El Ares V (anteriormente conocido como Cargo Launch Vehicle o CaLV ) era el componente de lanzamiento de carga planificado del programa cancelado Constellation de la NASA , que debía haber reemplazado al Transbordador Espacial después de su retiro en 2011. También se planeó que Ares V transportara suministros para una presencia humana en Marte . [3] Ares V y el Ares I más pequeño recibieron el nombre de Ares , el dios griego de la guerra.
Función | Vehículo de lanzamiento de carga |
---|---|
País de origen | Estados Unidos |
Tamaño | |
Altura | 116 m (381 pies) o 109 m (358 pies) |
Diámetro | 10 m (33 pies) o 8,4 m (28 pies) |
Etapas | 2 |
Capacidad | |
Carga útil a LEO | |
Masa | 188.000 kg (414.000 libras) [1] |
Carga útil a TLI | |
Masa | 71.100 kg (156.700 libras) o 60.600 kg (133.600 libras) |
Historial de lanzamiento | |
Estado | Cancelado |
Sitios de lanzamiento | Centro espacial Kennedy , LC-39B |
Impulsores: SRB derivado de Shuttle de 5 o 5,5 segmentos | |
Motores | 1 sólido |
Propulsor | APCP (sólido) |
Primera etapa | |
Motores | 5 o 6 RS-68 B [2] o 5 SSME (RS-25) |
Empuje | 8,350 kN (1,880,000 lb f ) o 10,350 kN (2,330,000 lb f ) en la atmósfera superior (cifras para RS-25) |
Propulsor | LH 2 / LOX |
Segunda etapa - Etapa de salida de la Tierra | |
Motores | 1 o 2 J-2X |
Propulsor | LH 2 / LOX |
El Ares V iba a lanzar la Etapa de Salida de la Tierra y el módulo de aterrizaje lunar Altair para el regreso de la NASA a la Luna , que estaba planeado para 2019. [4] También habría servido como el lanzador principal para misiones más allá del sistema Tierra-Luna, incluido el El objetivo final del programa, una misión tripulada a Marte. El Ares V sin tripulación complementaría el cohete Ares I , más pequeño y clasificado para humanos , para el lanzamiento de la nave espacial Orion de 4 a 6 personas . Ambos cohetes, considerados más seguros que el transbordador espacial actual, habrían empleado tecnologías desarrolladas para el programa Apollo , el programa Shuttle y el programa Delta IV EELV . [5] Sin embargo, el programa Constellation, incluidos Ares V y Ares I, fue cancelado en octubre de 2010 por la Ley de Autorización de la NASA de 2010 . En septiembre de 2011, la NASA detalló el Sistema de Lanzamiento Espacial como su nuevo vehículo para la exploración humana más allá de la órbita de la Tierra, [6] mientras que las empresas espaciales comerciales proporcionarían acceso a la órbita terrestre baja tanto para carga como para astronautas.
Desarrollo
Conceptos tempranos
En el libro de 1996 The Case for Mars , el autor Robert Zubrin discutió un posible futuro vehículo de lanzamiento pesado llamado Ares . En el libro, el cohete habría consistido en el tanque externo del Transbordador Espacial propulsado por cuatro Motores Principales del Transbordador Espacial (SSMEs) y una segunda etapa propulsada por un motor RL-10 . Una diferencia notable en Zubrin et al. El diseño es que las SSMEs estaban en una pequeña nave flyback montada lateralmente. Este diseño estaba destinado a permitir que el Ares vuele utilizando la infraestructura del transbordador espacial existente. [7]
Constelación
Ares V iba a ser el componente de lanzamiento de carga del programa Constellation . A diferencia del Saturno V y el Transbordador espacial , donde la tripulación y la carga se lanzaron juntas en el mismo cohete, el Proyecto Constellation planeó usar dos vehículos de lanzamiento separados, el Ares I y el Ares V, para la tripulación y la carga, respectivamente. Esta configuración habría permitido optimizar los dos vehículos de lanzamiento para sus respectivas misiones. Por lo tanto, Constellation combinó el Lunar Orbit Rendezvous utilizado por Apollo con el modo Earth Orbit Rendezvous propuesto por el Dr. Wernher von Braun (junto con la propuesta de "Ascenso Directo") durante las primeras etapas de planificación de Apollo.
