스페이스 클럽 이달 말 SLS 코어 스테이지에 대한 탭에 대한 중요한 첫 번째 연료 테스트

[우주과학관]

미시시피에 있는 NASA스테니스 우주 센터에서 B-2 테스트 스탠드의 첫 번째 우주 발사 시스템 핵심 스테이지. 신용: NASA

모든 계획에 따라 간다면, 남부 미시시피의 엔지니어는 이달 말 NASA가 로켓 NASA가 처음으로 영하 수백도 이하의 극단적 인 작동 조건에 탱크와 내부 배관을 노출, 달에 다시 우주 비행사를 발사 할 것이라고 말했다 로켓의 핵심 단계에 극저온 추진제를로드합니다.

그 자체로 중요한 이정표인 연료 테스트는 11월에 계획된 우주 발사 시스템의 4개의 셔틀 시대 주요 엔진을 8분간 시험 발사하는 선구자입니다.

주황색 폼 절연체로 덮인 거대한 보잉 건설 로켓 스테이지는 뉴올리언스에 있는 NASA의 Michoud 조립 시설의 제조 공장에서 바지선에 도착한 지난 1월부터 NASA의 스테니스 우주 센터의 B-2 테스트 스탠드에 고정되었습니다.

1월 이후, 첫 번째 시험 발사를 위한 로켓 스테이지를 준비하는 작업이 코로나바이러스 전염병에 의해 처음에는 여러 번 중단된 후 걸프 코스트에 접근하는 허리케인과의 긴밀한 통화로 인해 여러 번 중단되었습니다.

스테니스 우주 센터의 NASA 대변인 발레리 버킹엄에 따르면 허리케인 델타가 루이지애나 금요일에 착륙하기 위해 궤도에 오르면서 SLS 핵심 스테이지에서 다시 한 번 B-2 테스트 스탠드에서 실습 작업이 중단되었습니다.

그러나 스테니스는 허리케인 델타에서 제한된 영향을 받을 것으로 예상되며, 예측이 유지될 경우 테스트 스탠드의 작업이 신속하게 재개될 수 있습니다.

"그린 런"으로 알려진 Stennis의 SLS 테스트 캠페인의 다음 단계는 733,000 갤런의 초냉액 수소와 액체 산소를 핵심 단계로 로드하는 것입니다. NASA는 우주 발사 시스템 프로그램을 관리하는 마샬 우주 비행 센터의 대변인 트레이시 맥마한에 따르면, 이달 말에 중요한 단계가 발생할 것으로 예상한다.

수많은 센서가 코어 스테이지와 복잡한 배관이 극저온 추진제의 하중에 어떻게 반응하는지 측정합니다.

액체 수소는 액체 수소의 경우 영하 423도 (영하 253도)에 저장되며 액체 산소는 화씨 영하 298도 (영하 183도)로 유지됩니다.

젖은 드레스 리허설로 알려진 연료 테스트는 그린 런의 끝에서 두 번째 테스트입니다. 젖은 드레스 리허설에서 모든 것이 체크 아웃되면 엔지니어는 11 월에 다시 핵심 단계로 극저온 추진제를적고 로켓의 4 개의 RS-25 주요 엔진에 8 분 이상 점화할 것입니다.

핫파이어 테스트는 지금까지 구축 된 가장 높은 로켓 스테이지인 핵심 단계의 개발에 대한 최종 시험입니다. SLS 코어는 우주 왕복선 외부 탱크에서 파생되며 에어로젯 로켓다인이 제작한 4개의 RS-25 엔진은 셔틀 프로그램에서 남은 엔진입니다.

212피트 길이(64.6미터), 폭 27.6피트(8.4미터) SLS 코어 스테이지는 셔틀의 연료 탱크와 동일한 직경을 가지고 있습니다. 무게는 약 188,000파운드(85미터톤)이며, 무게는 약 230만 파운드(1,000미터톤 이상)에 달합니다.

