8 Minutės
SpaceX atskleidė naujas savo Starship HLS — žmogaus nusileidimo sistemos (Human Landing System) varianto — interjero vizualizacijas, skirtas perkelti astronautus iš mėnulio orbitos ant Mėnulio paviršiaus. Paskelbti vaizdai pabrėžia, kiek erdvi gali būti ši transporto priemonė: juose matyti keturi astronautai, sėdintys prie langų, ir pakankamai vietos judėjimui bei darbui. Šios vizualizacijos pasirodo tuo metu, kai NASA ruošiasi Artemis 3 misijai, kurios tikslas — sugrąžinti žmones į Mėnulio paviršių.
Erdvė darbui ir gyvenimui: naujos kartos mėnulio nusileidimo modulis
Paskelbti vizualai išryškina, kad Starship HLS kabina yra neįprastai erdvi lyginant su tradiciniais mėnulio nusileidimo moduliais. SpaceX HLS dizainas siekia maždaug 10 metrų skersmenį, todėl įgulos komandoms suteikiama žymiai didesnė apgyvendinamoji tūrio dalis nei Apollo programos modulio atveju. Didesnis tūris reiškia ne tik patogesnes darbo ir poilsio sąlygas astronautams: tai atveria galimybę gabenti didesnius krovinius, įskaitant science payload'us, modulius gyvenimui palaikyti ir tyrimų įrangą.
Tokia krovinių ir erdvės talpa gali reikšmingai pakeisti tyrimų organizavimą Mėnulio pietų ašigalio regione. Vietoje daugybės atskirų mažų nusileidimų, mokslininkai galėtų vienu metu pristatyti stoteles, laboratorijas, didesnius roverius ir ilgesnės trukmės gyvybės palaikymo sistemas. Be to, didesnis interjeras palengvina aprangos persirengimą, įrangos paruošimą ir ilgalaikes misijas supportinančią logistiką — svarbu ne tik transportavimas, bet ir kuo efektyvesnis vietos panaudojimas tyrimams, būstams ir eksperimentams.
Vizualizacijose akcentuojamas ir langų buvimas — jie suteikia įgulai geresnį situacijos supratimą nusileidimo metu ir leidžia planuoti darbus bei mokslinius stebėjimus tiesiogiai iš kabinos. Nors dizaino sprendimai interjero planavime dar gali keistis, šios konceptualios nuotraukos rodo, kad SpaceX orientuojasi į kūrinį, kuris palengvintų ne tik pilotavimą, bet ir mokslinę veiklą, ilgesnes ekspedicijas ir infrastruktūros plėtrą Mėnulyje.
Kodėl dydis svarbus Artemis 3 misijai
Įsivaizduokite persėdimą iš NASA Orion kapsulės mėnulio orbitoje į erdvų nusileidimo modulį su stovėjimo aukščiu, langais ir pakankamai vietos kroviniams — tai yra Starship HLS siūloma operacinė galimybė. Artemis 3 tikslas — nusileisti astronautams Mėnulio pietų poliaus regione; tokioje geografinėje zonoje logistinės ir mokslo užduotys kelia specifinius reikalavimus, kuriuos didesnis vidinis tūris gali spręsti kur kas efektyviau.
Didelis vidinis tūris pagerina įgulos mobilumą, leidžia patogiau apsirengti kosmines kostiumus ir paruošti mokslinę įrangą prieš išvykstant į paviršių. Be to, pakankamai saugios ir patikimos vietos krovinių laikymui leidžia gabenti jautrias priemones: seismometrus, geologinius imtuvas, trumpalaikius ir ilgalaikius gyvybės palaikymo elementus, taip pat dalis roverių modulių ar surenkamų stotelių komponentų. Tai leidžia vykdyti sudėtingesnius eksperimentus ir greičiau plėtoti paviršiaus infrastruktūrą vienos nusileidimo kampanijos metu.
