Sistema de lançamento espacial

Impressão do artista: É assim que a versão básica do SLS com cápsula espacial deve parecer na plataforma de lançamento.
Renderização artística obsoleta de um SLS em voo
Um reforço do SLS na bancada de teste

O Sistema de Lançamento Espacial ( inglês para " sistema de início espacial "), curto SLS , é um dos veículos de lançamento planejados da NASA para exploração espacial tripulada através de uma órbita terrestre baixa além. O primeiro lançamento não tripulado está planejado para novembro de 2021. Um primeiro lançamento tripulado está planejado para 2023. Tecnologicamente, o foguete se baseia em planos nunca realizados para o foguete Ares V como parte do programa Constellation . A base do desenvolvimento são os motores principais , os propulsores de combustível sólido e o tanque externo do programa do ônibus espacial , encerrado em 2011 .

História e planejamento

Após o fim das missões lunares tripuladas como parte do programa Apollo no início dos anos 1970, a NASA se concentrou novamente em missões tripuladas na órbita terrestre baixa e desenvolveu o ônibus espacial , que foi lançado com a Columbia em 12 de abril de 1981 pela primeira vez em espaço. Exatamente quando esse ônibus espacial se partiu quase 22 anos depois, em 1º de fevereiro de 2003, quando voltou a entrar na atmosfera (veja o desastre do Columbia ), houve outro repensar na NASA e no governo dos Estados Unidos. O ônibus espacial agora era considerado desatualizado e muito caro. No início de 2004, por exemplo, o presidente dos Estados Unidos George W. Bush anunciou o fim do programa de ônibus espaciais após a conclusão da Estação Espacial Internacional (ISS) em 2010. Além disso, ele anunciou o desenvolvimento de novos foguetes e uma nave espacial para retornar à lua e, finalmente, voos para Marte como parte da iniciativa Visão para Exploração Espacial (VSE; "Visão para Exploração Espacial" alemã).

O programa Constellation com o foguete Ares I tripulado e a espaçonave Orion e o foguete de carga pesada Ares V se desenvolveu a partir dessa visão . Todo o projeto sofreu com dificuldades de financiamento desde o início e foi interrompido em 2010 pelo novo presidente dos EUA, Barack Obama . Como um compromisso, apenas a espaçonave Orion deve ser preservada e desenvolvida.

A oposição à suspensão do programa Constellation cresceu e, no verão de 2011, o Congresso dos Estados Unidos encarregou a NASA de construir um novo míssil de carga pesada. Este foguete, agora chamado de Sistema de Lançamento Espacial , estava programado para fazer seu primeiro vôo não tripulado em 2017. Um primeiro lançamento tripulado foi programado para 2021. O foguete será desenvolvido a partir de tecnologias do ônibus espacial e dos planos do foguete Ares V.

Após atrasos no desenvolvimento do foguete, a NASA anunciou no final de 2019 que iniciaria o primeiro voo de teste não tripulado em julho de 2020. A primeira missão tripulada, uma órbita planejada ao redor da lua, deve começar agora em 2022. Posteriormente, essas nomeações também foram descartadas.

Estrutura do míssil

Etapas de desenvolvimento do SLS
Vista explodida da versão do Bloco 1 (tripulado)
Vista explodida da versão do Bloco 2 (não tripulada)

O SLS será desenvolvido em várias etapas em um foguete pesado com uma capacidade de aproximadamente 130 toneladas de carga útil em órbita baixa. Em primeiro lugar, deve-se usar a versão chamada Bloco 1 . Com o foguete de resgate em sua cabeça, essa combinação tem 98 metros de altura e pesa cerca de 2.500 toneladas quando decola. A capacidade de carga do porta-aviões é de 95 toneladas para a órbita próxima à Terra (LEO) ou 26 toneladas para a lua. Deve ser capaz de transportar a espaçonave Orion para uma órbita lunar.

A variante chamada Bloco 1B deve ter um estágio superior mais forte (carga útil de 130 toneladas LEO ou 45 toneladas para a lua) e ser capaz de transportar a espaçonave Orion e cargas úteis não tripuladas, como sondas planetárias.

Com impulsionadores novos e reforçados, o foguete chamado Bloco 2 atingirá posteriormente sua capacidade máxima de carga útil e será capaz de transportar componentes maiores para missões de asteróide e / ou Marte ao espaço.

É incerto se o Bloco 1B e o Bloco 2 serão realmente implementados devido aos atrasos e aos custos crescentes correspondentes no programa SLS. O governo dos Estados Unidos sob o comando de Donald Trump queria colocar o cronograma sob controle, favorecendo veículos de lançamento operados de forma privada e reutilizáveis. A tarefa do SLS poderia ser limitada a colocar a nave tripulada Orion em órbita lunar, para a qual o Bloco 1 é suficiente. O desenvolvimento do nível superior mais forte necessário para os Blocos 1B e 2 foi congelado em 2018, mas foi retomado em 2020.

