DIRECT & Jupiter 로켓 패밀리

DIRECT & Jupiter Rocket Family
이 기사는 2000년대 미국 우주왕복선이 제안한 파생 로켓 패밀리에 관한 것이다.1950년대 로켓은 주피터-C, 주피터-A, PGM-19 주피터를 참조하십시오.또 다른 용도는 KSF Space Foundation의 Jupiter 1을 참조하십시오.
목성[1]
Jupiter Family.jpg
목성의 공통핵 무대는 우주왕복선 부품을 사용했을 것이다.
기능.유인 발사체
원산지미국
크기
높이70.9~92.3m (233~125피트)
직경8.41 m (27.6 피트)
덩어리2,061,689–2,650 kg (4,545,246–4,800,896파운드)
스테이지1.5 또는 2
용량
LEO까지의 페이로드(185km x 51.6°)
덩어리60,282 kg (132,899파운드) (Jupiter-130)
LEO로의 페이로드(241km x 29°)
덩어리91,670 kg (202,100파운드) (목성-246)
관련 로켓
가족SDLV
동등한전국 발사 시스템
기동 이력
상황거부된 제안
사이트 시작케네디 우주 센터 LC-39B
승객/화물의 종류오리온 탐사선
Altair 달 표면 접근 모듈
부스터 – 셔틀 RSRM
부스터2
전원 공급자솔리드×1
최대 추력12,868 – 13,977 kN (2,893,000 – 3,142,000 lbf) (해면 - 진공)
총 추력25,737 – 27,955 kN (5,786,000 – 6,285,000 lbf) (해면 - 진공)
특정 임펄스237.0 - 269.1초(해면 - 진공)
굽는 시간123.8초
추진제APCP/PBAN
1단계(Jupiter-130) – 공통 코어 스테이지
직경8.41 m (27.6 피트)
전원 공급자3 SSME-Block-II
최대 추력5,235 – 6,550 kN (1,177,000 – 1,472,000 lbf) (해면 - 진공, 3개의 엔진 조합)
특정 임펄스361.4 - 452.2초(해면 - 진공)
굽는 시간524.5초
추진제LOX/LH2
1단계(Jupiter-246) – 공통 코어 스테이지
직경8.41 m (27.6 피트)
전원 공급자4 SSME-Block-II
최대 추력6,981 – 8,734 kN (1,569,000 – 1,963,000 lbf) (해면 - 진공)
특정 임펄스361.4 (SL)
452.2초(해면 - 진공)
굽는 시간384.1초
추진제LOX/LH2
2단계(목성-246) - 목성 상부단
직경8.41 m (27.6 피트)
전원 공급자6 RL10B-2
최대 추력661kN(149,000lbf)(진공)
특정 임펄스459초(표준)
굽는 시간609.9초
추진제LOX/LH2
[Wikidata에서 편집]

DIRECT는 NASA의 우주 탐사 비전을 지원하는 2000년대 후반 제안된 슈퍼 헤비 리프트 발사체 구조로서, 우주국의 계획된 아레스 I과 아레스 V 로켓을 "주피터"라는 이름의 셔틀형 발사체 계열로 대체한다.그것은 지구 궤도, 달, [2]화성에서 사용할 오리온 우주선을 개발하기 위해 Constellation 프로그램을 위해 개발 중인 아레스 I과 아레스 V 로켓의 대체물이 될 의도였다.

비용 절감, 기존 하드웨어 사용 경험, [2]인력 보존 등 우주왕복선 프로그램에서 가능한 한 많은 하드웨어와 설비를 재사용함으로써 얻을 수 있는 주요 이점이 예측되었습니다.

DIRECT 제안

이 기사는 로켓의 구조와 제안에 관한 것입니다.다른 용도는 Direct(동음이의)를 참조하십시오.DIRECT 아키텍처의 일부로 제안된 로켓에 대해서는 목성(로켓 패밀리)을 참조하십시오.

DIRECT는 NASA의 우주 탐사 비전을 지원하는 2000년대 후반 제안된 슈퍼 헤비 리프트 발사체 구조로서, 우주국의 계획된 아레스 I과 아레스 V 로켓을 "주피터"[citation needed]라는 이름의 셔틀형 발사체 계열로 대체한다.

DIRECT는 수십 명의 NASA 및 우주 산업 엔지니어들로 구성된 광범위한 팀을 대표한다고 주장하는 우주 애호가들에 의해 지지되었습니다. 이들은 여가 시간에 익명의 자발적인 기반에서 제안에 적극적으로 임했습니다.2008년 9월, DIRECT 팀은 69명의 [3]멤버로 구성되어 있으며, 그 중 62명은 NASA 엔지니어, NASA 청부 엔지니어 및 Constellation Program의 매니저였다.팀의 소수의 비 NASA 구성원이 공개적으로 [who?]그룹을 대표했다.

프로젝트명 「DIRECT」는, 스페이스 셔틀 프로그램(STS)에 이미 설치되어 있는 하드웨어와 설비의 재사용을 최대한으로 하는 것을 목적으로 하고 있어, 「DIRECT」의 이행에 임하고 있습니다.DIRECT 팀은 이러한 접근방식을 사용하여 고공통 로켓군을 개발하고 운용하면 비용과 우주왕복선의 퇴역 및 오리온호의 첫 번째 발사 사이의 갭을 줄일 수 있으며, 일정을 단축할 수 있으며, 향후 미국의 인간 우주 개발에 [citation needed]필요한 기술적 요건을 단순화할 수 있을 것이라고 주장했다.

