Bigelow utbyggbar aktivitetsmodul

Bigelow utbyggbar aktivitetsmodul
20180706 Bigelow Airlock Johnson Space Center.jpg
Fullskalig mock-up av BEAM vid Johnson Space Center
Module-statistik
COSPAR ID 2016-024A
Lanseringsdag 8 april 2016, 20:43:31 UTC
Starta fordonet
Falcon 9 Full Thrust ( SpaceX CRS-8 )
Förtöjd
16 april 2016, 09:36 UTC Tranquility akter
Avlagd 2028 (planerad)
Massa 1 413 kg (3 115 lb)
Längd 4,01 m (13,2 fot)
Diameter 3,23 m (10,6 fot)
Trycksatt volym 16,0 m 3 (570 cu ft)

Bigelow Expandable Activity Module ( BEAM ) är en experimentell expanderbar rymdstationsmodul utvecklad av Bigelow Aerospace , under kontrakt med NASA, för testning som en tillfällig modul på den internationella rymdstationen (ISS) från 2016 till högst 2028, när kontraktet kan inte förlängas ytterligare. Den anlände till ISS den 10 april 2016, låg vid stationen den 16 april 2016 och utökades och trycksattes den 28 maj 2016. Även om den ursprungligen var planerad att vara ett tvåårig test, har den överträffat förväntningarna och används som extra last lagring. Modulen är under ägande av NASA efter att Bigelow Aerospace avbröt sin verksamhet 2021.

Historia

NASA övervägde ursprungligen idén om uppblåsbara livsmiljöer på 1960-talet och utvecklade TransHabs uppblåsbara modulkoncept i slutet av 1990-talet. TransHab-projektet avbröts av kongressen 2000, och Bigelow Aerospace köpte rättigheterna till patenten som utvecklats av NASA för att driva design av privata rymdstationer. Under 2006 och 2007 lanserade Bigelow två demonstrationsmoduler till jordens bana, Genesis I och Genesis II .

NASA återinitierade analys av expanderbar modulteknologi för en mängd potentiella uppdrag med början i början av 2010. Olika alternativ övervägdes, inklusive upphandling från kommersiella leverantören Bigelow Aerospace, för att tillhandahålla vad som 2010 föreslogs vara en torusformad lagringsmodul för Internationella rymdstationen . En tillämpning av den toroidformade BEAM-designen var som en centrifugdemo som föregick vidareutvecklingen av NASA Nautilus-X multi-mission prospekteringskonceptfordon. I januari 2011 beräknade Bigelow att BEAM-modulen kunde byggas och göras flygfärdig 24 månader efter att ett byggkontrakt säkrats.

Färdigställd BEAM-flygenhet vid Bigelow Aerospace-anläggningen i North Las Vegas, Nevada

Den 20 december 2012 tilldelade NASA Bigelow Aerospace ett kontrakt på 17,8 miljoner USD för att bygga Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) under NASA:s Advanced Exploration Systems (AES) Program. Sierra Nevada Corporation byggde US$ 2 miljoner Common Berthing Mechanism under ett 16-månaders kontrakt till fast pris som tilldelades i maj 2013. NASA-planer som offentliggjordes i mitten av 2013 krävde en leverans 2015 av modulen till ISS.

2013 var det planerat att i slutet av BEAM:s uppdrag skulle den avlägsnas från ISS och brinna upp under återinträde.

Under ett pressevenemang den 12 mars 2015, vid Bigelow Aerospace-anläggningen i norra Las Vegas, Nevada , visades den färdiga ISS-flygenheten, komprimerad och med två Canadarm2 -griparfixturer monterade, för media.

I december 2021 överförde Bigelow ägandet av BEAM till NASA:s Johnson Space Center. Med upplåtelsen av Bigelow Aerospace-verksamheten anlitade NASA ATA Engineering, en tidigare Bigelow-underleverantör, för tekniskt stöd på BEAM.

Utplacering och status

Progression av expansion av BEAM

I början av 2015 var BEAM planerad för utplacering på nästa tillgängliga ISS-transportfordon, SpaceX CRS-8 , som var planerad att lanseras i september 2015. På grund av ett raketfel under SpaceX CRS-7-uppskjutningen i juni 2015, levererades BEAM var försenat. Den framgångsrika uppskjutningen av SpaceX CRS-8 ägde rum den 8 april 2016, och lastfordonet Dragon låg förtöjt till Harmony noden nadir den 10 april 2016. Den 16 april 2016 extraherade den brittiske astronauten Tim Peake BEAM från Dragons bagageutrymme med Canadarm2 , och installerade den på den bakre hamnen i Tranquility -noden.

Det första försöket med moduluppblåsning ägde rum den 26 maj 2016 och avbröts efter att ett högre än förväntat lufttryck inuti BEAM upptäcktes med minimal expansion av modulen. Försöket avbröts efter två timmar. Misslyckandet med att expandera och vecklas ut kan bero på den oförutsedda 10-månaders fördröjningen i moduluppblåsningen, vilket kan ha gjort att tyglagren höll ihop. Modulen utökades den 28 maj 2016 under loppet av sju timmar, där luft injicerades 25 gånger under totalt 2 minuter och 27 sekunder. Dess längd förlängdes 170 cm (67 tum) från sin stuvade konfiguration, 2,5 cm (0,98 tum) mindre än förväntat. Efter att expansionen var klar öppnades lufttankar ombord på BEAM för att utjämna lufttrycket i modulen med ISS. Modulen skulle övervakas under två år.

