Космическата станция на НАСА Gateway, обикаляща около Луната, е обяснена в снимки

1. Въведение(Изображение кредит: Boeing)

1. Въведение

Следващата космическа станция на НАСА ще бъде близо до Луната. Планираната лунна Gateway космическата станция ще приюти екипажи за период от един до три месеца, за да могат да изпълняват редица амбициозни задачи: да провеждат научни експерименти по -далеч от Земята за дълги периоди от време; да поддържа мисии на повърхността; и може би дори да извърши далечна инженерна работа като телероботика.



Тази галерия описва някои от основната история и компоненти на Gateway, както и за какво може да се използва в бъдеще. Засега НАСА планира да доведе астронавти в Gateway някъде през 2020-те години, вероятно в подкрепа на програмата за кацане на Луната Артемида. Артемида е имала за цел кацане на Луната през 2024 г., въпреки че доклад от Службата на генералния инспектор от август 2021 г. казва, че тази цел „невъзможно“ поради забавяне на разработката на скафандър. Следователно може да се очакват повече промени в хронологията.

Свързани:Грандиозният план на НАСА за лунен портал е да започне от малък

ПредишнаСтраница 1 от 11Следващия ПредишнаСтраница 1 от 11Следващия 2) История на шлюза(Изображение кредит: Boeing)

2) История на шлюза

НАСА искаше лунна космическа станция от десетилетия и Концепция на шлюза датира поне от началото на 2010 -те. През 2012 г. НАСА публично обсъди идеята за лунна станция в далечната страна на Луната - тогава наречена Дълбоко космическо местообитание . Около 2014 и 2015 г. НАСА започна публично да обсъжда „ цислунарни местообитания „да летят хора на по -дълги мисии през 2020 -те.



Името на Gateway също се е променило няколко пъти. Документацията на НАСА през 2017 г. се отнася до a Deep Space Gateway космическа станция около Луната. През 2018 г. космическата станция беше преименувана на лунната орбитална платформа-порта (LOP-G) в предложения от НАСА бюджет за 2019 г. Тези дни агенцията предпочита да използва по -простия термин „Gateway“.

ПредишнаСтраница 2 от 11Следващия ПредишнаСтраница 2 от 11Следващия 3) Пост на местообитанията и логистиката (Northrop Grumman)(Изображение кредит: НАСА)

3) Пост на местообитанията и логистиката (Northrop Grumman)

През 2019 г. НАСА използва Northrop Grumman за изграждане на аванпост за жилище и логистика (HALO). Дизайнът на модула за обитаване се основава на товарния космически кораб Cygnus, който редовно изпраща оборудване и доставки до Международната космическа станция (МКС). НАСА също направи своя избор на Northrop Grumman, тъй като компанията постигна напредък в промяната на Cygnus за модул за обитаване, а Cygnus е достатъчно малък, за да бъде пуснат на съществуващите търговски ракети -носители (опростявайки разработването на Gateway).

Местообитанието, Каза Нортроп Грумман , „могат да издържат до четирима астронавти в продължение на до 30 дни, когато се впускат и се връщат от експедициите към лунната повърхност“. Northrop Grumman получи още 187 милиона долара за проектиране на модула за местообитания през юни 2020 г., за да се подготви за предварителния си преглед на проекта, който беше завърши през ноември . Компанията тогава получи договор за 935 милиона долара от НАСА през юли 2021 г., за да завърши проектирането и развитието на HALO. Модулът е планирано за стартиране до околностите на Луната през 2024 г. на борда на ракета SpaceX Falcon Heavy.

ПредишнаСтраница 3 от 11Следващия ПредишнаСтраница 3 от 11Следващия 4) Модул за задвижване и задвижване (Maxar Technologies)(Изображение кредит: НАСА)

4) Модул за задвижване и задвижване (Maxar Technologies)



Модулът за захранване и задвижване на Gateway ще се основава на запазен дизайн от задвижващи проучвания, свързани с мисията за пренасочване на астероиди на НАСА, която беше отменена през 2017 г. През май 2019 г. НАСА избра Maxar за изграждане на силовия и задвижващия елемент на Gateway. Елементът ще бъде слънчево електрическо задвижващо устройство, което може да се маневрира около Луната и да се адаптира и за пътуване до Марс, според НАСА . Maxar е най-известен в космическите технологии с голям флот от спътници за изобразяване на Земята.

Maxar завърши a преглед на системните изисквания за модула през 2019 г., и премина през други две ключови рецензии в началото на 2021 г. Заедно с HALO се очаква силовият и двигателният модул да изстрелване към Луната на борда на ракета SpaceX Falcon Heavy през 2024 г.

