Una nave espacial estándar , también conocida como simulador de masas , es una nave o carga útil no funcional que se utiliza para probar varias configuraciones y características básicas de tamaño, carga y manejo de los vehículos de lanzamiento de cohetes . Es mucho menos costoso construir varias naves espaciales estándar no funcionales a gran escala que desarrollar el sistema completo (diseño, prueba, rediseño y lanzamiento). De esta manera, las naves espaciales estándar permiten componentes y aspectos de la industria aeroespacial de vanguardia.proyectos que se probarán mientras se negocian los contratos detallados para el proyecto final. Estas pruebas pueden usarse para desarrollar procedimientos para acoplar una nave espacial a su vehículo de lanzamiento, acceso y salida de emergencia, actividades de apoyo de mantenimiento y varios procesos de transporte.
Las naves espaciales repetitivas se utilizan más comúnmente para probar naves espaciales tripuladas; por ejemplo, a principios de la década de 1960, la NASA realizó muchas pruebas utilizando la nave espacial Apolo repetida sobre los cohetes Saturno I y la nave espacial Mercurio sobre los cohetes Atlas (por ejemplo, Big Joe 1 ). El Space Shuttle Enterprise sin motor se utilizó como modelo estándar para probar el ensamblaje de la pila de lanzamiento y el transporte a la plataforma de lanzamiento. El programa Constellation ahora cancelado de la NASA y el programa Artemis en curso utilizaron la nave espacial Orion estándar para varias pruebas.
Calderas de mercurio
Los técnicos del Centro de Investigaciones Langley de la NASA fabricaron placas repetitivas de Mercurio antes de que McDonnell Aircraft Company construyera la nave espacial Mercury . Las cápsulas repetitivas se diseñaron y utilizaron para probar los sistemas de recuperación de naves espaciales y las torres de escape y los motores de los cohetes . Se realizaron pruebas formales en la plataforma de pruebas en Langley y en Wallops Island utilizando los cohetes Little Joe . [1] [2]
Etimología
El término repetición se originó a partir del uso de acero repetitivo [3] para la construcción de artículos de prueba / maquetas . Históricamente, durante el desarrollo de la serie Little Joe de 7 vehículos de lanzamiento, solo había una cápsula de caldera real y se llamaba así porque su sección cónica estaba hecha de acero en el Astillero Naval de Norfolk . Esta cápsula se utilizó en una prueba de aborto en la playa y luego se utilizó posteriormente en el vuelo LJ1A . Sin embargo, el término pasó a utilizarse posteriormente para todas las cápsulas prototipo (que por derecho propio eran casi tan complicadas como las cápsulas orbitales). Este uso era técnicamente incorrecto, ya que esas otras cápsulas no estaban hechas de calderería, pero el término repetitivo había sido efectivamente genérico . [ cita requerida ]
Acontecimientos notables
- 1959 22 de julio: primera prueba de vuelo exitosa con aborto de plataforma con una torre de escape funcional unida a una placa de caldera Mercury.
- 1959 28 de julio - Un modelo de Mercury con instrumentación para medir los niveles de presión sonora y las vibraciones del cohete de prueba Little Joe y el cohete de aborto / torre de escape Grand Central.
- 1959 9 de septiembre: un Mercury (BJ-1) modelo Big Joe Atlas fue lanzado con éxito y volado desde Cabo Cañaveral. Este vuelo de prueba fue para determinar el rendimiento del escudo térmico y la transferencia de calor a la placa de caldera, para observar la dinámica de vuelo de la placa de caldera durante el reingreso al Atlántico Sur, para realizar y evaluar los procedimientos del sistema de recuperación y flotación de cápsulas, y para evaluar la totalidad personajes de cápsulas y cohetes y controles del sistema. [6]
- 9 de mayo de 1960: la prueba de Beach Abort con un sistema de escape de lanzamiento fue exitosa.
- 1961 25 de febrero: prueba de caída exitosa de la nave espacial de calderas Mercury equipada con faldón de impacto, correas y cables, y un escudo térmico. [7]
- 1961 24 de marzo - Se produjo un exitoso lanzamiento de Mercury-Redstone BD (MR-3) con un apogeo de 181 km (112 millas); primer vuelo suborbital sin tripulación. [7]
Fotos
Prueba de aborto de Mercury Beach
Prueba de paracaídas de mercurio
Prueba de flotación de mercurio
Calderería Géminis
Había siete calderas Gemini: BP-1, 2, 3, 3A, 4, 5 y 201. [8] Las calderas 3A tenían puertas funcionales y tenían usos múltiples para probar la estanqueidad, collares de flotación y procedimientos de salida. [ cita requerida ]
Fotos
Planta de McDonnell, St. Louis , Missouri
Ensayo de flotación y rescate
Prueba de flotación y salida
Boilerplate en el Museo USS Hornet
Planchas de apolo
La NASA creó una variedad de calderas de Apolo. Se puede encontrar una lista de ellos en la sección Apolo de A Field Guide to American Spacecraft .