DIRECT 제안의 3가지 주요 버전이 출시되었으며 마지막 버전 3.0은 2009년 5월에 공개되었습니다.2009년 6월 17일, 그룹은 워싱턴 D.C.[4]에서 열린 미국 우주 개발 검토 위원회(Review of U.S. Human Space Flight Plans Committee)의 공청회에서 이 제안을 발표했다.

10월 11일 오바마 대통령이 우주발사시스템 중형리프트 발사체 작업을 위임한 2010년 NASA 인가법(S.3729년)에 서명하면서 DIRECT 팀은 성공을 선언하고 [5]해체되었습니다.

목성 발사체 계열

DIRECT와 셔틀의 공통성

DIRECT는 기존의 우주왕복선 시스템에서 가까운 방식으로 개조된 주피터라는 이름의 공통성이 높은 단일 로켓군을 개발하는 것을 지지했다.각 목성 발사체는 기존의 우주왕복선 외부 탱크에 밀접하게 기반을 둔 탱크 구조물과 우주왕복선과 마찬가지로 측면에 표준 4분할 고체 로켓 부스터(SRB) 한 쌍으로 구성된 "공통 코어 스테이지"를 사용하게 된다.우주왕복선 궤도선의 최대 4개의 우주왕복선 메인 엔진(SSME)이 외부 탱크의 바닥에 부착될 것이다.엔진은 지구 [citation needed]대기권에서 연소하기 위해 팽창된 탱크와 함께 탈공될 것이다.

승무원들은 나사가 계획한 오리온 승무원 탐사선에 탑승하여 발사 중지 시스템(Launch Abort System)에 의해 그 위에 올라타게 된다.화물은 오리온 우주선 뒤에서 운반되든, 화물 전용 발사에서 단독으로 운반되든, 적재 페어링으로 [citation needed]둘러싸이게 된다.

목성의 많은 구성이 가능한 것으로 보였지만, 2009년 5월에 발표된 DIRECT 버전 3.0 제안은 낮은 지구 [6]궤도에 대한 리프트 용량이 각각 70톤과 110톤을 초과하는 목성-130과 목성-246의 두 가지를 추천했다.

제안 및 가능한 미션

지구 저궤도와 미개척 과학 임무

우주왕복선 페이로드 딜리버리 모듈(SSPDM)을 ISS로 운반하는 오리온 우주선으로, 에어록, 알파 자기 분광계 및 기타 화물을 목성-130으로 운반한다.(아티스트의 구상)

DIRECT는 주피터-130의 추가 탑재 능력을 통해 각 오리온 승무원과 함께 다양한 범위의 화물 적재물을 비행할 수 있을 것이라고 주장했다.연구팀은 [7]목성에 의해 실현될 수 있는 다음과 같은 추가 임무를 제안했다.

  • ESA/ASI가 구축한 3개의 다목적 로지스틱 모듈을 통한 새로운 ISS 보급 미션
  • 오리온호 승무원과 함께 허블우주망원경 서비스 임무 수행
  • 직경 8m(허블의 3배 이상) 이상의 거대한 새 우주 망원경 발사
  • 단일 목성 발사대에서 화성 샘플 리턴[8] 미션을 수행하여 화성에 착륙하고 2013년 초 연구를 위해 토양 샘플을 지구로 반송합니다.
  • 빠르면 2013년 달 주위를 비행할 인간 승무원 발사

DIRECT 팀은 목성 로켓 제품군을 통한 개발 비용이 현재 NASA 기준치에 비해 절감되었기 때문에 이러한 추가적인 새로운 임무가 계획되고 자금 지원을 받을 수 있었다고 주장했다.그들은 제안된 새로운 임무와 탑재물이 우주왕복선 프로그램에서 [citation needed]일하는 많은 사람들에게 유용한 일자리를 제공할 수 있다고 제안했다.

달 탐사 건축

NASA의 Constellation Program 기준과 마찬가지로, DIRECT 달 임무를 위해 두 번의 발사가 수행될 것이다.주피터-246 로켓은 NASA의 계획된 달 표면 접근 모듈 달 착륙선과 함께 나사의 계획된 오리온 승무원 탐사선에 탑승할 것이다.또 다른 주피터-246이 발사될 예정인데, 주피터 어퍼 스테이지(JUS)는 탑재물 없이 연료를 가득 채웠다.이 특별한 JUS는 지구 출발 스테이지 역할을 할 것이다.두 상단 단계는 낮은 지구 궤도에서 만나게 될 것이고 달 우주선은 사용 후 JUS에서 새로운 JUS로 옮겨가게 될 것이다.오리온/알테어/J 조립품미국은 지구 궤도를 떠나 달로 향할 것이다.이 우주선은 달 궤도에 진입할 것이고 오리온이 달 [citation needed]궤도에 머무는 동안 모든 승무원들이 알테어를 타고 달로 내려갈 것이다.

