תוכנית קונסטליישן

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ערך זה עוסק במיזם עתידי ייתכן ונכללים בערך פרטים שהם בגדר הערכה, או כאלה שעשויים להשתנות עם התקדמות המיזם.

תוכנית קונסטליישן היא התוכנית הבאה של נאס"א לחקר החלל. המטרה הראשית של התוכנית היא לנחות על הירח ולהקים עליו בסיס קבע ובהמשך משימות מאוישות מהירח לכוכב הלכת מאדים. התוכנית אמורה לצאת לפועל בשנת 2010, ותחליף את תוכנית מעבורות החלל לאחר שכל מעבורות החלל יקורקעו.

התוכנית כוללת תכנון של חללית חדשה, ושני טילי שיגור (ארס 1 ו-ארס 5). החומרה שעל החללית תוכננה עבור מספר גדול של משימות, הן חידוש אספקה לתחנת החלל הבינלאומית והן לנחיתה על הירח. רוב החומרה מבוססת על מערכות שתוכננו במקור עבור מעבורות החלל האמריקאיות. חללית אוריון (שבעבר נקראה "Crew Exploration Vehicle" או בקיצור CEV) הושפעה רבות בצורניותה מהחלליות של תוכנית אפולו. רכב החלל שעוצב ותוכנן עבור התוכנית בנוי משלושה חלקים:

• התא שבו שוהה הצוות עד כניסה למסלול סביב הירח
• שלב הנחיתה על הירח
• שלב ההמראה מפני הירח וחזרה לכדור הארץ

תוכן עניינים 1 תא הנוסעים והשירות 2 טילי השיגור 3 מכלול הנחיתה על הירח 3.1 מבנה החללית 3.2 מנועים 4 שלב העזיבה של כדור הארץ 5 פרופילי המשימות 5.1 מסלול נמוך ארץ ומשימות שירות לתחנת החלל הבינלאומית 5.2 טיסות לירח 5.3 משימות התוכנית 6 ראו גם 7 קישורים חיצוניים

[עריכה] תא הנוסעים והשירות

ערך מורחב – אוריון (חללית)

חללית אוריון תורכב משני חלקים עקריים: תא הנוסעים, הדומה בצורתו לזה שהשתמשו בתוכנית אפולו, והוא יוכל להכיל בין 4 ל-6 אנשי צוות. החלק השני הוא תא השירות הגלילי, שיכיל את מערכות ההנעה וציוד ואספקת מזון לצוות. תא הנוסעים מתוכנן לשימוש רב פעמי של 10 טיסות.

תוכנית נאס"א קובעת כי בתוכנית כולה יהיו שלושה טיפוסים של משימות. משימה מטיפוס 1 תהיה משימת תחזוקה והחלפת צוותים בתחנת החלל הבינלאומית, משימה מטיפוס 2 ומטיפוס 3 יהיו משימות לחקר מאויש של החלל העמוק (הכוונה לירח ומאדים לאחר שנת 2030).

[עריכה] טילי השיגור

ערך מורחב – ארס 1

ערך מורחב – ארס 5

[עריכה] מכלול הנחיתה על הירח

כלי הנחיתה הראשון שהוצג על ידי סוכנות החלל האמריקנית כחלק מתוכנית "אוריון" מכונה בנאס"א LSAM, ראשי תיבות של Lunar Surface Access Module.

[עריכה] מבנה החללית

החללית LSAM דומה במבנה הכללי שלה לחללית הנחיתה שבה השתמשו במסגרת תוכנית "אפולו", אולם היא גדולה הרבה יותר. החללית מורכבת משני חלקים עיקריים: שלב נחיתה על הירח, ושלב המראה מהירח. שלב הנחיתה על הירח מכיל את מרבית הדלק שהחללית נושאת, מערכות אספקת כוח, וחמצן הדרוש לצוות. שלב ההמראה מהירח, הכולל את יחידת המגורים של הצוות בעת השהייה על קרקע הירח, כולל מערכות קיום חיים, מנוע להמראה מהירח למסלול סביבו, דלק וחמצן למנוע ההמראה, ומערכת של מנועים רקטיים קטנים לתמרון.

תא הצוות של LSAM מסוגל להכיל ארבעה אסטרונאוטים על ציודם, בהשוואה לשניים בלבד במבצע אפולו. יתר על כן – בעוד שבנחיתות שבוצעו במסגרת מבצעי אפולו נותר אסטרונאוט יחיד בחללית הפיקוד שהקיפה את הירח, והמתין לשובם של האסטרונאוטים שנחתו, הרי שבחללית LSAM אמור להגיע אל פני השטח של הירח כל הצוות, בהותירו את החללית "אוריון" במסלול חנייה סביב הירח כשעל סיפונה אין אסטרונאוט כלל. השליטה בחללית תיעשה באמצעות מרכז הבקרה שעל כדור הארץ, וכן יסתמכו האסטרונאוטים על מערכות בקרה וניטור מתקדמות. לשם הגברת הבטיחות, בטיסה הראשונה אל הירח שתכלול נחיתה על פניו, יישאר אסטרונאוט בחללית אוריון שתחוג סביב הירח, רכב הנחיתה ינחית על הירח צוות של שלושה אסטרונאוטים.