Lanzar pruebas del sistema de escape (LES)
Los módulos de comando estándar de Apollo se utilizaron para las pruebas de los procedimientos y los cohetes de la torre de lanzamiento del sistema de escape de lanzamiento (LES):
- BP-6 con Pad Abort Test-1 - Prueba de aborto de la plataforma LES desde la plataforma de lanzamiento; con foto. [ cita requerida ]
- BP-23A con Pad Abort Test-2 - Prueba de aborto de pad LES de CM cerca del Bloque-I; con foto. [ cita requerida ]
- BP-23 con vuelo de prueba de la misión A-002: prueba LES de canards, del 29 de octubre al 29 de noviembre. 5, 1964. [9]
- BP-27 con LES-015 - Pruebas dinámicas. [10]
Pruebas repetitivas
- BP-1 - Ensayos de impacto en el agua [10]
- BP-2 - Almacenamiento de ensayos de flotación [10]
- BP-3 - Pruebas de paracaídas [10]
- BP-6, -6B, - PA-1, vehículo de prueba de caída de paracaídas posterior, [10] y prueba de vuelo de aborto de plataforma LES para demostrar el rendimiento de aborto de plataforma del sistema de escape de lanzamiento en White Sands Missile Range. [11]
- BP-9 con vuelo de prueba de misión AS-105 (SA-10), prueba dinámica de micrometeoroides; no recuperado. [10]
- BP-12 con vuelo de prueba de la misión A-001 , ahora en la antigua instalación de la NASA, Downey, CA [9] para probar el rendimiento del vuelo de aborto transónico LES en White Sands Missile Range. [11]
- BP-13 con vuelo de prueba de misión AS-101 (SA-6), no recuperado. [10]
- BP-14 con pruebas del sistema de control ambiental , 22-29 de octubre de 1964, [9] consistió en el módulo de comando 14, el módulo de servicio 3, el sistema de escape de lanzamiento 14 y los adaptadores de lanzamiento Saturn. [10]
- BP-15 con vuelo de prueba de misión AS-102 (SA-7), no recuperado. [10]
- BP-16 con vuelo de prueba de misión AS-103 (SA-9), otra prueba de Micro Meteoroide, no recuperada. [10]
- BP-19A - Antena VHF , pruebas de caída en paracaídas; [10] ahora en el Columbia Memorial Space Center (antigua instalación de la NASA, Downey, CA) [12]
- BP-22 con vuelo de prueba de la misión A-003 ; repetición en exhibición en el Centro Espacial Johnson, Houston, TX [13]
- BP-23 - Pruebas de rendimiento de vuelo de aborto de alta presión dinámica LES en White Sands Missile Range. [11]
- BP-23A - Pruebas de rendimiento de vuelo de aborto de plataforma LES con Canard, BPC y cambios importantes de secuencia en White Sands Missile Range, [11] ahora mostrados con SA-500D en el Centro Espacial y de Cohetes de EE. UU. , Huntsville, Alabama . [10]
- Módulo de comando BP-25 (CM) - Prueba de recuperación de agua, en el Museo de Transporte de Fort Worth [10] (Ver foto BP-25)
- BP-26 con vuelo de prueba de la misión AS-104 (SA-8) - otra prueba de micrometroide. [10]
- Módulo de comando y servicio BP-27 con LES-16: prueba de cardán del motor y la pila. [10] Ahora en exhibición sobre el Saturno V vertical en el Centro Espacial y de Cohetes de EE. UU. , Huntsville, Alabama . [14]
- BP-28A - Pruebas de impacto [10]
- BP-29 - Pruebas de caída en vertical en Downey, CA , 30 de octubre de 1964, en exhibición en Barringer Crater , Arizona . [9] [10]
- BP-30 - Pruebas de brazo oscilante; actualmente en exhibición en el Centro Apollo / Saturno V del Centro Espacial Kennedy. [10]
Unidades específicas de Apollo BP
BP-1101A
BP-1101A se utilizó en numerosas pruebas para desarrollar equipos y procedimientos de recuperación de naves espaciales. Específicamente, 1101A probó las bolsas de aire como parte del procedimiento de enderezado cuando el Apollo aterriza boca abajo en el agua. La secuencia de inflado de las bolsas hizo que la cápsula se enrollara y se enderezara. [15]
Esta repetición de McDonnell está ahora cedida al Museo del Aire y del Espacio Wings Over the Rockies , [16] Denver, Colorado, del Smithsonian. BP-1101A tiene una marca exterior pintada de AP.5. El examen del interior en 2006 reveló grandes lingotes de acero pesado. [17] Después de una mayor investigación, se aplicó un nuevo esquema de pintura en junio de 2007.
