Artemis HLS 개발 이력

Artemis HLS development history

HLS(인간 착륙 시스템) 우주선은 인간을 달에 착륙시키기 위한 나사의 아르테미스 프로그램의 중요한 구성요소이다.HLS는 달 궤도에 있는 게이트웨이 정거장에서 달 표면으로 우주인들을 운반하고 그곳에서 그들을 지탱한 후 게이트웨이 정거장으로 돌려보낼 것이다.

NASA는 내부적으로 HLS 개발 노력을 주도하기보다는 NASA가 제작한 요건에 따라 이 시스템을 설계하고 개발하기 위해 상업적인 벤더들이 경쟁하도록 선택했습니다.NASA는 또한 레퍼런스 디자인을 제시했지만, 공급업체들에게 요구 사항을 충족할 수 있는 대안을 제안하도록 권장했습니다.선정된 각 계약자는 두 대의 착륙선을 인도할 예정이었다. 하나는 무인 달착륙 시험용이고 다른 하나는 최초의 아르테미스 승무원 착륙선으로 사용될 것이다.이 과정은 2019년에 시작되었다.이 과정의 세 번째 단계에서 2021년에 단일 설계인 Starship HLS가 선택되었습니다.승무원 비행은 원래 2024년에 Artemis 3 임무의 일환으로 2025년으로 연기될 예정이었지만, 이전의 미완료 시험 [1][2][3]비행 날짜는 정해지지 않았다.

최초 계약 외에 NASA는 초기 HLS 개발 노력과는 별도로 HLS의 측면을 장려하기 위해 2019년 5월과 2021년 9월에 두 차례의 별도 계약을 체결하였다.2022년 3월 새로운 지속가능성 규칙을 개발하고 있으며,[4][5][3] 이 규칙을 준수할 수 있는 스타십 HLS 업그레이드와 새로운 경쟁 대체 설계를 추진하고 있다고 발표했습니다.

레퍼런스 설계

어드밴스드 익스플로러 랜더, 레퍼런스 HLS 설계

Advanced Explorer Lander는 3단계 착륙선을 위한 2018년 NASA 설계 개념으로, 상업용 HLS 설계 제안의 설계 참조 임무로 사용됩니다.달 근직선 후광 궤도(NRHO)에서 게이트웨이 정거장을 출발한 후, 전송 모듈이 착륙선을 태우고 낮은 달 궤도로 승선한 후 분리된다.하강 모듈은 스스로 착륙하고 승무원을 달 표면에 태운 상승 모듈은 착륙할 것이다.최대 4명의 승무원은 상승 모듈에 다시 탑승하기 전에 지상에서 최대 2주 동안 머무를 수 있습니다. 그러면 탑승자는 게이트웨이로 돌아갈 수 있습니다.3개의 모듈 각각은 약 12~15미터톤의 중량을 가지며, 상업용 발사대에 의해 개별적으로 전달되어 [6]게이트웨이에 통합됩니다.상승 및 전달 모듈은 모두 잠재적으로 [6]달 표면에 남겨두도록 설계될 수 있습니다.

기본 운영 개념에서, 우주 비행사들은 달 상공 약 1,000에서 70,000 킬로미터 (620에서 43,500 마일) 사이에 있는 게이트웨이의 NRHO와 약 100 킬로미터 (62 마일) 고도에 있는 원형 저궤도에서 착륙선에 탑승하게 된다.

예비 HLS 연구

상세 정보:탐사 파트너십을 위한 차세대 우주 기술

2018년 12월, NASA는 NextSTEP-2의 부록 E에 따라 미국 기업들이 우주비행사들이 달 [7]표면에 착륙할 수 있는 새로운 재사용 시스템의 설계 및 개발을 위한 입찰서를 제출할 수 있도록 제안서를 공식 요청했다고 발표했습니다.2019년 2월 14일, NASA는 NASA 본사에서 산업 포럼을 개최하여 HLS(Human Landing System) Broad Agency Notice(BAA)[8]의 개요를 제공하였습니다.

2019년 4월, NASA는 미국 기업들이 착륙 [9]시 사용된 선실을 포함한 인간 착륙 시스템의 상승 요소(HLS)의 설계 및 개발에 대한 입찰서를 제출할 수 있도록 NextSTEP-2 부록 H에 대한 공식 제안서(RFP)를 발표했다.이 기능은 통합 착륙선(이동, 하강 및 [10]상승 작업을 수행하는 단일 차량)의 옵션을 포함하도록 신속하게 확장되었습니다.제안서는 2019년 11월 15일까지 제출해야 했다.

