CEV "Constellation" и лунная программа НАСА

[X]

The inflatable airlock


http://www.eurekalert.org/pub_releases/2003-05/cu-ifa052303.php

[Rohan]

От SpaceRef идут слухи, что у NASA серьёзные проблемы с концепцией носителя для CEV. Изначально предполагалось "на коленке" соединить стандартный четырёхсегментный твердотопливный ускоритель в качестве первой ступени со второй ступенью, на которой будет стоять один SSME. Однако согласно этой статье, обнаружились трудности с возможностью запуска SSME на необходимых высотах, а J-2S недостаточно силён для использования с четырёхсегментным ускорителем в качестве 1-ой ступени.

NASA Encounters Possible Problems With Crew Launch Vehicle DesignKeith Cowing
Tuesday, January 17, 2006
 
According to industry sources, NASA has encountered some problems with its planned CLV (Crew Launch Vehicle) design as spelled out in the yet to be (formally) released Exploration Systems Architecture Study (ESAS) Final Report.

Sources report problems have been encountered in designing an expendable version (RS–25) of the current SSME (Space Shuttle Main Engine) for the CLV's second stage that can be air-started. Concerns have also been raised that a possible alternate second stage engine, a derivative of the Apollo era J-2S engine, may be underpowered for the task.

These sources also talk about interest on NASA's part of moving to using a 5 segment SRB (Solid Rocket Booster) as the first stage of the CLV instead of the initial plan to use the current 4 segment booster used by the Space Shuttle. In so doing, NASA would now be creating what would, in essence, be a wholly new launch vehicle.

NASA has considered bringing in contractor representatives soon to discuss this issue since a change in the CLV design would lead to other delays - including the CEV.

Запасной вариант, насколько я помню ESAS - модифицированный пятисегментный ускоритель как первая ступень и J-2S+ на второй ступени, однако выводы ESAS были неутешительны по отношению к этому варианту.

To meet the CEV lift requirement, the team initially focused on five-segment RSRBbased
solutions. Three classes of upper stage engine were assessed—SSME, a single J–2S+,
and a four-engine cluster of a new expander cycle engine in the 85,000-lbf vacuum thrust
class. However, the five-segment development added significant near-term cost and risk
and the J–2S+/expander engine could not meet the 2011 schedule target. Therefore, the team
sought to develop options that could meet the lift requirement using a four-segment RSRB.
To achieve this, a 500,000-lbf vacuum thrust class propulsion system is required. Two types
of upper stage engine were assessed—a two-engine J–2S cluster and a single SSME. The
J–2S option could not meet the 2011 target (whereas the SSME could) and had 6 percent less
performance than the SSME-based option (LV 13.1). The SSME option offered the added
advantages of an extensive and successful flight history and direct extensibility to the CaLV
with no gap between the current Shuttle program and exploration launch. Past studies have
shown that the SSME can be air-started, with an appropriate development and test program (а это сейчас оказалось под вопросом).

Подтверждая это, цитата с astronautix:

It was estimated by ATK Thiokol in 2005 that restarting the J-2S program, including engine fabrication, design and reliability verification, certification, and production, would require four years. Although no J-2S tooling was known to exist, modern soft tooling could be developed quickly and less expensively than the original hard tooling. There was an existing manufacturing and supplier network in place to support a J-2S restart.

Интересно, как выбираться будут. Похоже, что о 2011 придётся забыть.

[DYF]

Интересно, как выбираться будут. Похоже, что о 2011 придётся забыть.