קיימת אפשרות לנצל את החללית LSAM כחללית מטען בלתי מאוישת, שתוכל להביא אל קרקע הירח אספקה לצוותי המחקר, שיכולה לכלול בנוסף למצרכי יסוד כדון חמצן, מים מזון ודלק, גם ציוד מכאני הנדסי דוגמת טרקטורון, יחידות כוח, תאים סולאריים להפקת חשמל וכיו"ב. קונספט זה אינו חדש, והוא נשקל עוד בימי מבצעי אפולו, אך בוטל משבוטלו התוכניות האמריקניות להקמת בסיסים ירחיים לשהייה ארוכה על פני השטח של הירח.

לחללית LSAM יהיו שני פתחים – אחד החלק העליון של תא הצוות, שישמש לחיבור ומעבר אל החללית אוריון וממנה, ופתח נוסף, בו יעשה שימוש בעת יציאת הצוות אל הירח וחזרתו למנוכה אל תא הצוות. גודלה של החללית יאפשר בנייתו של מנעל אוויר, (Air lock) בדומה לזה המותקן במעבורת החלל האמריקנית או בתחנת החלל הבינלאומית. מנעל אוויר זה יאפשר עבודה נוחה בתוך החללית, ללא צורך בחליפות חלל מסורבלות.

מנעל האוויר יקטין במידה רבה את חשיפת אנשי הצוות לאבק הירח, שהתגלה כגורם מטריד בעת מבצעי הנחיתה של אפולו, והוא אף מהווה סיכון בריאותי בעת נשימתו. יתרון נוסף של מנעל אוויר בחללית זו יוכל להתגלות בעת חירום – כאשר אסטרונאוט המצוי בפעילות מחוץ לחללית יידרש לחזור אליה בגלל תקלה בחליפה, הוא יוכל לעשות כן במהירות, מבלי שאנשי צוות המצויים אותה עת בתוך החללית יצטרכו ללבוש אף הם את חליפות החלל שלהם. בתוך תא הצוות יותקנו שירותים, הדומים לאלה של החללית הרוסית סויוז, מטבחון שבו יוכלו האסטרונאוטים גם לחמם את מזונם, מד טווח לייזר להערכת גובה החללית בעת הנחיתה (וגיבוי מכ"מי למכשיר זה), "גלאס קוקפיט" – משטחי בקרה המשלבים צגי מגע צבעוניים ורב תכליתיים, ומערכת מחשב המבוססת על המערכת שתותקן במטוסי בואינג 787, המסוגלת להיתוך נתונים והצגתם באופן יעיל וידידותי למשתמש. מערכת הבקרה של החללית תהיה זהה לזו המותקנת בחללית "אוריון", דבר שיקל על הצוות ואף יחסוך את הצורך בהקמת מערכי הדמיה נפרדים לאימון האסטרונאוטים על כדור הארץ.

[עריכה] מנועים

החללית LSAM תעשה שימוש בדלק קריוגני לשלב הנחיתה על הירח ולשלב ההמראה ממנו, בניגוד לדלק היפרגולי (הניצת מעצמו) בהם נעשה שימוש בימי תוכנית אפולו. החללית LSAM תשתמש במערכת של הליום בלחץ גבוה על מנת להזרים את הדלק והמחמצן אל המנועים, ולא במשאבות, על מנת לצמצם את הסיכון לתקלה במערכת מורכבת של משאבות דלק וחמצן למנועים רקטיים. תכנון המשימות של "אוריון", כפי שמסתמן כעת, יחייב את החללית LSAM להגיע לנחיתה בקוטב הדרומי של הירח, ממסלול בעל נטייה (אינקלינציה). על מנת לבצע את התמרון הדרוש, הצורך דלק רב, לא יהיה די במנוע הראשי של החללית אוריון, ועיקר הנטל של תמרון ושינוי מסלול יוטל על מנועי הנחיתה של החללית LSAM. ממפרטי החללית שפורסמו עולה כי היא תצויד בארבעה מנועים מטיפוס RL-10, אשר בהם נעשה כבר שימוש בשלב העליון של המשגר "אטלס 5". מנועים אלה שורפים מימן נוזלי ומשתמשים בחמצן נוזלי כמחמצן. לשלב ההמראה, ולמפגש עם החללית "אוריון" הממתינה במסלול ירחי, יידרש מנוע יחיד מאותו הסוג.

