Space Launch System

Space Launch System

SLS Block 1 met de Orion ruimtevaartuigen op kussen 39B voor de lancering
Functie	Super Heavy-lift lanceervoertuig
Fabrikant	Aerojet Rocketdyne Northrop Grumman Boeing United Launch Alliance
Land van herkomst	Verenigde Staten
Projectkosten	US $ 23,011 miljard (inflatie aangepast tot 2021) [notitie 1]
Kosten per lancering	Meer dan US $ 2 miljard exclusief ontwikkeling (schatting) [Opmerking 2][2][3]: 23–24[4][1]
Kosten per jaar	US $ 2,555 miljard voor Fy 2021[5]
Maat
Hoogte	Blok 1 bemanning: 322 ft (98 m) Blok 2 lading: 365 ft (111 m)
Diameter	27,6 ft (8,4 m), kernstadium
Fasen	2
Capaciteit
Lading naar Leo [notitie 3]
Massa	Blok 1: 209.000 lb (95 t)[7] Blok 1B: 231.000 lb (105 t)[8][9] Blok 2: 290.000 lb (130 t)[10]
Lading naar trans-lunaire injectie
Massa	Blok 1:> 59.500 lb (27 t)[11][12] Blok 1B crew: 83.700 lb (38 t) Blok 1B -lading: 92.500 lb (42 t) Blok 2 bemanning:> 94.700 lb (43 t) Blok 2 lading:> 101.400 lb (46 t)
Bijbehorende raketten
Vergelijkbaar	Ares V Energiek N1 Saturn v Ruimteschip Falcon zwaar Ruimteschip Lang 9 maart
Lanceergeschiedenis
Toestand	In afwachting van de eerste lancering op LC-39B
Lanceer sites	Kennedy Space Center, LC-39B
Totaal aantal lanceringen	0
Eerste vlucht	16 november 2022[13]
Mensen of vracht vervoerd	Orion
Stage -info Boosters (blok 1, 1B) Nee. Boosters 2 Five-segment solide raketboosters Hoogte 177 ft (54 m)[14] Diameter 12 ft (3,7 m) Grove massa 730 t (1.600.000 lb)[14] Aangedreven door Vaste brandstof Maximale stuwkracht Zeeniveau: 3.280.000 lbf (14,6 mn; 1.490 tf) Vacuüm: 3.600.000 lbf (16 mn; 1.600 tf)[15] Totale stuwkracht Zeeniveau: 6.560.000 lbf (29,2 mn; 2.980 tf) Vacuüm: 7.200.000 lbf (32 mn; 3.300 tf) Specifieke impuls 269s (2.64km/s) Verbrandingstijd 126 seconden Drijfveer PBAN, APCP Eerste fase (blok 1, 1b, 2) - kernstadium Hoogte 212 ft (65 m)[16] Diameter 27,6 ft (8,4 m) Lege massa 187.990 lb (85 t) Grove massa 2,365.000 lb (1.073 t) Aangedreven door 4 RS-25D/e Maximale stuwkracht Zeeniveau: 1.672.000 lbf (7,44 mn; 758 tf)[17] Vacuüm: 2.049.200 lbf (9,115 Mn; 929,5 tf)[17] Specifieke impuls Zeeniveau: 366 s (3,59 km/s)[17] Vacuüm: 452 s (4,43 km/s)[17] Verbrandingstijd 480 seconden Drijfveer LH2 / LOX Tweede fase (blok 1) - ICPS Hoogte 45 ft (13,7 m)[18] Diameter 16 ft (5 m) Lege massa 3,490 kg (7.690 lb)[19] Grove massa 32.066 kg (70.693 lb) Aangedreven door 1 RL10B-2/C-2 Maximale stuwkracht 24.800 lbf (110,1 kN) Specifieke impuls 465.5 s (4.565 km/s)[20] Verbrandingstijd 1125 seconden Drijfveer LH2 / LOX Tweede fase (blok 1B, blok 2) - Exploratie bovenste podium Hoogte 57 ft (17,3 m)[19] Diameter 28 ft (8,4 m) Aangedreven door 4 RL10C-3, later 4 RL10C-X Maximale stuwkracht 91.500 lbf (407,2 kN) Verbrandingstijd 350 seconden (Leo Ascent) 925 seconden (TLI Burn) Drijfveer LH2 / LOX
[bewerken op wikidata]

De Space Launch System (afgekort als SLS) is een Amerikaan super zware lift Uitwijdbaar lanceervoertuig in ontwikkeling door NASA Sinds 2011. De eerste lancering, aangewezen Artemis 1, is gepland voor 16 november 2022 van Kennedy Space Center.^[13] Het vervangt de Ares i en Ares V Lanceer voertuigen, die werden geannuleerd samen met de rest van de Constellatieprogramma, een eerder programma bedoeld om terug te keren naar de maan.^[21][22][23] De SLS is bedoeld om de opvolger van de gepensioneerde te worden Ruimteschip, en het primaire lanceervoertuig van NASA's diepe ruimte verkenning plannen tot de jaren 2020.^[24][25][26] Bemanningslunarvluchten zijn gepland als onderdeel van de Artemis -programma, leidend tot een mogelijke menselijke missie naar Mars.^[27][28] De SLS wordt ontwikkeld in drie belangrijke fasen met toenemende mogelijkheden: blok 1, blok 1B en blok 2.^[7] Vanaf augustus 2019^[update], SLS Block 1 -lanceervoertuigen moeten de eerste drie Artemis -missies lanceren en^[29] Vijf latere SLS -vluchten zijn gepland om blok 1B te gebruiken, waarna alle vluchten blok 2 gebruiken.^[30][28][31]

De SLS is gepland om de Orion ruimtevaartuigen Als onderdeel van het Artemis -programma, gebruik van de grondactiviteiten en lanceringsfaciliteiten bij NASA's Kennedy Space Center in Florida.Artemis zal naar verwachting elk jaar maximaal één SLS gebruiken tot minstens 2030.^[32] SLS wordt gelanceerd van LC-39B in het Kennedy Space Center.