디자인 공모전

NASA의 제안 요청에 대해 2019년 11월 마감일까지 5개 업체가 응답했으며, NASA는 제안서를 검토한 후 [11]3개를 선정했다.2020년 4월, NASA는 Blue Origin, Dynetics 및 Space X에 총 9억 6700만 달러의 디자인 개발 자금을 지원하여 10개월간의 디자인 프로세스를 [12][13][1]개시했습니다.그 companies/teams은 2020년 디자인 상에 선발된"국가 대표 팀"블루 Origin,[를]달러로 579년 만 NASA설계 자금 조달에 주도하는;SNC과 다른 지정되지 않은 회사들 연간 미화 2억 5300만개 나사 자금을 포함 Dynetics, 그리고 스페이스 X수정한Starship 우주선 설계 스타쉽 HLS달러 135만 NASA디자인에라고 불리는f언딩[12][14]

HLS의 초기 설계 단계는 2021년 [13][1]2월에 끝나는 10개월간의 프로그램으로 계획되었지만, NASA는 선정 과정과 발표를 두 [15]달 늦추었다.NASA는 12개월간의 설계 개발 프로그램 [15]끝에 최대 두 곳의 건설업자를 선정할 계획을 세웠다.

이 회사들은 HLS의 설계, 개발, 제작, 테스트 및 평가를 제공하는 계약에 입찰하고 있었으며, 두 개의 달 착륙(미정착륙과 승무원 1명)을 [16]정가에 제공하고 있었다.NASA는 기술력, 경영능력, 가격 등 3가지 평가요소를 바탕으로 입찰가를 평가한 결과 스페이스X가 더 [16]낫다는 결론을 내렸다.

NASA의 평가
요인 스페이스X 블루 오리진 다이네틱스
테크니컬 수용 가능 수용 가능 한계
관리 미결 아주 좋아요. 아주 좋아요.
입찰가격
10억달러 		2.94 5.99 9.08

2021년 4월 16일, NASA는 완전한 개발 [17]계약을 진행하기 위해 오직 하나의 착륙선인 Starship HLS만을 선택했습니다.NASA는 SpaceX와 28억9천만 달러의 계약을 맺고, 우주선 HLS 착륙선을 개발하고, 2025년 [18][19][20]초에 두 개의 달 착륙 임무(무인 시험 임무와 승무원 달 착륙)를 제공하기로 했습니다.NASA는 추가 계약을 체결하는 것을 선호하지만 의회가 두 번째 계약을 체결할 수 있는 자금이 부족하다고 밝혔다.이것은 계약 [21]권유에서 가능한 결과로 언급되었다.

설계 및 개발 계약
회사 차량 계약상
백만 달러
설계. 발전시키다
보잉 보잉 Lunar Lander는 하강 및 상승 단계로 구성되었으며, 여러 번 발사하는 것이 아니라 SLS 블록 1B로 발사되었다. 없음. 없음
비바체 Altair LSAM과 [11]유사한 외관을[according to whom?] 가진 2단계 HLS. 없음. 없음
국가의
팀[a]		 통합 착륙선(ILV)은 뉴 글렌 또는 ULA 벌컨 센타우르 발사체를 통해 발사되고 달 궤도에 조립될 각 요소를 갖춘 3요소 달 착륙선(이동, 강하 및 상승 요소)이다. 579 없음.
다이네틱스 통합형 1단계 시스템인 다이네틱스 HLS는 ULA 벌컨 센타우르나 NASA의 우주발사시스템에서 [22]발사될 것이다. 253 없음.
스페이스X Super Heavy 부스터에 의해 발사되고 Low-Earth Orbit(LEO; 지구 저궤도)에 도달하기 위한 자체 2단계 역할을 하는 SpaceX Starship 우주선의 단단계 달 설계 변형 우주선인 Starship HLS.게이트웨이와 오리온 선원 캡슐을 만나기 위해 달 궤도로 올라가기 전에 LEO에 있는 다중 스타쉽 유조선에 의해 연료를 공급받습니다.게이트웨이와 달 표면 사이를 달 SSTO로 이동합니다. 135 2890

