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    Como o Orion CEV funcionará
    Lançamento do CEV. Veja mais fotos do ônibus espacial. Foto cedida pela NASA / John Frassanito and Associates

    Embora o ônibus espacial ainda seja uma maravilha técnica, a frota está envelhecendo e tornou-se cada vez mais cara para operar. Problemas recentes com o isolamento de espuma expuseram as equipes ao perigo, tornou inseguro voar, e fez com que a NASA paralisasse toda a frota. A NASA precisa de um veículo capaz de transportar tripulantes e cargas úteis para a órbita terrestre, a lua e Marte. Com a exploração futura em mente, A NASA está projetando um novo veículo.

    A nova nave espacial da NASA, o Veículo de Exploração da Tripulação Orion, na verdade consistirá em dois navios:

    • o Veículo de exploração da tripulação (CEV) transportará de quatro a seis astronautas.
    • o Veículo de lançamento de carga (CLV) levantará cargas úteis pesadas e astronautas quando necessário.

    O Orion usará tecnologias comprovadas da Apollo e dos programas do ônibus espacial. Eles também serão mais seguros e versáteis para a exploração espacial de longo prazo.

    Neste artigo, examinaremos o conceito e a tecnologia por trás do Orion e aprenderemos como ele nos ajudará a explorar a lua e além.

    Conteúdo
    1. CEV Basics
    2. Módulo de serviço CEV, Boosters e CLV
    3. O Futuro da Exploração Espacial

    CEV Basics

    A NASA escolheu a Lockheed Martin para projetar e construir o Orion. Sistemas principais (como energia, navegação, suporte de vida, comunicações, e computadores) serão versões mais avançadas daqueles da Apollo e do ônibus espacial.

    O CEV será composto por três partes básicas:

    • Uma cápsula para conter a tripulação.
    • Um módulo de serviço para manter o sistema de propulsão principal, sistemas de energia, e atitude controles. Atitude se refere a como a espaçonave está orientada no espaço (x, y, e z direções ou passo, lista, eixos de guinada). A Apollo usou quatro unidades de quatro propulsores montados no módulo de serviço para esta tarefa, enquanto o ônibus espacial usa propulsores de controle de reação localizados nas seções do nariz e da popa.
    • Um impulsionador para colocar o CEV na órbita da Terra.

    Para missões de pouso lunar, haverá um módulo especial.

    Veículo da tripulação e módulo de pouso em órbita lunar Foto cedida pela NASA / John Frassanito and Associates

    A cápsula terá a forma de cone como o módulo de comando Apollo, porque é mais aerodinâmico do que o ônibus espacial. Em vez de reentrar na atmosfera da órbita da Terra a 8 quilômetros por segundo (como o ônibus espacial), o CEV irá reentrar na atmosfera a partir das velocidades mais altas da viagem lunar, a 11 quilômetros por segundo.

    Além da forma, a cápsula da tripulação do CEV tem várias outras coisas em comum com a Apollo, junto com algumas diferenças:

    • O diâmetro maior (16,5 pés, ou 5 metros, em vez de 3,9 pés) terá mais tripulação e carga.
    • O escudo térmico de popa do CEV será ablativo , o que significa que vai ferver. Apollo usou um único, escudo térmico de popa multicamadas feito de alumínio e resina epóxi que ablacionou ao absorver o calor de reentrada. (Ele foi projetado para ser usado apenas uma vez, assim como o resto do módulo de comando.) O ônibus espacial usa placas térmicas de cerâmica, cobertores térmicos, e resinas de carbono reforçadas para absorver o calor. Contudo, este conceito provou ser mais difícil de manter do que seu projeto teórico. O escudo térmico CEV pode ser substituído em até 10 vezes e durar a vida útil do veículo.
    • Os airbags do CEV permitirão recuperações em terra e no mar. Todas as recuperações da Apollo foram respingos no oceano.
    • A posição do CEV no topo do impulsionador de lançamento o coloca fora do caminho dos detritos que caem, como pedaços de espuma ou gelo.
    • Um torre de fuga - um pequeno foguete que levanta o módulo de comando do booster em caso de falha de lançamento - é uma das características únicas do CEV. Este mecanismo é mais seguro do que os procedimentos de aborto do ônibus espacial.

    Na próxima seção, vamos explorar o módulo de serviço e o booster.

    Módulo de serviço CEV, Boosters e CLV

    O módulo de serviço CEV também será cilíndrico. Ele cobrirá e protegerá o escudo térmico da cápsula CEV durante o vôo e fornecerá energia, propulsão, e controle de atitude. O módulo de serviço será descartado antes da reentrada.

