El elemento de potencia y propulsión (PPE) anteriormente conocido como sistema de propulsión del vehículo de redireccionamiento de asteroides es un módulo de propulsión de iones eléctricos solares planificado que está desarrollando Maxar Technologies para la NASA . Es uno de los componentes principales de Lunar Gateway . El PPE permitirá el acceso a toda la superficie lunar y una amplia gama de órbitas lunares y se doblará como un remolcador espacial para las naves visitantes. [2] [3]
Estadísticas del módulo | |
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Parte de | Puerta |
Fecha de lanzamiento | Q4 2024 (planificado) [1] |
Vehículo de lanzamiento | Halcón pesado |
Masa | 9.000 kg (20.000 libras) |
El PPE originalmente comenzó a desarrollarse en el Laboratorio de Propulsión a Chorro como parte de la Misión de Redirección de Asteroides ahora cancelada , pero ahora está dirigida y administrada por el Centro de Investigación John H. Glenn de la NASA , en Cleveland, OH. Cuando se canceló ARM, la propulsión eléctrica solar se reutilizó como el PPE para el Gateway. [4] [5] El PPE está diseñado para poder transferir el Gateway reutilizable a Mars Orbit. [3] También servirá como centro de comunicaciones del Gateway. [6] El PPE está diseñado para tener una masa de 8 a 9 toneladas y la capacidad de generar 50 kW [7] de energía eléctrica solar utilizando Roll Out Solar Arrays para sus propulsores de efecto Hall , que pueden complementarse con propulsión química. [8] Actualmente se planea lanzar en un Falcon Heavy a fines de 2024 junto con el módulo HALO. [1] [9]
El PPE será compatible con el estándar internacional del sistema de atraque . [10] Esto significa que cualquier nave espacial IDSS podría teóricamente acoplarse al PPE, como Orion , la Estación Espacial Internacional , Dragon 2 , Dream Chaser y Boeing Starliner . Lo más probable es que los otros módulos de Lunar Gateway también sean compatibles con IDSS.
Desarrollo
Bus de vehículo de redireccionamiento de asteroides
El vehículo de redireccionamiento de asteroides era una nave espacial eléctrica solar robótica de alto rendimiento para la misión de redireccionamiento de asteroides (ARM). La misión era enviar la nave espacial a un asteroide cercano a la Tierra y capturar una roca de varias toneladas de la superficie con un dispositivo de agarre. Luego transportaría el asteroide a la órbita alrededor de la luna, donde las misiones tripuladas para estudiarlo podrían llevarse a cabo más fácilmente. [5] [11] La misión se canceló a principios de 2017 y el segmento de propulsión de la nave espacial se convirtió en el elemento de potencia y propulsión (PPE) del Deep Space Gateway, ahora conocido como Gateway. [4]
Misiones Space Tug reutilizables
Durante la misión de redireccionamiento de asteroides, las misiones de remolcadores espaciales tenían el propósito de separar la logística de Marte que puede pasar más tiempo en el espacio que la tripulación en una misión separada, lo que podría haber reducido los costos hasta en un 60% (si se usaba propulsión eléctrica solar avanzada). (motores de iones) [12] ). También reducirían el riesgo general de la misión al permitir la verificación de sistemas críticos en Marte antes de que la tripulación salga de la Tierra. De esta manera, si algo sale mal en esa logística, la tripulación no corre peligro y el hardware puede simplemente repararse o reactivarse. [13] [14] [15] [16] [17] [18]
No solo se aplicarían las tecnologías y diseños de propulsión eléctrica solar (SEP) a misiones futuras, sino que la nave espacial ARM se dejaría en una órbita estable para su reutilización. [13] [15] [14] El proyecto tenía como base cualquiera de las múltiples capacidades de reabastecimiento de combustible. La carga útil específica del asteroide estaba en un extremo del bus de la nave espacial , ya sea para su posible remoción y reemplazo a través de un servicio futuro, o como una nave espacial separable y reutilizable, dejando un remolcador espacial calificado en el espacio cislunar. Esto facilitó la adaptación de Gateway, ya que el sistema de propulsión ya estaba diseñado para ser reutilizable en múltiples misiones. [19] [20] [21] [22] [23] Sin embargo, cuando se canceló el ARM, el desarrollo en el autobús y las ideas de remolcadores reutilizables murieron temporalmente. [4]
Elemento de potencia y propulsión
En 2017, un año después de la existencia del programa Artemis , el autobús de tracción / propulsión espacial ARM se desempolvó y se reutilizó como el sistema de propulsión principal para la estación espacial Gateway, y se conoció oficialmente como el Elemento de potencia y propulsión o PPE. [4] El PPE será una versión más pequeña del bus Asteroid Redirect. [4] [24] El Gateway finalmente se separó de Artemis como un programa separado para garantizar el rápido aterrizaje en la luna para 2024 sin tener que esperar a que se complete el Gateway. [25] [26]
Estudios de empresas comerciales
El 1 de noviembre de 2017, la NASA encargó 5 estudios que duraron cuatro meses sobre formas asequibles de desarrollar el elemento de potencia y propulsión (PPE), aprovechando los planes de empresas privadas. Estos estudios tuvieron un presupuesto combinado de US $ 2,4 millones. Las empresas que realizaron los estudios de EPI fueron Boeing , Lockheed Martin , Orbital ATK , Sierra Nevada y Space Systems / Loral . [27] [7] Estos premios se suman al conjunto en curso de premios NextSTEP-2 otorgados en 2016 para estudiar el desarrollo y hacer prototipos terrestres de módulos de hábitat que podrían usarse en el Gateway, así como otras aplicaciones comerciales, [28] por lo que es probable que Gateway también incorpore componentes desarrollados bajo NextSTEP. [7] [29]
Contrato adjudicado
En mayo de 2019, la NASA contrató a Maxar Technologies para fabricar este módulo, que también suministrará energía eléctrica a la estación y se basa en el bus satelital de la serie SSL 1300 de Maxar . [30] El PPE utilizará propulsores de efecto Hall Busek de 6kW y propulsores de efecto Hall del Sistema Avanzado de Propulsión Eléctrica (AEPS) de la NASA . [31] [32] [33] Maxar se adjudicó un contrato de precio fijo en firme de 375 millones de dólares EE.UU. para construir el PPE. La unidad de negocios SSL de Maxar, anteriormente conocida como Space Systems / Loral, liderará el proyecto. Maxar declaró que recibirán ayuda de Blue Origin y Draper Laboratory en el proyecto, con Blue Origin asistiendo en el aspecto de seguridad y calificación humana, mientras que Draper trabajará con el desarrollo de la trayectoria y la navegación. [6] La NASA está suministrando al PPE un sistema de comunicaciones de banda S para proporcionar un enlace de radio con los vehículos cercanos y un adaptador de acoplamiento pasivo para recibir el módulo de uso futuro del Gateway. [6] Maxar declaró que tienen experiencia en el manejo de componentes de alta potencia desde la fabricación de satélites. Mencionaron que sus satélites rondan los 20 a 30 kilovatios, mientras que el PPE será de unos 60 kilovatios, pero dicen que gran parte de la tecnología que ya han desarrollado seguirá siendo aplicable. [6] Después de un período de demostración de un año, la NASA "ejercería una opción de contrato para tomar el control de la nave espacial". [26] Su tiempo de servicio esperado es de unos 15 años. [25]
Ver también
- Zarya (Functional Cargo Block; FGB / ФГБ), el módulo de energía, propulsión, control y almacenamiento de la Estación Espacial Internacional
Referencias
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