Primeira etapa

O primeiro estágio tem 8,38 m de diâmetro, que corresponde ao diâmetro do tanque externo do ônibus espacial. Diz-se que usa quatro motores RS-25D / E, derivados do SSME do ônibus espacial. SSMEs que sobraram do programa do ônibus espacial e foram modernizados devem ser usados ​​nos primeiros voos. Além desses 16 motores, que são suficientes para quatro voos, a NASA encomendou mais seis novos motores da Aerojet Rocketdyne em novembro de 2015. O tanque do hidrogênio líquido está na parte inferior do primeiro estágio e o do oxigênio líquido acima. Este primeiro estágio deve ser usado para todas as variantes do SLS.

impulsionador

As variantes Bloco 1 e Bloco 1B devem usar dois impulsionadores modernizados derivados do lançamento de foguete sólido do ônibus espacial . Os impulsionadores devem consistir em cinco em vez dos quatro segmentos usados ​​no ônibus espacial. Os dois propulsores são fixados na lateral do primeiro estágio e - ao contrário do programa do ônibus espacial - não devem ser reutilizados.

Para o Bloco 2, a NASA fez com que a indústria investigasse boosters mais potentes com combustível líquido ou sólido para substituir os boosters de estado sólido. Aerojet , Alliant Techsystems e um consórcio de Dynetics e Pratt & Whitney Rocketdyne aplicaram diferentes conceitos. O projeto da Dynetics e da Pratt & Whitney Rocketdyne previa um aumento da capacidade de carga útil do SLS em 20 t. No entanto, o projeto foi abandonado pela NASA em 2014.

Ensino médio

Na variante do Bloco 1, um segundo estágio DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) ligeiramente modificado do foguete Delta IV sob o nome de ICPS (Provisório Cryogenic Propulsion Stage) deve servir como o estágio superior. Nas variantes do Bloco 1B e Bloco 2, um estágio superior mais poderoso chamado EUS (Exploration Upper Stage) deve ser usado. Este estágio superior tem o mesmo diâmetro que o primeiro estágio e é projetado para usar quatro motores RL-10 reignificáveis .

propriedades

O SLS deve ser capaz de resistir a pelo menos 13 ciclos de reabastecimento, o que pode ser necessário devido a partidas abortadas e outros atrasos. O foguete montado pode permanecer na plataforma de lançamento por pelo menos 180 dias e no estado montado por 200 dias.

O SLS é tão poderoso que pode disparar sondas espaciais maiores e mais pesadas do que anteriormente possível para os planetas gasosos, etc. Dependendo da situação, as manobras de swing-by que estendem a missão para aumentar a velocidade podem ser dispensadas, que são necessárias hoje mesmo com sondas espaciais mais leves.

Desenvolvimento e fabricação

Ambos os estágios SLS são desenvolvidos e fabricados pela Boeing . A produção está localizada nas instalações da Michoud Assembly Facility da NASA em Nova Orleans . Em novembro de 2014, o primeiro segmento de anel para um primeiro estágio SLS deixou o sistema de soldagem recém-criado. Em janeiro de 2015, o Stennis Space Center da NASA começou a testar a ignição dos motores de foguete RS-25 para prepará-los para uso com o SLS.

Em outubro de 2018, o Inspetor Geral da NASA observou que houve atrasos significativos e estouros de orçamento no desenvolvimento do foguete de primeiro estágio, e alertou sobre novos problemas. As causas seriam a má gestão da Boeing e o monitoramento insuficiente da NASA.

No decorrer de 2019, foi montada a primeira etapa da primeira cópia do foguete, que se destina ao início da missão Artemis 1 . A primeira etapa foi então levada ao Stennis Space Center para um teste de oito minutos. O teste ocorreu após mais um ano de preparação em 16 de janeiro de 2021, mas foi interrompido após apenas 67 segundos devido a um problema hidráulico relacionado ao controle do vetor de empuxo . Em 18 de março de 2021, o teste foi repetido com sucesso e o primeiro estágio disparou por 8 minutos e 19 segundos.

Lista inicial

Os alvos do programa de mísseis SLS são moldados por motivos políticos e alterados várias vezes . A seguir está o último status de planejamento do governo sob Donald Trump . Além de considerações estratégicas, havia também o desejo de Trump de fazer um nome para si mesmo durante um segundo mandato, retornando à lua com um homem. Uma vez que Trump foi eleito para fora do cargo em novembro de 2020, espera-se que os pousos na lua planejados sejam adiados.