1월에 스테니스에 핵심 스테이지가 도착한 후 지상 팀은 크레인으로 로켓을 들어 올리고 NASA의 아폴로 시대 토성 5 달 로켓의 강력한 첫 번째 단계의 시험 발사에 사용되었던 B-2 테스트 스탠드로 낮췄습니다.

핵심 스테이지의 첫 번째 주요 테스트는 로켓의 공진 주파수를 측정하는 핵심 단계의 모달 테스트였습니다.

3월, NASA는 코로나바이러스 전염병이 발병하면서 2개월 동안 테스트 스탠드에서 작업을 중단했습니다. NASA와 보잉 엔지니어들은 COVID-19를 막기 위한 물리적 인 분리 및 기타 조치에 대한 새로운 지침을 도입한 후 5 월에 핵심 단계에서 작업을 재개했습니다.

지상 팀은 6 월에 핵심 단계의 항공 전자 공학을 켜고 로켓의 철저한 체크 아웃을 수행 한 다음 사핑 검사로 진행, 검증 컨트롤러는 문제가 발생할 경우 로켓의 엔진과 다른 주요 시스템을 종료하는 명령을 보낼 수 있습니다.

이 체크리스트는 올해 미시시피의 스테니스 우주 센터에서 SLS 핵심 단계가 진행되고 있는 일련의 테스트를 보여줍니다. 다음은 극저온 연료 테스트입니다. 신용: NASA

그런 다음 엔지니어들은 코어 스테이지의 주요 추진 시스템의 테스트를 시작하여 누출 징후를 찾고 엔진과 로켓의 탱크 사이의 모든 연결을 확인했습니다. 그린 런에서 테스트 4로 알려진 이 테스트에는 엔진 점화기 검사와 엔진 제어 밸브 테스트도 포함되었습니다.

이 테스트가 여름에 성공적으로 통과되면서 팀은 코어 스테이지의 유압 시스템을 체크아웃하여 추력 벡터 제어 액추에이터를 구동하여 4개의 RS-25 엔진을 회전시키고 로켓을 비행중으로 조종했습니다.

팀은 엔진 스티어링 시스템을 위한 유압 루프를 구동하는 로켓의 보조 동력 장치를 작동시합니다. 그런 다음 엔진은 8도 원뿔 내에서 회전할 수 있도록 개별적으로 짐벌을 한 다음 짐벌 테스트 프로파일을 사용하여 엔진이 비행 중 함께 이동하는 방식을 시뮬레이션합니다.

유압 추력 벡터 제어 테스트는 Sept. 13을 결론지었으며, 엔지니어들이 젖은 드레스 리허설과 핫파이어를 위한 최종 검토 및 리허설로 이동하면서 로켓에 대한 일련의 기능 적 검사를 마무리했습니다.

테스트 6으로 알려진 다음 이정표는 Stennis의 제어 팀이 활성화, 연료 적재 및 가압 시퀀스를 검증하기 위해 시뮬레이션된 48시간 발사 카운트다운을 통해 실행한 후 10월 5일 완료되었습니다.

NASA, 보잉, 엔진 빌더 인 Aerojet Rocketdyne의 엔지니어와 기술자는 카운트 다운 시뮬레이션에 참여하여 테스트 컨트롤러가 극저온 추진체를 로켓에 처음으로 로드 할 준비가되어 있는지 확인하기 위해 "재교육 과정"을 제공했다고 보잉의 그린 런 테스트 디렉터 마크 냅피 (Mark Nappi)는 말했다.

"일단 우리가 그것으로 끝나면, 우리는 멈출 것이다, 우리는 중단할 것이고, 우리는 데이터를 검토할 것이고, 우리는 실제 젖은 드레스 리허설에 갈 것입니다," Nappi는 카운트 다운 시뮬레이션 테스트 전에 인터뷰에서 말했습니다.

NASA는 극저온 적재 테스트의 목표 날짜를 발표하지 않았지만, 미지의 이정표인 SLS 프로그램에 중요한 단계를 표시할 것입니다.

