Rymdsläp
En rymdbåt är en typ av rymdfarkost som används för att överföra rymdburen last från en bana till en annan bana med olika energiegenskaper. Ett exempel skulle vara att flytta en rymdfarkost från en låg omloppsbana (LEO) till en omloppsbana med högre energi, som en geostationär överföringsbana , en månöverföring eller en flyktbana .
Termen används ofta för att hänvisa till återanvändbara, rymdbaserade fordon. Några tidigare föreslagna eller byggda rymdbåtar inkluderar NASA:s STS-förslag från 1970-talet eller den föreslagna ryska Parom , och har ibland använts för att hänvisa till förbrukningsbara övre etapper , såsom Fregat eller Spaceflight Industries Sherpa .
Bakgrund
Rymdbåten sågs först efter andra världskrigets era som ett stödfordon för en permanent rymdstation som kretsar runt jorden . Den användes av science fiction-författaren Murray Leinster som titeln på en roman som publicerades 1953 som uppföljaren till Space Platform , en annan roman om en sådan rymdstation.
Befintliga rymdbåtar
Rymdbåtar kan grovt kategoriseras i några typer:
- Stora bogserbåtar som dockar med satelliter i omloppsbana som kanske kan utföra tjänster som tankning eller reparationer eller förbättringar samt att ändra satelliternas omloppsbana oavsett om det är för att förlänga satellitens livslängd eller för att ta sig ur den.
- Rocket Kick Stage används för att fördela olika nyttolaster till olika banor. Ett exempel skulle vara Photon Satellite Bus men detta kan bara betraktas som en del av raketsystemet snarare än en rymdbåt och den här artikeln tar inte riktigt upp dessa i detalj.
- Mindre bogserbåtar som huvudsakligen är cubesat utplacerare med viss framdrivning för att distribuera cubesats till olika banor.
Stora bogserbåtar som lägger till
Uppdragsförlängningsfordon
föreslog ViviSat ett gemensamt projekt mellan US Space och ATK Mission Extension Vehicle . 2016 upplöstes ViviSat när US Space förklarade sig i konkurs och ATK slogs samman med Orbital Science Corporation för att bilda Orbital ATK . 2017 fick Orbital ATK klartecken från FCC för att påbörja utvecklingen av rymdfarkosten med den nya partnern Northrop Grumman som utvecklade en egen bogserbåt. I juni 2018 slog båda företagen samman sina resurser och slogs samman för att bilda ett nytt företag som heter Northrop Grumman Innovation Systems . Den 9 oktober 2019 lanserades den första av dessa bogserbåtar MEV-1 från Baikonur Cosmodrome i Kazakstan på en Proton-M- raket. I februari 2020 dockade MEV-1 framgångsrikt med Intelsat 901 och återförde den till geosynkron bana, vilket gjorde att den kunde fortsätta att fungera 4 år efter dess livslängd. MEV-1 kommer att fortsätta att behålla denna position under en 5-årsperiod, varefter den kommer att flytta tillbaka satelliten till en kyrkogårdsbana för pensionering. MEV-2 lanserades 15 augusti 2020 med Galaxy 30 på en Ariane 5 för att utföra en liknande manöver med Intelsat-1002 .
Shijian-21
I december 2021 - januari 2022, har Kinas Shijian-21- satellit för minskning av rymdskräp dockat med den nedlagda Beidou-2 G2-navigationssatelliten för att drastiskt förändra dess geostationära omloppsbana, vilket visar kapaciteter som endast tidigare uppvisats av USA.
Mindre bogserbåtar är i allmänhet cubesat utplacerare
SHERPA
Spaceflight Inc. utvecklade SHERPA, som bygger på kapaciteten hos Spaceflight Secondary Payload System (SSPS) genom att inkludera framdrivnings- och kraftgenereringsdelsystem, som skapar en framdrivande bogserbåt dedikerad till att manövrera till en optimal bana för att placera sekundära och värdbaserade nyttolaster. Den första flygningen av två separata opromotorde varianter av dispensern var i december 2018 på en Falcon 9- raket. Denna flygning utplacerade 64 små satelliter från 17 länder.