De eerste lancering werd oorspronkelijk door het Congres verplicht voor december 2016,^[33] Maar het is met bijna zes jaar uitgesteld tot het oorspronkelijke schema van zes jaar.^{[Opmerking 4]}

Na de eerste vier Artemis -missies is NASA van plan de productie en lancering van het Space Launch System over te dragen naar Deep Space Transport LLC, een joint venture tussen Boeing en Northrop Grumman.^[34]

Beschrijving

De SLS is een Space Shuttle-afgeleide lanceervoertuig.De eerste fase van de raket wordt aangedreven door één centrale kernfase en twee buitenboordmotor Solide raketboosters.Alle SLS -blokken delen een Common Core Stage -ontwerp, terwijl ze verschillen in hun bovenste fasen en boosters.^{[35][36][37][38]}

Kernstadium

De SLS Core Stage rollen uit de Michoud Assembly Facility voor verzending naar Stennis Space Center

Samen met de solide raketboosters is de kernfase verantwoordelijk voor het voortstuwen van de bovenste podium en de lading uit de atmosfeer en het versnellen van bijna orbitale snelheid.Het bevat de vloeibare waterstof brandstof en vloeibare zuurstof Oxidatietanks voor de stijgende fase, de voorwaartse en achterste vaste raketbooster bevestigen punten, avionica en het belangrijkste aandrijfsysteem (MPS).De MPS is verantwoordelijk voor het leveren van de vier RS-25 motoren^[35] met brandstof en oxidatiemiddel, gimball de motoren met behulp van hydraulische actuatoren en onder druk zetten van de drijftanks via autogene druk.De kernfase biedt ongeveer 25% van de stuwkracht van het voertuig bij de lift.^[39][40] Het podium is 213 ft (65 m) lang bij 28 ft (8,4 m) in diameter en is zowel structureel als visueel vergelijkbaar met de Space Shuttle Externe tank.^[22][41] De eerste vier vluchten zullen elk gebruik van vier van de resterende zestien RS-25D-motoren die eerder zijn gevlogen op space shuttle-missies gebruiken en uitgeven.^[42][43][44] Aerojet Rocketdyne Wijzigt deze motoren met gemoderniseerde motorcontrollers, hogere gashendellimieten, evenals isolatie voor de hoge temperaturen die het motorgedeelte zal ervaren vanwege hun positie naast de vaste raketboosters.^[45] Latere vluchten zullen overschakelen naar een RS-25-variant die is geoptimaliseerd voor uitgegeven gebruik, de RS-25E, die de kosten per motor met meer dan 30%zal verlagen.^[46][47] De stuwkracht van elke RS-25D-motor is verhoogd van 492.000 lbf (2.188 kN), zoals op de ruimtevaart, tot 513.000 lbf (2.281 kN) op de zestien gemoderniseerde motoren.De RS-25E zal de stuwkracht per engine verder verhogen tot 522.000 lbf (2.321 kN).^[48][49]

Boosters

Blokken 1 en 1B van de SLS zijn gepland om er twee te gebruiken met vijf segment Solide raketboosters.Deze solide raketboosters gebruiken behuizingssegmenten die werden gevlogen op shuttle-missies als onderdelen van het viersegment Space Shuttle Solid Rocket Boosters.Ze bezitten een extra centrumsegment, nieuwe avionica en lichtere isolatie, maar missen een parachute -herstelsysteem.^[50] De drijfgassen voor de vaste raketboosters zijn aluminium poeder, wat zeer reactief is, en ammoniumperchloraat, een krachtig oxidatiemiddel.Ze worden bij elkaar gehouden door een bindmiddel, polybutadieen acrylonitril (PBAN).Het mengsel heeft de consistentie van een rubber gum en wordt in elk segment verpakt.^[51] De stevige raketboosters met vijf segment bieden ongeveer 25% meer totale impuls dan de shuttle solide raketboosters, maar zullen na gebruik niet worden hersteld.^[52][53]

De voorraad van SLS -blok 1 tot 1B boosters wordt beperkt door het aantal omhulsels dat overblijft van het shuttle -programma, dat acht vluchten van de SLS mogelijk maakt.^[54] Op 2 maart 2019 werd het Booster Obolescence and Life Extension Program aangekondigd.Dit programma zal nieuwe solide raketboosters ontwikkelen, te bouwen door Northrop Grumman Space Systems, voor verdere SLS-vluchten, het markeren van het begin van blok 2. Deze boosters zullen worden afgeleid van de composiet-casing solide raketboosters die vervolgens in ontwikkeling zijn voor de geannuleerde Omega lanceer voertuig, en zal naar verwachting de lading van Block 2 verhogen tot 290.000 lb (130 t) naar LEO en ten minste 101.000 lb (46 t) trans-lunaire injectie.^[55][56][57] Vanaf juli 2021^[update], het Bole -programma staat onder zware ontwikkeling, met het eerste vuur dat in 2024 wordt verwacht.^[55]

Bovenste stadia

De Tussentijdse cryogene voortstuwstadium (ICPS) is gepland om op te vliegen Artemis 1, 2 en 3 als het bovenste stadium van SLS -blok 1.^[58] Het is een uitgerekte en door mensen gewaardeerde Delta IV 16 ft (5 m) Delta cryogene tweede fase aangedreven door een enkele RL10 motor.De eerste ICPS gebruikt de RL10B-2-variant, terwijl de tweede en derde ICP's de RL10C-2 variant.^[59][60][61] Blok 1 is bedoeld om 209.000 lb (95 t) te tillen Lage aardebaan (LEO) In deze configuratie, inclusief het gewicht van de ICPS als onderdeel van de payload.^[7] Ten tijde van SLS Core Stage Separation reist Artemis 1 op een eerste 1.806 bij 30 km (1.122 bij 19 km) suborbitaal traject.Dit traject zorgt voor een veilige verwijdering van de kernfase.^[62] ICPS zal dan orbitale insertie en een volgende Translunar -injectie verbranden om Orion naar de maan te sturen.^[63] De ICPS zal de mens worden gewaardeerd voor de bemanningsleden van Artemis 2 en 3.^[58]

