NASA X-38 - NASA X-38
| X-38 | |
|---|---|
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| X-38, Vehículo 132 | |
| Papel | Vehículo de retorno de la tripulación |
| Fabricante | Compuestos escalados (prototipos) |
| Diseñador | NASA ESA DLR Dassault Aviation |
| Primer vuelo | 1999 |
| Estado | Cancelado el 29 de abril de 2002 |
| Usuarios primarios |
NASA ESA |
| Número construido | 2 prototipos atmosféricos 1 prototipo orbital (90% completo) |
| Desarrollado por | Martin-Marietta X-24 |
El X-38 fue un vehículo de reentrada experimental diseñado por la NASA para investigar un posible vehículo de retorno de tripulación de emergencia (CRV) para la Estación Espacial Internacional (ISS). El programa 1995-2002 también desarrolló conceptos para un diseño de vehículo de retorno de la tripulación que podría modificarse para otros usos, como una posible nave espacial humana conjunta estadounidense e internacional que podría lanzarse en el propulsor francés Ariane 5 .
El programa podría llegar a desarrollar un total de tres pruebas manifestantes vuelo del prototipo para la propuesta del equipo de retorno de vehículos, cada uno con mejoras incrementales en su predecesor. Los tres eran vehículos con carrocería de elevación sin alas utilizados en pruebas de caída. El programa X-38 se canceló en 2002 debido a recortes presupuestarios.
Historia
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El tamaño máximo de la tripulación de la ISS depende de la capacidad de rescate de la tripulación. Dado que es imperativo que los miembros de la tripulación puedan regresar a la Tierra en caso de una emergencia inesperada, el liderazgo del programa de la ISS planeó inicialmente un Vehículo de retorno de la tripulación con capacidad para siete miembros de la tripulación. Esto habría permitido que la dotación completa de siete astronautas viviera y trabajara en la ISS.
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Durante los primeros años de la construcción en órbita de la ISS, la tripulación se limitó a tres, lo que corresponde a un solo vehículo ruso Soyuz TMA que podría acoplarse a la estación en cualquier momento. Posteriormente, en mayo de 2009, se agregaron provisiones para un total de dos vehículos Soyuz atracados simultáneamente y la tripulación de la ISS se incrementó a 6 miembros. La NASA ha diseñado varios vehículos de retorno de la tripulación a lo largo de los años con diferentes niveles de detalle.
Un pequeño estudio de desarrollo interno del concepto X-38 comenzó por primera vez en el Centro Espacial Johnson (JSC) a principios de 1995, sin embargo, la NASA reconoció varios tipos de escenarios de emergencia ya en 1992 que impulsaron la necesidad de que la tripulación regresara del Estación Espacial Internacional:
1. Enfermedad grave o lesión de un astronauta de la estación.
2. Incendio o colisión con desechos espaciales.
3. Puesta a tierra del transbordador espacial para que no pueda entregar suministros de sustento vital.
A principios de 1996, se otorgó un contrato a Scaled Composites , Inc., de Mojave, California, para la construcción de tres fuselajes de prueba atmosférica a gran escala. El primer fuselaje del vehículo se entregó a JSC en septiembre de 1996.
Desarrollo
En un movimiento inusual para un avión X , el programa involucró a la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Alemana DLR . Originalmente se llamó X-35 . El director del programa era John Muratore , mientras que el ingeniero de pruebas de vuelo era el futuro astronauta de la NASA Michael E. Fossum .
Rob Meyerson , quien más tarde se convirtió en presidente de Blue Origin , fue uno de los primeros miembros del equipo.
El diseño del X-38 utilizó un concepto de cuerpo de elevación sin alas desarrollado originalmente por la Fuerza Aérea de los EE. UU. A mediados de la década de 1960 durante el programa X-24 . R. Dale Reed trabajó para la NASA desde 1955 hasta 2000 y es considerado el padre de los programas de levantamiento de cuerpos. Se reunió con Muratore (1992-93) y compartió su diseño del X-24A que usó para presentar el concepto del X-38 a la NASA (Wingless Flight, Capítulo 9, páginas 186-88).
El programa X-38 utilizó maquetas sin tornillos para probar el diseño de CRV. Los modelos de vuelo se indicaron con la letra V de "Vehículo" seguida de un número.