ПредишнаСтраница 4 от 11Следващия ПредишнаСтраница 4 от 11Следващия 5) Canadarm3 (MDA)(Изображение кредит: Канадска космическа агенция)

5) Canadarm3 (MDA)

Канадската космическа агенция обяви през май 2019 г., че ще го направи доставят роботизирано рамо от следващо поколение към Gateway, наречен Canadarm3, надграждайки предишните поколения роботизирани оръжия, доставяни на космическата совалка и програмите за МКС. Canadarm3 е проектиран да бъде изграден с мярка за машинно обучение, така че ръката да може да извършва поддръжка и наблюдение на Gateway между мисиите на астронавтите, тъй като лунната космическа станция няма да бъде постоянно заета. В замяна, НАСА обеща през 2020 г. да лети с канадски астронавт на първата мисия на Артемида в орбита около Луната-продължавайки дългогодишната традиция да възнаграждава приноса на канадската космическа роботика със седалки за астронавти и време за орбитална наука.



Канада обеща да похарчи 2,05 милиарда канадски долара (по това време 1,56 милиарда щатски долара) за Canadarm3 и Програма за ускоряване на изследването на Луната (LEAP) над 24 години. LEAP е канадска програма, предназначена да насърчи бизнеса да изследва лунни мисии с приложения в роботиката, здравеопазването и изкуствения интелект. Канадската компания MDA (която също управляваше Canadarm и Canadarm2) получи поредица от договори, свързани с Canadarm3, наскоро 35,3 милиона долара през юли 2021 г. за предварителното и подробно проектиране на външни роботизирани интерфейси, които ще позволят на Canadarm3 да работи.

ПредишнаСтраница 5 от 11Следващия ПредишнаСтраница 5 от 11Следващия 6) Товарни кораби (SpaceX)(Изображение кредит: НАСА)

6) Товарни кораби (SpaceX)

През август 2019 г. НАСА изпрати искане за предложения от американски компании до създаване на космически кораб които могат да превозват и доставят товари под налягане и без налягане до Gateway. Подобно на товарни кораби на МКС, корабът ще се изстрелва с търговска ракета и ще остане акостиран на Gateway до шест месеца, преди да бъде отстранен за автономно изхвърляне.

И през март 2020 г. SpaceX беше обявен за доставчик на товарни услуги на Gateway , използвайки бъдеща версия на своя товарен космически кораб Dragon. Dragon вече е един от основните кораби за доставка на МКС. По -новият кораб, наречен Dragon XL, ще превозва повече от 5,5 тона (5 метрични тона) товари до Gateway, представители на SpaceX каза чрез Twitter . Други компании могат да бъдат избрани да се присъединят към SpaceX за услуги за снабдяване, заяви тогава НАСА, като общата стойност на всички сделки е ограничена до 7 милиарда долара.

ПредишнаСтраница 6 от 11Следващия ПредишнаСтраница 6 от 11Следващия 7) Кораби на екипажа (Lockheed Martin)(Изображение кредит: Lockheed Martin)

7) Кораби на екипажа (Lockheed Martin)

Първите мисии на Gateway вероятно ще бъдат изпълнени от космическия кораб „Орион“ на Lockheed Martin, въпреки че други кораби с екипаж може да се качат на космическата станция в по -късните години. Историята на развитието на космическия кораб Орион отдавна е предшествала Артемида: Той е надживял няколко отменили инициативи на НАСА, включително отменените Съзвездие програма да доведе хората до Луната и Марс и подход на НАСА с гъвкава дестинация, приет почти десетилетие след отмяната на Съзвездието през 2010 г.

Орион успешно е извършил един изпитателен полет досега-висока мисия в орбита около Земята Изследователски полетен тест-1 (EFT-1)-на 5 декември 2014 г. Следващият полет на Orion, Артемида 1 , се очаква в края на 2021 г., но това беше така забавено няколко пъти от 2017 г. поради проблеми с ракетата Space Launch System. Космическият кораб ще включва модул за екипаж и обслужващ модул, с жизненоважни системи за космически кораби за генериране на енергия, гориво и кислород - подобно на командния модул на Аполо, който обикаляше около Луната през 1960 -те и 1970 -те години.

ПредишнаСтраница 7 от 11Следващия ПредишнаСтраница 7 от 11Следващия 8) Странно(Изображение: НАСА/Rocket Lab/Advanced Space)

8) Странна орбита „ореол“

Gateway ще работи на нова орбита, която все още не се използва от лунни космически кораби, нито екипаж, нито отвинт. Пътят се нарича „близо до праволинейна ореолна орбита“ (NRHO), който позволява на космическия кораб да се прехвърли ниско над южния полюс, докато лети високо в други точки на орбитата си.