ION satellitbärare
D-Orbit , ett italienskt rymdlogistik- och transportföretag, utvecklade InOrbit NOW ION Satellite Carrier . Den första uppskjutningen skedde den 3 september 2020 på en Vega- raket, men efterföljande uppskjutningar har alla varit på SpaceX Falcon 9 Transporter-uppdrag. Den 3 januari 2023 lanserade företaget sina sjunde och åttonde fordon, andra stjärnan till höger, ombord på SpaceX Transporter-6 Mission.
Long Duration Propulsive ESPA (LDPE)
LDPE är baserad på en Northrop Grumman- nyttolastadapter som används för att fästa det övre steget till huvudsatelliten, förutom att vara värd för några platser för andra småsatsningar. Hela systemet drivs dock av ESPAStar-satellitbussen, som ansvarar för strömförbrukning och distribution samt framdrivning, vilket gör det till en fullt fungerande rymdbåt som kan distribuera olika nyttolaster i olika omloppsbanor. ESPAStar har kapaciteten för 6 små satslaster på totalt 1 920 kg (4 230 lb). Systemet kan också ge 400 meter per sekund delta-V via en Hydrazine framdrivningsmodul.
Den första LDPE lanserades den 7 december 2021 på en Atlas V- raket som en del av STP-3- uppdraget. Den andra uppskjutningen skedde den 1 november 2022 på en Falcon Heavy- raket som en del av USSF-44- uppdraget. Ett tredje uppdrag är planerat till den 12 januari 2023 på USSF-67 uppdrag.
Momentus Space
Momentus Space utvecklar olika versioner av rymdbåtar med fokus på stora hastighetsförändringar över 1 km/s. Två demonstrationsuppdrag av deras Vigoride -plattform ägde rum den 25 maj 2022 och 3 januari 2023 med nyckeltester fram till 2022. Momentus Space blev allmänt känt i oktober 2020 när det nådde ett SPAC-investeringsavtal med Stable Road Acquisition Corp som värderade den kombinerade enheten till över 1 miljard dollar.
Epic Aerospace
Epic Aerospaces Chimera LEO 1 lanserades den 3 januari 2023.
Launcher
Rapporter dök upp omkring den 15 juni 2021 om Launchers Orbiter rymdbåt. Med sin egen raket och SpaceX:s Falcon 9 ger den 150 kg nyttolast, antingen 90 enheter cubesat eller större satelliter som använder vanliga smallsat-separeringssystem. Med ett kemiskt framdrivningssystem som använder eten- och dikväveoxiddrivmedel klarar det 500 meter per sekund delta-v, mer med ytterligare drivmedelstankar. Orbiter SN1 lanserades den 3 januari 2023.
Tidiga koncept - NASA Space Transportation System
En återanvändbar rymdbåt studerades av NASA i slutet av 60-talet och början av 70-talet som en del av ett återanvändbart rymdtransportsystem (STS). Denna bestod av en basframdrivningsmodul, till vilken en besättningsmodul eller annan nyttolast kunde fästas. Valfria landningsben kan läggas till för att landa nyttolaster på månens yta . Detta, tillsammans med alla andra delar av STS förutom rymdfärjan , finansierades aldrig efter nedskärningar av NASA:s budget under 1970-talet i kölvattnet av Apollo-programmet .
Rymdfärjans era
Förbrukningsbara övre steg
Shuttle-programmet fyllde rollen som högenergiomloppsöverföring genom utvecklingen [ när ? ] av en solid-driven enstegs nyttolastassistansmodul och tvåstegs tröghetsöversteg . [ citat behövs ]
Ett kraftfullare flytande vätedrivet Centaur-G- steg utvecklades för användning på skytteln, men avbröts eftersom det var för farligt efter Challenger-katastrofen .