    Alguns recursos do módulo de serviço incluem:

    • Uma propulsão de motor único, que usará combustível metano / oxigênio ligeiramente mais eficiente do que a mistura hipergólica de Apollo SM (hidrazina / tetróxido de nitrogênio). Combustível de metano / oxigênio tem uma maior impulso específico do que hidrazina / tetróxido de nitrogênio, o que significa um tempo de queima mais longo para a mesma massa de propelente e velocidades maiores. No futuro, pode ser possível fazer combustível de metano a partir de componentes da Lua e de Marte para abastecer esse tipo de veículo.
    • Maior capacidade de combustível para possibilitar diferentes órbitas lunares e locais de pouso.
    • Painéis solares para gerar eletricidade para complementar a energia das células de combustível.
    • Conduítes contendo amônia líquida ou misturas de água / glicol para transferir calor aos radiadores para que ele possa escapar para o espaço. No espaço, a diferença de temperatura entre a luz do sol e a sombra é sobre 400 graus Fahrenheit . Esse aquecimento desigual causa estresse térmico nos metais da estrutura da espaçonave. Para combater esse efeito, a espaçonave Apollo girava em seu eixo quando ia para a lua para permitir que a radiação solar aquecesse a espaçonave uniformemente (a "manobra do churrasco"). O CEV provavelmente fará o mesmo.
    • Controle de atitude com propulsores semelhantes ao Apollo.

    A Apollo exigia um veículo de lançamento massivo (Saturn V) para levantar a tripulação e a carga útil. Os motores principais do ônibus espacial precisavam fornecer grandes quantidades de empuxo ao veículo pelos mesmos motivos. O impulsionador de lançamento do CEV, só vai levantar a tripulação, cargas úteis não pesadas. Por causa disso, o impulsionador CEV pode ser menor do que os impulsionadores da Apollo e do ônibus espacial.

    A primeira fase do impulsionador CEV será um impulsionador de foguete sólido (SRB) chamado Ares I, que será semelhante ao do ônibus espacial. A segunda fase consistirá em um único motor de ônibus espacial alimentado por hidrogênio líquido e tanques de oxigênio. Nenhum estágio será recuperado ou reutilizado (os SRBs do ônibus espacial foram recuperados e reutilizados).

    A exploração espacial tripulada requer a colocação de astronautas e cargas úteis em órbita. Os veículos anteriores combinaram humanos e cargas úteis no mesmo foguete, mas o conceito CEV separou essas funções. O CLV levantará cargas úteis pesadas, como landers lunares, fases de transferência da lua e componentes da estação espacial. Se necessário, o CLV também pode ser configurado para lançar humanos.

    O CLV será composto por duas etapas:

    • O primeiro estágio terá cinco motores principais movidos a hidrogênio líquido e oxigênio líquido (denominado Ares V)
    • O segundo terá um motor principal de ônibus espacial ou um motor Apollo J-2, também alimentado por hidrogênio líquido e oxigênio líquido.
    Veículo de lançamento de carga com estágio de partida da Terra e Lander Lunar Foto cedida pela NASA / John Frassanito and Associates

    Próximo, vamos olhar para o futuro da exploração espacial.

    O Futuro da Exploração Espacial

    Astronautas deixam a lua em fase de ascensão Foto cedida pela NASA / John Frassanito and Associates

    A NASA quer que o Orion CEV seja versátil para futuras explorações espaciais. Eles projetam que será capaz de transportar tripulações para a Estação Espacial Internacional até 2014, a lua em 2020. Marte será o próximo objetivo.

    O principal objetivo do CEV é o retorno à lua. Durante a fase de design do Apollo, havia duas propostas para colocar o homem na lua:

    • o Earth Orbit Rendezvous (EOR) - pedaços de um grande foguete lunar seriam montados na órbita da Terra e lançados para a lua
    • o Encontro da Órbita Lunar (LOR) - duas espaçonaves menores (módulo de comando / serviço e módulo lunar) se encontrariam na órbita lunar

    Os cientistas finalmente concordaram que a abordagem LOR economizaria mais peso e alcançaria a meta do presidente John F. Kennedy de pousar um homem na Lua em 10 anos. O plano de vôo para o retorno do CEV à lua incorpora elementos tanto do EOR quanto do LOR.

    As missões lunares do CEV estabelecerão uma base lunar para explorar a lua e procurar água no Pólo Sul da lua (necessário para sobreviver na lua e uma fonte potencial de material para produzir combustível de foguete). Eles também permitirão que os astronautas testem equipamentos e técnicas para futuras missões a Marte. Uma vez que a lua está a apenas três dias de distância, é mais seguro e menos caro lançar missões a Marte de lá. Uma missão de resgate também seria mais fácil para uma missão lunar do que para uma missão a Marte. O CEV servirá como um modelo para projetar outro espaço profundo, nave espacial tripulada.

    Com o CEV, A NASA espera levar astronautas de volta à lua e tornar real o sonho de enviar humanos para explorar Marte e o resto do sistema solar.

    Para mais informações sobre voos espaciais, o Orion Crew Exploration Vehicle e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.

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    • NASA:Como vamos voltar para a lua
    • Apresentando a nova nave espacial da NASA
    • Tecnologia espacial Northrup Grumman
    • Sistemas e tecnologias espaciais da Lockheed Martin
    • MarsNews.com:Newswire de veículos de exploração de tripulação

    Fontes

    • Dia todo, Jonathan. Apollo in Perspective Institute of Physics Publishing, Bristol, 2000.ISBN 0-7503-0645-9
    • "O veículo de exploração da tripulação garante a segurança, Viagem confiável para a estação espacial, Lua, Mars. "Nothrup Grumman Corporation, 12 de outubro 2005 http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.mhtml?d=87722
    • Apresentando a nova nave espacial da NASA. NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
    • Como vamos voltar para a lua, NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/cev.html
    • Diretoria de Sistemas de Exploração da NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
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