NASA DSG 計畫的「動力/推進模組」進入 RFI 階段

NASA 在 7 月 18 號公布了 Deep Space Gateway 深太空閘口 (DSG) 計畫中的「動力/推進模組」的 RFI 系統資訊需求書，也就是公開徵求各家業者提供他們對於「動力/推進模組」的概念資料。

這個 RFI 裡面有許多有趣的東西，小編稍微列一下：

1. 壽限最少 15 年 (地月圈環境)
2. 要可以提供 24kW 電力給外部系統
3. 要具備 50kW 等級的 SEP 太陽能電力推進系統
4. 要具備 2000kg 等級的 Xenon 氙氣推進劑 (給 SEP 用)
5. 要具備 2 個 IDSS 規格的對接口
6. 可以相容於載人任務
7. 可以接受推進劑補給 (太空加油)
8. 總任務質量不超過 7,500kg
9. 以 EM-2 任務 (2023 年) 發射升空
10. 發射後 100 天內進入月球的 NRHO 軌道

「動力/推進模組」將是 DSG 計畫中第 1 個升空的模組，附圖是 Orbital ATK 在 2016 年 9 月公布的 DSG 概念影片，其中的第 1 段 ICH 指的應該就是「動力/推進模組」，但是用的名稱不同。

Orion 太空船脫離 EM-2 中首飛的 Exploration Upper Stage 探險上節火箭 (EUS，用 4 具 RL10 火箭引擎)
(Source: Orbital ATK)

Orion 太空船掉頭接合「動力/推進模組」
(Source: Orbital ATK)

進入月球軌道 (Source: Orbital ATK)

看來 NASA 真的是鐵了心要先弄 DSG，之後才去火星了。


NASA 的 DSG PPE RFI 全文傳送門：
https://www.nasa.gov/feature/nasa-power-propulsion-rfi/

Orbital ATK 的 DSG 概念影片

延伸閱讀：

ULA 的 CisLunar-1000 計畫：
http://uc0000.blogspot.tw/2017/04/07.html

NASA 的 Deep Space Gateway 計畫：
http://uc0000.blogspot.tw/2017/04/03.html


/UC0000

Lockheed Martin 的 DSG 居住艙地面原型

NASA 的 Deep Space Gateway 深太空閘口 計畫目前還是處於「概念開發」階段，其中的一個開發項目就是 NextSTEP-2 Appendix A 的居住艙概念研究合約，這個項目在 2016 年 8 月選了 6 家公司進行 居住艙模組 的「地面原型開發」，這 6 家公司分別是：

• Bigelow Aero Space (目前接在 ISS 國際太空站上的 BEAM 充氣艙就是這家的)
• Boeing 波音 (ULA 聯合發射聯盟的兩家母公司之一)
• Lockheed Martin 洛克希德‧馬丁 (ULA 聯合發射聯盟的兩家母公司之一)
• Orbital ATK (Cygnuss 無人補給太空船的公司)
• Sierra Nevada Corp (Dream Chaser 太空飛機，CRS2 商營補給服務 提供商之一)
• NanoRacks (世界最大的微衛星服務公司)

這 6 家公司中的 Lockheed Martin 剛剛公布他們將使用太空梭時代生產的三具 MPLM 多用途補給艙 (安裝在太空梭機腹內) 中的一具 (Donatello 多納泰洛)，來改造成 Lockheed Martin 的「居住艙模組地面原型機」。也就是 CG 圖中左側的部分，右側為 Orion 載人太空船 (剛好也是他們家的產品)。

(Source: Lockheed Martin)

MPLM 的全長為 6.6 公尺、直徑為 4.6 公尺，當年的三具中的一具 (Leonardo 李奧納多) 被改造成 ISS 國際太空站上的 PMM 艙，永久的安裝在 ISS 上。

非常重要：這只是 Lockheed Martin 的居住艙模組地面原型機，還有另外 5 家公司會提出自己的居住艙模組地面原型機，而且這只是「概念研究合約」，不是 Deep Space Gateway 居住艙的競標合約！


延伸閱讀：

ULA 的 CisLunar-1000 計畫：
http://uc0000.blogspot.tw/2017/04/07.html

NASA 的 Deep Space Gateway 計畫：
http://uc0000.blogspot.tw/2017/04/03.html


/UC0000

NASA 揭露 月球軌道前哨站 與 火星任務計畫

NASA 在 3 月 28 日的會議報告中揭露了 NASA 在 2018~2030 年間的有人太空探險計畫，先說結論：

計畫內容並不像是「以登陸火星為任務目標」的一份計畫，小編非常失望。

以下就是詳細的內容說明 (Source: NASA)，文長請慢慢看：


// Phase 1 第 1 階段任務 //

(Source: NASA)

首先，NASA 的新火箭「太空發射系統」SLS Block1 將在 2018 年首飛、執行 EM-1 任務，EM-1 任務將為無人的測試飛行，Orion 太空艙將先前往月球，繞經月球後噴射加速進入離月球 70,000 公里高的軌道，然後減速降低軌道、繞經月球後返回地球，任務長度 26~40 天。