DIRECT는 두 개의 목성-246이 달을 가로지르는 [9]주입을 통해 80.7t의 질량을 보낼 수 있을 것이라고 계산했다.이는 2008년 9월 현재 71.1t의 [10]아레스 I/아레스 V 듀얼 출시와 비교해도 양호한 수준이다.

기원과 역사

1978년 모튼 티오콜이 제안한 인라인 셔틀 파생 발사체 이미지.도장된 탱크를 적어 두십시오.

DIRECT의 주피터호는 "인라인" 우주왕복선에서 파생된 발사체였을 것이다.첫 번째 우주왕복선 발사 이전부터 가정된 이 광범위한 범주의 우주왕복선 적응은 날개 달린 우주왕복선 궤도선을 제거하고 액체 주엔진을 극저온 탱크의 바닥으로 이동시키고(일반적으로 셔틀 외부 탱크에서 개조하도록 제안됨), 하중을 탱크 [citation needed]위로 재배치합니다.

우주왕복선 챌린저호 [11]참사의 여파로 1986년 NASA의 마셜 우주 비행 센터에 의해 이 개념에 대한 첫 번째 공식 연구가 실시되었다.그것은 미완성 화물을 발사하기 위한 대안들 중 하나로 추진되었고 잠재적으로 달 탐사 프로그램을 재개할 수도 있었을 것이다.그러나 우주왕복선 프로그램이 계속되는 동안 NASA는 새로운 우주선을 만들기 위한 자금이 없었다.그 아이디어는 보류되었고 나사는 대신 [citation needed]우주왕복선을 수리하고 운영하는 데 집중했다.

DIRECT의 접근법은 1991년 국가발사시스템(National Launch System)의 노력과 유사했다.NASA와 국방부가 타이탄 IV의 대안으로 공동으로 제안한 이 디자인은 동일한 고체 로켓 부스터와 수정된 외부 탱크를 기반으로 했지만 재사용 가능한 우주 왕복선 주 엔진 대신, 제안된 일회용, 저렴한 우주 수송 주 엔진 중 4개를 지정했다.미 의회는 그 개발에 자금을 충당하지 않았다.NLS에 [12][13][14][15]관한 많은 참고 자료가 공공영역에 존재한다.

2005년 NASA의 탐사 시스템 아키텍처 연구(ESAS)는 세 개의 우주왕복선 메인 엔진(SSME)을 사용하는 DIRECT 제안과 유사한 설계를 포함했다. 승무원 발사 형태로는 LV-24로 알려져 있고 화물 구성에서는 LV-25로 알려져 있다.제안된 달 프로그램을 위한 충분한 성능이 없었기 때문에 아이디어는 기각되었다. 그러나 그 개념은 지구 출발 단계(EDS)[citation needed]를 사용하는 것으로 고려되지 않았다.

DIRECT는 2006년 Ares I의 고비용과 지연에 불만을 품고 Constellation 프로그램 전체를 위험에 빠뜨릴 수 있다는 우려로 SDLV 아이디어를 재탐색하기 시작했습니다.또 다른 목표는 우주왕복선의 [citation needed]퇴역 이후 가능한 한 짧은 간격으로 승무원을 우주로 쏘아 올릴 수 있는 미국의 능력을 유지하는 것이었다.

DIRECT v1.0

DIRECT 팀에 따르면, DIRECT 제안의 첫 번째 버전은 자유 시간에 일하는 12명 이상의 NASA 엔지니어들과 매니저들, 그리고 NASA 밖에 있는 소수의 엔지니어들과 비엔지니어들에 의해 만들어진 3개월간의 연구의 산물이었다.DIRECT는 화물 LV에서 추가적인 발사 성능을 얻기 위해 비행 상승 단계에서 EDS를 사용하는 최종 ESAS 권고안을 취했고, LV-24/[citation needed]25에도 동일한 방법론을 적용했다.

DIRECT의 다음 개발 변화는 SSME 엔진의 높은 제조 비용과 기존 제조 시설로는 연간 필요한 수의 유닛을 생산하기 어렵다는 이유로 NASA가 아레스 V 설계에 우주왕복선 메인 엔진을 폐기한 것에 대한 대응이었다.NASA는 5개의 RS-68 엔진을 아레스 V의 핵심 엔진으로 지정했다.DIRECT 제안에서는 코어가 2개의 RS-68 엔진을 포함해야 한다고 명시하고 있습니다.저궤도로 페이로드를 운반하기 위한 추가적인 성능은 효율을 [citation needed]개선하기 위해 회생 냉각 노즐로 메인 엔진을 업그레이드함으로써 제공될 것이다.

v1.0 제안은 2006년 10월 25일 NASA의 관리자 Michael D에게 제출되었습니다. Griffin과 Constellation [citation needed]프로그램에 관련된 광범위한 산업, 정치 및 옹호 단체.

v1.0에 대한 비판

2006년 말 ESAS 연구의 책임자인 Doug Stanley 박사는 DIRECT v1.0 제안이 업그레이드된 RS-68 Regen 엔진에 지나치게 낙관적이고 추측적인 성능 사양에 의존하기 때문에 효과가 없다고 선언했습니다.스탠리는 RS-68 Regen 업그레이드에 대한 Rocketdyne의 공식 사양을 자신의 [citation needed]주장을 뒷받침하는 증거로 제시했습니다.

