Space Launch System

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Conceptillustratie van een SLS block I kort na het begin van de lancering de bruin en grijs gekleurde banen zullen niet op de daadwerkelijke raket te zien zijn. In plaats daarvan zal een zwart en wit blokkenpatroon ter bevordering van fotogrammetrie op de side-boosters te zien zijn.

Het Space Launch System (SLS), letterlijk "ruimtelanceersysteem", is een serie toekomstige Amerikaanse draagraketten voor lanceringen van zowel zware vrachtladingen als bemande ruimtevaartmissies naar andere planeten, manen en planetoïden. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA kondigde op 14 september 2011 aan dat het de keuze had gemaakt voor het SLS om na afronding van het spaceshuttleprogramma Ruimte Exploratie Missies uit te voeren. In de originele plannen moest het SLS in 2016 debuteren maar de ontwikkeling liep veel vertraging op. De eerste vlucht zou op zijn vroegst op 15 december 2019 mogelijk zijn[1].

Een aantal elementen van de Spaceshuttle en andere bestaande raketten kan na aanpassing hergebruikt worden, waaronder de RS-25-hoofdmotoren (vier stuks bij de eerste vlucht), de tijdelijke tweede trap (Interim Upper Stage) voor de eerste vlucht is vrijwel identiek aan de 5 meter uitvoering van tweede trap van de Delta IV en onderdelen van de twee extra SRM-draagraketten (de SRMs van het SLS zullen 20% groter zijn dan die van de Spaceshuttle). Hierdoor verwachtte men dat de ontwikkeltijd veel korter zou zijn dan voor de Ares V van het geannuleerde Project Constellation. Ook onderdelen van Project Constellation kunnen worden hergebruikt in het SLS. De bemanningsmodule Orion van Project Constellation wordt doorontwikkeld onder de naam Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) en kan door het SLS gelanceerd worden voor missies naar andere planeten en andere hemellichamen.[2]

Het SLS is ontworpen als zeer zwaar lanceervaartuig (super heavy lift-klasse). De eerste versie, 97,5 meter hoog, zal tot 70 ton vracht naar de ruimte kunnen brengen. Deze kan verder ontwikkeld worden tot grotere versies met een capaciteit van 130 ton vracht. Ter vergelijking: de Spaceshuttles konden maar zo'n 25 ton vracht aan.[3] En hoewel het SLS qua tijdspanne een opvolger van de Spaceshuttle is, is het qua functionaliteit een opvolger van de Saturnus V.

De eerste versie met 70 ton liftcapaciteit voor EM-1 en geplande upgrades voor krachtiger uitvoeringen van het Space Launch System voor latere missies.

Geschiedenis[bewerken]

NASA verwachtte tot 2014 jaarlijks zo'n 3 miljard dollar aan het project te besteden. Tot 2017 zou volgens NASA in totaal rond 18 miljard dollar aan het project besteed worden. [4]

Testen[bewerken]

QM-1 de eerste horizontale test van de vijf segmenten tellende SRMs, de Side-Boosters van het SLS

Op 11 maart 2015 testte Orbital ATK voor het eerst de opgewaardeerde Solid Rocket Motor (SRM), de krachtigste raketmotor ooit. Tijdens deze statische horizontale test, genaamd QM-1 (QM staat voor Qualificatietest Milestone), ontbrandde de raket en blies gedurende twee minuten vuur uit. De uitlaat was zo heet dat de zandgrond achter de raket in glas veranderde. Op 28 juni 2016 volgde een soortgelijke qualificatietest, QM-2, waarbij de SRM bij andere weersomstandigheden getest werd.

In de zomer en herfst van 2015 testte Aerojet-Rocketdyne de verbeterde RS-25 hoofdmotoren. In het voorjaar van 2016 is na nog wat aangepast te hebben begonnen met eenzelfde serie tests.

Na een kritische ontwerp-evaluatie werd in oktober 2015 het eindontwerp voor SLS block I en het Orion Ruimteschip voor Exploration Mission 1 (EM-1) goedgekeurd en is de definitieve bouw begonnen. Ook is duidelijk geworden dat de raket grotendeels dezelfde roestbruine kleur zal hebben die men kent van de externe tank van de Space Shuttle.