Orbital manövrerande fordon
NASA studerade en annan rymdbåtskonstruktion, kallad Orbital Maneuvering Vehicle (OMV), tillsammans med dess planer för Space Station Freedom . OMV:s roll skulle ha varit ett återanvändbart rymdfarkost som skulle hämta satelliter, såsom Hubble , och föra dem till Freedom för reparation eller hämtning, eller för att serva orbitala plattformar utan besättning. 1984 inleddes de preliminära designstudierna för Orbital Maneuvering Vehicle (OMV) genom en konkurrenskraftig prisprocess med systemstudier utförda av TRW , Martin Marietta Aerospace och LTV Corporation .
Tjugoförsta århundradets förslag
Parom
Det ryska företaget RKK Energia föreslog en rymdbåt vid namn Parom 2005 som skulle kunna användas för att färja både det föreslagna Kliper- besättningsfordonet eller obemannade last- och bränsletillförselmoduler till ISS. Att hålla bogserbåten i rymden skulle ha möjliggjort en mindre massiv Kliper, vilket möjliggör uppskjutning på en mindre booster än den ursprungliga Kliper-designen.
VASIMR
Den elektriska plasmaraketen VASIMR skulle kunna användas för att driva en högeffektiv rymdbåt, med endast 9 ton argondrivmedel för att göra en tur och retur till månen, och leverera 34 ton last från låg jordomloppsbana till låg månbana. Från och med 2014 Ad Astra Rocket Company lagt fram ett konceptförslag för att använda tekniken för att göra en rymdbåt. [ behöver uppdateras ]
ISRO PAM-G
Indiska rymdforskningsorganisationen har byggt ett övre steg som kallas PAM-G (Payload Assist Module for GSLV ) som kan skjuta nyttolaster direkt till MEO- eller GEO - banor från låga jordbanor . PAM-G drivs av hypergolisk vätskemotor med omstartsförmåga, härledd från PSLV :s fjärde steg. Från och med 2013 har ISRO insett strukturen, styrsystemen och motorerna för PAM-G och har genomfört heta tester. PAM-G skulle utgöra det fjärde steget av GSLV Mk2C bärraket, sittande ovanpå GSLVs kryogena tredje steg .
Jupiter
Lockheed Martin lämnade ett konceptförslag till NASA 2015 för en design som kallas Jupiter rymdbåt, som ska baseras på designen av två tidigare Lockheed Martin-rymdskepp – Mars Atmosphere och Volatile Evolution Mission och Juno – samt en robotarm från MDA härledd från teknik som används på Canadarm , robotarmstekniken som tidigare användes på rymdfärjan . Förutom Jupiter rymdbåten själv, inkluderade Lockheed-konceptet användningen av en ny 4,4 m (14 fot)-diameter godstransportmodul kallad Exoliner för att transportera last till ISS. Exoliner är baserad på det tidigare (2000-talet) ESA -utvecklade Automated Transfer Vehicle och skulle utvecklas tillsammans med Thales Alenia Space . I händelse av att NASA gick med på att finansiera Jupiter-utvecklingen, och Lockheed Martin utvecklar inte bogserbåten med privat kapital.
Artemis överföringsstadier
En av NASA:s Artemis-programs föreslagna månlandare är en delvis återanvändbar trestegsdesign. Ett av dess huvudelement är ett överföringssteg för att flytta landaren från Lunar Gateways bana till en låg månbana. Framtida versioner bör kunna återvända till Gatewayen för tankning och återanvändning med en annan landare. Northrop Grumman har föreslagit att bygga denna överföringssteg baserat på dess rymdfarkost Cygnus . NASA valde att välja ett annat tillvägagångssätt i april 2021.