경기 후 항의 및 소송

주요 기사:블루오리진 대 미국 우주탐사기술사 사건

2021년 4월 26일, 블루 오리진과 다이네틱스 모두 NASA가 [23][24]제안의 측면을 부적절하게 평가했다고 주장하며 미국 정부 회계 사무소에 공식 항의를 제기했다.2021년 4월 30일, NASA는 스타십 HLS [25][26]계약과 자금을 GAO가 시위에 대한 판결을 내릴 때까지 중단했다.2021년 5월, Sen. 블루 오리진주 워싱턴주 출신의 캔트웰은 HLS 경쟁을 재개하고 100억 달러의 추가 지출을 승인한 두 번째 착륙선 제안을 선택하도록 NASA에 지시한 "Endless Frontier Act" 개정안을 도입했습니다.이 자금조달은 별도의 세출법을 필요로 할 것이다.샌더스 상원의원은 이 돈이 제프 [27][28][29][30]베조스가 설립한 블루 오리진에 들어갈 가능성이 높아 "수십억 달러 규모의 베조스 구제금융"이라고 비판했다.이 개정안을 포함한 법안은 2021년 [31][32][needs update]6월 8일 상원에서 통과되었다.

2021년 7월 30일, GAO는 그 항의를 기각했고, "NASA는 조달법을 위반하지 않았다"고 SpaceX에 계약을 수여했고, SpaceX는 훨씬 더 저렴한 비용과 더 강력한 시스템을 [16][33][34]입찰했다.그럼에도 불구하고 CNBC는 4일 제프 베조스의 우주회사가 일론 머스크의 스페이스X에 달에 착륙할 우주선을 만드는 독점 계약을 부여한 나사의 결정을 비판하는 공세를 계속하고 있다고 보도했으며, 이 회사는 블루 오리진 프로에 비해 몇 가지 스타십 결함을 강조하는 인포그래픽을 제작했다.그러나 인포그래픽에서는 Blue Origin 입찰가가 SpaceX 입찰가의 [35]약 두 배라고 하는 것을 피했습니다.항소가 기각된 직후, NASA는 [36]스페이스X에 계약된 3억 달러의 최초 지불을 했다.

2021년 8월 13일, 블루 오리진은 "NASA의 불법적이고 부적절한 제안 [37][38]평가"에 이의를 제기하는 소송을 미국 연방 청구 법원에 제기했다.블루 [39]오리진은 법원에 스페이스X와의 기존 계약에 대한 NASA의 추가 지출을 중단하라는 가처분 신청을 냈다.우주 저널리스트 에릭 [40]버거에 따르면, 이 소송에 대한 반응은 우주 공동체, NASA, 그리고 블루 오리진 직원들 사이에서 대부분 부정적이었다고 한다.판사는 2021년 11월 4일 소송을 기각했고 NASA는 스페이스X와의 [41]작업을 재개할 수 있었다.

스타십 HLS

주요 기사:스타십 HLS

우주선 인간 착륙 시스템 [18][20](Starship HLS)은 NASA의 Artemis 프로그램의 일환으로 장기간 승무원 달 착륙에 사용될 가능성이 있는 것으로 NASA에 의해 선택된 우승자였다.

우주선 HLS는 스페이스X의 우주선을 개조한 것으로, 달과 그 주변에서 작동하도록 최적화되어 있습니다.따라서 열 차폐 및 비행 제어 표면(대기 재진입에 필요한 주요 우주선 설계의 일부)은 우주선 HLS에 포함되지 않는다.우주선 전체가 달에 착륙하고 달에서 발사될 것이다.필요한 경우, 이 변종은 우주선 HLS의 중간체에 위치한 고추력 CH4/O2 RCS 스러스터를 사용하며, 달 착륙과 착륙의 마지막 "10미터" 동안 도킹 포트 아래에 위치한 코에 위치한 태양 어레이로 동력을 공급한다.Elon Musk는 Starship HLS가 "잠재적으로 최대 200톤"을 달 표면에 전달할 수 있을 것이라고 말했다.