De Exploratie bovenste podium (EUS) is gepland om op te vliegen Artemis 4.De EUS zal de SLS Ascent-fase voltooien en vervolgens opnieuw ontstaan om zijn lading naar bestemmingen buiten LEO te sturen.^[64] Naar verwachting zal het worden gebruikt door blok 1B en blok 2. De EUS deelt de kernstadiumdiameter van 8,4 meter en zal worden aangedreven door vier RL10C-3-motoren.^[65] Het zal uiteindelijk worden opgewaardeerd om vier verbeterd te gebruiken RL10C-X-motoren.^[66] Vanaf maart 2022^[update], Boeing ontwikkelt een nieuwe brandstoftank op basis van composiet voor de EUS die de totale ladingmassacapaciteit van Block 1B zou verhogen Tli met 30 procent.^[67] De verbeterde bovenste fase werd oorspronkelijk het bovenste stadium van het dubbele gebruik genoemd (duus, uitgesproken als "duce")^[64] maar werd later omgedoopt tot het bovenste stadium van de verkenning (EUS).^[68]

Blokvarianten

• 

  Blok 1 configuratie

• 

  Blok 1b configuratie

• 

  Blok 2 Configuratie

Ontwikkeling

Financiering

Tijdens de gezamenlijke senaat-NASA-presentatie in september 2011 werd gezegd dat het SLS-programma een verwachte ontwikkelingskosten had van AMERIKAANSE DOLLAR$18 miljard tot 2017, met $ 10 miljard voor de SLS Rocket, $ 6 miljard voor de Orion ruimtevaartuigen, en $ 2 miljard voor upgrades naar het lanceerplatform en andere faciliteiten op Kennedy Space Center.^[70][71] Deze kosten en schema's werden als optimistisch beschouwd in een onafhankelijk kostenbeoordelingsrapport van 2011 door Booz Allen Hamilton voor NASA.^[72] Een intern NASA -document uit 2011 schatte de kosten van het programma tot en met 2025 tot in totaal minimaal $ 41 miljard voor vier lanceringen van 209.000 lb (95 t) (1 losgekoordeeld, 3 bemanning),^[73][74] met de versie van 290.000 lb (130 t) klaar, niet eerder dan 2030.^[75] Het Human Exploration Framework -team schatte eenheidskosten voor blok 0 op $ 1,6 miljard en blok 1 op $ 1,86 miljard in 2010.^[76] Omdat deze schattingen echter werden gemaakt, werd het Block 0 SLS -voertuig eind 2011 gedropt en werd het ontwerp niet voltooid.^[35]

In september 2012 verklaarde een plaatsvervangend projectmanager van SLS dat $ 500 miljoen een redelijke doelgemiddelde kosten per vlucht voor het SLS -programma is.^[77] In 2013 schatte de Space Review de kosten per lancering op $ 5 miljard, afhankelijk van het tarief van lanceringen.^[78][79] NASA kondigde in 2013 aan dat de European Space Agency zal de Orion Service Module.^[80] In augustus 2014, toen het SLS -programma zijn belangrijkste beslissingspunt C -beoordeling doorbracht en volledige ontwikkeling heeft ingevoerd, werden de kosten van februari 2014 tot de geplande lancering in september 2018 geschat op $ 7,021 miljard.^[81] Aanpassingen en constructies van grondsystemen zouden in dezelfde tijd een extra $ 1,8 miljard vereisen.^[82]

In oktober 2018, NASA's Inspecteur Generaal meldde dat de Boeing Core Stage Contract had 40% van de $ 11,9 miljard uitgegeven aan de SLS vanaf augustus 2018. Tegen 2021 zouden de kernfasen naar verwachting $ 8,9 miljard kosten, tweemaal het aanvankelijk geplande bedrag.^[83] In december 2018 schatte NASA dat de jaarlijkse budgetten voor de SLS tussen 2019 en 2023 variëren van $ 2,1 tot $ 2,3 miljard.^[84]

In maart 2019, de Trump -administratie heeft zijn vrijgegeven Fiscaal jaar 2020 Budgetverzoek voor NASA.Dit budget bevatte geen geld voor de Block 1B- en Block 2 -varianten van SLS.Het was daarom onzeker of deze toekomstige varianten van SLS zullen worden ontwikkeld, maar congresactie herstelde deze financiering in de doorgegeven budget.^[85] Verschillende lanceringen die eerder zijn gepland voor de SLS Block 1B zal naar verwachting vliegen op commerciële launcher -voertuigen zoals zoals Falcon zwaar, Nieuwe Glenn, en Vulcaan.^[86] Het verzoek om een budgetverhoging van $ 1,6 miljard ten opzichte van SLS, Orion en bemanningslanders, samen met het lancerings manifest, lijkt echter ondersteuning aan te duiden^{[door wie?]} van de ontwikkeling van Block 1B, debuteren van Artemis 4. Een losgeschreven blok 1B is gepland om het Lunar Surface Asset in 2028 te lanceren, de eerste maan Outpost van het Artemis -programma.