- X-38 V-131
- X-38 V-132
- X-38 V-131-R, que era el prototipo V-131 reelaborado con una carcasa modificada
- X-38 V-201, que era un prototipo orbital que lanzaría el transbordador espacial
- También se previeron los X-38 V-121, V-133 y V-301, pero nunca se construyeron.
El X-38 V-131 y V-132 compartían la forma aerodinámica del X-24A . Esta forma tuvo que ser agrandada para las necesidades del Crew Return Vehicle (tripulación de siete astronautas) y rediseñada, especialmente en la parte trasera, que se volvió más gruesa.
El X-38 V-131-R fue diseñado con un 80 por ciento del tamaño de un CRV [24,5 pies de largo (7,5 m), 11,6 pies de ancho (3,5 m), 8,4 pies de alto (2,6 m)], y presentó el final forma rediseñada (se planearon dos versiones posteriores, V-133 y V-201, al 100 por ciento del tamaño de la CRV). Las versiones a escala del 80% volaron con un peso de 15.000 a 24.000 libras. El prototipo orbital X-38 V-201 estaba completo en un 90 por ciento, pero nunca voló.
En las pruebas de caída, el V-131, V-132 y V-131-R fueron lanzados por un B-52 desde altitudes de hasta 45,000 pies (13,700 m), deslizándose a velocidades casi transónicas antes de desplegar un paracaídas para reducir la velocidad. 60 millas por hora (97 km / h). Los últimos prototipos continuaron su descenso bajo un ala parafoil de 700 m 2 (7.500 pies cuadrados ) , la más grande jamás fabricada. El control de vuelo era en su mayoría autónomo, respaldado por un piloto en tierra.
Diseño
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El X-38 estaba destinado a estar acoplado de forma semipermanente a la ISS. Si la tripulación se enfermaba o se lesionaba durante el transcurso de su misión, ingresaban al vehículo de rescate a través de un mecanismo de atraque con trampilla. Con la ejecución de un procedimiento corto, los vehículos de retorno de la tripulación llevarían automáticamente a los miembros de la tripulación a la Tierra de forma segura. Una vez desacoplado, el vehículo sería desorbitado utilizando un sistema de propulsión deorbital (DPS). El DPS de ocho propulsores ajustaría la actitud de la nave espacial y dispararía para reducir la velocidad del X-38, lo que permitiría que la atracción gravitacional lo devolviera a la atmósfera de la Tierra. Aerojet desarrolló un módulo DPS y lo entregó al Centro Espacial Johnson en 2002 para el V-201.
Tras la desaparición del DPS, el X-38 se habría deslizado desde la órbita y habría utilizado un parafoil orientable para su descenso y aterrizaje final. Las altas velocidades a las que operan los aviones con cuerpo elevador pueden dificultar su aterrizaje. El parafoil se habría utilizado para reducir la velocidad del vehículo y facilitar el aterrizaje. El tren de aterrizaje consistía en patines en lugar de ruedas: los patines funcionaban como trineos, por lo que el vehículo se habría detenido en el suelo.
Tanto la forma como el tamaño del X-38 eran diferentes a los del transbordador espacial. El vehículo de retorno de la tripulación habría cabido en la bahía de carga útil del transbordador. Sin embargo, esto no significa que hubiera sido pequeño. El X-38 pesaba 10.660 kg y medía 9,1 metros de largo. El sistema de batería , con una duración de nueve horas, se utilizaría como fuente de alimentación y soporte vital. Si se necesitara el vehículo de retorno de la tripulación, solo tardaría de dos a tres horas en llegar a la Tierra.
El paracaídas de paracaídas, empleado para el aterrizaje , se derivó de la tecnología desarrollada por el Ejército de los EE . UU . Este parafoil masivo se despliega en 5 etapas para un rendimiento óptimo. Se habría soltado una rampa de arrastre desde la parte trasera del X-38. Esta rampa de arrastre se habría utilizado para estabilizar y reducir la velocidad del vehículo. Luego se soltó el parafoil (área de 687 metros cuadrados). Se abriría en cinco pasos (un proceso llamado puesta en escena). Si bien el proceso de preparación solo toma 45 segundos, es importante para una implementación exitosa de la rampa. La puesta en escena evita que los vientos de alta velocidad rompan el parafoil.
