Parece que a NASA decidiu fazer um super foguete "marciano" com o mundo inteiro: para isso, três divisões da agência estiveram envolvidas ao mesmo tempo. São eles o Centro de Voo Espacial George Marshall, o Centro Espacial Lyndon Johnson e novamente o Centro Espacial John F. Kennedy, que fornece os locais de lançamento para toda a história.
Maquete SLS no túnel de vento de pesquisa da NASA
Mas esta não é toda a empresa de desenvolvedores. O Ames Research Center é responsável pelos problemas físicos fundamentais do projeto, o Goddard Space Flight Center é responsável pela natureza das cargas úteis e o Glenn Center, que trata de novos materiais e do desenvolvimento de carenagens de carga útil. Os programas de pesquisa em túneis de vento são atribuídos ao Lange Center, e os testes dos motores RS-25 e J-2X são atribuídos ao Stennis Space Center. Por fim, é realizada a montagem da unidade de propulsão principal na fábrica de Michuda.
Todo o programa SLS é dividido em três etapas, unidas por vários pontos: oxigênio líquido e hidrogênio nos motores de propulsão, além de um propulsor de propulsor sólido multissecção. O primeiro estágio do bloco central (Core Stage) com comprimento de 64,7 me diâmetro de 8,4 m também será o mesmo para todas as modificações. Portanto, o primeiro SLS Bloco I tem uma massa de carga útil equivalente a 70 toneladas - o empuxo necessário para esse peso é fornecido por quatro motores RS-25D. Na verdade, esta primeira versão do SLS destina-se à certificação da unidade central e à implementação de missões experimentais e experimentais. O estágio superior é representado pelo "estágio superior criogênico temporário" ICPS (Estágio de Propulsão Criogênica Provisório), construído com base no segundo estágio do veículo de lançamento Delta IV Pesado. ICPS tem um motor - RL-10B-2 com um impulso de vácuo de 11, 21 tf. Mesmo nesta variante "mais fraca" do Bloco I, o foguete desenvolverá um impulso de lançamento 10% a mais do que o lendário Saturno V. O transportador do segundo tipo foi denominado SLS Bloco IA, e a capacidade de carga equivalente deste gigante já deveria ser inferior a 105 toneladas. Duas versões estão previstas - carga e tripulação, que devem devolver os americanos há mais de quarenta anos e, finalmente, enviar uma pessoa de volta para fora da órbita da Terra baixa. Os planos da NASA para esses veículos são os mais modestos: como parte da missão EM-2, em algum lugar em meados de 2022, voar ao redor da lua com uma tripulação. Um pouco antes (meados de 2020), está planejado o envio de astronautas para a órbita circunlunar na espaçonave Orion. Mas essas informações datam do verão de 2018 e foram corrigidas várias vezes antes disso - então, de acordo com um dos projetos, o SLS deveria voar alto neste outono.
SLS Bloco II - um porta-aviões com carga útil equivalente a 130 toneladas, já equipado com cinco motores RS-25D no bloco central, além de um "estágio superior de exploração" EUS (Estágio Superior de Exploração), que, por sua vez, possui um ou dois J-2X de impulso de 133,4 tf cada. O "caminhão" baseado no Bloco II se distingue por uma carenagem da cabeça de alto calibre com um diâmetro de 10 metros de uma vez. Serão verdadeiros gigantes, se tudo correr bem para os Estados Unidos: na versão final do foguete, o impulso de lançamento dos foguetes será 1/5 maior que o do Saturno V. E os planos para a série Bloco II também são extremamente ambiciosos - em 2033, envie uma missão tripulada EM-11, que vagará no espaço por pelo menos 2 anos. Mas antes dessa data significativa, os americanos planejam voar para a órbita lunar de 7 a 8 vezes. Se a NASA está planejando seriamente pousar astronautas em Marte, ninguém sabe.
Testes do motor de foguete criogênico de impulso controlado experimental CECE (Common Extensible Cryogenic Engine), que foi usado no programa de melhoria RL-10, operado desde 1962 nos foguetes Atlas, Delta iV, Titan e Saturn I. -3.