Begroting

Voor fiscale jaren 2011 tot en met 2022 had het SLS -programma de financiering van in totaal $ 23,809 miljard aan nominale dollars besteed.Dit komt overeen met $ 27,491 miljard in 2022 dollar met behulp van de NASA nieuwe startinflatie -indices.^[87]

Bovendien worden de kosten om de SLS en zijn ladingen te monteren, te integreren, te integreren, voor te bereiden en te lanceren Exploratie Ground Systems, Momenteel op ongeveer $ 600 miljoen per jaar,^[101][102] en verwachtte daar te blijven ten minste de eerste vier lanceringen van SLS.^{[3]: 23} Payloads die op SLS worden gelanceerd, zoals de Orion Crew Capsule, wordt op dezelfde manier afzonderlijk van SLS rekening gehouden.Voorgangerprogramma's droegen de ontwikkeling bij aan SLS, zoals de Ares V Cargo Launch Vehicle, gefinancierd van 2008 tot 2010, in totaal $ 70 miljoen,^[103] en Ares i Crew Launch Vehicle, gefinancierd van 2006 tot 2010, in totaal $ 4,8 miljard^[103][104] in ontwikkeling die de 5-segment solide raketboosters omvatte die op de SLS zullen worden gebruikt.^[105]

Programma's die zijn opgenomen onder de bovenstaande SLS -kostentabel omvatten de tussentijdse bovenste fase voor de SLS, de interim cryogene voortstuwingsfase (ICPS), die een contract van $ 412 miljoen omvat.^[106]

Ook opgenomen in de bovenstaande SLS -kostentabel zijn de kosten voor het ontwikkelen van de Exploratie bovenste podium:

Lanceringskosten

De schattingen van de per lanceringskosten voor de SLS zijn sterk gevarieerd, deels vanwege onzekerheid over hoeveel het programma zal worden besteed tijdens de ontwikkeling en testen voordat de operationele lanceringen beginnen, en deels vanwege verschillende agentschappen met verschillende kostenmaatregelen;maar ook gebaseerd op verschillende doeleinden waarvoor de kostenramingen werden ontwikkeld.Bijvoorbeeld een marginale kosten Per één extra lancering negeert de ontwikkeling en jaarlijkse terugkerende vaste kosten, terwijl a totale prijs Per lancering omvat terugkerende kosten, maar sluit de ontwikkeling uit.

Er zijn geen officiële NASA -schattingen voor hoeveel de SLS per lancering zal kosten, noch voor het SLS -programma Jaarlijkse terugkerende kosten zodra ze operationeel zijn.De kosten per lancering zijn geen eenvoudig cijfer om te schatten, omdat het sterk afhangt van hoeveel lanceringen per jaar plaatsvinden.^[1] Bijvoorbeeld op dezelfde manier Ruimteschip werd geschat, in 2012 dollar, om $ 576 miljoen per lancering te kosten als het 7 lanceringen per jaar had kunnen bereiken, terwijl de marginale kosten voor het toevoegen van een enkele extra lancering in een bepaald jaar werden geschat op minder dan de helft daarvan, bij alleen$ 252 miljoen marginale kosten.Met het tarief dat het vloog, bedroegen de uiteindelijke kosten echter $ 1,64 miljard per lancering van de ruimtevaart, inclusief de ontwikkeling.^{[112]: III - 490}

NASA Associate Administrator William H. Gerstenmaier zei in 2017 dat er geen officiële schattingen per vluchtkosten zouden zijn van elke variëteit die door NASA voor de SLS wordt verstrekt.^[113] Andere lichamen, zoals de Government Accountability Office (Gao), de NASA Office of Inspector General, de Senaatskredietencommissie, en de Witte Huis Office of Management and Budget hebben echter de kosten per lanceringscijfers gesteld.Verschillende interne NASA -programma's en Project Concept Study Reports hebben voorgestelde budgetten vrijgegeven, waaronder toekomstige SLS -lanceringen.Een conceptstudierapport voor een ruimtetelescoop verklaarde bijvoorbeeld dat het in 2019 door NASA HQ werd geadviseerd om $ 500 miljoen te budgetteren voor een SLS -lancering in 2035.^[114] Een andere studie in 2019 stelde ook een ruimtetelescoop voor een budget voor hun lancering van $ 650 miljoen in de huidige dollar, of $ 925 miljoen voor wanneer de lancering zou plaatsvinden, ook in de "midden 2030".^[115]

Europa Clipper is een NASA -wetenschappelijke missie die aanvankelijk door het Congres moest lanceren op de SLS.Toezichtsorganen zowel intern als extern voor NASA waren het niet eens met deze vereiste.Ten eerste publiceerde NASA's Inspector General Office een rapport in mei 2019^[116][117] Dat verklaarde dat Europa Clipper $ 876 miljoen zou moeten opgeven voor de "marginale kosten" van zijn SLS -lancering.Vervolgens verhoogde een addendum voor de in augustus 2019 gepubliceerde brief de schatting en verklaarde dat het overschakelen naar een commerciële raket meer dan $ 1 miljard zou besparen.Die besparingen kunnen echter een deel van de kosten hebben opgenomen die verband houden met de vertraging in het startschema;Een commercieel alternatief zou eerder kunnen lanceren dan SLS.

Een JCL -analyse (gezamenlijke kosten- en planningsvertrouwen) aangehaald in die brief bracht de kostenbesparingen op $ 700 miljoen, met de SLS op $ 1,05 miljard per lancering en het commerciële alternatief op $ 350 miljoen.^[118][119] Ten slotte bleek uit een brief van het Witte Huis Office of Management and Budget (OMB) aan de Senaatskredietencommissie in oktober 2019 dat de totale kosten van SLS voor de belastingbetaler werden geschat op "meer dan $ 2 miljard" per lancering nadat de ontwikkeling is voltooid;De ontwikkeling heeft in 2021 dollar $ 23 miljard gekost.^{[2][notitie 1]} De brief stelde voor dat het Congres deze vereiste zou verwijderen en de NASA -inspecteur -generaal overeenkwam, eraan toevoegend dat het gebruik van een commercieel lanceringsvoertuig voor Europa Clipper in plaats van de SLS in het algemeen $ 1,5 miljard zou besparen.NASA heeft deze lanceringskosten van $ 2 miljard niet geweigerd en een woordvoerder van het agentschap verklaarde dat het "werkt om de kosten van een enkele SLS-lancering in een bepaald jaar te verlagen, omdat het bureau onderhandelingen met Boeing voortzet met Boeing over het productiecontract op de lange termijn en inspanningenContracten en kosten afsluiten voor andere elementen van de raket ".^[1]