DIRECT v2.0

DIRECT v2.0 Jupiter-232 구성의 확장도
Direct v2.0은 기존 RS-68 엔진 설계의 인간 등급 버전을 사용하도록 제안했습니다.

2007년 5월 10일 수정된 DIRECT 제안이 발표되었습니다.DIRECT v2.0은 엔진 작동보다는 엔진 연구에 의존한다는 비판을 해결하기 위해 기존 델타 IV 발사대에 사용되는 표준 성능 RS-68을 인간 등급으로 지정했으며, 상위 단계에서는 로켓다인이 NASA의 아레 발사대를 위해 개발 중인 J-2X 엔진 두 가지 사양 중 낮은 사양을 선택했습니다.DIRECT v2.0은 Jupiter-120 및 [citation needed]Jupiter-232부터 확장 가능한 모듈러형 Shuttle 파생 발사체 제품군을 도입했습니다.

제안서에 따르면, 1단 주피터-120은 2개의 표준 애블러티브 RS-68 엔진으로 지구 저궤도를 달성할 수 있었고, 더 무거운 2단 주피터-232의 핵심 스테이지에는 추가 RS-68이 필요했다.Jupiter-232의 Earth Departition Stage는 이제 하나의 [16]엔진 대신 두 개의 표준 J-2X 엔진이 필요합니다.

DIRECT 팀은 캘리포니아 롱비치에서 열린 AIAA "Space 2007" 컨퍼런스에서 2007년 9월 19일 131페이지 분량의 DIRECT v2.0 탐색 아키텍처 연구를 발표했습니다.이 그룹에 따르면, 이 논문은 9개월의 연구 기간 내에 작성되었다고 한다.이 논문은 발사체가 미국이 국제우주정거장(ISS)을 유지하고 달 임무를 수행하며 NASA의 인간 우주 비행 프로그램을 위한 추가 기능을 제공할 수 있도록 하는 광범위한 아키텍처의 한 요소가 될 수 있는 방법에 대해 자세히 설명했다.이러한 기능에는 화성 미션, Lagrangian 포인트 스테이징 아키텍처 옵션, Near-Earth 객체 [17]목적지를 방문하기 위한 미션 아키텍처 등이 포함됩니다.

v2.0에 대한 비판과 반박

2008년 6월, NASA의 마셜 우주 비행 센터의 책임자인 데이비드 킹은 나사가 DIRECT뿐만 아니라 많은 다른 로켓 제안들을 고려했으며,[18] 아레스 가족이 이 임무를 위한 로켓 세트라고 말했다."DIRECT v2.0은 Constellation Program 지상 규칙에 구체적으로 설명된 탐사 임무의 달 착륙선 성능 요구 사항을 크게 충족하지 못합니다. 이 개념은 또한 향후 10년 동안 국제우주정거장으로의 초기 임무에 대한 요구 조건을 초과한다. 이러한 단점들은 장기적으로 너무 적은 능력으로 더 비싼 발사 시스템의 개발을 서두를 필요가 있을 것이고, 실제로 우주 왕복선의 퇴출과 새로운 우주선의 개발 사이의 격차를 증가시킬 것이다. 더 중요한 것은, 아레스 접근법이 훨씬 더 많은 승무원들의 안전을 제공한다는 것입니다. 이는 나사가 우주에 보내는 모든 임무에 가장 중요한 것입니다."

2008년 7월, NASA가 DIRECT에 관한 특별한 연구가 없다고 발표한 후, 우주국은 2006년과 [11][19][20][21]2007년에 실시된 내부 연구를 발표했다.거의 1년 후인 2009년 5월 18일, DIRECT 팀은 NASA가 제기한 혐의에 대해 "DIRECT 평가의 중대한 결함"으로 인해 2007년 10월 분석이 [22][23]무용지물이라고 결론지었다.

DIRECT v3.0

DIRECT v3.0 Jupiter-130 구성 확대도
개발 시간과 비용을 절약하기 위해 Direct v3.0은 이미 인간 등급의 "기존" 우주 왕복선 메인 엔진을 사용할 것을 제안했습니다.

2009년 5월 29일, DIRECT 대변인 Stephen Metchan은 플로리다 올랜도에서 열린 제28회 국제 우주 개발 회의에서 "DIRECT 3.0: 절반의 [24]비용으로 달에 두 배 착륙"이라는 제목의 발표를 했다.2009년 4월, 우주왕복선 메인 엔진(SSME)의 사용을 아레스 V의 원래 계획된 RS-68 엔진과 비교한 NASA 무역 연구에 따라, DIRECT 팀은 향후의 DIRECT 제안이 SSME를 핵심 단계 [25]엔진으로 추천할 것이라고 발표했다.엔진 변경은 우주왕복선 SRB의 인근 배기 플룸에 의해 발생하는 강한 열에서 연소 냉각된 RS-68이 살아남지 못할 것이라는 우려 때문이었다. DIRECT는 재생 냉각된 SSME의 높은 비용이 RS-68을 인간 등급으로 평가하지 않음으로써 절약된 시간과 비용으로 상쇄될 것이라고 주장한다.마찬가지로, 상위 단계의 경우, DIRECT 팀은 비행으로 입증된 RL10B-2 엔진 중 6개를 사용할 것을 권고했습니다.