Moon Cruiser
designad av Airbus , är ett konceptuellt månlogistikfordon baserat på ATV:n och ESM som föreslås användas för att stödja den internationella Lunar Gateway . Om det finansieras skulle det utgöra en del av ESA:s bidrag till Lunar Gateway-programmet. Från och med januari 2020 var det i den tidiga designprocessen. Planerad att lanseras på Ariane 6 — med möjlighet att även lanseras med amerikanska tunga bärraketer — är fordonet avsett att kunna tanka månlandare och leverera last till Gateway. Det kommer också att användas [ citat behövs ] för att leverera den europeiska ESPRIT- modulen till Gateway tidigast 2025. Det har också föreslagits att förvandla fordonet till ett överföringssteg för en månlandare. Koncept för en landervariant av fordonet finns men har inte fått finansiering.
Skyrora rymdbåt
Den brittiska bärrakettillverkaren Skyrora delade med sig av information om sin rymdfarkost 2021 och avslöjade att den kan användas som den tredje etappen av deras Skyrora XL-raket. Företaget delade en video av rymdbåten som genomgick ett livetest i januari 2021. Förutom att kunna flytta en satellit från en bana till en annan kan rymdbåten utföra ett antal operationer i rymden inklusive avlägsnande av rymdskräp.
Exotrail SpaceVan Orbital Transfer Vehicle
Exotrail avslöjar den 12 april 2022 av Orbital Transfer Vehicle, SpaceVan. Debuten SpaceVan-uppdraget kommer att lanseras ombord på ett Falcon 9-åkådningsuppdrag i oktober 2023 efter ett uppskjutningsserviceavtal som undertecknats mellan Exotrail och SpaceX. Minst tre efterföljande uppdrag är planerade under 2024 ombord på flera olika bärraketer.
Impulse Spaces Mira
Demonstrationsmanövrerings- och servicefordonet Mira ska lanseras på SpaceX :s Transporter-9-uppdrag i oktober 2023.
Atomos Space
I januari 2022 meddelade Atomos Space att det hade samlat in 5 miljoner dollar som det hade försökt samla in sedan 2020. Atomos planerar att lansera två av sina Quark återanvändbara orbital överföringsfordon 2023.
Firefly Aerospace
Firefly Aerospace utvecklar en OTV som heter Space Utility Vehicle som kommer att flyga på sin Alpha-raket.
Space Machines Optimus
I oktober 2022 tillkännagav Space Machines ett avtal med Arianespace om att tillverka Optimus-1, en rymdbåt på 270 kg som siktar på att lanseras på SpaceX Falcon 9 under andra kvartalet 2023.
Exolaunchs Reliant bogserbåtar
Exolaunch Reliant bogserbåtar har standard- och proversioner. Testning och flygkvalificering var planerad att börja 2022 på SpaceX:s samåkningsuppdrag.
Astroscales Lexi
Astroscale utvecklar Life Extension In-orbit (LEXI™).
Orbit Fab
Orbit fab försöker utveckla en försörjningskedja för drivmedel i rymden som syftar till att tillhandahålla "Gas Stations in Space™". Den 11 januari 2022 tillkännagavs att de hade nått en överenskommelse om att tanka Astroscales LEXI.
ULA Common Centaur som en rymdbåt
Flexible Lunar Architecture for Exploration (FLARE) är ett koncept för att leverera fyra besättningar till månens yta under minst sju dagar och sedan återlämna dem säkert till jorden. En nyckelkomponent i FLARE är den modifierade ULA Common Centaur som används som en rymdbåt för att leverera en obemannad mänsklig landare till månbanan och för att hjälpa NASA:s Orion-kapsel att återvända besättningen till jorden
Se även
Andra källor
Bibliografi
- Wade, Mark. "Rymd bogserbåt" . Encyclopedia Astronautica . Arkiverad från originalet den 2 juli 2002 . Hämtad 15 juni 2011 .
externa länkar
- Bill Huber Collection, University of Alabama i Huntsville Archives and Special Collections Files of Bill Huber, projektledare för Orbital Maneuvering Vehicle.