Begin 2017 kwam een test toren (structural test stand) op NASA's Marshall Space Flight Center gereed waarin een volledige core-stage geplaatst kan worden om er vervolgens met hydraulische cilinders druk op uit te oefenen die vergelijkbaar is met de druk ten gevolge van de versnelling en luchtdruk tijdens de vlucht. De eerste tests worden eind 2017 verwacht[5].

Bouw[bewerken]

Op diverse plaatsen in de Verenigde Staten worden al onderdelen van de eerste SLS-raket gemaakt en/of getest. Hieronder zijn de aangepaste RS-25 motoren van Aerojet-Rocketdyne, de aangepaste Solid Rocket Boosters van Orbital ATK. De eerste en tweede trap van de raket worden in NASA's Michau-constructiefabriek gebouwd. Boeing, dat ook het basisontwerp maakte, heeft daarbij de leiding. Ook de verbeterde Orion capsule voor EM-1 is anno februari 2016 in aanbouw. In mei 2017 ging de onderkant van een in aanbouw zijnde testuitvoering van een zuurstoftank verloren doordat die viel[6][7].

Doorontwikkeling[bewerken]

In januari 2017 werd het basis ontwerp voor de Exploration Upper Stage (EUS), een krachtiger tweede trap, na een preliminary design review goedgekeurd. NASA wil anders dan waar eerder vanuit werd gegaan deze tweede trap al bij de eerste bemande vlucht (EM-2) gebruiken. Ze willen geen 100 miljoen dollar uittrekken voor een human rated (goedgekeurd voor bemande vluchten) versie van de interim upper stage om die vervolgens maar een keer te gebruiken. De Exploration Upper Stage zal worden gebruikt op de uitvoeringen Block IB en Block II. Deze goedkeuring houdt in dat nu diverse onderdelen voor de EUS gebouwd en getest worden Voor de daadwerkelijke bouw moeten het EUS-ontwerp en testresultaten nog een keer geëvalueerd worden in de zogenaamde Critical Design Review de voortstuwing van de EUS gebeurd door een viertal RL10-raketmotoren[8].

Uiteindelijk moeten er in de late jaren 2020 ook krachtiger boosters (Advanced Boosters) komen voor de Block II variant.

Lanceerfaciliteiten[bewerken]

Het SLS wordt net als de Space Shuttle, de Saturnus IB en Saturnus V op het Kennedy Space Center geassembleerd en gelanceerd.

Anders dan eerder zijn de lanceercomplexen 39A en 39B niet meer identiek aan elkaar. LC-39A is verhuurd aan SpaceX dat het verbouwde waardoor het niet meer geschikt is voor NASA’s mobiele lanceer. LC-39B is ontdaan van Spaceshuttle gerelateerde hardware en weer een “Clean Pad” geworden zoals het tijdens het Apollo programma was. Complex 39B zal dan ook de plaats zijn waar NASA het SLS zal lanceren. Ook andere (commerciële) raketten kunnen daar vanaf een mobiel platfotform worden gelanceerd.

High Bay-3 van het Vehicke Assembly Building (VAB) is gevuld met tien werkverdiepingen die perfect om een Block-I uitvoering passen. Het VAB is ook grondig gerestaureerd. Het mobiele lanceerplatform MLP-1 was in 2011 grotendeels aangepast voor de Ares-1. Hiervoor was een lanceertoren op dit MLP geplaatst en waren de drie vuurgaten van de spaceshuttle vervangen door een vuurgat. Nadat deze was geannuleerd en het ontwerp voor SLS/Orion werd aangenomen werd dit platform wederom aangepast voor de SLS Block-1 variant. De lanceertoren kon blijven, maar moest intern volledig gestript en heringericht worden. Ook kwamen er drie op maat gemaakte vuurgaten.

Het SLS wordt met het mobiele lanceerplatform van het VAB naar LC-39B vervoerd door Crawler Transporter CT-2. Deze is gerestaureerd en geüpgrade tot een Super Crawler Transporter. Door extra verstevigingen is CT-2 in staat om het SLS dat zwaarder is dan eerdere raketten te vervoeren.