El desarrollo del cohete y su etapa de salida de la Tierra fue dirigido por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA . El Centro de Investigación Ames de la NASA fue responsable de los apoyos del sistema de gestión de salud integrado Ares V en el desarrollo de su cubierta de carga útil. El Centro de Investigación Glenn lideró el desarrollo de la etapa de ascenso del módulo de aterrizaje lunar, así como el sistema de energía Ares V, el sistema de control del vector de empuje y la cubierta de carga útil. El Centro de Investigación Langley tuvo un papel principal en la investigación de la aerodinámica del Ares V. [8]
En 2007, la NASA anunció que Alliant Techsystems sería el contratista de los SRB de Ares I y Ares V. [9]
Más roles
Aunque el Ares V era un proyecto de mediano a largo plazo, la NASA planeaba desplegar su capacidad de elevación en una variedad de proyectos, [10] en la línea del anterior Programa de Aplicaciones Apolo .
Una propuesta fue construir un Telescopio Espacial de Gran Apertura de Tecnología Avanzada de 8 a 16 metros [11] para colocarlo en el punto L2 Sol / Tierra . Sería un aumento significativo en dimensión y rendimiento sobre el telescopio espacial Hubble y se esperaba que el vehículo Ares V lo llevara a su destino en un solo lanzamiento. [ cita requerida ] Las misiones futuras de Ares V también podrían haber servido como un transporte masivo y rentable de materiales de construcción para futuras naves espaciales y misiones , entregando materias primas , por ejemplo, a un muelle en la Luna . [ cita requerida ]
En mayo de 2010, la NASA planeó demostraciones de vuelo del hardware Ares V junto con el hardware Ares I después de la próxima prueba Ares IX Prime programada de la primera etapa SRB de cinco segmentos del Ares I. Varios vuelos se catalogaron como vuelos de prueba de "Heavy Lift" para probar la primera etapa del Ares V simultáneamente con la etapa superior del Ares I acoplada en la parte superior de la primera etapa del Ares V. Esto ahorraría tiempo y dinero al evitar la brecha entre probar el hardware Ares I y Ares V con fondos limitados. [12]
Cancelación
La Comisión Augustine concluyó que "según el perfil de financiación del año fiscal 2010, el Comité estima que Ares V no estará disponible hasta finales de la década de 2020". [13] Incluso si la NASA hubiera recibido un aumento de $ 3 mil millones en fondos y la ISS se hubiera retirado en 2015, el comité aún creía que el Ares V no estaría listo hasta mediados de la década de 2020. [14]
El 1 de febrero de 2010, el presidente Barack Obama anunció una propuesta para cancelar el programa Constellation efectivo con el presupuesto del año fiscal 2011 de EE. UU., [15] pero luego anunció cambios a la propuesta en un importante discurso de política espacial en el Centro Espacial Kennedy el 15 de abril. 2010. En octubre de 2010, la Ley de Autorización de la NASA de 2010 se convirtió en ley, que canceló Constellation. [16] Sin embargo, la legislación anterior mantuvo los contratos de Constellation en vigor hasta que se aprobó un nuevo proyecto de ley de financiación para 2011. [17] [18] Debido a obligaciones legislativas anteriores, se debían pagar 500 millones de dólares a los contratistas después de la cancelación del programa hasta marzo de 2011. [19]
Sucesor