NRHO ще изминава между 1860 мили и 43 500 мили (3000 и 70 000 километра) от повърхността на Луната, според Европейска космическа агенция , и ще се върти заедно с луната. Орбитата ще отнеме приблизително седем дни и ще премине през минимум затъмнения, което позволява на слънцето да поддържа Gateway захранван през по -голямата част от времето. Мисията CAPSTONE Cubesat с много партньори ще тества орбитата след изстрелването не по-рано от октомври 2021 г.

ПредишнаСтраница 8 от 11Следващия ПредишнаСтраница 8 от 11Следващия 9) Непрекъснато заемане на екипажа(Изображение кредит: НАСА)

9) Непрекъснато заемане на екипажа

За разлика от МКС, който е непрекъснато зает от 2000 г., Gateway няма да вижда екипажи постоянно да търгуват мита в поредица от непрекъснати ротации. Вместо това, екипажите ще останат на космическата станция само за около 30 до 90 дни наведнъж и ще оставят Gateway отвита между тях.

Тази ситуация до голяма степен се дължи на факта, че летенето на астронавти на НАСА до лунната орбита е много скъпо в сравнение с ниската околоземна орбита, което изисква комбинации от ракети на космическата система за изстрелване и космически кораб Орион. Това вероятно ще остави Gateway необитаем през по -голямата част от живота му, освен ако други доставчици не изберат да изпратят екипажи до аванпоста между тях, за да запълнят празнината, тъй като стандартите за оперативна съвместимост ще позволят на международни компании и екипажи да се прикрепят и използват космическата станция.

ПредишнаСтраница 9 от 11Следващия ПредишнаСтраница 9 от 11Следващия 10) Пътна станция за кацане на луна или телероботика(Изображение кредит: Boeing)

10) Пътна станция за кацане на луна или телероботика

Една от основните функции на Gateway може да действа като пътна станция за космически кораби и екипаж на път за и от кацане на Луната. Визията на НАСА е да има Базов лагер Артемида в кратера Шакълтън, област на Луната, която изглежда богата на воден лед, въз основа на данни за космически кораби, които не се развиват. Съоръжението в крайна сметка ще изисква доставки за вода, изхвърляне на отпадъци, кацане на превозни средства, комуникации и радиационна защита, каза НАСА. Очаква се съоръжението да включва системи за мобилност на астронавти и далечен радиотелескоп , заедно с множество експерименти.

Лунна телероботика може да е възможно и от Gateway. Астронавтите могат да управляват поредица от марсоходи или подвижни плавателни съдове, които изследват кратери или изграждат радиоантени за телескопични наблюдения. Това каза, остава да се види дали тези дейности са добро използване на ценността на астронавтите-или е по-добре да се извършват тези дейности от Земята, където би имало двусекундно забавяне между издаването на команда и получаването й на близо до страничната повърхност на Луната.

ПредишнаСтраница 10 от 11Следващия ПредишнаСтраница 10 от 11Следващия 11) Waystation за Марс?(Изображение кредит: ESA)

11) Waystation за Марс?

Дизайнът на Gateway все още се развива и е трудно да се правят прогнози за това как ще подкрепи изследването на Луната, да не говорим за изследването на Марс. През 2020 г. например медийните съобщения показват, че Gateway ще бъде премахнат от „критичния път“ за проучване на Артемида. НАСА обаче твърди, че много от „научените уроци“ от Артемида и Гейтуей ще бъдат полезни за евентуално изследване на Марс, вариращо от това как да се доставят астронавти от далеч, да се пазят членовете на екипажа в безопасност, да се научи да „живее извън земята“ на друг свят чрез използване на ресурси на място.

Докато връзките с Марс остават спекулативни и подлежат на промяна, предишните предложения за Gateway по отношение на Червената планета включват използването му като пътна станция за проби, изграждане на международни партньорства с цел подготовка за Марс и използване на Gateway като „ Аналог на Марс за подготовка за мисии на Червената планета.

Следвайте Елизабет Хауъл в Twitter @howellspace. Последвай ни в Twitter @Spacedotcom и във Facebook

ПредишнаСтраница 11 от 11Следващия ПредишнаСтраница 11 от 11Следващия Елизабет ХауълЕлизабет ХауълДопринасящ писател

Елизабет Хауъл е писател на demokratija.eu, който е един от малкото канадски журналисти, които редовно докладват за изследването на космоса. Тя е автор или съавтор на няколко книги за изследване на космоса. Елизабет има докторска степен. от Университета на Северна Дакота по космически изследвания и магистърска степен от същия отдел. Тя притежава и бакалавърска степен по журналистика от университета Карлтън в Канада, където започва кариерата си като писател в космоса през 2004 г. Освен писане, Елизабет преподава комуникации на ниво университет и колеж в общността, както и за държавни училища за обучение. За да видите последните й проекти, следвайте Елизабет в Twitter на @howellspace.