BP1101A AP5, vista frontal, Wings Museum , 2006
BP1101A AP5, vista lateral
Nuevo esquema de pintura, junio de 2007
BP-1102A
El BP-1102 se utilizó como entrenador de salida de agua para todos los vuelos del Apolo, incluso por la tripulación del Apolo 11 , la primera misión de aterrizaje lunar. También fue adaptado para maquetas de componentes interiores y utilizado por los astronautas para practicar salidas rutinarias y de emergencia de la nave espacial. [ cita requerida ]
Luego se modificó nuevamente donde el interior se configuró para configurarse como Apollo / Soyuz o como un vehículo Skylab Rescue propuesto para cinco personas . Con estas dos conversiones, los astronautas podrían entrenarse para esas misiones especiales. Finalmente fue transferido de la NASA al Smithsonian en 1977, y ahora se exhibe en el Centro Udvar-Hazy con el collar de flotación y las bolsas que se adjuntaron a Columbia (el Módulo de Comando del Apolo 11) al final de su misión histórica. [18]
BP-1210
BP-1210 se utilizó en entrenamiento de aterrizaje y recuperación y para probar dispositivos de flotación. Se exhibe fuera del Stafford Air & Space Museum . [19]
Serie BP-1220/1228
El propósito del diseño de esta serie era simular el peso y otras características físicas externas del módulo de comando Apollo . Estos prototipos estaban en el rango de las 9000 libras tanto para tanques de agua de laboratorio como para pruebas oceánicas. Los experimentos probaron collares de flotación, instalaciones de collares y características de flotabilidad. La Marina capacitó a su personal de recuperación para la instalación de collares oceánicos y los procedimientos de recuperación a bordo. Estas calderas rara vez tenían equipamiento interno. [20] Ver foto BP-1220.
BP-1224
BP-1224 era un programa de prueba de inflamabilidad a nivel de componente para probar las decisiones de diseño en la selección y aplicación de materiales no metálicos. North American realizó comparaciones de configuración estándar con el módulo de comando y servicio 2TV-1 y 101. La junta de revisión de la NASA decidió el 5 de febrero de 1967 que la configuración estándar había determinado una configuración razonable en el "peor de los casos", después de que se realizaron más de 1,000 pruebas. [21] Consulte el conjunto de fotografías BP-1224.
BP-1227
Los detalles con respecto a esta cápsula de prueba no están claros, pero lo más probable es que se perdiera en el mar en algún lugar entre las Azores y el Golfo de Vizcaya a principios de 1969, y que se recuperó en junio de 1969 frente a Gibraltar por el arrastrero pesquero soviético Apatit (posiblemente un barco espía soviético disfrazado). como tal, que era un lugar común durante la Guerra Fría ), [22] [23] [24] [25] transferido al puerto de Murmansk en la Unión Soviética, y devuelto a los EE. UU. en septiembre de 1970 por el USCGC Southwind (WAGB- 280) . [26] Ahora se encuentra en Grand Rapids , Michigan , como una cápsula del tiempo . [27] [28] Ver foto BP-1227 . Las únicas certezas sobre esta cápsula son que fue devuelta a los Estados Unidos en Murmansk a principios de septiembre de 1970 durante una visita del USCG Southwind, que la devolvió a la Estación Aérea Naval, Norfolk, Virginia. Allí permaneció hasta que se pasó el título al Smithsonian en abril de 1976, cuando pasó a Grand Rapids, Michigan, para que sirviera como cápsula del tiempo. Dos fuentes oficiales, la Armada de los EE. UU. Y el Servicio de Guardacostas de los EE. UU., Dicen que fue perdido por una unidad ARRS (Escuadrón de Rescate y Recuperación Aeroespacial) que se entrenaba en procedimientos de recuperación. Un relato contemporáneo de su regreso cita a un portavoz de la NASA diciendo: "... hasta donde la NASA puede determinar el objeto ... que la Marina perdió hace dos años".