Didesnė krovinių talpa reiškia, kad į vieną misiją galima įtraukti sudėtingesnę mokslinę aparatūrą: pažangius seismometrus, didesnės autonomijos roverius su platesne instrumentų įvairove, radiacinius ir atmosferinius matavimo komplektus, ilgesnei misijai skirtas energijos kaupimo sistemas, taip pat komponentus, reikalingus nuolatinėms gyvenvietėms arba laikinoms stotims statyti. Tokie pajėgumai gali sumažinti bendrą paleidimų skaičių ir logistikos sudėtingumą, kas būtina planuojant tvarią žmonių buvimo Mėnulyje strategiją.
Techninės kliūtys: orbitinis papildymas, pakėlimai ir nusileidimas ant kieto paviršiaus
Nors konceptualios vizualizacijos yra optimistiškos, iššūkių technologiniame lygmenyje lieka nemažai. Vienas esminių — patikimas orbitinis kuro papildymas (orbital refueling). Dabartinės planavimo gairės numato, kad HLS nusileidimui ant Mėnulio paviršiaus reikės pakankamai kuro surinkti orbitoje, o tai gali reikšti kelis rezervo tankerinius leidimus: skaičiavimai rodo, jog prieš trans-lunarinį nusileidimą gali prireikti dešimties ar daugiau Starship pakėlimų, skirtų kuro pervežimui ir sandėliavimui orbitoje.
Orbitalinis papildymas reiškia sudėtingus inžinerinius ir operacinius iššūkius: reikia užtikrinti patikimą dokavimą skirtingose orbitose, skystojo variklinio kuro (cryogenic propellant) perdavimą be reikšmingo nuostolio dėl boil-off, efektyvų terminį valdymą ir transporto priemonių suderinamumą. Be to, tolerancijos lauke rizikos valdymui reikia autonominių valdymo sistemų, kurios galėtų saugiai pritraukti, pritvirtinti ir perkelti didelius kuro srautus bei užtikrinti, kad HLS gautų tikslų kiekį kuro prieš trans-lunarinį manevrą.
Kitas svarbus iššūkis — kontroliuojamas nusileidimas ant kieto, netolygaus Mėnulio paviršiaus. Ankstesni SpaceX bandymai apėmė skrydžius, kurių pabaiga kartais buvo minkštas povandeninis atkūrimas ar kritimas ant žemės, tačiau patikimo ir tikslinio nusileidimo ant uolėtos arba regolitinės dangos dar neįrodyta. Tam reikia pažangios navigacijos, hazard detection and avoidance sistemų, tvirtų nusileidimo kojų konstrukcijos ir platų bandymų ciklą imituojant skirtingas paviršiaus sąlygas. Sėkmingas nusileidimas ant Mėnulio kietos dangos reikalauja integracijos tarp valdymo programinės įrangos, sensorių, ir mechaninių sprendimų, kurie kartu užtikrintų tikslumą ir saugumą.
Praktiniai bandymai taip pat turi parodyti pakartojamumą: vienas ar keli sėkmingi skrydžiai neužtikrina sistemos patikimumo komerciniam arba instituciniam naudojimui, kol nebus serijinių demonstracijų, skrydžių į įvairias orbitas, ir kruopštaus duomenų analizės etapo. Papildomi iššūkiai apima laivo sertifikaciją, žmogaus saugos patikrinimus, integraciją su Orion ir kitomis partnerių sistemomis bei taisyklių atitiktį, kurią nustato tarptautinės ir nacionalinės kosmoso agentūros.
Grafikas ir programinės konkurencijos lygmuo
NASA yra numatęs Artemis 3 įvykdyti apie 2028 metus. Tačiau, ar Starship HLS bus visiškai paruoštas iki to laiko, lieka atviras klausimas. Technologijų vystymas, testavimo terpė ir paleidimų infrastruktūros paruošimas lėtina ir komplikuoja diegimo tempus: starto aikštelių pritaikymas, logistika, integracijos testai ir saugumo vertinimai yra ilgalaikiai procesai.