2009년 5월, 과학기술정책국은 Norman R.에 의해 의장을 맡게 될 미국 우주 비행 계획 위원회의 검토를 발표했다. 어거스틴[26]2009년 6월 17일, 팀의 멤버인 Stephen Metchan은 DIRECT v3.0 개념을 위원회에 제출하였고, 이는 차기 오바마 [4][27]행정부에 독립적인 조언을 제공하기 위해 결성되었다.위원회의 최종 보고서는 DIRECT를 Constellation Program과 직접 비교하지는 않았지만, 셔틀에서 파생된 발사체를 [28][29]사용할 수 있는 예산, 일정 및 임무 조합을 제시했습니다.

2010년 1월 19일, NASA가 DIRECT와 같은 인라인 발사체를 제안할 것이라는 소문이 있는 가운데, DIRECT 팀은 더글러스 쿡 NASA 탐사 시스템 담당 준행정관, 우주 운영 담당 준행정관 William H. Gerstmaier에게 프레젠테이션을 했습니다.찰스 F. NASA 행정관이 소집한 회의에서요. 볼든 [30]주니어

통합 접근법 - 기존 설비 재사용

페가수스 바지선이 루이지애나 미추드 조립시설에서 플로리다 케네디 우주센터의 차량 조립 건물로 우주왕복선 외부 탱크를 배달하고 있습니다.DIRECT는 기존의 바지선을 이용하여 미후드에서 계획된 유사한 탱크를 수송할 것이다.

DIRECT 팀에 따르면많은 NASA 엔지니어와 매니저는 이 개념을 지지하고 현재 NASA의 Constellation 프로그램과의 비용 분석 비교와 미하우드 조립 시설의 외부 탱크에 대한 기존 제조 시설 및 다양한 발사 처리와 같은 지원 시설에 대한 상세한 일련의 평가를 완료했다.현재 케네디 우주 센터에 있는 시설들.DIRECT는 기존 [citation needed]시설에 대한 광범위한 수정과 교체가 필요한 아레스 I 및 아레스 V 로켓과 대조적으로 최소한의 수정으로 기존 시설의 거의 모든 것을 재사용할 것을 제안했다.

DIRECT의 핵심 단계는 아레스 V의 경우 10.06m(33.0ft)에 비해 셔틀 외부 탱크의 기존 8.41m(27.6ft) 직경에 머물렀을 것이다.DIRECT 팀은 Michoud 조립 시설에서 기존 외부 탱크 제조 공구를 코어 스테이지 직경을 늘리지 않음으로써, 기존 페가수스 바지선은 Michoud에서 차량 조립 건물의 기존 작업 플랫폼인 Kennedy Space Center로 탱크를 운반하는 데 사용되었다고 주장했습니다.기존 이동식 런처 플랫폼과 크롤러-트랜스포터 및 Launch Complex 39의 기존 고정 서비스 구조 및 Flame Trench 구조의 일부를 큰 [citation needed]변경 없이 사용할 수 있습니다.

아레스의 뒤를 잇는 NASA의 우주발사시스템은 우주왕복선 유조선 직경 8.41m(27.6피트)[31]를 유지했다.

I/Arees V 비용 및 스케줄과직접적인

Ares I/V 비용

아레스 I 및 아레스 V 아키텍처에 대한 가장 강력한 프로그램 비판 중 하나는 두 개의 새로운 런처를 개발하고 두 개의 프로그램을 동시에 실행하는 데 드는 비용이 높다는 것입니다.비용 우려는 의회에 제출한[32] GAO 보고서에서 언급되었으며, 아레스 1호만 개발 비용이 최대 144억 달러에 이를 것으로 예상된다.전 NASA 행정관 마이클 D. 그리핀은 두 아레스 발사대 개발에 드는 총 비용이 320억 달러가 될 것이라고 확인했는데, 이는 아레스 V가 아레스 [citation needed]I보다 개발 비용이 더 많이 들 것임을 시사한다.

아레스 I 스케줄

아레스 I의 스케줄은 새로운 달 프로그램의 시작 이후 몇 가지 지연을 일으켰다.탐사 시스템 아키텍처 연구(ESAS) 보고서의 원래 목적은 2010년 우주왕복선 퇴역 후 빠르면 2011년 중순에 승무원 비행을 하는 것이었다.이후 NASA의 공식 일정은 오리온(오리온 2)을 탑재한 아레스 I의 첫 유인 비행이 2015년 [33][failed verification]3월에 이루어질 것이라는 65%의 확신을 가지고 있었다.

Ares I 개발의 중요한 활동은 J-2X 상부 스테이지 엔진과 SRB의 5 세그먼트 버전에 대한 스케줄이었습니다.엔지니어들은 추력 진동과 오리온-아레스 I 통합에 대해 우려했다.2008년, 록히드 마틴은 NASA에 오리온호 승무원 캡슐과의 통합 위험을 없애기 위해 아레스 I을 재설계할 것을 요청했다.프로그램 [34]엔지니어들에 따르면, 아레스 I-X 발사 및 아레스 I 정적 시험 발사에 의한 결합 시험 결과는 추력 진동이 심각한 문제가 아니라는 것을 보여주었다.