NASA의 마샬 우주 비행 센터의 추진 엔지니어인 알렉스 카그놀라(Alex Cagnola)는 "극저온으로 모든 것을 채우는 것은 탱크가 저온 유체로 채워질 때 움직일 방식을 이동하는 것은 처음이기 때문에 매우 큽니다.

"당신은 모든 관절을 테스트하고 있습니다. 당신은 모든 것이 기본적으로 극저온 환경에서 어떻게 작용하는지 테스트하고 있습니다" 라고 Cagnola는 올해 초 인터뷰에서 말했습니다.

보잉의 SLS 프로그램 매니저인 존 섀넌(John Shannon)은 지금까지 로켓에 대한 모든 테스트가 주변 온도에서 진행되었다고 말했습니다.

전 NASA 비행 디렉터이자 우주 왕복선 프로그램 매니저인 섀넌은 "극저온 온도에서 내려오면 상황이 바뀌고, 셔틀을 경험한 후에 보았듯이 시스템이 다르게 수행될 수 있습니다" 라고 말했습니다.

팀은 누출을 확인하고 밸브 및 기타 하드웨어가 극저온 온도에서 계속 작동하는지 확인합니다. 액체 수소와 액체 산소를 핵심 단계로 펌핑하는 데 약 6 시간이 걸립니다.

"프로그램으로 서 다음 큰 알 수없는 것은 우리가 산소 탱크와 수소 탱크에 극저온 액체를 넣어 때, 우리는 배관및 모든 시스템을보고 그들이 꽉 유지 있는지 확인, 그들은 우리의 자격 테스트를 통해 예상대로 수행,"섀넌은 올해 초 기자들에게 말했다. "우리는 그들이 할 것이라는 높은 확신을 가지고 있지만, 통합 된 방식으로 볼 때까지, 당신은 정말 모른다."

엔지니어는 젖은 드레스 리허설 후 극저온 추진제의 핵심 단계를 배출한 다음 테스트 결과를 분석하고 로켓검사를 수행한 후 다른 연료 작업을 진행합니다. 이는 로켓의 RS-25 엔진 4대가 점화될 것입니다.

SLS 코어 스테이지의 4개의 엔진은 모두 여러 우주왕복선 임무를 수행했으며, 고성능 발전소는 최대 200만 파운드의 추력을 풀 스로틀에서 제공할 것입니다. 일회용 코어 스테이지의 재사용 가능한 엔진은 각 SLS 비행 후 폐기됩니다.

RS-25 엔진은 8분 이상 발사됩니다. 프로그래밍된 명령은 테스트 중에 엔진의 전원 설정을 조정하여 발사 중에 추력 프로파일을 모방합니다.

성공적인 핫파이어 테스트를 가정하면, 스테니스 팀은 내년 초 NASA의 케네디 우주 센터로 배송할 핵심 단계를 준비하여 2021년 말 첫 번째 시험 비행을 위해 로켓을 준비할 것입니다.

케네디의 차량 조립 건물 내부에서 기술자들은 핵심 스테이지가 그린 런 핫파이어 테스트를 통과하면 새로운 모바일 발사 플랫폼에 로켓의 쌍둥이 고체 로켓 부스터를 쌓기 시작합니다. 케네디에 도착한 후, 핵심 스테이지는 고체 부스터 사이에 들어올려질 것이고, 그라운드 팀은 로켓 위에 상부 스테이지와 오리온 크루 캡슐을 올린 후 39B를 패드로 발사하여 카운트다운 리허설과 최종 발사 준비를 할 것입니다.

아르테미스 1로 알려진 오리온 우주선과 우주 발사 시스템의 첫 번째 비행은 어떤 우주 비행사를 수행하지 않습니다. 오리온은 달로 날아가 달 궤도에 진입하여 성능과 능력을 입증한 다음 26일부터 42일까지 태평양에서 물보라를 일으키기 위해 지구로 돌아갑니다.

2023년 NASA는 승무원과 함께 아르테미스 2 미션을 시작하는 것을 목표로 하고 있습니다. 두 번째 SLS 비행에서 폭발 한 후, 오리온 승무원은 지구로 돌아 오기 전에 달의 먼 쪽을 순환합니다, 1972 년 이후 달의 부근에 우주 비행사에 의해 첫 번째 여행.