А почему, например, Атлас-5 не подходит? (сильно не бейте

[Rohan]

Бить буду не я, бить будет ESAS :

The EELV options examined for suitability for crew transport were those derived from the
Delta IV and Atlas V families. The study focused on the heavy-lift versions of both Delta
and Atlas families, as it became clear early in the study that none of the medium versions of
either vehicle had the capability to accommodate CEV lift requirements. Augmentation of
the medium-lift class systems with solid strap-on boosters does not provide adequate capability
and poses an issue for crew safety regarding small strap-on Solid Rocket Motor (SRM)
reliability, as determined by the Orbital Space Plane-ELV (OSP–ELV) Flight Safety Certification
Study report, dated March 2004. Both vehicles were assessed to require modification
for human-rating, particularly in the areas of avionics, telemetry, structures, and propulsion
systems.
Both Atlas and Delta derived systems required new upper stages to meet the lift and humanrating
requirements. Both Atlas and Delta single-engine upper stages fly highly lofted
trajectories, which can produce high deceleration loads on the crew during an abort and, in
some cases, can exceed crew load limits as defined by NASA STD 3000, Section 5. Depressing
the trajectories flown by these vehicles will require additional stage thrust to bring peak
altitudes down to levels that reduce crew loads enough to have sufficient margins for offnominal
conditions. Neither Atlas V or Delta IV with their existing upper stages possess the
performance capability to support CEV missions to ISS, with shortfalls of 5 mT and 2.6 mT,
respectively.
Another factor in both vehicles is the very low T/W ratio at liftoff, which limits the additional
mass that can be added to improve performance. The RD–180 first-stage engine of the Atlas
HLV will require modification to be certified for human-rating. This work will, by necessity,
have to be performed by the Russians. The RS–68 engine powering the Delta IV HLV first
stage will require modification to eliminate the buildup of hydrogen at the base of the vehicle
immediately prior to launch. Assessments of new core stages to improve performance as an
alternative to modifying and certifying the current core stages for human-rating revealed that
any new core vehicle would be too expensive and exhibit an unacceptable development risk to
meet the goal of the 2011 IOC for the CEV. Note the EELV costs shown in Figure 1-26 do not
include costs for terminating Shuttle propulsion elements/environmental cleanup. Finally, both
the EELV options were deamed high risk for a 2011 IOC.

Читать надо было.

[DYF]

Бить буду не я, бить будет ESAS

ага, ну я как раз надеялся, что можно будет использовать первую ступень Атласа, но забыл что там наш двигатель А привязываться к кому-бы то ни было в таком стретегическом вопросе, американцы не будут.

я так понял, что по первой ступени Атласа ничего технически непреодолимого нет?

[Rohan]

Кроме того, что её придётся модифицировать? Нет Но даже так, дело не в одной только ступени, а в комплексе проблем. В заданные бюджетные и временные рамки, шансов вместится - ноль.

[DYF]

Кроме того, что её придётся модифицировать? Нет Но даже так, дело не в одной только ступени, а в комплексе проблем. В заданные бюджетные и временные рамки, шансов вместится - ноль.

Ну они же пишут, что им не подходит первая ступень на SRB шатла.
Понятно что все остальное в любом варианте надо делать с нуля.
Из аргументов против первой ступени Атласа - самый главный, как я понял, РД-180 нужно сертифицировать, а это должны делать русские.

[X]

NASA's Project Constellation program has been overhauled to include a slightly smaller Crew Exploration Vehicle (CEV) and a new human-rated booster with an Apollo-era upper stage engine.

...But the agency recently approved CEV launcher plans calling for development of a new five-segment solid-rocket booster instead of the four-segment motor currently in production.

...NASA also has dropped plans to power the so-called Crew Launch Vehicle's upper stage with a Space Shuttle Main Engine modified to start in flight, opting instead to go with an updated version of the J-2 engine that was used on NASA's Saturn 5 rocket.

...to drop the requirement for a liquid oxygen/methane engine on the CEV service module and lunar lander, leaving it up to the two competing CEV contractor teams — led by Lockheed Martin and Northrop Grumman — to propose whatever propulsion system they deem best.

....include reducing the diameter of the vehicle from 18 feet (5.5 meters) to 16.4 feet (5 meters) for additional weight savings and using existing Russian docking hardware for missions to the International Space Station (ISS).

...both the J-2 engine and five-segment solid-rocket booster are needed for the heavy-lift cargo vehicle NASA is developing for the lunar sorties it still hopes to begin as soon as 2018.
...................................................................................................