Plantillas del transbordador espacial
Como parte del programa del Transbordador Espacial , se construyeron varios vehículos estándar utilizando diversos materiales para realizar pruebas clave de procedimientos, infraestructura y otros elementos que tendrían lugar durante una misión del Transbordador.
Artículo de prueba de instalaciones
En 1977, el Marshall Space Flight Center (MSFC) construyó una simple maqueta de orbitador de acero y madera para ser utilizada en actividades de verificación de ajuste para varios elementos de la infraestructura necesaria para soportar el Transbordador Espacial, incluidos los espacios libres en las carreteras y las capacidades de la grúa, así como para pruebas en varios edificios y estructuras utilizadas como parte del programa, tanto en el MSFC como en el Centro Espacial Kennedy . La maqueta fue diseñada para tener el tamaño, la forma y el peso aproximados de un orbitador real, y permitió realizar estas pruebas iniciales sin utilizar el prototipo de orbitador Enterprise , mucho más caro y delicado . [29] Después de su uso como artículo de prueba, la maqueta se almacenó hasta 1983, cuando fue restaurada y modificada para parecerse más a un orbitador real, antes de mostrarse en Tokio . [30]
Artículo de prueba estructural
El artículo de prueba estructural se construyó como un vehículo de prueba destinado a ser utilizado en pruebas de vibración iniciales para simular vuelos completos. [31] El STA fue construido esencialmente como un fuselaje orbitador completo, pero con una maqueta del compartimiento de la tripulación instalada, y el aislamiento térmico solo se ajusta al fuselaje delantero. [32] La prueba de simulación del STA se llevó a cabo en el transcurso de once meses después de su lanzamiento en febrero de 1978; En ese momento, se pretendía que el prototipo del orbitador Enterprise se convirtiera en un modelo listo para el vuelo completo, pero el costo de realizar este trabajo, junto con una serie de cambios de diseño que habían tenido lugar entre el lanzamiento del Enterprise y el final La construcción del primer orbitador operativo, Columbia , significó que en su lugar se decidió actualizar el STA a un modelo de vuelo. Esto comenzó tras el final de las pruebas de STA en enero de 1979, con el orbitador completo, llamado Challenger , lanzado en junio de 1982. [31]
Prototipo
Pruebas de aproximación y aterrizaje
En enero de 1977, el prototipo del orbitador Enterprise fue entregado a la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California para el comienzo de su programa de pruebas general, que abarcaría pruebas de vuelo, verificación de ajuste y pruebas de procedimientos del orbitador, sus sistemas, las instalaciones y los procedimientos requeridos. para lanzar, volar y aterrizar la nave espacial de forma segura. Durante 1977, Enterprise se utilizó en lo que se llamó el programa de pruebas de Aproximación y Aterrizaje , que incluía acoplar el orbitador al Shuttle Carrier Aircraft , un Boeing 747 modificado para probar las características de rodaje y vuelo de la combinación Orbiter / SCA. Esto incluyó vuelos de la combinación en la que la propia Enterprise fue encendida y tripulada, para probar los sistemas de procedimientos de la tripulación en vuelo, y finalmente un conjunto de cinco de los llamados "vuelos libres", con la Enterprise descartada de la SCA en altitud para aterrizar en propio, probando las propias características de vuelo y manejo del orbitador. [33]
Pruebas de vibración y control de ajuste
En marzo de 1978, luego de su uso en pruebas de vuelo durante el programa ALT , la Enterprise fue llevada al MSFC en Huntsville, Alabama para su uso en la prueba de vibración vertical acoplada en el suelo. Esto vería a la Enterprise acoplada a un tanque externo vacío y a los impulsores de cohetes sólidos ficticios , creando una versión estándar de la pila completa del transbordador espacial por primera vez. Dentro de la instalación de pruebas estructurales dinámicas en el MSFC, la pila se sometió a una serie de pruebas de vibración que simulaban las diversas etapas a las que estaría sometida durante el lanzamiento. [34]
Después de su uso en Huntsville, Enterprise fue llevada al Centro Espacial Kennedy en Florida, donde fue nuevamente utilizada en una configuración estándar completa para esta vez probar los procedimientos de ensamblaje y transporte de la pila desde el Edificio de Ensamblaje de Vehículos hasta el Complejo de Lanzamiento 39 , como así como los procedimientos requeridos a su llegada a la plataforma de lanzamiento. [35] [36] En 1985, Enterprise se usó nuevamente para este propósito, esta vez con la configuración estándar utilizada para probar las instalaciones del transbordador de la Fuerza Aérea en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg , incluido un acoplamiento completo en la plataforma de lanzamiento SLC-6 . [37]