우주선 HLS는 스페이스X 슈퍼 헤비 부스터를 사용하여 지구 궤도로 발사될 것이며, 달 통과와 달 착륙 작업을 위해 지구 궤도에서 우주선 HLS 차량에 연료를 재급유하기 위해 일련의 유조선 우주선을 사용할 것이다.그리고 나서 우주선 HLS는 오리온과의 만남을 위해 달 궤도에 도달하기 위한 자체 운송 수단 역할을 하게 된다.임무 개념에서, NASA 오리온 우주선은 NASA 승무원을 착륙선까지 실어 날라다 달 표면으로 내려오게 된다.달 표면 작업 후, Starship HLS는 SSTO 역할을 하는 달 표면에서 이륙하여 승무원을 오리온으로 돌려보낼 것이다.

NASA는 스페이스X의 제안으로 두 가지 약점을 강조했다.Starship의 추진 시스템은 "눈에 띄게 복잡하다"고 설명되었고, 보고서는 개발 [12]일정에 대한 잠재적 위협의 증거로서 Commercial Crew 프로그램과 Falcon Heavy 발사체 개발에서의 이전의 지연을 언급했다.

선택되지 않은 제안

통합 랜더 차량

주요 기사:통합 랜더 차량

통합착륙선(ILV)은 블루오리진(Blue Origin)이 이끄는 '국가대표팀'이 록히드마틴, 노스롭 그루먼, 드레이퍼 연구소와 함께 주요 파트너로 제안한 달 착륙선 설계 개념이다.

착륙선의 주요 판매[according to whom?] 포인트는 모든 구성요소가 [citation needed]한동안 어떤 형태로든 개발되어 왔다는 것입니다.이동 단계는 시그너스 우주선을 기반으로 하며 블루문은 하강 단계로, 상승 단계는 오리온 [citation needed]우주선을 기반으로 합니다.그것은 뉴 글렌과 벌컨 센타우르에서 세 부분으로 발사될 예정이었지만, 단일 SLS 블록 [citation needed]1B에서도 발사될 수 있었다.

NASA는 2020년 4월 28일 HLS 선원 선정 성명에서 차량이 모든 요건을 통과하지만 발전 [12][1]일정에 상당한 위험을 초래하는 동력, 추진 및 통신 시스템으로 위험에 직면해 있다고 밝혔다.

다이네틱스 ALPACA HLS

주요 기사:다이네틱스 HLS

Dynetics ALPACA(All-Moon Cargo Access용 Autonomous Logistics Platform)인간 랜딩 시스템 설계 컨셉은 Dynetics와 Sierra Nevada Corporation 및 다수의 하청업체에 의해 제안되었습니다.차량 설계는 메타록스 엔진으로 구동되는 단일 단계 착륙선으로 구성되지만, 이전 설계에서는 드롭 탱크를 사용했다.ALPACA는 벌컨 센타우르 또는 SLS 블록 1B 로켓으로 발사하고 최대 3대의 벌컨 센타우르 유조선 비행으로 연료를 공급받도록 제안되었다.결국 NASA는 개발 [42][43]시간에 위협이 될 수 있는 음의 질량 여유와 실험적인 추력 구조를 이유로 이 제안을 선택하지 않았다.

보잉 HLS

주요 기사:보잉 루나 랜더

보잉 인간 착륙 시스템 제안은 2019년 11월 초에 NASA에 제출되었다.2단 착륙선은 1개의 SLS 블록 1B로 발사되도록 설계되었다.보잉은 엔진을 [44]제공하기 위해 직관적인 기계와 제휴했으며 스타라이너 [45]우주선의 기술을 재사용할 계획도 세웠다.착륙선 발사를 위한 대체 계획도 상세하게 설명되었다.2024년까지 SLS 블록 1B가 준비되지 않은 경우, 하강 스테이지가 SLS 블록 1에서 발사되고 상승 스테이지가 상용 발사대에 의해 발사되어 달 [46]궤도에 조립된다.보잉사의 제안은 2020년 4월 NASA의 설계 자금 지원 발표에서 [47]설계 자금 지원 대상으로 선정되지 않았다.

비바체 HLS

Vivace Human Landing System은 항공 우주 회사인 Vivace가 만든 달 착륙 개념이었다.NASA의 Constellation 프로그램의 Altair 달 착륙선과 유사하다는 것 외에는 이 차량에 대해 알려진 것이 거의 없다.랜더 이미지는 웹사이트 갤러리 페이지 Vivace의 컨셉은 디자인 [11]자금으로 선정되지 않았다.