아레스와 직접 비교

DIRECT는 첫 번째 오리온 비행을 위해 아레스 I의 5 세그먼트 SRB와 J-2X 상위 스테이지 엔진을 개발해야 하는 요건이 일정 지연과 상대적으로 높은 개발 비용의 직접적인 원인이었다고 주장했다.아레스 1호에는 미후드 조립 시설과 케네디 우주 센터의 발사 시설에서 완전히 새로운 제조가 요구될 것이다.반면, DIRECT는 기존의 4-세그먼트 완전 인간 등급 우주왕복선 고체 로켓 부스터와 우주왕복선 주 엔진을 재사용할 것을 제안했다.DIRECT는 또한 기존 제조를 재사용하여 기존 우주왕복선 외부 탱크의 변형 모델을 제작할 것을 제안했습니다.케네디 우주 센터에서 발사를 가능하게 하기 위해서는 약간의 수정만이 필요할 것이다.DIRECT의 단일 발사체 제안은 예산 [citation needed]제약으로 인한 아레스 V 발사대의 취소 가능성과 관련된 프로그램 위험을 제거하기 위한 것이었다.

DIRECT는 목성 발사대가 1세대 주피터-130 차량에 J-2X를 필요로 하지 않고, 5 세그먼트 SRB를 필요로 하지 않으며, 오리온 [citation needed]설계의 중량 문제를 개선할 수 있는 60t 이상의 리프트 성능을 제공함으로써 아레스 I의 지연을 피할 것이라고 주장했다.

DIRECT는 또한 목성 계열이 단일 로켓 계열 프로그램을 의미하기 때문에 아레스 V 부스터의 병행 개발을 피함으로써 비용이 절감될 것이라고 주장했다.이 단체는 아레스 V에 절약된 돈을 오리온, 목성-130, 발사 시설 개조 및 모든 관련 시스템 개발 작업을 가속화하는 데 사용할 것을 제안했다.상당한 현금 투입을 통해 이러한 모든 요소들의 일정이 대폭 축소되어 [citation needed]2013년까지 6명의 승무원이 ISS로 선회 및 화물 운송을 수행할 수 있는 Orion/Jupiter-130 시스템의 완전한 운영 능력이 확보될 것으로 예상되었습니다.

비용 절감 및 승무원 우주 비행 격차

지지자들은 DIRECT 제안이 NASA가 새로운 개발 노력을 감소시키는 단순한 접근으로 인해 계획한 아레스 I과 아레스 V보다 더 빠르고 안전하게 우주 탐험 비전의 임무를 수행할 수 있게 해줄 것이라고 주장했다.지지자들은 DIRECT 제안이 NASA가 발사체 개발과 운영을 넘어 국제우주정거장 참여를 2009년부로 연장하는 것을 포함한 프로그램을 지속할 수 있는 충분한 자금을 제공할 것이라고 말했다.DIRECT 제안은 또한 나사가 VSE의 달 귀환 일정을 앞당기고 허블 우주 망원경 서비스 임무와 같은 다른 임무를 잠재적으로 비행하기 위해 DIRECT 제안으로 인한 비용 절감을 사용할 수 있다고 제안했다.이러한 주장과 대조적으로, STS 프로그램의 NASA 수석 관리자인 John Shannon은 DIRECT 제안이 목성 로켓 [35]제품군에 대한 비용을 과소평가했다고 말했다.

궤도 조립 단계

DIRECT 제안은 제안된 Constellation 프로그램보다 더 많은 궤도 조립 단계를 필요로 했습니다.콘스텔레이션에서는 아레스 I과 아레스 V의 저지구 궤도 랑데부 후, 아레스 I의 오리온 탐사선(약 22t[36])이 여전히 아레스 V 지구 출발 단계에 부착되어 있는 알테어 달 착륙선(약[37] 44t)과 뒤집혀 도킹한다.DIRECT의 경우, 오리온과 알테어의 총 질량은 목성-130의 운반 용량을 초과할 것이다.만약 목성-130이 오리온과 함께 발사되고 목성-246이 알테어와 함께 발사된다면, 알테어가 있는 목성 상부 스테이지(JUS)는 알테어/오리온을 지구 궤도 밖으로 밀어내기에 충분한 추진력을 갖추지 못할 것이다.따라서, DIRECT 베이스라인은 두 대의 목성-246을 발사하는 것이었다. 하나는 오리온/알테어를 싣고 있는 부분적으로 연료 공급된 JUS이고, 다른 하나는 완전히 연료 공급된 [9]JUS(175t)이다. 궤도 랑데부 후, 오리온은 아폴로 프로그램과 콘스텔레이션 프로그램에서와 같이 알테어를 통해 반전 및 재도킹할 것이다.그러나 DIRECT를 사용하면 오리온의 승무원들은 첫 번째 JUS에서 오리온/알테어를 분리하고 두 번째 JUS에 도킹해야 합니다.두 번째 JUS는 지구 출발 단계 역할을 할 수 있을 만큼 충분한 추진력을 보유하게 될 것이다.첫 번째 JUS는 Low Earth Orbit에서 폐기될 것이고, 두 번째 JUS는 [citation needed]지구 출발 연소 후에 폐기될 것입니다.

