelandu do vesmírného programu s posádkou a kontroverze“. Cleveland.com. Citováno 25. července 2014.
  6. ^ „Nové odpalovací systémy NASA mohou zahrnovat návrat kosmického remorkéru“. SpaceRef. 7. srpna 2005. Citováno 25. července 2014.
  7. ^ „Linking Space Station & Mars“. Kabelové. prosinec 2013. Citováno 25. července 2014.
  8. ^ Prostředky ministerstva obrany na rok 1986, pt. 1, s. 242.
  9. ^ „Parom orbitální remorkér“. RussianSpaceWeb. 9. února 2010. Citováno 26. července 2014.
  10. ^ „Zapalovač Kliper mohl udělat tažený výlet na ISS“. Globální let. Listopad 2005. Citováno 26. července 2014.
  11. ^ „SpaceX vypustil 64 satelitů v rekordní misi“. 4. prosince 2018.
  12. ^ Sorensen, Jodi (6. srpna 2018). „Spaceflight připravuje historické vypuštění více než 70 kosmických lodí na palubu SpaceX Falcon9“. Spaceflight Industries. Citováno 6. srpna 2018.
  13. ^ "VASMIR". Raketová společnost Ad Astra. Citováno 24. července 2014.
  14. ^ Somanath, S. „Současné možnosti a obchodní příležitosti společnosti ISRO“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) 3. září 2013. Citováno 8. července 2014.
  15. ^ N. Gopal Raj (01.10.2014). „Modernizace indických raket pro budoucí mise na Marsu“. Thehindu.com. Citováno 2015-03-17.
  16. ^ "Výroční zpráva" (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 25. února 2014. Citováno 8. července 2014.
  17. ^ „Výsledný rozpočet na období 2010–2011“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) 13. října 2011. Citováno 8. července 2014.
  18. ^ „Výsledný rozpočet indického ministerstva pro vesmír 2009–2010“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) 23. listopadu 2010. Citováno 8. července 2014.
  19. ^ "GSLV". Space.skyrocket.de. Citováno 2015-03-17.
  20. ^ "'Vesmírný remorkér Jupiteru mohl na Měsíc dodat náklad “. 12. března 2015. Citováno 17. března 2015.
  21. ^ Jeff Foust (13. března 2015). „Lockheed Martin Pitches Reusable Tug for Space Station Resupply“. Vesmírné novinky.
  22. ^ Avery, Greg (2015-03-12). „Lockheed Martin navrhuje vybudování nákladní lodi ISS pro NASA“. Denver Business Journal. Citováno 13. března 2015.
  23. ^ „Družice Intelsat-901 s připojeným obsluhovačem MEV-1 obnovuje službu“. SpaceNews.com. 2020-04-17. Citováno 2020-05-20.
  24. ^ „Satelit Intelsat 901 se vrací do provozu pomocí vozidla pro rozšíření mise Northrop Grumman“. Newsroom společnosti Northrop Grumman. Citováno 2020-05-20.
  25. ^ Srpna 2020, Elizabeth Howell 15. „Raketa Ariane 5 vypouští na oběžnou dráhu robotický vesmírný remorkér vedle 2 komunikačních satelitů“. ProfoundSpace.org. Citováno 2020-08-20.
  26. ^ A b Koncept Airbus Moon Cruiser, Video Airbus, přes YouTube, září 2019, přístup ke dni 20. května 2020.
  27. ^ Barensky, Stefan (2019-07-24). „Airbus navrhuje remorqueur translunaire“. Aerospatium (francouzsky). Citováno 2020-01-10.
  28. ^ „Leť mě na Měsíc ... s Airbusem“. Airbus. Citováno 2020-01-10.
  29. ^ „Tady přicházejí kosmické remorkéry, připravené uklidit oběžné dráhy Země“. 22. srpna 2019.
  30. ^ „Momentus poskytovat svým zákazníkům služby vesmírné přepravy při spuštění spolujízdy na SpaceX SmallSat“. 22. srpna 2019. Citováno 9. listopadu 2019.
  31. ^ Září 2020, Mike Wall 10. „Vesmírný remorkér vyzkoušet robotické rameno na demonstrační misi do roku 2022“. ProfoundSpace.org. Citováno 2020-11-27.
  32. ^ Sheetz, Michael (10. 10. 2020). „Momentus se stane nejnovější vesmírnou akcií s tickerem„ MNTS “v hodnotě 1,2 miliardy USD v dohodě SPAC“. CNBC. Citováno 2020-11-27.
  33. ^ [1]

Bibliografie

  • Wade, Marku. "Space Tug". Encyclopedia Astronautica. Citováno 15. června 2011.