Het plan is vooralsnog om na vlucht EM-1 het platform wederom aan te passen voor de Block IB configuratie die zo’n 15 meter hoger is. Hiervoor zouden wederom alle leidingen en bedrading moeten worden vervangen, een klus die 33 maanden in beslag neemt.

Mogelijk tweede platform[bewerken]

Eind 2017 gaf NASA echter aan te overwegen om voor de zwaardere versies van het SLS (Block IB en Block 2) een andere MLP te bouwen. Het upgraden van MLP-1 dat voor de SLS-Block-I is ingericht zou veel tijd in beslag nemen. Dit zou betekenen dat er tussentijds geen Block-I lanceringen kunnen plaatsvinden. Ook zou een nieuw platform eerder klaar kunnen zijn waardoor een Block IB lancering mogelijk eerder zou kunnen plaatsvinden. Dit zou vertragingen voor de Europa-Clipper die waarschijnlijk met SLS gelanceerd wordt kunnen bespoedigen. Het is onduidelijk of hiervoor dan MLP-3 of een volledig nieuw MLP gebruikt gaat worden [9].

Ook is de Pegasus, het overkapte dekponton waarop men eerder de externe tanks van de Spaceshuttle vanuit New Orleans naar het Kennedy Space Center vervoerde is verlengd waardoor ook de eerste trap van het SLS erin past.

Geplande missies[bewerken]

NASA heeft anno februari 2017 vier SLS-lanceringen in de planning staan.

Exploration Mission-1[bewerken]

De SLS/Orion adapterring met 13 cubesats.

Exploration Mission-1 (EM-1) wordt in 2019 verwacht. EM-1 wordt een onbemande testvlucht rond de Maan uitgevoerd met het Orion-ruimteschip. Hiervoor wordt de SLS Block I-configuratie gebruikt. Tevens zullen er dertien CubeSats meeliften op deze vlucht. Deze CubeSats, die tussen de Orion en de tweede trap zitten, zullen enige tijd na het loslaten van Orion worden losgelaten[10]. Op 7 maart 2017 kwam de interim-upperstage voor deze missie aan op het Kennedy Space Center[11].

De vier RS-25 motoren voor deze missie zijn inmiddels getest en gekwalificeerd en klaar om geïntegreerd te worden[12].

Onderzoek verandering van plan EM-1 en EM-2[bewerken]

Op 15 februari 2017 verzond waarnemend NASA-administrator Robert Lightfoot een memo waarin hij een onderzoek naar de mogelijkheid van het bemannen van vlucht EM-1 gelaste. Dit zou EM-1 vertragen maar missie EM-2 overbodig maken. Dit is echter niet onomstreden en geeft aan dat de regering Trump bereid lijkt te zijn meer risico te nemen en de zaken te versnellen[13]. Bemanning op vlucht EM-1 zou volgens Bill Gerstenmaier alleen zin hebben als de vlucht uiterlijk in 2019 zou plaatsvinden. De missie zou dan 8 tot 9 dagen duren en een vergelijkbare baan volgen als Apollo 8. Op 12 mei 2017 werd bekend gemaakt dat EM-1 onbemand blijft[14].

Naamgeving[bewerken]

Op 15 februari 2017 werd door afgevaardigde Robert Aderholt voorgesteld de raket van vlucht EM-1 te vernoemen naar Eugene Cernan, de laatste mens die op het maanoppervlak liep en enkele weken eerder overleed. De raket zou dan Cernan 1 gaan heten[15][16]. Doordat de tekst van het voorstel voor meerdere interpretaties vatbaar was, was er korte tijd verwarring over of deze hernoeming voor het SLS of slechts voor de eerste raket gold. Het bleek om het laatste te gaan.