목성 상부 스테이지 미사

목성 상부 스테이지(JUS) 질량 대 추진제 용량은 현실적인 것으로 여겨져 왔다.우주선이 오리온과 알테어 우주선을 지구 궤도에서 벗어나게 하기 위해서는 최소 상부 스테이지 질량이 바람직하지만, JUS는 낮은 지구 궤도를 달성하고 지구 출발 단계 역할을 할 수 있는 충분한 추진제를 운반할 수 있을 만큼 충분히 커야 한다.DIRECT v3.0 JUS의 추정 질량은 11.3t, 추진제 용량은 175.5t이었다.DIRECT는 상위 단계의 Centaur 시리즈로부터 설계 유산을 주장하면서, 특히 신소재, 새로운 용접 기법 및 액체 산소 탱크와 액체 수소 탱크를 분리하는 공통 벌크헤드를 저단 질량을 설명하기에 충분하다고 언급했습니다.United Launch Alliance의 Bernard Kutter는 훨씬 더 급진적인 DIRECT v2.0 JUS 설계를 "... 매우 합리적"이라고 표현했습니다.보수적이라고 [38]할 수 있을 것 같아요.

페이로드 용량

NASA에 따르면 아레스 V의 지구 저궤도 탑재 용량은 188,000kg이 될 것이라고 한다.이는 [39]LEO까지 약 120,000 kg을 들어올릴 수 있다고 주장된 가장 큰 목성 로켓(5 세그먼트 SRBS 포함 목성-246 중량)보다 더 큰 것이었다.따라서 잠재적인 화성 임무를 위해서는 아레스 V 대신에 목성을 사용하여 더 많은 발사들이 필요할 것이고, 미션 모듈은 더 다른 부분으로 분리될 필요가 있을 것이다.하지만, 2007년에 완료된 NASA의 Design Reference Mission 5.0은 6개의 개별 아레스 V 발사가 있는 화성 임무를 위해 지름 10m 이상의 장막을 가진 125mt 이상의 발사체만 필요로 했다.목성 로켓은 부피 [citation needed]요건을 충족하는 한편, LEO에 대한 페이로드의 매우 좁은 부족만으로 설계 참조 임무의 요건을 충족할 것이다.

목성 로켓은 아레스 V보다 높이가 짧아 매우 긴 페이로드 페어링을 허용하고 따라서 케네디 우주 [citation needed]센터의 차량 조립 건물 내 높이 제한으로 인해 빠르게 제약을 받게 될 것이다.

변종

목성의 많은 구성이 예상되었으며, 2009년 5월 DIRECT 버전 3.0 제안에서는 낮은 지구 궤도에 대한 리프트 용량이 각각 60톤과 90톤(t)을 초과하는 목성-130과 [1]목성-246 두 가지를 권장했다.

주피터-130

DIRECT v3.0 Jupiter-130 구성 확대도

DIRECT는 주피터-130이 개발 프로그램 시작 후 4년 이내에 운용을 목표로 개발된 첫 번째 구성이 될 것을 제안했다.주피터-130은 하나의 SSME가 제거된 목성의 공통핵단으로 구성되었을 것이고, 상단에는 페이로드 페어링이 없을 것이다."130"은 1개의 극저온 코어 스테이지, 3개의 메인 엔진, 그리고 0개의 상위 스테이지 엔진을 의미합니다.최초 발사는 승무원을 순환시켜 당시 [citation needed]소유즈 로켓에 의해 수행되었던 기능인 국제우주정거장으로 화물을 운반할 것이다.

DIRECT 계산 결과, 주피터-130은 60t 이상 70t 이상의 화물 또는 화물 및 승무원을 다양한 원형 및 타원형의 낮은 지구 [1]궤도에 전달할 수 있었다.제안된 오리온 우주선과 승무원의 질량을 빼면(임무에[40] 따라 18~22t), 나머지는 우주왕복선의 약 25t 화물 용량, 오리온 우주선을 제외한 아레스 I의 용량 부족과 비교된다.

주피터-246

주피터-246은 4개의 우주왕복선 주엔진(SSME)을 상부 단계인 주피터 상부 스테이지(JUS)와 함께 사용했을 것이다.주피터-246은 상단부에 6개의 RL10B-2 엔진을 사용할 것이다."246"은 2개의 극저온 스테이지, 4개의 메인 엔진, 6개의 상부 스테이지 엔진을 의미합니다.주피터-246의 주된 역할은 달 [citation needed]탐사를 위해 승무원들과 화물들뿐만 아니라 더 무거운 화물들을 발사하는 것이다.

목성 상부 무대

주피터-246은 원래 엔진 3개 크기의 추진제 탱크에 4개의 SSME를 사용했을 것이기 때문에, 코어 스테이지 추진제는 지구 저궤도에 도달하기 전에 고갈될 것이고, 대용량의 상단은 궤도로 페이로드를 운반할 것이다.75t의 일부 상단 추진제 하중으로 발사된 주피터-246은 241km(130nmi), 29° 기울어진 원형 [41]궤도로 84t 이상의 승무원과 화물을 운반할 수 있다.승무원이나 탑재체 없이 발사된 동일한 75t의 추진체는 동일한 [42]궤도로 100t의 추진체를 추가로 운반할 수 있다.총 JUS 용량은 약 175 t가 될 예정이었습니다.JUS가 지구 출발 단계 역할을 하는 달 임무의 경우, 175t의 추진제가 발사되고 75t이 지구 저궤도를 달성하는 데 소모되어 100t의 지구 출발 연소가 가능해진다.