Jeff Williams inuti BEAM
ESA- astronaut Paolo Nespoli inuti BEAM, utrustad med nya lastförvaringskärl

Den 6 juni 2016 öppnade astronauten Jeff Williams och kosmonauten Oleg Skripochka luckan till BEAM och gick in för att samla ett luftprov, ladda ner expansionsdata från sensorer och installera övervakningsutrustning. Luckan till BEAM förseglades igen den 8 juni 2016 efter tre dagars tester. En andra omgång av tester ägde rum den 29 september 2016 samma år när astronaut Kathleen Rubins gick in i modulen för att installera tillfällig övervakningsutrustning.

NASA noterade i maj 2017 att, efter att ha tillbringat ett år i rymden, hade BEAM-instrumenteringen registrerat "några troliga mikrometeoroiddebrispåverkan" men att modulens skyddande lager hade motstått penetration. Tidiga resultat från monitorer inuti modulen har visat att galaktiska kosmiska strålningsnivåer är jämförbara med de i resten av rymdstationen. Ytterligare tester kommer att försöka karakterisera om den uppblåsbara strukturen är mer motståndskraftig mot strålning än traditionella metallmoduler.

I oktober 2017 tillkännagavs att modulen skulle förbli kopplad till ISS fram till 2020, med option på ytterligare två förlängningar på ett år. Modulen kommer att användas för att lagra upp till 130 lastväskor för att göra tillgängligt utrymme ombord på stationen. ISS-besättningen började arbeta i november 2017 för att förbereda BEAM för användning som lagringsutrymme.

I juli 2019 certifierade en teknisk bedömning BEAMs förmåga att förbli kopplad till stationen fram till 2028, eftersom den har överträffat prestandaförväntningarna och blivit en central lastlagringsmodul på den volymbegränsade stationen. En kontraktsförlängning kommer att krävas för att BEAM ska kunna tjäna sin förlängda operativa livslängd.

Med avstängning av all verksamhet på Bigelow Aerospace har utvecklingen av BEAM avslutats. Ingenjörsstödet gick till Bigelows underleverantör ATA Engineering 2022, som inte kommer att fortsätta utvecklingen.

Mål

BEAM är ett experimentellt program i ett försök att testa och validera utbyggbar habitatteknologi. Om BEAM presterar gynnsamt kan det leda till utveckling av expanderbara bostadsstrukturer för framtida besättningar som reser i djupa rymd. Den tvååriga demonstrationsperioden kommer att:

  • Demonstrera lansering och utplacering av en kommersiell uppblåsbar modul. Implementera viknings- och förpackningstekniker för uppblåsbara skal. Implementera ett ventilationssystem för uppblåsbart skal under uppstigning till ISS.
  • Bestäm strålskyddsförmågan hos uppblåsbara strukturer.
  • Demonstrera designprestanda för kommersiell uppblåsbar struktur som termisk, strukturell, mekanisk hållbarhet, långsiktig läckageprestanda, etc.
  • Demonstrera säker utplacering och drift av en uppblåsbar struktur i ett flyguppdrag.

Egenskaper

BEAM håller på att flyttas till den bakre hamnen i Tranquility i april 2016.

BEAM består av två metallskott, en aluminiumstruktur och flera lager av mjukt tyg med avstånd mellan lagren, vilket skyddar ett inre fasthållnings- och blåssystem; den har varken fönster eller intern ström. Modulen utökades ungefär en månad efter att den kopplats till rymdstationen med sin gemensamma förläggningsmekanism . Den blåstes upp från dess packade dimensioner på 2,16 m (7 fot 1 tum) lång och 2,36 m (7 fot 9 tum) i diameter till dess trycksatta dimensioner på 4,01 m (13,2 fot) lång och 3,23 m (10,6 fot) i diameter. Modulen har en massa på 1 413 kg (3 115 lb) och dess inre tryck är 101,3 kPa (14,69 psi), samma som inuti ISS.

BEAMs inre dimensioner ger 16,0 m 3 (570 cu ft) volym där en besättningsmedlem kommer in i modulen tre till fyra gånger per år för att samla in sensordata, utföra mikrobiell ytprovtagning, utföra periodiska byten av strålningsområdets monitorer och inspektera modulens allmänna skick. Luckan till modulen förblir annars stängd. Dess interiör beskrivs som "en stor garderob med vadderade vita väggar", med diverse utrustning och sensorer fästa på två centrala stöd.

Strålningsavskärmning

De flexibla Kevlar-liknande konstruktionsmaterialen är patentskyddade. De flera skikten av flexibelt tyg och vinylpolymerskum med slutna celler i BEAM-strukturskalet förväntas ge stötskydd (se Whipple shield ) såväl som strålskydd , men modellberäkningar måste valideras genom faktiska mätningar.

I en NASA-studie från 2002 föreslogs det att material som har höga vätehalter, såsom polyeten , kan minska primär och sekundär strålning i större utsträckning än metaller, såsom aluminium . Vinylpolymer kan också användas i laboratorier och andra applikationer för strålskyddsplagg.

BCSS luftsluss

2013 nämnde Bigelow ett koncept för att bygga en andra BEAM-modul för användning som ett luftsluss på dess planerade Bigelow kommersiella rymdstation . Modulens uppblåsbara natur skulle ge plats för upp till tre besättningar eller turister att rymdpromenera samtidigt, jämfört med maximalt två som kan operera utanför ISS.

Galleri

  • Interior of BEAM mock-up

    Interiör av BEAM-modell

  • BEAM development unit undergoing burst test

    BEAM utvecklingsenhet genomgår burst test

  • BEAM being loaded into Dragon's trunk in February 2016

    BEAM laddas in i Dragons trunk i februari 2016

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bigelow_Expandable_Activity_Module&oldid=1097164391 "