Exploration Mission-2[bewerken]

Exploration Mission-2 (EM-2) is vooralsnog de eerste bemande missie van SLS en Orion en staat gepland voor 2021. In de zomer van 2015 zei NASA rekening te houden met vertraging tot 2023, als gevolg van te lage budgettering door de Amerikaanse overheid. Dit lijkt te zijn afgewend. Begin 2016 werd gespeculeerd dat EM-2 in plaats van een bemande Orion-missie, een onbemande missie naar Jupiters maan Europa zou kunnen worden. NASA zou dan voor de eerste bemande vlucht (in dat geval EM-3) een krachtigere bovenste rakettrap kunnen ontwikkelen en bouwen. Anno januari 2017 staat EM-2 nog steeds voor 2021 gepland. NASA is nu echter van plan om daarvoor niet langer een Block I, maar een Block IB te gebruiken. De versnelde ontwikkeling bespaart op de langere duur kosten. Tussen EM-1 en EM-2 zal hoe dan ook minimaal 33 maanden zitten. Die tijd is nodig omdat de grondsystemen aangepast moeten worden voor de SLS Bock IB-configuratie.

Europa Multiple-Flyby Mission[bewerken]

Europa Multiple-Flyby Mission (EMFM), ook bekend als Europa Clipper (naam van de ruimtesonde), is een onbemande vlucht die staat gepland voor 2022 waarbij een ruimtesonde naar Jupiters maan Europa wordt gelanceerd. Eerder was ook lancering met een Atlas V-draagraket overwogen. Het voordeel van SLS Block IB voor deze missie is dat de raket op eigen kracht veel meer snelheid kan bereiken waardoor er geen zwaartekrachtslinger nodig is en dus tijd bespaard wordt.

Kritiek[bewerken]

Er is veel kritiek op het project. Zo is de ontwikkeling erg duur (70 miljard dollar totaal) en hoewel de republikeinse meerderheid in de Senaat het volledige budget heeft toegezegd (of erdoor gedrukt volgens sommigen), krijgen andere projecten van NASA waaronder het Commecial Crew development-programma niet genoeg geld met dure vertragingen als gevolg. Spottend wordt SLS ook wel Senate Launch System genoemd en dat het doel van SLS vooral het behouden van banen (in de arme zuidelijke staten) is. Daarnaast werken de NewSpace-bedrijven SpaceX en Blue Origin anno 2016 aan goedkopere, commerciële en grotendeels herbruikbare raketten met een vergelijkbare of grotere capaciteit (Falcon Heavy, Big Falcon Rocket, New Glenn en New Armstrong). Ook denken veel critici dat de opdracht en verantwoordelijkheid voor zo'n zware raket in 2011 beter aan één commerciële partij gegeven had kunnen worden in plaats van dat NASA het project zelf leidt en opdrachten verdeelt. Daarnaast geloven veel mensen dat vertraging en budget overschrijding bij de ontwikkeling van SLS en Orion een gekozen business model van Boeing en Lockheed Martin is om meer geld op te strijken. Bij dit laatste argument wordt ook vaak de vertraging en budgetoverschijding van de F35 Joint Strike Fighter als ondersteunend argument betrokken.

Ook het onderzoek naar de mogelijkheid om de ongeteste raket van EM-1 bemand te laten vliegen werd door velen een roekeloos politiek voorstel genoemd.

Wetenswaardigheden[bewerken]

  • De Solid Rocket Boosters van het SLS zijn de krachtigste raketmotoren ooit gebouwd.
  • De "core-stage" wordt de grootste rakettrap tot dan toe gebouwd. SpaceX heeft inmiddels een nog grotere boostertrap voor het Interplanetary Transport System in ontwikkeling.
  • Bij het opstijgen van een SLS Bock-I zullen de hoofdmotoren en side-boosters een gezamenlijke stuwkracht van 39144 kilonewton leveren.

Afbeeldingen[bewerken]

Zie ook[bewerken]

  • Falcon Heavy - Amerikaanse commerciële super heavy lift-raket in ontwikkeling.
  • New Glenn - Amerikaanse commerciële super heavy lift-raket in ontwikkeling.
  • Vulcan - Amerikaanse commerciële heavy lift-raket in ontwikkeling.
  • Next Generation Launcher - Amerikaanse commerciële heavy lift-raket in ontwikkeling.

Externe links[bewerken]