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Como Orion CEV C

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  1. Los fundamentos de CEV
  2. Módulo de servicio CEV, Booster y CLV
  3. El futuro de la exploración espacial

Los fundamentos de CEV

La NASA eligió a Lockheed Martin para diseñar y construir Orion. Los principales sistemas (como energía, navegación, soporte vital, comunicaciones y computadoras) serán versiones más avanzadas de los de Apollo y el Transbordador Espacial.

La CEV constará de tres partes fundamentales:

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  • Una cápsula para contener a la tripulación.
  • Un módulo de servicio para contener el sistema de propulsión principal, los sistemas de combustible y actitud control S. La actitud se refiere a cómo se orienta la nave espacial en el espacio (direcciones x, y, z o ejes de inclinación, giro y guiñada). Apollo usó cuatro unidades de cuatro propulsores montados en el módulo de servicio para esta tarea, mientras que el transbordador espacial usa propulsores de control de reacción ubicados en las secciones delantera y trasera.
  • Un propulsor para poner el CEV en órbita terrestre.

Para las misiones de alunizaje, habrá un módulo especial.

Vehículo de tripulación y módulo de aterrizaje de la órbita lunar
Vehículo de tripulación y módulo de aterrizaje de la órbita lunar

Foto cortesía de NASA / John Frassanito and Associates

La cápsula tendrá forma de cono como el módulo de comando Apollo, ya que es más aerodinámico que el Shuttle. En lugar de volver a entrar en la atmósfera desde la órbita de la Tierra a 8 kilómetros por segundo (como el transbordador espacial), el CEV volverá a entrar en la atmósfera desde las velocidades de viaje lunares más altas, a 11 kilómetros por segundo.

Como Orion CEV C

Además de la forma, la cápsula de la tripulación CEV tiene muchos otros puntos en común con Apollo, así como algunas diferencias:

  • El diámetro más grande (16,5 pies, o 5 metros en lugar de 3,9 pies) dará cabida a más tripulantes y carga.
  • El escudo térmico trasero CEV será ablativo, lo que significa que hervirá. Apollo usó un solo escudo térmico trasero hecho de aluminio multicapa y resina epoxi, que se eliminó absorbiendo el calor de reentrada. (Está diseñado para un solo uso, al igual que el resto del módulo de control). El lanzador utiliza baldosas cerámicas térmicas, mantas térmicas y resinas de carbono reforzadas para absorber el calor. Sin embargo, este concepto resultó más difícil de mantener que su concepción teórica. El escudo térmico CEV se puede reemplazar hasta 10 veces y durará toda la vida útil del vehículo.
  • Las bolsas de aire CEV permitirán la recuperación tanto en tierra como en el mar. Todas las recuperaciones de Apolo se han realizado en fosas oceánicas.
  • Colocar el CEV sobre el propulsor de lanzamiento lo protege de la caída de escombros, como espuma o trozos de hielo.
  • UNO torre de escape – un pequeño cohete que eleva el módulo de control del propulsor si falla el lanzamiento – es una de las características únicas del CEV. Este mecanismo es más seguro que los procedimientos de abandono del transbordador espacial.

En la siguiente sección, exploraremos el módulo de servicio y el refuerzo.

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Módulo de servicio CEV, Booster y CLV

Como Orion CEV C

El módulo de servicio CEV también será cilíndrico. Cubrirá y protegerá el escudo térmico de la cápsula CEV durante el vuelo y proporcionará control de potencia, propulsión y flotabilidad. El formulario de servicio se abandonará antes del inicio del año escolar.

Algunas características del módulo de servicio incluyen:

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  • Propulsión de un solo motor, que utilizará un combustible de metano / oxígeno ligeramente más eficiente que la mezcla hipergólica Apollo SM (hidracina / tetróxido de nitrógeno). El combustible de metano / oxígeno tiene una mayor impulso específico en comparación con el tetróxido de hidrazina / nitrógeno, lo que significa un tiempo de combustión más prolongado para la misma masa de propulsor y velocidades más altas. En el futuro, puede ser posible producir metano a partir de componentes en la Luna y Marte para impulsar este tipo de vehículo.
  • Mayor capacidad de combustible para permitir diferentes órbitas lunares y lugares de aterrizaje.
  • Paneles solares para generar electricidad para complementar la energía de las pilas de combustible.
  • Tubos que contienen amoníaco líquido o mezclas de agua / glicol para transferir calor a los radiadores para que pueda escapar al espacio. En el espacio, la diferencia de temperatura entre la luz solar y la sombra es aproximadamente 400 grados Fahrenheit. Este calentamiento errático causa estrés térmico a los metales en la estructura de la nave espacial. Para contrarrestar este efecto, la nave espacial Apolo giró sobre su eje mientras se dirigía a la luna para permitir que la radiación solar calentara uniformemente la nave espacial (la “maniobra de barbacoa”). Es probable que la CEV haga lo mismo.
  • Control de flotabilidad con propulsores tipo Apollo.