A história dos motores da série SLS como componentes principais do foguete começou em 2015 nas arquibancadas do Stennis Center, quando foram realizados os primeiros testes de incêndio bem-sucedidos com duração de 500 segundos. Desde então, os americanos têm trabalhado como um relógio - uma série de testes completos para um recurso de voo completo inspira confiança no desempenho e na confiabilidade dos motores. William Hill, primeiro vice-chefe da Diretoria de Desenvolvimento de Sistemas de Pesquisa Tripulada da NASA, disse:
“Aprovamos o projeto SLS, concluímos com sucesso a primeira rodada de testes dos motores e propulsores de foguete e todos os principais componentes do sistema para o primeiro voo já foram colocados em produção. Apesar das dificuldades que surgiram, a análise dos resultados do trabalho fala da confiança de que estamos no caminho certo para o primeiro vôo do SLS e sua utilização para expandir a presença permanente de pessoas no espaço profundo.”
Durante as obras no motor, foram feitas modificações - os transportadores do primeiro e do segundo estágios foram equipados com boosters (aceleradores) de combustível sólido, por isso o modelo foi batizado de Block IB. O estágio superior do EUS recebeu um motor J-2X oxigênio-hidrogênio, que teve que ser abandonado em abril de 2016 devido a uma grande proporção de novos elementos que não haviam sido trabalhados anteriormente. Portanto, voltamos ao bom e velho RL-10, que foi produzido em massa e já conseguiu "mergulhar" por mais de cinquenta anos.
A confiabilidade sempre foi primordial em projetos tripulados, e não apenas na NASA. Nos documentos oficiais a NASA menciona: “Um conjunto de quatro motores da classe RL-10 atende aos requisitos da melhor maneira. Verificou-se que é ótimo em termos de confiabilidade. " O propulsor de cinco seções foi testado no final de junho de 2016 e se tornou o maior motor de propelente sólido já construído para um veículo de lançamento real até hoje. Se o compararmos com o Shuttle, então ele tem um peso de lançamento de 725 toneladas contra 590 toneladas, e o empuxo é aumentado em comparação com seu antecessor de 1250 tf para 1633 tf. Mas o SLS Block II deve receber novos aceleradores superpotentes e ultraeficientes. Existem três opções. Este é o projeto Pyrios da Aerojet Rocketdyne (anteriormente Pratt & Whitney Rocketdyne), equipado com dois motores de foguete movidos a oxigênio e querosene com um empuxo de 800 toneladas cada. Isso também não é uma inovação absoluta - os "motores" são baseados no F-1, desenvolvido para o primeiro estágio do mesmo Saturn V. Pyrios remonta a 2012, e 12 meses depois, a Aerojet, junto com Teledyne Brown, é trabalhando duro em um booster líquido com oito oxigênio-querosene AJ-26-500. O impulso de cada um pode chegar a 225 tf, mas eles são montados com base no NK-33 russo.
Testando o motor RS-25 oxigênio-hidrogênio no estande do Stennis Center, Bay St. Louis, Mississippi, agosto de 2015
E, finalmente, a terceira versão do motor para o SLS é apresentada pela Orbital ATK e é feita na forma de um poderoso acelerador de combustível sólido de quatro seções Dark Knight com um impulso de 2.000 tf. Mas não se pode dizer que tudo correu bem para os engenheiros americanos nesta história: muitas competências e tecnologias foram perdidas com o encerramento dos projetos da Apollo e do Ônibus Espacial. Tive que inventar novas formas de trabalhar. Assim, a soldagem por fricção foi introduzida para montar os tanques de combustível de futuros mísseis. Diz-se que a fábrica de Michuda tem a maior máquina para uma soldagem tão única. Ainda em 2016, ocorreram problemas com a formação de trincas na fabricação do bloco central, mais precisamente, no tanque de oxigênio líquido. Mas a maioria das dificuldades foi superada.
Os americanos estão gradualmente retornando seus astronautas às órbitas baixas da Terra e além. Surge uma pergunta lógica: por que fazer isso se os robôs fazem um trabalho excelente? Tentaremos responder isso um pouco mais tarde.