Dit OMB-cijfer is afhankelijk van de bouwsnelheid, dus het bouwen van meer SLS-raketten sneller kan de kosten per eenheid verlagen.^[1] Bijvoorbeeld, Exploratie Ground Systems - wiens enige rol is om SLS te ondersteunen, samen te stellen, te integreren en te lanceren - heeft de vaste kosten van $ 600 miljoen per jaar afzonderlijk gebuduceerd op faciliteiten, verspreid over echter veel raketten die dat jaar lanceren.^[101] Dan, in december 2019, NASA -beheerder Jim Bridenstine Informeel gedeeld dat hij het niet eens is met het cijfer van $ 2 miljard, omdat de marginale kosten van een SLS -lancering na de eerste paar zouden moeten dalen en naar verwachting ongeveer $ 800 miljoen tot $ 900 miljoen zal eindigen, hoewel contractonderhandelingen pas net begonnen waren voor die latere kernen.^[120]

Toen, in juli 2021, kondigde NASA aan dat in plaats van SLS een SpaceX Falcon zwaar zou worden gebruikt om Europa Clipper te lanceren.^[121] Dit werd gedaan om technische redenen die geen verband hielden met de kosten, en de totale kostenbesparingen werden geschat op US $ 2 miljard.^{[122][123][124]}

In november 2021, een nieuw NASA Office of Inspector General Audit werd vrijgegeven, wat schatte dat, althans voor de eerste vier lanceringen van SLS, de productie- en bedrijfskosten per lancering $ 2,2 miljard zouden zijn voor SLS, plus $ 568 miljoen voor Exploratie Ground Systems.Omdat de eerste vier missies onder het Artemis -programma zijn, zou de payload bovendien $ 1 miljard kosten Orion en $ 300 miljoen voor de ESA servicemodule.^{[3]: 23}

Vroege plannen

Geplande evolutie van de SLS, 2018

De SLS is gecreëerd door een handeling van het Congres in de "NASA Authorization Act van 2010", Public Law 111–267, waarin NASA werd opgedragen om een systeem te creëren voor het lanceren van payloads en bemanning in de ruimte die de verloren mogelijkheden zou vervangen door de pensioen Ruimteschip.^[33] De wet heeft bepaalde doelen vastgelegd, zoals het kunnen tillen van 130 ton of meer lading in lage aarde -baan, een doeldatum van 31 december 2016 voor het systeem om volledig operationeel te zijn en een richtlijn om te gebruiken "voor zover praktisch mogelijk"Bestaande componenten, hardware en personeelsbestand van de space shuttle en van Ares i.^{[33]: 12} Op 14 september 2011 kondigde NASA hun plan aan om aan deze vereisten te voldoen: het ontwerp voor de SLS, met de Orion ruimtevaartuigen als payload.^{[125][126][127][128]}

De SLS heeft verschillende toekomstige ontwikkelingsroutes van potentiële lanceringsconfiguraties overwogen, waarbij de geplande evolutie van de blokken van de raket vele malen is aangepast.^[105] Veel opties, die allemaal gewoon nodig waren om te voldoen aan de congresgeluidde payload -minima,^[105] werden overwogen, inclusief een blok 0 -variant met drie hoofdmotoren,^[35] Een variant met vijf hoofdmotoren,^[105] Een blok 1A -variant met verbeterde boosters in plaats van de verbeterde tweede fase,^[35] en een blok 2 met vijf hoofdmotoren plus de Aarde vertrekstadium, met maximaal drie J-2x motoren.^[38]

In de eerste aankondiging van het ontwerp van de SLS kondigde NASA ook een "geavanceerde boosterwedstrijd" aan om te selecteren welke boosters zouden worden gebruikt op blok 2 van de SLS.^{[125][129][40][130]} Verschillende bedrijven stelden boosters voor deze competitie voor, die allemaal als levensvatbaar werden aangegeven:^[131] Aerojet en Teledyne Brown stelde elk drie boostermotoren voor met dubbele verbrandingskamers,^[132] Alliant TechSystems stelde een gemodificeerde vaste raketbooster voor met lichtere behuizing, meer energieke drijfgas en vier segmenten in plaats van vijf,^[133] en Pratt & Whitney Rocketdyne en Dynetica stelde een booster met vloeistof aan met de naam Pyrios.^[134] Deze wedstrijd was echter gepland voor een ontwikkelingsplan waarin blok 1A zou worden gevolgd door Block 2A, met verbeterde boosters.NASA heeft Block 1A en de geplande competitie in april 2014 geannuleerd, ten gunste van eenvoudigweg met de Ares i's Five-segment solide raketboosters, zelf gewijzigd van de Ruimteschip'S Solid Rocket Boosters, tot tenminste de late jaren 2020.^[105][135] De overdreven krachtige geavanceerde booster zou hebben geresulteerd in ongeschikte hoge versnelling en zou aanpassingen nodig hebben LC-39B, zijn vlamgeul, en Mobiele launcher.^[136][105]

Op 31 juli 2013 hebben de SLS een voorlopige ontwerpbeoordeling aangenomen.De beoordeling omvatte niet alleen de raket en boosters, maar ook grondondersteuning en logistieke regelingen.^[137]

Op 7 augustus 2014 heeft de SLS Block 1 een mijlpaal aangenomen die bekend staat als sleutelbeslissingspunt C en op een volledige ontwikkeling is ingevoerd, met een geschatte lanceringsdatum van november 2018.^[81][138]