El sucesor de la familia de cohetes Ares es el Space Launch System , un vehículo más versátil diseñado para lanzar tanto tripulación como carga, similar al concepto Ares IV. Tiene un rango de carga útil de 95-130 toneladas a LEO en sus diferentes variantes. El SLS es similar a los diseños anteriores de Ares V en que utiliza un tanque externo estirado de 8.4 metros y es alimentado por 4 RS-25 . Los diseños iniciales para el SLS utilizaron la misma Etapa de Salida de la Tierra, pero el desarrollo se detuvo y la Etapa Superior de Exploración 4-RL-10 tomó su lugar. Ambos vehículos utilizan los mismos SRB de 5 segmentos, aunque el SLS no los recuperará. Según el programa Artemis, el vehículo transportará a la tripulación a la Luna en la nave espacial Orion , así como equipos de logística y carga para misiones de superficie. Se encontrarán con un módulo de aterrizaje lunar separado, ya sea acoplado al Lunar Gateway , una estación orbital lunar, o volando libremente en órbita lunar . La versión SLS Block 1B es capaz de perfiles de misiones lunares de encuentro orbital terrestre como el del Ares V, encuentro orbital lunar como el que la NASA está persiguiendo actualmente, y misiones lunares integradas como las misiones Apolo utilizando el Saturno V, que ha sido propuesto bajo un nuevo proyecto de ley de la Cámara de Representantes. [20] [21] [22] [23] [24]
Diseño
El Ares V fue diseñado como un vehículo de lanzamiento pesado para enviar hardware y materiales de gran tamaño a la Luna, o para enviar suministros más allá de la órbita terrestre para mantener la presencia humana allí. [2] El Ares V fue diseñado para ser un cohete de tres etapas: la primera y la segunda etapa, que arden juntas, debían usar tanto propulsión sólida como líquida, y la etapa superior proporcionaba la propulsión necesaria para enviar el hardware y las grapas más allá de lo bajo. -Orbita terrestre y en trayectoria a la Luna.
Ares V se sometió a una revisión de diseño preliminar después de los resultados de la Comisión Agustín de 2009. [25] Al igual que el transbordador espacial, el vehículo Ares debía usar un par de propulsores de cohetes de primera etapa de combustible sólido que se queman simultáneamente con la etapa central de combustible líquido. El propulsor de cohete sólido en Ares V se concibió por primera vez como una versión mejorada del Space Shuttle Solid Rocket Booster , pero con cinco o cinco segmentos y medio en lugar de los cuatro segmentos utilizados con el transbordador espacial. [2] [26] [27] La etapa central de combustible líquido se derivaría del tanque externo del Transbordador Espacial y se utilizaría cinco o seis motores RS-68 B conectados al fondo de un nuevo tanque de 10 m de diámetro, o cinco SSMEs conectados a la parte inferior de una versión estirada del tanque externo de 8.4 m del Transbordador Espacial. Iba a ser alimentado por oxígeno líquido ( LOX ) e hidrógeno líquido ( LH2 ). [28]
La etapa superior, derivada de la etapa superior S-IVB utilizada en los cohetes Saturno IB y Saturno V , se denominó Etapa de Salida de la Tierra (EDS). El EDS estaría propulsado por un motor de cohete J-2X derivado de Apollo , que también se usaría en la etapa superior de combustible líquido del propulsor Ares I. El EDS iba a ser utilizado para dirigir el módulo de aterrizaje lunar Altair a su órbita inicial de "estacionamiento" de la Tierra baja para su posterior recuperación por la nave espacial Orion , y luego impulsaría tanto el Altair como el Orion a la Luna. [2] El EDS también podría haberse utilizado para llevar grandes cargas útiles a la órbita terrestre baja, además de colocar grandes naves espaciales sin tripulación en trayectorias más allá del sistema Tierra-Luna.