El aterrizaje de la nave espacial iba a ser completamente automatizado. El Control de Misión habría enviado coordenadas al sistema informático de a bordo. Este sistema también habría utilizado sensores de viento y el Sistema de Posicionamiento Global (un sistema de coordenadas basado en satélites ) para coordinar un viaje seguro a casa. Dado que el vehículo de retorno de la tripulación se diseñó teniendo en cuenta las emergencias médicas, tenía sentido que el vehículo pudiera encontrar el camino a casa automáticamente en caso de que los miembros de la tripulación estuvieran incapacitados o heridos. Si hubiera una necesidad, la tripulación tendría la capacidad de operar el vehículo cambiando a los sistemas de respaldo. Además, se incluyeron siete paquetes de paracaídas de gran altura y baja apertura ( HALO ) en la cabina de la tripulación, una medida diseñada para proporcionar la capacidad de rescatar de la nave.
Se diseñó un Sistema de atraque de atraque avanzado (ADBS) para el X-38 y el trabajo en él condujo al Sistema de atraque de bajo impacto que el Centro Espacial Johnson creó más tarde para los vehículos planeados en el Proyecto Constellation .
El vehículo X-38 también se conocía como X-35 (pero la USAF ya asignó esa designación a otro vehículo) y X-CRV (experimental - Vehículo de retorno de la tripulación).
Cancelación
Los sobrecostos severos plagaron el programa ISS durante su desarrollo y construcción a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000. Para mantener los costos bajo control, se creó el Grupo de Trabajo sobre Gestión y Evaluación de Costos de la Estación Espacial Internacional (IMCE). El grupo de trabajo introdujo un nuevo concepto conocido como "American Core Complete", mediante el cual Estados Unidos reduciría unilateralmente las contribuciones estadounidenses previamente acordadas a la ISS mientras conservaba su papel como miembro controlador de los socios internacionales. Core Complete (a diferencia del "Station Complete" originalmente planeado) eliminó el American Habitation Module, el American CRV y el Nodo-3 del diseño de la ISS sin ninguna negociación con socios internacionales. El administrador de la NASA, Sean O'Keefe , designado por el presidente George W. Bush , declaró en diciembre de 2001 que tenía la intención de adherirse a las recomendaciones del IMCE, incluida la implementación de Core Complete. La cancelación del proyecto X-38 se anunció el 29 de abril de 2002 como una medida de reducción de costos de acuerdo con las recomendaciones del IMCE.
El concepto Core Complete fue criticado rotundamente por muchos expertos en ese momento, ya que se había completado la mayor parte del trabajo de desarrollo en el X-38. El vehículo espacial prototipo estaba completo en aproximadamente un 90% en el momento en que fue cancelado.
Redistribución de vehículos y legado
El X-38 V-132 ahora está en préstamo permanente de la NASA al Museo Estratégico del Aire y el Espacio en Ashland Nebraska.
En octubre de 2015, el X-38 V-201 completo al 90%, después de haber sido movido fuera del Edificio 220 en el Centro Espacial Johnson, ahora se encuentra afuera del Edificio 49 envuelto en correas de construcción en el Centro Espacial Johnson, Houston, Texas.
A partir de enero de 2020, el X-38 V-131R está prestado por la NASA al Evergreen Aviation Museum en McMinnville, Oregon .
Especificaciones
Datos de
Características generales
- Tripulación: siete astronautas
- Longitud: 30 pies (9,1 m)
- Envergadura: 14 pies 6 pulgadas (4,42 m)
- Altura: 2,22 m (7 pies 3 pulg)
- Peso vacío: 23,500 lb (10,659 kg)
- Peso bruto: 25,000 lb (11,340 kg)
Ver también
- Vehículo de retorno de la tripulación
- Estación Espacial Internacional
- Cuerpo de elevación
- Pioneer Aerospace Corporation
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables
Notas
Referencias
- Catchpole, John E. (2008). La Estación Espacial Internacional: Construyendo para el futuro . Práctica. pag. 79. ISBN 978-0387781440.
- "Hojas de datos de Dryden de la NASA" . NASA . Consultado el 13 de septiembre de 2006 .
- "NASA - Proyectos de investigación actuales - X-38 CRV" . NASA . Consultado el 13 de septiembre de 2006 .
- "X38 / CRV FDIR" . Laboratorio de Investigación de Sistemas Inteligentes de la NASA. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2006 . Consultado el 13 de septiembre de 2006 .
- "Vehículo de retorno de la tripulación (CRV)" . ESA . Consultado el 14 de septiembre de 2006 .