EUS -opties

In 2013 analyseerden NASA en Boeing de prestaties van verschillende EUS -motoropties.De analyse was gebaseerd op een tweede fase bruikbare drijfgasbelasting van 105 ton en vergeleken fasen met vier RL10 motoren, twee MARC-60 motoren, of één J-2x motor.^[139][140] In 2014 overwoog NASA ook het gebruik van de Europeaan Vinci in plaats van de RL10, die dezelfde specifieke impuls bood, maar met 64% grotere stuwkracht, wat dezelfde prestaties tegen lagere kosten mogelijk zou maken.^[141]

In 2018, Blauwe oorsprong een voorstel ingediend om het bovenste stadium van de verkenning te vervangen door een goedkoper alternatief dat door het bedrijf moet worden ontworpen en gefabriceerd, maar het werd op meerdere gronden in november 2019 afgewezen door NASA;Deze omvatten lagere prestaties in vergelijking met het bestaande EUS -ontwerp, incompatibiliteit van het voorstel met de hoogte van de deur van de Voertuigconstructie zijnde slechts 390 voet (120 m) en onaanvaardbare versnelling van Orion -componenten zoals zijn zonnepanelen.^{[142][143]: 7–8}

SRB -tests

Van 2009 tot 2011 werden drie volledige statische brandtests van vaste raketboosters van vijf segment uitgevoerd onder de Constellatieprogramma, inclusief tests bij lage en hoge kerntemperaturen, om de prestaties bij extreme temperaturen te valideren.^{[144][145][146]} De vaste raketbooster met 5 segment zou worden overgedragen naar SLS.^[105] Northrop Grumman Innovation Systems heeft volledige statische brandtests voltooid van de vaste raketboosters met vijf segmenten.Kwalificatiemotor 1 werd getest op 10 maart 2015.^[147] Kwalificatiemotor 2 is met succes getest op 28 juni 2016.^[148]

Operatie

Bouw

Vloeibare waterstof tank voor Artemis 2 in aanbouw, vanaf augustus 2020

"Bootstaart" voor Artemis 2 in aanbouw, vanaf juni 2021

Motor sectie mantelstructuur voor Artemis 3 in aanbouw, vanaf april 2021

Vanaf 2020^[update], drie SLS -versies zijn gepland: blok 1, blok 1B en blok 2. Elk zal dezelfde kernfase gebruiken met zijn vier hoofdmotoren, maar Block 1B zal de Exploratie bovenste podium (EUS) en Block 2 combineren de EUS met verbeterde boosters.^{[149][8][150]}

De ICPS voor Artemis 1 werd geleverd door Ulla naar NASA rond juli 2017^[151] en was gehuisvest in Kennedy Space Center vanaf november 2018.^[152]

Constructie van kernstadium

Halverwege november 2014 begon de bouw van de eerste kernstadiumhardware een nieuw lassysteem te gebruiken in het South Vertical Assembly Building bij NASA's Michoud Assembly Facility.^[153] Tussen 2015 en 2017 heeft de NASA-test RS-25-motoren afgevuurd ter voorbereiding op gebruik op SLS.^[46]

De kernfase voor de eerste SLS, gebouwd op Michoud Assembly Facility door Boeing,^[154] Had alle vier de motoren bijgevoegd in november 2019,^[155] en het werd verklaard door NASA in december 2019.^[156]

De eerste kernfase verliet Michoud -assemblagefaciliteit voor uitgebreide testen op Stennis Space Center in januari 2020.^[157] Het statische schiettestprogramma in Stennis Space Center, bekend als de Green Run, exploiteerde voor het eerst tegelijkertijd de kernstadiumsystemen.^[158][159] Test 7 (van 8), de repetitie van de natte kleding, werd uitgevoerd in december 2020 en de brand (test 8) vond plaats op 16 januari 2021, maar werd eerder gesloten dan verwacht,^[160] Ongeveer 67 seconden in totaal in plaats van de gewenste acht minuten.De reden voor de vroege afsluiting werd later gemeld als van de conservatieve testcriteria voor het stuwkrachtvectorcontrolesysteem, alleen specifiek voor grondtests en niet voor de vlucht.Als dit scenario tijdens een vlucht zou plaatsvinden, zou de raket normaal blijven vliegen.Er was geen teken van schade aan de kernfase of de motoren, in tegenstelling tot initiële zorgen.^[161] De tweede brandtest werd voltooid op 18 maart 2021, waarbij alle 4 motoren ontstonden, naar beneden gooien zoals verwacht te simuleren tijdens de vlucht en gimballprofielen.De kernfase werd verzonden Kennedy Space Center om te worden gekoppeld aan de rest van de raket voor Artemis 1. Het verliet Stennis op 24 april en arriveerde op 27 april in Kennedy.^[162] Het werd daar gerenoveerd ter voorbereiding op stapel.^[163] Op 12 juni 2021 kondigde NASA aan dat de assemblage van de eerste SLS Rocket was voltooid in het Kennedy Space Center.De geassembleerde SLS is gepland om te worden gebruikt voor het los geschreven Artemis 1 Missie in 2022.^[164]

Terwijl de eerste SLS voor Artemis 1 wordt voorbereid op lancering op een test vlucht in het najaar van 2022,^[165] NASA en Boeing bouwen de volgende drie, voor Artemis 2, Artemis 3, en Artemis 4.^[166] Boeing verklaarde in juli 2021 dat terwijl de Covid-19-pandemie Had hun leveranciers en schema's beïnvloed, zoals het uitstellen van onderdelen die nodig zijn voor hydraulica, ze zouden nog steeds de Artemis 2 SLS -kernfase volgens het schema van NASA kunnen bieden, met maanden tot over.^[166] Het spray-on schuimisolatieproces voor Artemis 2 is voor de meeste secties van de kernfase geautomatiseerd, waardoor 12 dagen in het schema worden bespaard.^[167][166] De Artemis 2 voorwaartse rok, de belangrijkste component van het kernstadium, werd eind mei 2021 aangebracht op de vloeibare zuurstoftank.^[166] Vanaf juli 2022^[update], de complete kernfase zal in maart 2023 naar NASA worden verzonden.^[168] Voor Artemis 3 begon de assemblage van elementen van de stuwkrachtstructuur op Michoud Assembly Facility Begin 2021.^[166] De vloeibare waterstoftank die op Artemis 3 moet worden gebruikt, was oorspronkelijk gepland als de Artemis 1 -tank, maar deze werd opzij gezet omdat de lassen defect bleken te zijn.^{[169]: 2} Reparatietechnieken zijn ontwikkeld en de tank heeft de productie opnieuw ingevoerd en zal het bewijs worden getest op sterkte, voor gebruik op Artemis 3.^{[169]: 2}

