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Details zur Ares I Oberstufe
Heute hört das Komitee, das mit der Überprüfung der Zukunft der bemannten US-Raumfahrt beauftragt ist, zu Ares ich Teammitglieder beschreiben, wie die Rakete funktionieren wird. Sie müssen die unabhängige Expertenjury davon überzeugen, dass das Design der Rakete sicher und zuverlässig ist, und dass Ares ich sollte das Fahrzeug sein, mit dem die USA Menschen zum Mond und schließlich zum Mars schicken.
Künstlerkonzept der Ares I Oberstufe. Bildnachweis: NASA
Das Komitee hat bereits alternative Ideen für die Raumfahrt von privaten Unternehmen und sogar von der NASA gehört – John Shannon, der Shuttle-Programmmanager der NASA, präsentierte ein von einem Shuttle abgeleitetes Startfahrzeugkonzept. Diese Ideen wurden vom Ausschussvorsitzenden Norman Augustine gut aufgenommen.
Ich sprach mit Danny Davis, Programmmanager der Ares ich Oberstufe, im vergangenen Frühjahr bei der Arbeit an einem Artikel über Ares I-X, ein Testfahrzeug zur Datensammlung für Ares I . Wir haben ausführlich über die Komponenten der Oberstufe der Rakete gesprochen, die sich kurz nach dem Start von der ersten Stufe trennen wird. Die Oberstufe beinhaltet die wichtigsten Avionik sowie Navigations- und Kontrollsysteme ( siehe PDF ). Hier ein paar Auszüge aus unserem Gespräch.
Technologieüberprüfung : Wie wird die obere Stufe navigiert und gesteuert, wenn sie sich von der ersten Stufe trennt?
Danny Davis : Wir verwenden dafür einen ziemlich traditionellen Ansatz, aber die Avionik wird auf dem neuesten Stand der Technik sein; Wir verwenden keine alten Technologien. Wir geben die Flugbahn ein, die wir fliegen möchten, und verwenden die Bordcomputersteuerung, damit das Fahrzeug vom Boden [Personal oder Systeme] nicht fliegt. Der Computer erkennt die Bewegung und wählt die Führungsbefehle aus, damit [die Rakete] auf dem richtigen Weg bleibt. Astronauten haben die Möglichkeit, bei Bedarf Eingaben in das Leitsystem zu geben, aber es sind meistens Bordcomputer, die fliegen, anstatt ein offenes Steuersystem wie die erste Stufe zu sein.
KINDER : Können Sie mehr darüber erklären, was die Oberstufe steuert?
DD : Es ist im Grunde eine ausgeklügelte Elektronik, meistens der Flugcomputer. Es ist ein hochmodernes Computersystem, das für den Betrieb in der Umgebung entwickelt wurde, die Sie während des Starts und des Fluges sehen. Auch die Instrumenteneinheit ist gut platziert; Es ist weit oben in der Rakete, in der Nähe einer Struktur, die die Orion Kapsel, [das Erkundungsfahrzeug der Besatzung], zur Trägerrakete. An Bord befinden sich tatsächlich drei Flugcomputer, die sich ständig gegenseitig überprüfen. Wenn einer einen nicht verstandenen Befehl ausgibt, kann er von den anderen beiden rausgeschmissen werden. [Dieser Vorgang wird als] eine Abstimmungsuhr bezeichnet. Die Computer verwalten den gesamten Betrieb des Fahrzeugs – Führung, Navigation und Kommunikation.
KINDER : Welche Art von Motor wird die Oberstufe für die Leistung verwenden?
DD : Ein J-2X-Triebwerk, das zündet, wenn sich die obere Stufe von der ersten Stufe löst, [ungefähr 127 Sekunden nach dem Abheben]. Es basiert auf Designs von zwei Saturn-Raketen aus der Apollo-Ära und wird mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff betrieben. Es wird etwa [465 Sekunden] betrieben, bis es eine bestimmte Höhe erreicht, wenn die Orion Besatzungskapsel trennt sich. Sowohl das Triebwerk als auch die Oberstufe fallen dann in die Erdatmosphäre zurück und werden nicht geborgen.
TR: Was ist wirklich innovativ am Raketendesign?
DD: Unser Design hat viel Tradition: die Verwendung einer Aluminiumlegierung, die extrem stark und leicht ist und vom Space-Shuttle-Programm entwickelt wurde; Wärmeschutzsysteme, Primer und Thruster Valves waren größtenteils bereits verfügbar, aber wir entwickeln umweltfreundlichere Versionen von Primern.
Die Innovation unserer Mission besteht darin, Astronauten in den Orbit zu bringen, damit sie nach Hause kommen. Jeden Tag denken wir an die Sicherheit der Maschinenkonstruktion. Es muss Leistung bringen – die erste Stufe, die obere Stufe müssen zusammenarbeiten, und es muss den richtigen Antrieb haben.
Eine andere Sache ist, dass wir es erschwinglicher machen werden. Das Problem mit dem Space Shuttle ist, dass es zu teuer ist. Wir müssen das Budget und die Ressourcen der NASA für den Transport ausgeben. Wir wollen eine neue Oberstufe bauen, die günstiger ist, … damit Ingenieure auch an anderen Dingen arbeiten können. Es gibt viele Verbesserungen, die wir machen können und haben.