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Apollo necesitaba un gran lanzador (Saturno V) para levantar la tripulación y la carga útil. Los motores principales de la lanzadera tenían que proporcionar una gran cantidad de empuje al vehículo por las mismas razones. El propulsor de lanzamiento CEV solo levantará a la tripulación, no cargas pesadas. Por esta razón, el propulsor CEV puede ser más pequeño que los propulsores Apollo y del transbordador espacial.

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La primera fase del fortalecimiento de la CEV será una propulsor de cohete sólido (SRB) llamado Ares I, que será similar al transbordador espacial. La segunda fase consistirá en un único motor de transbordador espacial propulsado por tanques de oxígeno e hidrógeno líquido. No se reclamarán ni reutilizarán etapas (las restricciones del transbordador espacial se han recuperado y reutilizado).

La exploración espacial tripulada requiere colocar astronautas y cargas útiles en órbita. Los vehículos del pasado combinaban humanos y cargas útiles en el mismo cohete, pero el concepto CEV separaba esas funciones. El CLV levantará cargas pesadas como módulos lunares, etapas de transferencia lunar y componentes de la estación espacial. Si es necesario, el CLV también se puede configurar para iniciar humanos.

El CLV se dividirá en dos fases:

  • La primera fase tendrá cinco motores principales propulsados ​​por hidrógeno líquido y oxígeno líquido (llamado Ares V)
  • El segundo tendrá un motor principal de lanzadera o un motor Apollo J-2, también impulsado por hidrógeno líquido y oxígeno líquido.

Vehículo de lanzamiento de carga con fase de salida lunar y terrestre
Vehículo de lanzamiento de carga con fase de salida lunar y terrestre

Foto cortesía de NASA / John Frassanito and Associates

A continuación, veremos el futuro de la exploración espacial.

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El futuro de la exploración espacial

Los astronautas salen de la luna en fase ascendente
Los astronautas salen de la luna en fase ascendente

Foto cortesía de NASA / John Frassanito and Associates

La NASA quiere que el Orion CEV sea versátil para la exploración espacial futura. Ellos predicen que podrá transportar tripulaciones a la Estación Espacial Internacional en 2014, la Luna en 2020. Marte será el próximo objetivo.

El principal objetivo de CEV es el regreso a la luna. Durante la fase de diseño de Apolo, se hicieron dos propuestas para enviar al hombre a la luna:

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  • La Compromiso en órbita terrestre (EOR) – Se montarían piezas de un gran cohete lunar en la órbita terrestre y se lanzarían a la luna.
  • La Compromiso de la órbita lunar (LOR) – dos pequeñas naves espaciales (módulo de comando / servicio y módulo lunar) se habrían encontrado en órbita lunar

Los científicos finalmente acordaron que el enfoque LOR ahorraría más peso y lograría el objetivo del presidente John F. Kennedy de enviar un hombre a la luna en 10 años. El plan de vuelo para el regreso del CEV a la Luna incorpora elementos tanto de EOR como de LOR.

Las misiones Los CEV Los lunares establecerán una base lunar para explorar la luna y buscar agua en el polo sur de la luna (necesaria para la supervivencia en la luna y una fuente potencial de material para producir combustible para cohetes). También permitirán a los astronautas probar equipos y técnicas para futuras misiones a Marte. Dado que la Luna está a solo tres días de distancia, es más seguro y más barato lanzar misiones a Marte desde allí. Una misión de rescate también sería más fácil para una misión lunar que una misión marciana. El CEV servirá como modelo para el diseño de otras naves espaciales tripuladas en el espacio profundo.

Con CEV, la NASA espera traer astronautas de regreso a la Luna y cumplir el sueño de enviar humanos a explorar Marte y el resto del sistema solar.

Para obtener más información sobre los vuelos espaciales, el vehículo de exploración de la tripulación Orion y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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Lanzamiento de CEV.  Vea más fotos del transbordador espacial.

Lanzamiento de CEV. Vea más fotos del transbordador espacial.

Foto cortesía de NASA / John Frassanito and Associates

Si bien el transbordador espacial sigue siendo una maravilla técnica, la flota está envejeciendo y su operación se ha vuelto cada vez más costosa. Los problemas recientes de aislamiento de espuma han expuesto a las tripulaciones al peligro, han hecho que volar sea inseguro y han obligado a la NASA a cerrar toda la flota. La NASA necesita un vehículo capaz de transportar tripulaciones y cargas útiles a la órbita, la luna y Marte. Con la exploración futura en mente, la NASA está planeando un nuevo vehículo.

La nueva nave espacial de la NASA, el Orion Crew Exploration Vehicle, en realidad constará de dos naves espaciales:

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  • La Vehículo de exploración de tripulación (CEV) se necesitarán de cuatro a seis astronautas.
  • La Lanzador de carga (CLV) levantará cargas pesadas y astronautas si es necesario.

Orion utilizará tecnologías probadas de los programas Apollo y Space Shuttle. También serán más seguros y versátiles para la exploración espacial a largo plazo.

En este artículo, analizaremos el concepto y la tecnología detrás de Orion y aprenderemos cómo nos ayudará a explorar la luna y más allá.

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