Constructie van EUS voor blok 1B

Vanaf juli 2021 bereidt Boeing zich ook voor op de bouw van de Exploratie bovenste podium (EUS), die gepland is om over te debuteren Artemis 4.^[166]

Geplande lanceringen

Oorspronkelijk gepland voor eind 2016, de Niet geschreven eerste vlucht van SLS is meer dan zesentwintig keer uitgegaan en bijna zes jaar.^{[Opmerking 4]} Vanaf eerder die maand was de eerste lancering oorspronkelijk gepland om 8.30 uur EDT, 29 augustus 2022.^[207] Het werd uitgesteld tot 2:17 PM EDT (18:17 UTC), 3 september 2022, nadat de lanceringsregisseur een scrub noemde vanwege een temperatuursensor die valselijk aangeeft dat de inname van de waterstofbloeding van een RS-25-motor te warm was.^[197][198] De poging van 3 september werd vervolgens geschrobd vanwege een waterstoflek in de staartservice mast snel ontkoppelende arm, die was gefixeerd;De volgende lanceringsoptie was in eerste instantie een periode in de laatste tijd^[203][204] Oktober, vanwege ongunstig weer tijdens Orkaan Ian.^{[202][208][200]} NASA heeft zich op een lanceringsvenster tussen 16 en 27 november 2022 gericht, vanaf november 2022^[update].^{[205][206][13]}

NASA beperkt de hoeveelheid tijd dat de solide raketboosters kunnen blijven gestapeld tot "ongeveer een jaar" vanaf de tijd dat er twee segmenten worden samengevoegd.^[209] De eerste en tweede segmenten van de Artemis 1 -boosters werden vergezeld op 7 januari 2021.^[210] NASA kan ervoor kiezen om de tijdslimiet te verlengen op basis van een technische beoordeling.^[211] Op 29 september 2021 gaf Northrop Grumman aan dat de limiet kan worden verlengd tot achttien maanden voor Artemis 1, gebaseerd op een analyse van de verzamelde gegevens toen de boosters werden gestapeld.^[164] Eind 2015 zou het SLS -programma een betrouwbaarheidsniveau van 70% hebben voor de eerste Orion -vlucht die bemanning draagt, de tweede SLS -vlucht in het algemeen, tegen 2023;^{[212][213][214]} Vanaf november 2021^[update], NASA vertraagde Artemis 2 uit 2023^[215] tot mei 2024.^[216]

Gebruik voorbij artemis

Hoewel de SLS alleen wordt bevestigd voor gebruik op de eerste paar Artemis Missies, veel NASA Mission Concept Studies voor robotmissies die van plan waren om op de SLS te lanceren, zoals:Neptune Odyssey,^[229][230] Europa Lander,^{[231][232][233]} Enceladus Orbilander, Persephone,^[234] Habex,^[115] Origins Space Telescope,^[114] Luvoir,^[235] Lynx,^[236] en Interstellaire sonde.^[237] Deze conceptstudies zijn opgesteld op mogelijke aanbevelingen door de National Academy's Decadale enquêtes. De Astronomie en astrofysica Decadal Survey In 2021 adviseerde een kleinere, samengevoegde versie van Habex en Luvoir voorafgegaan door een technologisch rijpingprogramma om kosten te verlagen en risico te plannen, hoewel de uiteindelijke missie al dan niet SLS kan gebruiken.In 2022 de Planetary Science Decadal Survey Aanbevolen Enceladus Orbilander als de derde hoogste prioriteit voor vlaggenschip planetaire missies in de jaren 2020.De Heliophysics Decadal Survey, die in 2024 moet worden ingevuld, overweegt het interstellaire sonde -missieconcept.

Kritiek

De SLS is bekritiseerd op basis van programmakosten, gebrek aan commerciële betrokkenheid en het niet-competitieve karakter van een voertuig die wettelijke om de componenten van de ruimte te gebruiken.

Financiering

In 2011, Rep. Tom McClintock en andere groepen riepen de Government Accountability Office om mogelijke schendingen van de Concurrentie in contractwet, beweren dat congresmandaten NASA dwingen om ruimte -shuttle -componenten voor de SLS te gebruiken de facto Niet-competitieve, single-source vereisten die contracten verzekeren aan bestaande shuttle-leveranciers.^{[238][239][240]} De Competitive Space Task Force zei in september 2011 dat de nieuwe regeringslanceerder direct het Handvest van NASA, de Space Act en de vereisten van de Commercial Space Act van 1998 voor NASA voor de "volledig mogelijke betrokkenheid van commerciële providers" in staatMoedig maximaal mogelijk het volledige commerciële gebruik van ruimte aan ".^[241][240] Tegenstanders van het zware lanceervoertuig hebben de naam kritisch gebruikt "Senaatslanceersysteem",^{[60][240][242]} Een naam die nog steeds door tegenstanders werd gebruikt om het programma in 2021 te bekritiseren, omdat "de NASA -inspecteur -generaal zei dat de totale kosten van de raket $ 27 miljard tot 2025 zouden bereiken".^[243]

