Представлен исследовательский разгонный блок: революционный скачок в безопасности экипажа, грузоподъемности и мощности в Дальнем космосе

После запуска "Артемиды I" в ноябре 2022 года на единственной сверхтяжелой ракете, способной за один подъем доставить экипаж и крупногабаритный груз в дальний космос, Джеймс Сэвидж вышел на улицу со своими двумя дочерьми, 9 и 12 лет, и посмотрел на Луну. “Мы говорили о том, где находился ”Орион" и как он пролетал мимо Луны в этот момент", - сказал Сэвидж, главный инженер исследовательского разгонного блока Boeing, или EUS. “И мы говорили о том, что всего через пару миссий первая женщина ступит на Луну. Весь этот опыт был немного сюрреалистичным”.
Сэвидж вырос в Монтгомери, штат Алабама, и в детстве ему нравилось ходить во флоридский пансионат, где он посещал музей вооружения Военно-воздушных сил на базе ВВС Эглин. Он собирал патчи с каждой миссии космического шаттла и всегда предполагал, что сделает карьеру в STEM. Будучи студентом колледжа в Нэшвилле, Сэвидж познакомился с инженером Boeing, который выступал перед его классом. “Он сказал: "Ты должен прийти к нам работать", - вспоминал Сэвидж. После колледжа он именно так и поступил.
Сэвидж уже почти 20 лет работает над ракетами-носителями и космическими аппаратами в компании Boeing на десятке различных должностей. Более десяти лет он уделял особое внимание сверхтяжелой ракете Space Launch System (SLS). Его команда работала над запуском Artemis I, который отправил Orion в 25-дневный полет вокруг Луны и обратно, пролетев дальше, чем когда-либо летал любой космический корабль, построенный для людей, и вернувшись домой быстрее и жарче, чем любой из его предшественников. “Этот запуск в ноябре был настолько захватывающим, насколько это возможно в этом бизнесе”, - сказал он.
Сэвидж начал работать над EUS в качестве ведущего специалиста по интеграции проектирования и вот уже почти пять лет занимает должность главного инженера. Он убежден, что это одна из самых крутых профессий в мире. “Это действительно захватывающе - быть в моей нынешней роли и руководить технической командой, чтобы добраться до этой точки будущих космических полетов”, - сказал он. “Чтобы по-настоящему исследовать, мы должны раздвинуть границы Солнечной системы”. Он сказал, что толчок в неизвестность – это то, что нужно нации и человечеству, чтобы помочь нам лучше понять самих себя и наше место в Солнечной системе, а также вдохновить следующее поколение студентов STEM. Способность делать это, по его словам, стала возможной благодаря Европейскому союзу.
“Я в восторге от EUS”, - сказал Сэвидж с волнением, которое, можно себе представить, он испытывал, собирая патчи для миссий в свое время. “Когда я думаю о космических полетах и исследованиях и о том, куда миру нужно двигаться дальше, я рассматриваю EUS как центр реализации этой возможности”.
16 ноября 2022 года ракета SLS НАСА была успешно запущена в рамках миссии Artemis I. Миссия, запущенная в Космическом центре Кеннеди во Флориде, представляла собой испытательный полет без экипажа для проверки компонентов ракеты и систем в рамках подготовки к будущим полетам с экипажем. Компания Boeing, которая строит основные ступени для Artemis II, III и IV, а также комплект бортового радиоэлектронного оборудования, также строит первый EUS, который позволит выполнять миссии по научным открытиям, подобные тем, что выполняются на внешних планетах Солнечной системы. По размерам, размаху и мощи EUS не имеет ничего общего с тем, что Соединенные Штаты — или любая другая страна на планете — когда-либо имели в своем космическом флоте.
Начиная с Artemis IV, EUS будет использоваться в усовершенствованной конфигурации ракеты Block IB. EUS заменит промежуточную криогенную двигательную ступень (ICPS), которая в настоящее время используется в конфигурации блока 1 ракеты SLS, что позволит НАСА отправлять астронавтов и большие полезные грузы на Луну в рамках одной миссии. По сравнению с одномоторными ICPS, EUS имеет большие топливные баки и четыре двигателя RL10. EUS обеспечивает тягу в 97 000 фунтов при транслунном впрыске по сравнению с почти 25 000 фунтов при ICPS. Это дополнительное ускорение позволяет отправлять на Луну и за ее пределы на 40 процентов больше полезной нагрузки, что позволяет НАСА отправлять более 83 000 фунтов груза за одну миссию с экипажем. Это означает, что EUS не только сможет отправить экипаж на Луну и вокруг Луны, но и сможет перевозить грузы, такие как небольшие лунные жилища или научные эксперименты, в рамках одного запуска.