El Ares V fue diseñado para tener una capacidad de carga útil de más de 188 toneladas métricas (414.000 libras ) hasta la órbita terrestre baja (LEO) y 71 toneladas métricas (157.000 libras) hasta la Luna. [2] Una vez completado el Ares V sería el cohete más potente jamás construido, levantando más en órbita que incluso la American Saturno V, el fallido Soviética N-1 para el cancelado Moonshot Soviética , y la exitosa soviética / rusa Energia refuerzo desarrollado para el transbordador Buran . [29] Además de su función lunar, [2] también podría apoyar una expedición Orion tripulada a un asteroide cercano a la Tierra , y podría impulsar un sucesor de 8 a 16 metros del Telescopio Espacial Hubble al punto Sol- Tierra L 2 .
Derivados
Ares IV
El concepto Ares IV combina una etapa superior Ares I sobre un Ares V. [30] Específicamente, el vehículo consistiría en la etapa central de combustible líquido del diseño Ares V, dos propulsores de cohetes sólidos de cinco segmentos y el líquido. -Etapa superior alimentada por combustible del Ares I, como lo describió la NASA en enero de 2007. El Ares IV tendría una altura combinada de 367 pies (112 m) y podría usarse para llegar a la Luna. La capacidad de carga útil total sería de 90,420 lb (41,000 kg) a 240 millas (390 km) para inyección translunar directa. [31]
La NASA había considerado el uso de Ares IV para evaluar los perfiles de reentrada de "salto" de alta velocidad de la cápsula Orion en 2007. [32] La NASA había planeado demostraciones de vuelo del hardware Ares I y Ares V en configuraciones de "Carga pesada" a partir de 2013. El " Los vuelos de prueba Heavy Lift "tenían como objetivo probar la primera etapa del Ares V simultáneamente con la etapa superior Ares I acoplada en la parte superior para ahorrar tiempo y dinero. Las configuraciones posteriores del vehículo de prueba Heavy Lift son similares a las del vehículo Ares IV. [33]
Ares V Lite
Ares V Lite fue un vehículo de lanzamiento alternativo para el programa Constellation de la NASA sugerido por la Comisión Augustine . El Ares V Lite era un Ares V. [34] [35] Habría usado cinco motores RS-68 y dos SRB de cinco segmentos y habría tenido una carga útil en órbita terrestre baja de aproximadamente 140 toneladas métricas (309.000 libras). [36] Si se hubiera elegido, Ares V Lite habría reemplazado a los lanzadores Ares V y Ares I. Una versión de Ares V Lite habría sido un elevador de carga como Ares V y la segunda versión habría llevado astronautas en la nave espacial Orion. [36]
En ficción
En la película de 2013 Star Trek Into Darkness , un modelo de escritorio del cohete Ares V se colocó como decoración en la oficina del almirante Alexander Marcus como parte de su colección de vuelos espaciales. [37]
Ver también
- Comparación de sistemas de lanzamiento orbital
- Space Launch System sucesor de Ares, similar en diseño.
- Vehículo de lanzamiento DIRECTO
- Vehículo de lanzamiento de carga pesada derivado de lanzadera
- Magnum (cohete) el concepto de diseño del cohete Boeing de la NASA para un regreso a la luna, estudiado entre 1996 y 2004, con un núcleo de motor RS-68 y propulsores de cohetes de retorno líquidos.
Referencias
Este artículo incorpora material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
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- ^ Reh, Kim; Spilker, Tom; Elliott, John; Balint, Tibor; Donahue, Ben; McCormick, Dave; Smith, David B .; Tandon, Sunil; Woodcock, Gordon. "Ares V: Aplicación a la Exploración Científica del Sistema Solar" . Publicación JPL 08-3 . Laboratorio de propulsión a chorro. Archivado desde el original el 23 de marzo de 2012 . Consultado el 13 de septiembre de 2011 .
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- Comité de Agustín. "Revisión del Comité de planes de vuelo espacial humano de Estados Unidos, informe final" . NASA, octubre de 2009.
enlaces externos
- Vehículo de lanzamiento de carga Ares V de la NASA
- ¿Podemos impulsar futuras misiones a Marte?