Lori Garver, een voormalige adjunct -beheerder van NASA, riep op tot het annuleren van het lanceervoertuig naast de Mars 2020 Rover.^[244] Phil Plait deelde zijn kritiek op de SLS in het licht van de lopende budgetuitwegingen tussen de Commercial Crew Development en SLS -budgetten, ook verwijzend naar eerdere kritieken door Garver.^[245] In 2019, de Government Accountability Office ontdekte dat NASA Boeing meer dan $ 200 miljoen had toegekend voor service met ratings van goed tot uitstekend, ondanks kostenoverschrijdingen en vertragingen.Vanaf 2019^[update], de eerste lancering van de SLS werd verwacht in 2021.^[246][247] NASA bleef verwachten dat de eerste orbitale lancering in 2021 al in mei 2021 zou zijn.^[183]

Visual van maart 2020 Inspecteur Generaal rapport, laten zien hoe NASA boekhouding gebruikte om een kostenstijging te "maskeren" door de boosters (die $ 889 miljoen kosten) van de SLS naar een ander kostencentrum te verplaatsen, zonder het SLS -budget bij te werken^{[248]: Iv, 22}

NASA verhuisde $ 889 miljoen aan kosten met betrekking tot SLS -boosters, maar heeft het SLS -budget niet bijgewerkt, een maart 2020 Inspecteur Generaal rapport gevonden.Dit hield het budget overspoeld tot 15% door FY 2019.^{[248]: 22} Met 30%zou NASA het Congres op de hoogte moeten stellen en de financiering moeten stoppen, tenzij het Congres opnieuw zal bewijzen en extra financiering verstrekt.^{[248]: 21–23} Uit het algemene rapport van de inspecteur bleek dat het niet voor deze "maskering" van de kosten, de overschrijding 33% zou zijn geweest in FY 2019.^{[248]: Iv, 23} De GAO Afzonderlijk verklaarde "NASA's huidige aanpak voor het melden van kostengroei geeft de kostenprestaties van het programma verkeerd weer".^{[249]: 19–20}

Op 1 mei 2020 heeft NASA een contractverlenging toegekend aan Aerojet Rocketdyne Om 18 extra RS-25-motoren met Associated Services te produceren voor $ 1,79 miljard, waardoor de totale RS-25-contractwaarde op bijna $ 3,5 miljard wordt gebracht.^[250][47] ARS Technica merkte op dat de gemiddelde kosten van elke RS-25 daarom steeg tot $ 146 miljoen, dus elke SLS-lancering gebruikt $ 580 miljoen voor zijn vier motoren. ARS merkte op dat voor de kosten van slechts één motor, zes krachtiger RD-180 motoren kunnen worden gekocht, of bijna een geheel Falcon zwaar Lanceer met tweederde van de SLS-liftcapaciteit.^[250][251] Voormalig NASA -beheerder Charlie Bolden, die toezicht hield op het eerste ontwerp en de ontwikkeling van de SLS, bekritiseerde ook het programma in een interview met Politiek in september 2020. Bolden zei dat de "SLS zal verdwijnen ... omdat commerciële entiteiten op een gegeven moment zullen inhalen."Bolden verklaarde verder: "Ze gaan echt een zware lanceringsvoertuig bouwen zoals SLS dat ze kunnen vliegen voor een veel goedkopere prijs dan NASA SLS kan doen. Dat is precies de manier waarop het werkt."^[252]

Voorgestelde alternatieven

Space Launch System en Falcon 9 Bij Lanceer complex 39, de laatste bereidt zich voor op de Axiom Mission 1, en de eerste voor de Artemis 1 missie.

In 2009, de Augustinus Commissie stelde een commerciële 165.000 lb (75 t) lanceerinrichting voor met lagere bedrijfskosten en merkte op dat een 44-60 t (44-66-short-ton) launcher het minimum was dat nodig was om maanonderzoek te ondersteunen.^[253] In 2011–2012, de Space Access Society, Space Frontier Foundation, en De planetaire samenleving riep op tot de annulering van het project, met het argument dat de SLS de fondsen voor andere projecten van de NASA -budget.^{[241][238][254]} Amerikaanse vertegenwoordiger Dana Rohrabacher en anderen stelden voor dat een orbitaal drijfdepot moet worden ontwikkeld en de Commercial Crew Development programma versnelde in plaats daarvan.^{[241][255][256][257][258]}

Een NASA -studie die niet publiekelijk werd vrijgegeven^[259][260] en nog een van de Georgia Instituut van Technologie toonde deze optie om mogelijk goedkoper te zijn.^[261][262] In 2012, de United Launch Alliance Ook voorgesteld om bestaande raketten te gebruiken met on-orbit assemblage en drijfgasdepots indien nodig.Het gebrek aan concurrentie in het SLS -ontwerp werd benadrukt.^{[263][264][265][242][266]} In de zomer van 2019, een voormalige Ulla Werknemer beweerde dat Boeing, de belangrijkste aannemer van NASA voor SLS, orbitale tanktechnologie als een bedreiging voor de SLS beschouwde en verdere investeringen erin blokkeerde.^[267] In 2011, Robert Zubrin, oprichter van Mars Society en Mars direct, suggereerde dat een Zwaar liftvoertuig zou kunnen worden ontwikkeld voor $ 5 miljard op het voorstel van vaste prijsverzoeken.^[268] In 2010, SpaceX's CEO Elon Musk beweerde dat zijn bedrijf een lanceervoertuig kon bouwen in het laadloadbereik van 310.000 - 330.000 lb (140-150 t) voor $ 2,5 miljard, of $ 300 miljoen (in 2010 dollar) per lancering, exclusief een potentieel Bovenste podium upgrade.^[269][270]

Zie ook

Aantekeningen

Referenties

Externe links

• Space Launch System en multifunctionele bemanningsvoertuigpagina op NASA.gov
• "Voorlopig rapport over multifunctionele bemanningsvoertuig en ruimtelanceringssysteem" (PDF), NASA.
• SLS Future Frontiers -video
• Video -animaties van Mission to Asteroid, The Moon en Mars, Beyhearth.com
• "NASA zet reis naar Mars Planning", SpacepolicyOnline.com