Be to, NASA vadovybė paskelbė, kad yra atvira alternatyvoms — laikinai einantis NASA administratoriaus pareigas Sean Duffy minėjo, jog agentūra gali pasinaudoti ir kitų tiekėjų galimybėmis, pavyzdžiui, Blue Origin, kad būtų užtikrinta atsarginė ir patikima misijų vykdymo schema. Tokia strategija atspindi programos poreikį turėti konkurenciją ir sistemos atsargumą (redundancy), siekiant sumažinti vienos platformos klaidos tikimybę, politinius ir biudžetinius rizikos veiksnius.
Programinės partnerystės, sutartys, sertifikavimo etapai ir finansavimas turi įtakos terminams: kiekvienas papildomas rangovas ar alternatyvi platforma reikalauja integracijos laiko ir duomenų suderinamumo. Tai reiškia, kad nors Starship suteikia didelį potencialą, reali misijų planavimo praktika gali įtraukti mišrią tiekėjų strategiją, kurioje vienu metu vykdomi keli sprendimai, kad būtų užtikrintas misijų įvykdymas net susidūrus su vėlavimais ar techniniais nesklandumais.
Mokslinės ir programinės pasekmės
Jeigu SpaceX Starship HLS pasitvirtins kaip veiksminga ir patikima sistema, tai gali greitai pakeisti mėnulio tyrimų architektūrą. Landerių, galinčių gabenti didesnius krovinius, atsiradimas sumažintų reikalingų paleidimų skaičių moksliniam inventoriui, taip pat pagreitintų nuolatinės buvimo galimybes Mėnulyje. Tai būtų ypač svarbu ilgesniems projektams, tokiems kaip paviršinės infrastruktūros statyba, ISRU (in-situ resource utilization) tyrimai ledynuose ar regolite, ir stabilių energijos tiekimo sprendimų diegimas.
Didesnės talpos landeriai galėtų pristatyti pilnavertę infrastruktūrą: modulinius gyvenamuosius būstus, nuolatinio naudojimo laboratorijas, didesnius roverius su autonominėmis operacijomis, didesnius saulės baterijų laukus ir energijos kaupiklius. Tokia infrastruktūra leistų ne tik trumpoms ekspedicijoms, bet ir ilgesnėms misijoms, tinkamoms infrastruktūros išbandymams ir eksperimentų tęstinumui.
Vis dėlto kol bus reguliariai įrodytas orbitinis kuro papildymas, tikslūs ir saugūs nusileidimai bei pakartotiniai skrydžių demonstrovimai, Starship išlieka perspektyvus, tačiau dar ne visiškai išbandytas NASA Mėnulio grįžimo komponentas. Iki tol misijų planavime ir finansavimo sprendimuose bus derinami rizikos valdymo mechanizmai, testavimo etapai ir alternatyvūs tiekėjų planai. Tai reiškia, kad mokslininkai ir programų vadovai privalo remtis tiek techninėmis perspektyvomis, tiek realiais bandymų duomenimis planuojant didelius tyrimų projektus Mėnulyje.
Galiausiai, Starship HLS sėkmė galėtų paskatinti tarptautinę ir komercinę bendradarbiavimo plėtrą: didesnė komercinė talpa ir mažesnės vieneto kainos galėtų atverti kelią platesniam mokslinių projektų spektrui, tarptautinėms eksperimentų partnerystėms ir komercinės infrastruktūros vystymuisi Mėnulyje. Tačiau tai priklausys nuo to, kaip greitai ir patikimai bus išspręstos esminės technologinės problemos ir užtikrintas sistemos saugumas bei operacinis patikimumas, būtinas žmonių ir brangios mokslinės įrangos transportavimui į Mėnulį.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą