Bigelow 확장 가능한 활동 모듈

Bigelow Expandable Activity Module
Bigelow 확장 가능한 활동 모듈
20180706 Bigelow Airlock Johnson Space Center.jpg
존슨 스페이스 센터 BEAM 본격 모형 제작
모듈 통계
COSPAR2016-024A [1]
출시일자2016년 4월 8일 20:43:31 UTC[2]
발사차량팰컨 9 풀 스러스트
(SpaceX CRS-8)
버티드2016년 4월 16일 09:36 UTC
평온 후프
언버티드2028년(계획)
미사1,413 kg(3,420 lb)
길이4.01m(13.2ft)
지름3.23m(10.6ft)
가압량16.0m3 (16.0 cu ft)

비글로우 확장형 활동 모듈(BEAM)은 비글로우 항공우주국이 2016년부터 2020년까지 국제우주정거장(ISS)에서 임시 모듈로 시험하기 위해 NASA와 계약을 맺고 개발한 실험용 확장형 우주정거장 모듈이다. 2016년 4월 10일 ISS에 도착했고,[6] 2016년 4월 16일 정거장에 고정되었으며, 2016년 5월 28일 확장·가압되었다.

역사

NASA는 원래 1960년대에 팽창식 서식지에 대한 아이디어를 고려했고, 1990년대 후반에 TransHab 팽창식 모듈 개념을 개발했다. 트랜스하브 프로젝트는 2000년 의회에서 취소됐고,[7][8][9] 비글로우 항공우주국은 민간 우주정거장 설계를 추진하기 위해 나사가 개발한 특허권을 구매했다.[10] 2006년과 2007년에 비글로우는 지구 궤도에 Genesis I과 Genesis II라는 두 개의 시연 모듈을 발사했다.[11][12]

NASA는 2010년 초에 시작된 다양한 잠재적 임무를 위해 확장 가능한 모듈 기술의 분석을 다시 시작했다.[13][14] 2010년 국제우주정거장의 토러스 모양의 저장 모듈로 제안된 것을 제공하기 위해 상업적 제공업체인 비글로우 항공우주로부터 조달 등 다양한 옵션을 고려했다. Toroidal BEAM 설계의 한 가지 적용은 NASA Nautilus-X 다중 임무 탐사 컨셉트 차량의 추가 개발에 앞서 원심분리기 데모였다.[15] 비글로우는 2011년 1월 BEAM 모듈이 구축될 수 있을 것으로 예상했으며, 빌드 계약을 확보한 후 24개월 만에 비행 준비를 마쳤다.[16]

미국 네바다주 북라스베이거스 비글로우 항공우주시설 BEAM 비행장치 완공

2012년 12월 20일, NASA는 Bigelow Aerospace에 NASA의 AES(Advanced Expansion Systems) 프로그램에 따라 BEAM(Bigelow Expandable Activity Module)을 건설하기 위한 미화 1780만 달러를 수여했다.[17][18] 시에라 네바다 사는 2013년 5월에 수여된 16개월의 확정 고정 가격 계약에 따라 200만 달러의 공통 토싱 메커니즘을 구축했다.[19] NASA는 2013년 중반 ISS에 2015년 모듈을 납품할 것을 공식화했다.[19]

2013년에는 BEAM의 임무 종료 시점에 ISS에서 제거돼 재진입 과정에서 타오르도록 계획됐다.[20]

2015년 3월 12일 언론 행사 중 네바다주 노스 라스베이거스의 비글로우 항공우주 시설에서 소형화된 2개의 캐나다 암2 그랩플 고정장치가 부착된 완성된 ISS 비행 유닛이 언론을 위해 전시되었다.[21]

비글로우는 2021년 12월 BEAM의 소유권을 NASA 존슨 우주센터에 양도했다.[22]

배포 및 상태

BEAM 팽창의 진행

2015년 초 BEAM은 2015년 9월 출시가 예정됐던 ISS 수송차 스페이스X CRS-8에 배치될 예정이었다. 2015년 6월 스페이스X CRS-7 발사 당시 로켓 고장으로 BEAM 배송이 지연됐다.[23][24] 스페이스X CRS-8의 성공적인 발사는 2016년 4월 8일에 이루어졌고,[25] 드래곤 화물 차량은 2016년 4월 10일 하모니 노드의 나디르 항구에 정박되었다.[26] 2016년 4월 16일 영국 우주비행사 팀 피크는 캐나다암2호를 이용해 드래곤의 트렁크에서 BEAM을 추출해 트란티넌트 후미 항구에 설치했다.[27]

모듈 인플레이션의 첫 시도는 2016년 5월 26일에 이루어졌으며, 모듈 확장을 최소화하면서 BEAM 내부의 공기압이 예상보다 높게 검출되어 중단되었다.[28] 그 시도는 두 시간 후에 끝났다.[29] 팽창하고 펴지 못한 것은 예상치 못한 모듈 인플레이션의 10개월 지연으로 인해 원단 층이 서로 붙었을 수도 있다.[28] 2016년 5월 28일 7시간 동안 모듈을 확장해 총 2분 27초 동안 공기를 25회 주입했다.[30] 그것의 길이는 보관된 구성에서 170cm(67인치)로, 예상보다 2.5cm(0.98인치) 적게 연장되었다.[31] 확장이 완료된 후 BEAM에 탑재된 공기 탱크를 개방하여 모듈 내 공기압을 ISS의 공기 압력과 균등하게 만들었다.[32] 그 모듈은 2년간 감시될 예정이었다.[31][32]

제프 윌리엄스 인사이드 BEAM
BEAM 내부 ESA 우주비행사 Paolo Nespoli, 새로운 화물 보관함 장착

2016년 6월 6일 우주비행사 제프 윌리엄스와 우주비행사 올레그 스크리포치카는 BEAM에 해치를 열고 공기시료 채취, 센서에서 팽창데이터 다운로드, 모니터링 장비 설치 등을 위해 들어갔다. BEAM 측 해치(Hatch to BEAM)는 3일간의 테스트를 거쳐 2016년 6월 8일 다시 봉합됐다.[33][34] 2차 시험은 같은 해 9월 29일 우주비행사 캐슬린 루빈스가 임시 모니터링 장비를 설치하기 위해 모듈 안으로 들어갔을 때 이뤄졌다.[35]

NASA는 2017년 5월 BEAM 계측기가 우주에서 1년을 보낸 후 "몇 가지 가능한 마이크로미터로이드 파편 충돌"을 기록했지만 모듈의 보호층이 침투에 저항했다는 점에 주목했다. 모듈 내부의 모니터에서 얻은 초기 결과는 은하 우주 복사 수준이 우주 정거장의 나머지 수준과 비교 가능하다는 것을 보여주었다. 추가 테스트는 팽창식 구조가 기존의 금속 모듈보다 방사선에 더 탄력적인지 여부를 특성화하려고 할 것이다.[36][37]

2017년 10월, 이 모듈은 2020년까지 ISS에 부착된 상태로 유지될 것이라고 발표되었으며, 1년 더 연장할 수 있는 옵션이 두 가지 더 있다. 이 모듈은 역에 탑승할 수 있는 공간을 만들기 위해 130개의 화물 수송 가방을 보관하는 데 사용될 것이다.[38] ISS 승무원은 2017년 11월부터 BEAM을 보관공간으로 사용할 수 있도록 준비하는 작업을 시작했다.[39]

2019년 7월, 엔지니어링 평가에서 BEAM이 성능 기대치를 넘어 볼륨 제한형 스테이션의 핵심 화물 저장 모듈로 자리 잡으면서 2028년까지 정거장에 계속 붙어 있을 수 있는 능력을 인증했다. BEAM이 연장된 운영 수명을 다하기 위해서는 계약 연장이 필요할 것이다.[40]

목표

BEAM은 확장 가능한 서식지 기술을 테스트하고 검증하기 위한 실험 프로그램이다.[41] BEAM이 양호한 성능을 발휘하면 깊은 우주공간을 여행하는 미래 승무원들을 위한 확장형 거주 구조의 개발로 이어질 수 있다.[42] 2년간의 데모 기간은 다음과 같다.[41][43]

  • 상용 팽창식 모듈의 출시 및 전개 시연 팽창식 쉘에 대한 접이식 및 포장 기법을 구현하십시오. ISS로 올라가는 동안 팽창식 쉘에 대한 환기 시스템을 구현하십시오.
  • 팽창식 구조물의 방사선 방호 능력을 결정한다.
  • 열, 구조, 기계적 내구성, 장기 누출 성능 등과 같은 상업용 팽창식 구조물의 설계 성능 시연
  • 비행 임무에서 공기 주입식 구조물의 안전한 전개 및 작동 시연

특성.

2016년 4월 Teleanity 후미항으로 이동 중인 BEAM.

BEAM은 2개의 금속 벌크헤드와 알루미늄 구조로 구성되어 있으며, 층간 간격의 부드러운 직물 여러 겹으로 구성되어 있어 내부 구속장치와 방광 시스템을 보호하며 창문도 내부 동력도 없다.[44][45] 이 모듈은 우주 정거장에 공통 토싱 메커니즘에 의해 부착된 후 약 한 달 후에 확장되었다. 길이 2.16m(7ft 1인치)와 지름 2.36m(7ft 9인치)의 포장 치수에서 길이 4.01m(13.2ft)와 직경 3.23m(10.6ft)의 가압 치수까지 팽창했다.[5] 모듈은 질량이 1,413 kg(3,115 lb)이며,[4] 내부 압력은 101.3 kPa(14.69 psi)로 ISS 내부와 동일하다.[46]

BEAM의 내부 치수는 16.0m3(570 cu ft)의 체적을 제공하며, 승무원이 연간 3~4회 모듈에 입력하여 센서 데이터를 수집하고, 미생물 표면 샘플링을 수행하고, 방사선 면적 감시기의 주기적인 체인지아웃을 수행하고, 모듈의 일반 상태를 점검한다.[47][44] 그렇지 않으면 모듈의 해치가 닫힌 상태로 유지된다.[48] 내부는 '흰 벽이 패딩된 대형 벽장'으로 두 개의 중앙 지지대에 각종 장비와 센서가 부착돼 있다.[49]

방사선 차폐

신축성 있는 케블러 같은 건축자재는 독점이다.[50][51] BEAM 구조 쉘의 유연한 직물 및 폐쇄 셀 비닐 폴리머 폼의[52] 다중 레이어는 방사선 방호뿐만 아니라 충격 보호(Whyple Shield 참조)를 제공할 것으로 예상되지만, 모델 계산은 실제 측정에 의해 검증될 필요가 있다.[44]

2002년 NASA 연구에서는 폴리에틸렌과 같이 수소 함량이 높은 물질은 알루미늄과 같은 금속보다 1차 및 2차 방사선을 더 크게 줄일 수 있다고 제안되었다.[53] 비닐 중합체는 방사선 차폐 의류의 실험실 및 기타 용도에 사용될 수 있다.[54]

BCSS 에어록

2013년, 비글로우는 계획된 비글로 상업 우주 정거장에서 에어록으로 사용할 두 번째 BEAM 모듈을 건설하는 개념을 언급했다. 이 모듈의 팽창 가능한 특성은 ISS 밖에서 작동할 수 있는 최대 2명의 승무원이나 관광객이 동시에 우주유영을 할 수 있는 공간을 제공할 것이다.[55]

갤러리

  • BEAM Mock-up 내부

  • BEAM 개발 유닛 버스트 테스트 진행 중

  • 2016년 2월 드래곤의 트렁크에 탑재된 BEAM

참고 항목

  • 팽창 가능한 우주 서식지 B330
  • B2100, 컨셉트

참조

  1. ^ "Display: SpaceX CRS-8 2026-024A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 31 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  2. ^ "Launch Log". Jonathan's Space Report. Retrieved 1 February 2021.
  3. ^ @Space_Station (16 April 2016). "#BEAM is attached to the station at 5:36am ET, a huge step for expandable habitats in space and our #JourneyToMars" (Tweet). Retrieved 27 April 2016 – via Twitter.
  4. ^ a b "SpaceX CRS-8 Mission Overview" (PDF). NASA. Retrieved 26 April 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  5. ^ a b Grush, Loren (5 April 2016). "How expandable astronaut habitats could pave the way for private space hotels". The Verge. Retrieved 26 April 2016.
  6. ^ Pearlman, Robert (10 April 2016). "SpaceX Dragon Arrives at Space Station, Delivers Inflatable Room Prototype". Space.com. Retrieved 11 April 2016.
  7. ^ "National Aeronautics and Space Administration Authorization Act of 2000". Library of Congress. 106th Congress. 24 January 2000. Retrieved 26 May 2007. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  8. ^ Sensenbrenner, F. James (12 September 2000). "National Aeronautics and Space Administration Authorization Act of 2000, Conference Report". Library of Congress. 106th Congress. Retrieved 10 June 2007. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  9. ^ Abbey, George W. S. (27 February 2001). "Letter from NASA JSC Center Director: Actions Required to Address ISS Budget Challenges". NASA via SpaceRef.com. Retrieved 10 June 2007.
  10. ^ Seedhouse, Erik (2014). Bigelow Aerospace: Colonizing Space One Module at a Time. Springer-Praxis. p. 8. doi:10.1007/978-3-319-05197-0. ISBN 978-3-319-05197-0.
  11. ^ David, Leonard (12 July 2006). "Exclusive: Bigelow Orbital Module Launched into Space". Space.com. Retrieved 26 April 2016.
  12. ^ Ledford, Heidi (5 July 2007). "Second space 'hotel' model launched". Nature. doi:10.1038/news070702-13. Retrieved 26 April 2016.
  13. ^ Marks, Paul (3 March 2010). "NASA turned on by blow-up space stations". New Scientist. Archived from the original on 7 March 2019. Retrieved 3 March 2010.
  14. ^ Sang, Tony; Spexarth, Gary (26 May 2010). "A New Space Enterprise of Exploration: Inflatable Module Mission" (PDF). NASA. Archived (PDF) from the original on 7 March 2019. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  15. ^ Lindsey, Clark S. (28 January 2011). "NASA NAUTILUS-X: multi-mission exploration vehicle includes centrifuge, which would be tested at ISS". HobbySpace.com. Archived from the original on 19 April 2011.
  16. ^ David, Leonard (26 January 2011). "International Space Station Could Get Private Inflatable Room". Space.com. Archived from the original on 10 September 2012. Retrieved 31 January 2011.
  17. ^ "NASA Contract to Bigelow Aerospace". NASA via SpaceRef.com. 11 January 2013. Archived from the original on 16 February 2013. Retrieved 18 January 2013.
  18. ^ "NASA to Test Bigelow Expandable Module on Space Station". NASA. 16 January 2013. Archived from the original on 20 January 2013. Retrieved 18 January 2013. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  19. ^ a b Leone, Dan (12 June 2013). "Sierra Nevada Corp. To Build ISS Berthing Hardware for Bigelow Module". SpaceNews. Retrieved 14 August 2019.
  20. ^ Marks, Paul (16 January 2013). "NASA buys blow-up habitat for space station astronauts". New Scientist. Archived from the original on 12 April 2016. Retrieved 24 August 2017.
  21. ^ Webb, Carlyle (12 March 2015). "New Expandable Addition on Space Station to Gather Critical Data for Future Space Habitat Systems". NASA. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  22. ^ "Engineering Services for the Bigelow Expandable Activity Module (BEAM)". sam.gov. 10 December 2021. Retrieved 12 December 2021.
  23. ^ Bergin, Chris (7 September 2015). "SpaceX conducts additional Falcon 9 improvements ahead of busy schedule". NASASpaceFlight.com. Retrieved 26 April 2016.
  24. ^ "Launch Log". Spaceflight Now. 8 April 2016. Archived from the original on 22 April 2016.
  25. ^ Graham, William (8 April 2016). "SpaceX return Dragon to space as Falcon 9 nails ASDS landing". NASASpaceFlight.com. Retrieved 26 April 2016.
  26. ^ Kremer, Ken (11 April 2016). "SpaceX Dragon Carrying New Inflatable Room Captured and Mated to Space Station". Universe Today. Retrieved 26 April 2016.
  27. ^ Clark, Stephen (16 April 2016). "Expandable room installed on space station". Spaceflight Now. Retrieved 26 April 2016.
  28. ^ a b Wall, Mike (27 May 2016). "NASA Will Try to Pump Up Inflatable Space Station Room Again Saturday". Space.com. Retrieved 31 May 2016.
  29. ^ Duhaime-Ross, Arielle (27 May 2016). "NASA's first expandable habitat failed to inflate on the ISS because of friction". The Verge. Retrieved 2 June 2016.
  30. ^ Garcia, Mark (28 May 2016). "BEAM Expanded To Full Size". NASA. Retrieved 3 June 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  31. ^ a b Smith, Marcia S. (28 May 2016). "BEAM Successfully Expanded". SpacePolicyOnline.com. Retrieved 3 June 2016.
  32. ^ a b Foust, Jeff (28 May 2016). "BEAM module fully expanded on space station". SpaceNews. Retrieved 3 June 2016.
  33. ^ Huot, Daniel G. (6 June 2016). "BEAM Open for the First Time". NASA. Retrieved 19 June 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  34. ^ Garcia, Mark (8 June 2016). "BEAM Closed as Crew Packs Spaceships for Departure". NASA. Retrieved 1 October 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  35. ^ Garcia, Mark (29 September 2016). "BEAM Open Today for Tests". NASA. Retrieved 1 October 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  36. ^ Mahoney, Erin (26 May 2017). "First Year of BEAM Demo Offers Valuable Data on Expandable Habitats". NASA. Retrieved 20 June 2017. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  37. ^ Berger, Eric (28 May 2017). "Inflatable space habitat passes first hurdle, now on to radiation testing". Ars Technica. Retrieved 20 June 2017.
  38. ^ Berger, Eric (3 October 2017). "NASA tries an inflatable room on the space station, likes it". Ars Technica. Retrieved 4 October 2017.
  39. ^ Garcia, Mark (21 November 2017). "BEAM Work and Vision Checks for Crew Today". NASA. Retrieved 29 January 2018. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  40. ^ Foust, Jeff (12 August 2019). "NASA planning to keep BEAM module on ISS for the long haul". SpaceNews. Retrieved 14 August 2019.
  41. ^ a b "Bigelow Expandable Activity Module (BEAM)". Bigelow Aerospace. NASA. 16 March 2016. Retrieved 3 April 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  42. ^ "Bigelow Expandable Activity Module". NASA. Retrieved 28 March 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  43. ^ "BEAM: The Experimental Platform". Bigelow Aerospace. Retrieved 26 April 2016.
  44. ^ a b c Mahoney, Erin (17 July 2015). "BEAM Facts, Figures, FAQs". NASA. Retrieved 3 April 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  45. ^ Lieberman, Bruce (September 2015). "The Future of Construction in Space". Air & Space/Smithsonian. Retrieved 27 April 2016.
  46. ^ Seppala, Timothy J. (25 March 2016). "NASA to use the ISS as a testbed for inflatable living modules". Engadget. Retrieved 26 April 2016.
  47. ^ Robison, Jennifer (16 January 2013). "North Las Vegas-based Bigelow Aerospace lands US$17.8 million NASA contract". Las Vegas Review-Journal. Archived from the original on 16 February 2013. Retrieved 19 January 2013.
  48. ^ Vastag, Brian (16 January 2013). "International space station to receive inflatable module". The Washington Post. Archived from the original on 17 February 2013. Retrieved 24 August 2017.
  49. ^ Dreier, Hannah (17 January 2013). "Space station to get US$18 million balloon-like room". Associated Press. Archived from the original on 14 April 2013. Retrieved 19 January 2013.
  50. ^ 미국 특허권 7204460 B2, Bigelow, Robert T, "Orbital 파편 방패"는 2007-04-17, 2007-04-17을 발행했다.
  51. ^ Lyle, Karen H.; Vassilakos, Gregory J. (November 2015). "Modeling of Local BEAM Structure for Evaluation of MMOD Impacts to Support Development of a Health Monitoring System" (PDF). NASA Langley. NASA/TM-2015-218985. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말) Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  52. ^ Seedhouse, Erik (2014). Bigelow Aerospace: Colonizing Space One Module at a Time. Springer-Praxis. p. 26. doi:10.1007/978-3-319-05197-0. ISBN 978-3-319-05197-0. A middle layer was a closed-cell vinyl foam for radiation protection and thermal insulation
  53. ^ "Understanding Space Radiation" (PDF). NASA Facts. NASA Johnson. October 2002. FS-2002-10-080-JSC. Archived from the original (PDF) on 30 October 2004. Retrieved 3 April 2016. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  54. ^ Murphy, Marina (15 November 2002). "Lightweight radiation-proof fabric unveiled". New Scientist. Retrieved 26 April 2016.
  55. ^ Franzen, Carl (17 January 2013). "Inflatable Spacecraft's Other Goal: Space Walks For Tourists". Talking Points Memo. Archived from the original on 16 February 2013. Retrieved 19 January 2013.

외부 링크