대체 설계 연구

NextSTEP-2의 부록 H에 대한 설계 및 개발 RFP와 더불어, NASA는 2019년 5월에 NextSTEP-2의 부록 E에 대해 총 4,550만 달러 상당의 11건의 계약을 발표했다.이 연구는 운송 차량, 강하 요소, 강하 요소 프로토타입, 급유 요소 연구 및 프로토타입에 대한 단기 연구였다.요구사항 중 하나는 선정된 기업이 "납세자에 대한 비용을 절감하고 달 [4]경제에 대한 조기 민간 투자를 장려하기 위해" 프로젝트 총 비용의 최소 20%를 출연해야 한다는 것이었다.

2021년 [5]9월 14일, 총 1억4천600만달러의 두 번째 계약이 체결되었습니다.이 계약은 아르테미스 3호 이후의 임무에 사용될 2세대 HLS 연구를 위한 것이다.첫 번째 계약 세트와 마찬가지로, NASA는 충분한 자금이 있다면 두 개 이상의 HLS를 수여할 의도였다.

2022년 3월 23일, NASA는 2세대 HLS 설계에 대한 제안서를 공식 요청하고 이를 지원하기 위한 새로운 지속가능성 규칙을 입안할 계획이라고 발표했다.디자인 납품일은 2026-27일로 정해졌다.NASA는 중복과 경쟁의 필요성 때문에 더 넓은 항공우주 산업에 디자인을 요청할 것이라고 말했다.현재(2022년 3월 현재) HLS 계약에 따라 NASA는 또한 새로운 지속가능성 규칙을 충족하기 위해 우주선 설계를 업데이트하면서 달에 대한 두 번째 우주선 HLS 시연 임무를 요구하는 옵션을 행사했다.게다가, NASA는 Artemis 3의 목표일을 2025년 4월로 발표했는데, 아마도 1세대 우주선 HLS 설계를 사용했을 것이다.Space.com 저널리스트 Mike Wall은 NASA 관리자 Bill Nelson의 진술에 근거해, NASA가 이러한 [3][21]요청을 할 수 있을 만큼 의회와 대통령의 지지를 얻었다고 추측했다.

기타 스터디
날짜. 회사 양 계약.
그럴지도 모른다
2019		 에어로젯 로켓다인 1회 이송 차량 연구
블루 오리진 하강 요소 연구 1개, 이송 차량 연구 1개 및 이송 차량 프로토타입 1개
보잉 하강 요소 연구 1개, 하강 요소 프로토타입 2개, 이송 차량 연구 1개, 이송 차량 프로토타입 1개, 급유 요소 연구 1개 및 급유 요소 프로토타입 1개
다이네틱스 하강 요소 연구 1개 및 하강 요소 프로토타입 5개
록히드 마틴 우주 시스템즈 하강 요소 연구 1개, 하강 요소 프로토타입 4개, 이송 차량 연구 1개 및 급유 요소 연구 1개
마스텐 우주 시스템 하나의 하강 요소 프로토타입
Maxar(구 SSL) 급유 요소 연구 1회 및 급유 요소 프로토타입 1회
Northrop Grumman 이노베이션 시스템 하강 요소 연구 1개, 하강 요소 프로토타입 4개, 급유 요소 연구 1개 및 급유 요소 프로토타입 1개
궤도 너머 연료 주입 요소 프로토타입 2개
시에라네바다 코퍼레이션 하강 요소 연구 1개, 하강 요소 프로토타입 1개, 이송 차량 연구 1개, 이송 차량 프로토타입 1개 및 급유 요소 연구 1개
스페이스X 하강 요소 연구 하나, 하강 요소 프로토타입 하나
9월.
2021		 블루 오리진 2,560만달러
다이네틱스 4,080만달러
록히드 마틴 3,520만달러
노스롭 그루먼 3,480만달러
스페이스X 940만달러

후속 프로그램

2021년, NASA는 지속 가능한 HLS [48]운영을 위해 게이트웨이 정거장, 달 궤도, 달 표면 사이의 정기 여행을 위한 미래의 달 탐사 운송 서비스에 대한 연구를 시작했습니다.

메모들

  1. ^ a b '내셔널 팀'은 파트너인 록히드 마틴, 노스롭 그루먼, 드레이퍼와 함께 블루 오리진이 이끌고 있다.

레퍼런스

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