מעניין לציין כי בתחילה חשבו בנאס"א לצייד את שלב ההמראה מהירח החללית LSAM במנוע השורף מתאן נוזלי כדלק וחמצן נוזלי כמחמצן, מתוך מחשבה על שימוש עתידי בתכנון זהה של חללית לנחיתה והמראה ממאדים. בנאס"א בוחנים מזה שנים יחידת המרה שתעשה שימוש בפחמן הדו-חמצני המצוי באטמוספירה של מאדים לשם ייצור מתאן וחמצן, עבור מנועי החללית. בשלב זה, הטכנולוגיה של מנועי מתאן/חמצן אינה בשלה, והעלויות הגבוהות של יחידות ההמרה הביאו את נאס"א להחלטה להתבסס בעתיד הנראה לעין על דלק קריוגני לנחיתות על הירח. יחד עם זאת, במשימות עתידיות של תוכנית "אוריון", יעשה שימוש במנועי מתאן/חמצן לשם הוכחת הטכנולוגיה, וצבירת ניסיון לקראת המשימות המאוישות למאדים.

[עריכה] שלב העזיבה של כדור הארץ

[עריכה] פרופילי המשימות

בדומה לתוכנית אפולו, תוכנית קונסטליישן כוללת טיסות במסלול הקרוב לכדור הארץ, עם דגש על משימות שירות והחלפת צוותי בתחנת החלל הבינלאומית. נכון ל-2006, אין תוכניות עבור טיסות מאוישות למאדים. משימה למאדים תתבצע לא לפני שנת 2030.

[עריכה] מסלול נמוך ארץ ומשימות שירות לתחנת החלל הבינלאומית

[עריכה] טיסות לירח

[עריכה] משימות התוכנית

באוקטובר 2006 פירסמה נאס"א טיוטה ראשונה של לוח הזמנים המתוכנן לתוכנית קונסטליישן עד 2019. מסמך זה כולל סדרת משימות מבחן עבור חללית אוריון וטילי השיגור שלה.

מספר	חודש	שנה	משימה	משך משימה	אנשי צוות	כן שיגור	הערות
משימות מתוכננות
1	אפריל	2009	Ares I-1	~2 דקות.	0	39B	מבחן ראשון לטיל ארס 1 ולמערך המובנה עליו (מבחן קרקעי ללא שיגור).
2	ספטמבר	2012	Ares I-2	~8 דקות	0	39B	מבחן מבצעי ראשון לטיל ארס 1.
3	מרץ	2013	Orion 3	~14 ימים	0	39B	טיסה ראשונה של חללית אוריון.
4	אוקטובר	2013	Orion 4	~14 ימים	0	39B	תרגול מלא של חדר הבקרה לקראת שיגור מאויש של החללית. בנוסף השגת קירבה מרבית לתחנת החלל הבינלאומית ללא התחברות.
5	מרץ	2014	Orion 5	~14 ימים	2	39B	טיסה מאוישת ראשונה ועגינה ראשונה של החללית בתחנת החלל הבינלאומית.
6	ספטמבר	2014	Orion 6	~90 ימים	0	39B	משימת מטען ראשונה לתחנת החלל הבינלאומית.
7	מרץ	2015	Orion 7	~180 ימים	3	39B	משימה מבצעית ראשונה כולל החלפת צוות תחנת החלל.
8	ספטמבר	2015	Orion 8	~30 ימים	0	39B	טיסת מטען לא מאוישת לתחנת החלל הבינלאומית.
9	מרץ	2016	Orion 9	~30 ימים	0	39B	טיסת מטען לא מאוישת לתחנת החלל הבינלאומית.
10	ספטמבר	2016	Orion 10	~180 ימים	3	39B	משימה מאוישת אחרונה של חללית אוריון לתחנת החלל הבינלאומית - החלפת צוות התחנה.
?	?	2017	Orion 11	~30 ימים	0	39B	טיסה אחרונה של חללית אוריון לתחנת החלל הבינלאומית - משימה בלתי מאוישת.
12	יוני	2018	Ares V-1		0	39A	שיגור טיל ארס 5
13	פברואר	2019	LSAM 2		0	39A	טיסה ראשונה של מודול הנחיתה על הירח - לא מאויש
14	יוני	2019	Orion 12	21 ימים	4	39B	טיסה מאוישת ראשונה של מודול הנחיתה על הירח, בדומה למשימת אפולו 10.
15	דצמבר	2019	LSAM 3		0	39A	LSAM for Orion 13.
16	דצמבר	2019	Orion 13	21 ימים	4	39B	נחיתה ראשונה על הירח בתוכנית קונסטליישן, ושביעית במספר של ארצות הברית ונאס"א.
17	יוני	2020	LSAM 4		0	39A	LSAM for Orion 14.
18	אוגוסט	2020	Orion 14	21 ימים	4	39B	נחיתה שנייה על הירח בתוכנית קונסטליישן, ושמינית במספר של ארצות הברית ונאס"א.

[עריכה] ראו גם

• משימות מעבורות החלל

[עריכה] קישורים חיצוניים

• חללית אוריון באתר נאס"א