Placa de caldera de Orion
Desarrollo
La construcción de la primera plantilla de Orion [38] fue un prototipo de maqueta básica para probar las secuencias de ensamblaje y los procedimientos de lanzamiento en el Centro de Investigación Langley de la NASA mientras los ingenieros aeroespaciales de Lockheed ensamblan los primeros motores de cohetes para la torre de escape de la nave espacial. La primera plantilla se envió al Dryden Flight Research Center en Edwards, California, para la integración de la aviónica de Lockheed y la instrumentación de vuelo de desarrollo de la NASA [39] antes del envío al White Sands Missile Range de Nuevo México para la primera prueba de aborto en plataforma Orion (PA-1) en 2009. El 20 de noviembre de 2008 se llevó a cabo una prueba completa de los cohetes abortivos en Utah. [40] PA-1 es el primero de los seis eventos de prueba en el subproyecto Orion Abort Flight Test. Lockheed Martin Corp. se adjudicó el contrato para construir Orion el 31 de agosto de 2006. [ cita requerida ]
Se utilizarían otras plantillas para probar condiciones térmicas, electromagnéticas, de audio, vibraciones mecánicas y estudios de investigación. Estas pruebas para la nave espacial Orion se realizarían en la estación Plum Brook en el Centro de Investigación Glenn de la agencia, con sede en Ohio . [41] [42]
Fotos
La placa de caldera de tamaño completo de Orion recibe su primera capa de pintura
Pintado en Dryden Research Center
Listo para probar
Maqueta de Orion de 18,000 libras construida por la Marina en un grupo de prueba en la División Carderock del Naval Surface Warfare Center en West Bethesda, Maryland
Placas de calderas de naves espaciales comerciales
En la década de 2010, varias cápsulas espaciales de diseño comercial utilizaron unidades repetitivas en los lanzamientos iniciales de nuevos vehículos de lanzamiento .
- La Unidad de Calificación de la Nave Espacial Dragon fue una unidad repetitiva lanzada a la órbita en el vuelo inaugural del cohete SpaceX Falcon 9 , el 4 de junio de 2010. Se construyó para la línea de molde exterior (OML) y la distribución masiva de la nave espacial Dragon . [43]
- El Cygnus Mass Simulator fue una cápsula repetitiva lanzada a orbitar en el vuelo inaugural del cohete Antares de Orbital Sciences Corporation el 21 de abril de 2013. Fue construido para la línea de molde exterior y la distribución de masa de la nave espacial Cygnus . [44] [45]
- En el vuelo inaugural del vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon Heavy el 6 de febrero de 2018, Elon Musk usó su Tesla Roadster como carga útil ficticia con un conductor de maniquí, que fue enviado a una órbita elíptica heliocéntrica con un afelio de 2.6 AU en la segunda etapa. . [46] [47]
Ver también
- Proyecto Mercurio
- Proyecto Géminis
- Proyecto Apolo
- Acorazado (cohete)
- Transbordador espacial Pathfinder
- Potenciador de prueba de aborto Orion
Notas
- ^ NASA Mercury History Archivado el 27 de enero de 2007, en lassecciones # 44 y # 47 de Wayback Machine
- ↑ Mercury Project Boilerplates Archivado el 7 de noviembre de 2007 en Wayback Machine y Little Joe Rockets with Boilerplates Archivado el 2 de agosto de 2007 en Wayback Machine
- ^ es decir, chapa de acero que se utiliza normalmente para fabricar calderas
- ^ Pruebas de plantilla de mercurio
- ^ Archivos de historia de la NASA
- ^ Cronología de la historia de la NASA
- ^ a b Cronología de Astronautix - Trimestre 1 1961 en Encyclopedia Astronautica
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- ^ a b c d Historia de la NASA Apolo
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Referencias
- MSNBC: Orion Boilerplate Story (actualizado: 10:11 am MT, miércoles 21 de marzo de 2007)
- BusinessTech: Orion-Ares Story (publicado: 6 de septiembre de 2006 10:41 am ET)
- Archivos de historia del Apolo de la NASA
- Smithsonian NASM: Lista de modelos, misiones y vehículos de lanzamiento de Apollo
enlaces externos
- AAIA: Orion Boilerplate
- Vuelo espacial de la NASA: MLAS: el sistema alternativo de aborto de lanzamiento de Orion gana impulso (se está desarrollando el modelo de Orion)
- HobbySpace: BP-6 ahora en California
- Lista de calderas de mercurio
- Placa de caldera de Orion