接下來 SLS Block1B Cargo 將載運「木衛二快艇」Europa Clipper 無人探測船 前往木星的二號衛星「歐羅巴」，這項任務預計將在 2022 年進行。

(Source: NASA)

然後 2023~2026 年間以每年 1 次的發射頻率開始建造「深太空閘口」Deep Space Gateway (DSG)，在月球繞極軌道上建造人類首座月球軌道前哨站，任務順序分別為：

EM-2 (2023)：SLS Block 1B 火箭載運 Orion 太空船 (4 名太空人)  以及 40kW 供電能力的「動力/推進模組」前往月球繞極軌道，任務長度 8~21 天。

EM-3 (2024)：SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及「居住艙模組」前往月球繞極軌道，與「動力/推進模組」組合，任務長度 16~26 天。

EM-4 (2025)：SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道組合，任務長度 26~42 天。

EM-5 (2026)：SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及「氣閘模組」前往月球繞極軌道組合，任務長度 26~42 天。

「深太空閘口」Deep Space Gateway (DSG) 到此建造完畢，第 1 階段完成。


// Phase 2 第 2 階段任務 //

(Source: NASA)

(Source: NASA)

EM-6 (2027)：SLS Block 1B Cargo 火箭載運「 深太空運輸船」Deep Space Transport (DST) 前往「深太空閘口」(DSG) 所在的月球繞極軌道，會合對接。

EM-7 (2027)：SLS Block 1B 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道與 DSG+DST 會合，開始 DST 測試，任務長度 191~221 天。

EM-8 (2028)：SLS Block 1B Cargo 火箭載運 DST 補給物資以及燃料前往月球繞極軌道與 DSG+DST 會合。

EM-9 (2029)：SLS Block2 火箭載運  Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道與 DSG+DST 會合，然後「 深太空運輸船」(DST) 與「深太空閘口」(DSG) 分離，DST 不攜帶 Orion 太空船、在月球周邊進行測試任務，返回 DSG 後太空人再乘坐 Orion 太空船返回地球，任務長度 300~400 天。

「 深太空運輸船」Deep Space Transport (DST) 到此測試完成，第 2 階段完成。


// Phase 3 第 3 階段任務 //

EM-10 (2030+)：SLS Block2 Cargo 火箭載運 DST 補給物資以及燃料前往月球繞極軌道與 DST 會合。

EM-11 (2030+)：SLS Block2 火箭載運 Orion 太空船 (4 名太空人)  以及補給物資前往月球繞極軌道與 DST 會合，然後「 深太空運輸船」(DST) 出發前往火星進行飛越任務，不攜帶 Orion 太空船、不登陸火星，繞行火星後返回「深太空閘口」(DSG)，然後太空人再乘坐 Orion 太空船返回地球，任務長度不明，但是應該接近或超過 400 天。


// Phase 4 第 4 階段任務 //

第 4 階段分成 a 與 b 兩個子階段，時程上與第 3 階段 (2030+) 重複，分別為：

Phase 4a：發展火星登陸技術並進行機器人遠距任務為登陸做準備。

Phase 4b：進行火星登陸


===== 我是分隔線 =====

這份計劃中可以看出 NASA 的火星任務著重在：

1. 先建立月球繞極軌道前哨站「深太空閘口」(DSG)
2. 「 深太空運輸船」(DST) 約 41 噸，以單次發射送上月球繞極軌道
3. 在月球繞極軌道進行補給後出發前往火星，DST 不攜帶 Orion 太空船
4. DST 完成火星飛越後必須返回月球繞極軌道與 DSG 對接，然後太空人轉乘 Orion 返回地球

「深太空閘口」(DSG) 是火星任務的出發點也是返回點，同時開放 DSG 給其他用途使用，NASA 的報告中甚至使用了 SpaceX Falcon9 火箭的圖像標示「月球軌道支援任務」。

「 深太空運輸船」(DST) 本身將使用電力推進 (EP) 作為主要動力，設計需求上必須能讓 4 名太空人執行 1,000 天的任務，同時可以重複使用，進行 3 次火星任務。


// 小編的意見

這份報告中並沒有說明登陸艇、火星表面的居住艙/種植艙/火箭燃料製造等真正「登陸火星」任務必須使用的設備，同時沒有提供「登陸火星」的時程，但是肯定是 2030 年以後的事情。

此外，小編並不能理解在為何 NASA 想要在月球軌道上建立另一座太空站，DSG 本身並無法降低火星任務所需要的 Delta-V (飛行變化量，太空飛行中這個數據代表「飛行耗能」多寡)，使用月球繞極軌道會讓飛行軌道更加的複雜 (從黃道面軌道轉移到垂直的繞極軌道)，不論用任何觀點來看，在地球低軌道上進行組裝、補給都比在月球繞極軌道上來的有道理。

也就是說，這計畫內容並不像是「以登陸火星為任務目標」的一份計畫，小編非常失望。

有興趣的人可以用這個傳送門觀看該次會議的報告內容：
https://www.nasa.gov/directorates/heo/nac-heoc


/UC0000