Parece que la NASA ha decidido fabricar un supercohete "marciano" con todo el mundo: para ello intervinieron tres divisiones de la agencia a la vez. Estos son el Centro de Vuelo Espacial George Marshall, el Centro Espacial Lyndon Johnson y nuevamente el Centro Espacial John F. Kennedy, que ofrece toda la historia con sus sitios de lanzamiento.
Maqueta de SLS en el túnel de viento de investigación de la NASA
Pero esta no es toda la empresa de desarrolladores. El Centro de Investigación Ames es responsable de los problemas físicos fundamentales del proyecto, el Centro de Vuelo Espacial Goddard es responsable de la naturaleza de las cargas útiles y el Centro Glenn, que se ocupa de los nuevos materiales y el desarrollo de carenados de carga útil. Los programas de investigación en túneles de viento se asignan al Centro Lange, y las pruebas de los motores RS-25 y J-2X se asignan al Centro Espacial Stennis. Finalmente, el montaje de la unidad de propulsión principal se realiza en la planta de Michuda.
Todo el programa SLS está dividido en tres etapas, unidas por varios puntos: oxígeno líquido e hidrógeno en motores de propulsión, así como un propulsor sólido multisección de refuerzo. La primera etapa de la unidad central (Core Stage) con una longitud de 64,7 my un diámetro de 8,4 m también será la misma para todas las modificaciones. Entonces, el SLS Block I primogénito tiene una masa de carga útil equivalente de 70 toneladas; el empuje necesario para este peso lo proporcionan cuatro motores RS-25D. En realidad, esta primera versión del SLS está destinada a la certificación de la unidad central y la implementación de misiones experimentales y experimentales. La etapa superior está representada por la "etapa superior criogénica temporal" ICPS (etapa intermedia de propulsión criogénica), construida sobre la base de la segunda etapa del vehículo de lanzamiento pesado Delta IV. ICPS tiene un motor: RL-10B-2 con empuje de vacío de 11, 21 tf. Incluso en esta variante "más débil" del Bloque I, el cohete desarrollará un impulso de lanzamiento un 10% más que el legendario Saturno V. El portaaviones del segundo tipo se llamó SLS Bloque IA, y la capacidad de carga equivalente de este gigante ya debería estar por debajo de 105 toneladas. Se prevén dos versiones: carga y tripulación, que deberían devolver a los estadounidenses hace más de cuarenta años y finalmente enviar a una persona fuera de la órbita terrestre baja. Los planes de la NASA para estos vehículos son los más modestos: como parte de la misión EM-2, en algún lugar a mediados de 2022, volar alrededor de la luna con una tripulación. Un poco antes (mediados de 2020), está previsto enviar astronautas a la órbita circunlunar en la nave espacial Orion. Pero esta información se remonta al verano de 2018 y se ha corregido repetidamente antes de eso, por lo que, según uno de los proyectos, se suponía que SLS se elevaría a los cielos este otoño.
SLS Block II: un portaaviones con una carga útil equivalente de 130 toneladas, ya equipado con cinco motores RS-25D en el bloque central, así como una EUS de "etapa superior de exploración" (Exploration Upper Stage), que, a su vez, tiene una o dos J-2X de empuje de 133,4 tf cada uno. "Truck" basado en Block II se distingue por un carenado de cabeza de calibre superior con un diámetro de 10 metros a la vez. Estos serán verdaderos gigantes, si todo va bien para Estados Unidos: en la versión final del cohete, el empuje de lanzamiento de los cohetes será 1/5 más alto que el del Saturn V. Y los planes para la serie Block II También son extremadamente ambiciosos: en 2033, envíen una misión tripulada EM-11, que vagará por el espacio durante al menos 2 años. Pero antes de esta fecha significativa, los estadounidenses planean volar a la órbita lunar 7-8 veces. Si la NASA está planeando seriamente llevar astronautas a Marte, nadie lo sabe.
Pruebas del motor de cohete criogénico de empuje controlado experimental CECE (Common Extensible Cryogenic Engine), que se utilizó bajo el programa de mejora RL-10, operado desde 1962 en cohetes Atlas, Delta iV, Titan y Saturn I. -3.