Missões SLS programadas
missão Data alvo variante Comente
Artemis 1 Final de 2021 Grupo do bloco 1 Teste de voo com uma nave espacial Orion não tripulada até a lua. Duração total de 26 dias, 6 deles em órbita lunar. Além disso, 13 cubosat devem ser expostos, incluindo vários orbitadores lunares e um módulo lunar .
Artemis 2 2023 Grupo do bloco 1 Vôo de teste; Orbite ao redor da lua em uma cápsula de Orion tripulada
Artemis 3 2024 Grupo do bloco 1 Cápsula de Orion tripulada em uma órbita lunar, de lá com uma nave espacial para a superfície lunar e depois de uma semana de volta. A nave estelar já havia sido lançada para a lua com um impulsionador superpesado .
Artemis 4 2025 Tripulação do Bloco 1B Cápsula de Orion tripulada para o LOP-G , de lá com um módulo de pouso para a lua e vice-versa.
Artemis 5 2026 Tripulação do Bloco 1B Cápsula Orion tripulada e logística de superfície para o LOP-G, de lá com um módulo de pouso para a lua e vice-versa.
Artemis 6 2027 Tripulação do Bloco 1B Cápsula de Orion tripulada e componentes de gateway, incluindo um braço de garra para o LOP-G, de lá para a lua e de volta com um módulo de pouso.
Artemis 7 2028 Carga Bloco 1B Transporte de um módulo residencial para a superfície lunar ("ativo de superfície"). Este vôo não é mencionado em todos os planos da NASA.
Artemis 7
ou 8		 2028 Tripulação do Bloco 1B Cápsula de Orion tripulada e componentes de gateway, incluindo um braço de garra para o LOP-G, de lá para a lua e de volta com um módulo de pouso.
Uma espaçonave Orion visita o portal da Plataforma Orbital Lunar
Lançamentos SLS excluídos (em 24 de julho de 2021)
missão Data alvo variante Observações
Clipper da Europa 2024 Bloco 1 de carga Sondar a lua de Júpiter, Europa; deve começar com o Falcon Heavy da SpaceX .
Redirecionamento de asteróide 2026 Bloco 1B Envie uma cápsula Orion com quatro membros da tripulação para um asteróide próximo à Terra, que é detectado roboticamente.

Comparação com outros mísseis pesados

Os veículos de lançamento mais potentes atualmente disponíveis ou em desenvolvimento para transporte em órbita terrestre baixa (LEO) são:

foguete fabricante estágios Reforço lateral max.payload (LEO) max.payload ( GTO ) reutilizável missões interplanetárias missões tripuladas Primeiro voo
CZ-9 República Popular da ChinaRepública Popular da China CALT 3 4º 140 t 66 t não planejado não planejado aproximadamente 2030
SLS bloco 1B Estados UnidosEstados Unidos Boeing 2 2 105 t não especificado não planejado planejado 2025 (planejado)
Nave estelar Estados UnidosEstados Unidos SpaceX 2 - > 100 t 1 21 t
(> 100 t 2 ) 		Completamente planejado planejado 2021 (planejado)
SLS bloco 1 Estados UnidosEstados Unidos Boeing 2 2 95 t não especificado não planejado planejado 2021 (planejado)
Falcon Heavy Estados UnidosEstados Unidos SpaceX 2 2 64 t 27 t Primeiro estágio, reforço lateral, carenagem de carga útil sim não planejado 2018
New Glenn Estados UnidosEstados Unidos Origem Azul 2 - 45 t 1 13 t 1 Primeira etapa possível planejado 2022 (planejado)
Angara A5V RússiaRússia Khrunichev 3 4º 37,5 t 12 t não planejado planejado 2027 (planejado)
Delta IV Pesado Estados UnidosEstados Unidos ULA 2 2 29 t 14 t não sim não 2004
Vulcano Estados UnidosEstados Unidos ULA 2 6º 27 t 13,6 t não planejado planejado 2022 (planejado)
CZ-5 República Popular da ChinaRepública Popular da China CASC 2-3 4º 25 t 14 t não sim não planejado 2016
1Carga útil máxima ao reutilizar todos os componentes reutilizáveis. Uma carga útil maior seria possível sem reutilização.
2 Ao reabastecer em órbita.

Links da web

Commons : Space Launch System  - coleção de fotos, vídeos e arquivos de áudio

Evidência individual

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Veículos de lançamento americanos


Em uso:

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Em teste:

Foguete

Em desenvolvimento:

Firefly Alpha • Neutron • Novo Glenn • Ravn • RS1 • SLS • SpinLaunch • Starship • Super Strypi • Terran 1 • Vector • Vulcan

Aposentado:

Atenas • Atlas • Conestoga • Delta • Delta II • Delta IV M • Falcon 1 • Juno I • Juno II • Piloto • Redstone • Saturno • Explorador • Ônibus espacial • Sparta • Thor • Titã • Vanguarda

Não realizado:

Ares ( Ares I , Ares V ) • Falcon 5 • Kistler K-1 • Liberty • Nova • Omega • Ônibus de Saturno • Dragão do Mar • Ônibus C

Estágios do foguete:

Agena • Castor • Centauro • EDS • IUS • PAM • TOM