“С EUS у нас будет возможность выполнять научные миссии и эксперименты, которые ранее были невозможны из-за размера и объема полезной нагрузки”, - сказал Стив Снелл, заместитель руководителя программы Boeing Space Launch System и руководитель строительной площадки Boeing на сборочном предприятии НАСА в Мичуде. Он сказал, что дополнительная подъемная способность, которая поставляется с EUS, требует меньшего количества полетов, чтобы обеспечить устойчивое присутствие человека в глубоком космосе — быстрее и безопаснее. Доставить науку на расстояние 238 000 миль к Луне, по меньшей мере на 35 миллионов миль к Марсу и в другие места дальнего космоса быстрее, чем когда-либо прежде, крайне важно, поскольку такая скорость снизит сложность миссий. “Чем больше вы сможете взять за один запуск, тем больше вы сможете протестировать на земле и избежать сложностей в космосе”, - сказал Снелл. “Перевозка экипажей в наименьшем количестве рейсов на меньшую продолжительность - это самый безопасный подход к полетам человека в дальний космос”.
Сэвидж подчеркнул, что EUS - это не просто более крупная верхняя ступень. “Вместимость EUS огромна”, - сказал он, отметив, что другие грузовые автомобили перевозят на полной мощности то, что EUS кладет в багажник. “Если вы собираетесь обеспечить долгосрочное присутствие на поверхности Луны и на лунной орбите, вам нужно взять с собой гораздо больше, и EUS позволяет это сделать. Если я астронавт, я хочу иметь возможность взять с собой на Луну лабораторию и среду обитания – все то, что мне нужно, чтобы быть самодостаточным, выполнять свою работу и исследовать”.
Во многих отношениях EUS является воплощением поколения Artemis и возрождения аэрокосмической отрасли: смелый, доступный, с большей энергией и массой полезной нагрузки. “Наши инновации и воображение превосходят текущие возможности отрасли по производству ракет-носителей”, - сказала Кристин Рамос, инженер по развитию бизнеса Boeing. “Ракета SLS с EUS в конфигурации Block 1B - это возможность, необходимая нам для реализации мечтаний и миссий, которые люди возлагали на дальний космос в течение последних нескольких десятилетий”. Она сказала, что люди хотят провести на Луне ”множество экспериментов и миссий", и EUS устранит это отставание и вдохновит космическое сообщество мечтать о большем. “Мы наконец-то можем приступить к выполнению тех миссий, о которых мечтали. Все — дети, ученые, физики, астрофизики - так взволнованы этим”.
Рамос, который планирует будущие миссии, сказал, что EUS обеспечивает большую гибкость и экономию средств, а также значительно ускоряет темпы исследований. Учитывая большой интерес к миссиям, которым в ближайшие десятилетия потребуется транспортное средство большой грузоподъемности, EUS будут пользоваться большим спросом. Будут полеты мимо Марса, полет по орбите и посадка на спутник Сатурна Энцелад, а также полеты в межзвездную среду — все это займет около 15 лет, по сравнению с 30 годами, которые потребовались "Вояджеру", чтобы достичь того же пункта назначения. “Я не могу себе представить, что буду ждать данных 30 лет”, - сказал Рамос. “Получение этой информации в два раза быстрее будет иметь большое значение в карьере ученого”. Рамос сказала, что одним из ее любимых является многоцелевая операция с одним запуском и двумя пунктами отправления и назначения: Уран и Нептун, поскольку эти планеты-“ледяные гиганты”, условно говоря, находятся по соседству.
Рамос сказал, что создание инфраструктуры в космосе вызовет цепную реакцию удивительных миссий, “будь то наука, экипаж Artemis или даже туризм”. Она описывает это как что-то вроде “Звездных войн” или “Звездного пути”, которые наконец-то становятся реальностью. “Это произойдет в течение нашей жизни”, - сказала она.