La historia de los motores de la serie SLS como componentes principales del cohete comenzó en 2015 en las gradas del Stennis Center, cuando se llevaron a cabo las primeras pruebas de disparo exitosas que duraron 500 segundos. Desde entonces, los estadounidenses han ido como un reloj: una serie de pruebas completas para un recurso de vuelo completo infunde confianza en el rendimiento y la confiabilidad de los motores. William Hill, primer subdirector de la Dirección de Desarrollo de Sistemas de Investigación Tripulados de la NASA, dijo:
“Hemos aprobado el proyecto SLS, hemos completado con éxito la primera ronda de pruebas de los motores y aceleradores de cohetes, y ya se han puesto en producción todos los componentes principales del sistema para el primer vuelo. A pesar de las dificultades que han surgido, el análisis de los resultados del trabajo habla de confianza en que estamos en el camino correcto hacia el primer vuelo del SLS y su uso para ampliar la presencia permanente de personas en el espacio profundo”.
En el curso del trabajo en el motor, se realizaron cambios: los portadores de la primera y segunda etapas estaban equipados con refuerzos de combustible sólido (aceleradores), por lo que el modelo se denominó Bloque IB. La etapa superior del EUS recibió un motor de oxígeno-hidrógeno J-2X, que tuvo que ser abandonado en abril de 2016 debido a una gran proporción de elementos nuevos que no se habían elaborado previamente. Por lo tanto, volvimos al viejo RL-10, que fue producido en serie y ya ha logrado "lanzarse" durante más de cincuenta años.
La confiabilidad siempre ha sido primordial en los proyectos tripulados, y no solo en la NASA. En los documentos oficiales, la NASA menciona: “Un paquete de cuatro motores de clase RL-10 cumple los requisitos de la mejor manera. Se ha encontrado que es óptimo en términos de confiabilidad ". El propulsor de cinco secciones se probó a fines de junio de 2016 y se convirtió en el motor de propulsor sólido más grande jamás construido para un vehículo de lanzamiento real hasta la fecha. Si lo comparamos con el Shuttle, tiene un peso de lanzamiento de 725 toneladas frente a 590 toneladas, y el empuje aumenta en comparación con su predecesor de 1250 tf a 1633 tf. Pero SLS Block II debería obtener nuevos aceleradores superpoderosos y ultraeficientes. Hay tres opciones. Este es el proyecto Pyrios de Aerojet Rocketdyne (antes Pratt & Whitney Rocketdyne), equipado con dos motores cohete propulsados por oxígeno y queroseno con un empuje de 800 tf cada uno. Esto tampoco es una innovación absoluta: los "motores" se basan en el F-1 desarrollado para la primera etapa del mismo Saturno V. Pyrios se remonta a 2012, y 12 meses después, Aerojet, junto con Teledyne Brown, está trabajando. duro con un refuerzo líquido con ocho oxígeno-queroseno AJ-26-500. El empuje de cada uno puede alcanzar las 225 tf, pero se ensamblan sobre la base del NK-33 ruso.
Prueba del motor de oxígeno-hidrógeno RS-25 en el stand del Stennis Center, Bay St. Louis, Mississippi, agosto de 2015
Y finalmente, la tercera versión del motor para el SLS es presentada por Orbital ATK y está fabricada en forma del acelerador de combustible sólido de cuatro secciones más potente Dark Knight con un empuje de 2000 tf. Pero no se puede decir que todo fue completamente fluido para los ingenieros estadounidenses en esta historia: se perdieron muchas competencias y tecnologías con el cierre de los proyectos Apollo y Space Shuttle. Tuve que idear nuevas formas de trabajar. Por ejemplo, se introdujo la soldadura por fricción y agitación para ensamblar los tanques de combustible de los futuros cohetes. Se dice que la planta de Michuda tiene la máquina más grande para una soldadura tan única. También en 2016, hubo problemas con la formación de grietas en la fabricación del bloque central, más precisamente, en el tanque de oxígeno líquido. Pero la mayoría de las dificultades se superaron.
Los estadounidenses están devolviendo gradualmente a sus astronautas a las órbitas terrestres bajas y más allá. Surge una pregunta lógica: ¿por qué hacer esto si los robots hacen un trabajo excelente? Intentaremos responder a esto un poco más tarde.