[X]

[X]

Кстати  - это несколько OFF ,но вот проходила информация о начале выпуска первых элементов РД-180 в Америке. Кто-то в курсе будет ли налажено полноценное производство в США ? Может встречалась инфа о предпологаемой дате.

[Agent]

Кстати  - это несколько OFF ,но вот проходила информация о начале выпуска первых элементов РД-180 в Америке. Кто-то в курсе будет ли налажено полноценное производство в США ? Может встречалась инфа о предпологаемой дате.

Как только запасов движков на локхидовском складе станет меньше, чем нужно для запусков ракет на отрезке времени, равном разворачиванию производства - тут же дату озвучат.

[X]

Насколько я понял, имеющегося 4х-сегментного бустера не хватает для одного J-2S на второй ступени.
А что, если поставить 2 движка J-2S вместо одного SSME на вторую ступень? Это дороже, чем один J-2S, но еще дороже будет осваивать и испытывать новый 5-сегментный бустер. А - так имеем готовые и уже летавшие с людьми моторы.

[ronatu]

Насколько я понял, имеющегося 4х-сегментного бустера не хватает для одного J-2S на второй ступени.
А что, если поставить 2 движка J-2S вместо одного SSME на вторую ступень? Это дороже, чем один J-2S, но еще дороже будет осваивать и испытывать новый 5-сегментный бустер. А - так имеем готовые и уже летавшие с людьми моторы.

по-моему они уже решили что делать:

the agency recently approved CEV launcher plans calling for development of a new five-segment solid-rocket booster instead of the four-segment motor currently in production.

NASA also has dropped plans to power the so-called Crew Launch Vehicle's upper stage with a Space Shuttle Main Engine modified to start in flight, opting instead to go with an updated version of the J-2 engine that was used on NASA's Saturn 5 rocket.

[X]

Ну и зря. Есть у кого-нибудь телефон главного шефа NASA?

[ronatu]

Ну и зря. Есть у кого-нибудь телефон главного шефа NASA?

To send a general comment or question about NASA, please contact the Public Inquiries Business Center:
Public Inquiries Business Center
NASA Headquarters
Suite 1M32
Washington, DC 20546-0001
202.358.0001 (phone)
202.358.3469 (fax)
public-inquiries@hq.nasa.gov

[X]

Сенкью, вэри мач. Тока я по-англицки не говорим-с.
А не мог бы уважаемый сэр ronatu довести до сведения еще более уважаемого сэра Гриффина мое нижайшее почтение и скромное мнение по поводу 2х J-2S на второй ступени CLV?

[ratman]

А что, если поставить 2 движка J-2S вместо одного SSME на вторую ступень? Это дороже, чем один J-2S, но еще дороже будет осваивать и испытывать новый 5-сегментный бустер.

Так, по-моему, именно о двух движках и идет речь:

Two types of upper stage engine were assessed—a two-engine J–2S cluster and a single SSME.

http://www.spaceref.com/news/viewnews.html?id=1087

[X]

Вот что значит языком не владеть! Я понял так, что было 2 варианта:
1) 4х секционный бустер + 1 SSME (230 тонн тяги)
2) 5х секционный бустер + 1 J-2 (100 тонн тяги)
и что выбрали второй вариант.
Напрашивался третий вариант:
3) 4х секционный бустер + 2 J-2 (2х100 тонн тяги)

[ratman]

Да, там везде не очень понятно написано.
Я, например, тоже не полностью уверен...

[Дем]

Вот что значит языком не владеть! Я понял так, что было 2 варианта:
1) 4х секционный бустер + 1 SSME (230 тонн тяги)
2) 5х секционный бустер + 1 J-2 (100 тонн тяги)
и что выбрали второй вариант.
Напрашивался третий вариант:
3) 4х секционный бустер + 2 J-2 (2х100 тонн тяги)

На самом деле дело в том, что количество SSME - ограничено. И новых делать не будут.