NASA의 계획이 결실을 맺게 된다면, 의회의 자금 조달에 달려 있고 주요 기술적 장애물이 없는 공개적인 질문인 Artemis 3 사절단은 2024년 말까지 세 번째 SLS/오리온 임무를 시작할 수 있습니다. 달 근처에서 오리온 우주선을 비행한 후, 우주 비행사들은 상업용 달 착륙선과 연결하여 착륙을 시도하기 위해 달의 표면으로 이동했습니다.

4월, NASA는 블루 오리진, 다이너틱스, 스페이스엑스가 이끄는 상업팀과 계약을 맺고 인간 등급의 달 착륙선 개발을 시작했습니다. 이 기관은 의회가 이러한 노력을 지원하기 위해 자금을 제공한다고 가정하여 내년에 한두 팀을 선정하여 달 착륙선 개발 노력을 계속할 것으로 예상하고 있습니다.

SLS 와 오리온 프로그램은 몇 년 전으로 거슬러 바이납니다.

오리온 우주선은 조지 W. 부시 행정부에서 시작된 NASA의 별자리 달 착륙 프로그램에 뿌리를 두고 있습니다. NASA는 2006년 록히드 마틴을 오리온 승무원 캡슐의 주요 계약자로 선택했고, 오리온은 2010년 오바마 행정부에 의해 별자리 프로그램 취소를 살아남았다.

우주 발사 시스템은 의회가 제안 한 새로운 우주 탐사 이니셔티브의 중심으로 2011 년에 발표되었다. 오바마 백악관은 이 프로그램에 서명했고, NASA는 우주 비행사들이 깊은 우주에서 소행성을 방문하는 중간 임무를 통해 달이 아닌 화성에 초점을 맞춘 광범위한 탐사 전략을 지원하기 위해 진행 중인 오리온 우주선 작업을 용도변경했다.

케네디 우주 센터의 차량 조립 건물 내부에 우주 발사 시스템을 쌓아 두는 아티스트의 개념. 이 그림에서는 주황색 SLS 코어 스테이지, 2개의 솔리드 로켓 부스터, 상부 스테이지가 보이며 크레인은 발사체 꼭대기의 오리온 우주선을 낮춥니다. 신용: NASA

수년간의 지연과 비용 초과에도 불구하고, 우주 발사 시스템은 특히 로켓이 설계, 건설 및 테스트된 주에서 의회 의원들의 지지를 유지하고 있습니다. 트럼프 행정부는 지난해 마이크 펜스 부통령이 2024년 말까지 우주비행사들을 달에 착륙하라는 지시를 받은 후 아테미스 프로그램을 만들어 NASA의 우주 탐사 전략을 달로 리디렉션했다.

NASA는 현재까지 SLS 프로그램에 150억 달러 이상을 지출했으며, NASA의 사찰총장은 3월에 로켓의 개발 비용이 228억 달러 이상으로 증가할 것이라고 경고했으며, 이 때 이 기관은 우주 비행에 대한 인증을 기대하고 있습니다.

SLS 코어 스테이지는 발사 처리를 위해 플로리다의 우주 정거장에 아직 전달되지 못한 Artemis 1 임무의 마지막 주요 요소입니다. 오리온 우주선은 테스트 캠페인을 완료했으며 발사 중단 시스템과 연료를 공급하고 결합 할 준비가되어 있습니다. 관리자는 핵심 스테이지가 그린 런 핫파이어 테스트를 완료한 후 이러한 활동에 대한 진행을 제공합니다.

로켓의 쌍둥이 측면 장착 솔리드 부스터 세그먼트는 유타에있는 노스 롭 그루먼 공장에서 6 월에 케네디에 도착했다. 기술자는 미시시피에서 핵심 단계의 그린 런 테스트가 끝나면 차량 조립 건물의 모바일 발사 플랫폼에 부스터를 쌓기 시작할 계획입니다.