DIRECT v3.0 테마에 따라 DIRECT는 기존 하드웨어를 최대한 많이 사용합니다.JUS에 전력을 공급하기 위해 베테랑 RL10 엔진 패밀리를 제안합니다.그러나 DIRECT는 J-2X 엔진에서 상위 단계에 대해 유사한 성능을 예상했으며, 이전에 Ares I 및 Ares V 상위 [citation needed]단계에 대해 개발 중이었다.

설계에 관한 고려 사항

기존 엔진 사용

DIRECT 제안의 주요 목표 중 하나는 새로운 중형 로켓을 더 짧은 시간 내에 개발하는 것이다.2006년에 DIRECT 프로젝트가 시작되었을 때, 셔틀은 4년 정도 더 운영될 것으로 예상되었다.DIRECT는 셔틀에서 변경되지 않은 4 세그먼트 고체 로켓 부스터(SRB)를 사용하고 RS-68 메인 엔진과 [citation needed]J-2X 상부 엔진에서 Constellation 프로젝트를 위해 이미 진행 중인 작업을 활용할 계획이었다.

그러나 2009년에는 연소 냉각된 RS-68 엔진이 인근 SRB의 강한 열을 견딜 수 없다는 우려가 제기되었다.이러한 우려와 Shuttle의 폐기가 임박함에 따라 DIRECT v3.0 제안에서는 보다 고가의 재생 냉각 재사용 가능한 Space Shuttle Main Engine(SSME; 스페이스 셔틀 메인 엔진)을 일회용으로 사용할 것을 요구하고 있습니다.코어 탱크 구조의 바닥에 부착된 3, 4개의 SSME는 탱크와 함께 지구 대기 중에 폐기된다.지구 저궤도를 넘어서는 임무를 위해, 목성 상부 무대는 6개의 프랫과 휘트니 RL10B-2를 [citation needed]사용할 것이다.

발사되기 전에, NASA가 제안한 아레스 I 로켓은 새턴 V에 사용된 J-2 엔진을 개조한 우주왕복선 SRB와 J-2X 상부 스테이지 엔진의 새로운 변형된 5 세그먼트 버전이 필요했을 것이다.제안된 주피터 제품군은 현재 사용 가능한 엔진으로 출시될 수 있으며,[citation needed] 더 강력한 SRB 및 J-2X 상부 스테이지 엔진으로 업그레이드할 수 있습니다.

승무원 안전

DIRECT는 발사 중단 시스템을 포함한 나사의 오리온 우주선의 지속적인 개발과 운영을 계획했다.비상시, LAS는 NASA의 아레스 I에서처럼 승무원 캡슐을 안전한 곳으로 끌어당길 것이다.그러나 DIRECT 팀은 아레스 I의 경우 25톤에 비해 목성-130의 더 큰 리프트 용량인 64톤이 오리온호를 [citation needed]계획했던 것보다 더 많은 승무원 안전 능력으로 설계할 수 있을 것이라고 주장했다.

국제우주정거장(ISS)으로의 승무원 비행에 대해 DIRECT는 목성의 양력 증대로 오리온 우주선 아래에 장착된 별도의 모듈로 상당한 화물을 운반할 수 있게 될 것이라고 말했다.일단 궤도에 도달하면, 오리온호는 이 모듈과 도킹하여 ISS로 운반할 것이다.이와는 대조적으로, 아레스 I는 오리온 우주선만 ISS에 반입할 수 있을 것이다. DIRECT는 목성을 타고 오리온과 별도의 탑재 모듈을 비행하는 것은 2003년 우주왕복선 컬럼비아호 참사 이후 화물과 별개로 비행하는 승무원에 대해 제기된 안전상의 우려를 충족시킬 것이라고 주장했다.왜냐하면 오리온 캡슐은 발사체나 발사 [citation needed]중단 시에도 여전히 분리될 수 있기 때문이다.

목성 vs.아레스 I

DIRECT 팀은 아레스 I보다 목성-130을 더 안전하게 만든다고 주장하는 많은 특징들을 인용했다.

목성 설계는 내부 구조 부재를 통해 탱크에 SRB를 부착하는 입증된 방법을 재사용할 것이다.DIRECT는 이렇게 하면 대형 고체 로켓 특유의 "추력 진동" 효과로 인해 잠재적으로 심각한 진동이 유발되는 것을 피할 수 있을 것이라고 말합니다.이 효과는 아레스 [43]I의 걱정거리가 되었다.

우주왕복선과 마찬가지로 주피터-130의 액체 주엔진은 지상에서 점화돼 SRB 점화 및 발사 전 신속한 점검을 받게 된다.시동 시퀀스 문제는 발사를 커밋하기 전에 감지될 수 있으며, 유일한 차량 스테이징 이벤트는 SRB의 연소 및 분리가 될 것이다.그에 비해, 아레스 I 발사는 1단 SRB의 즉시 점화 후 극저온 2단 고도에서 스테이징 이벤트와 점화 과정을 필요로 한다.스테이징은 일반적인 발사체 관행이지만 안전, 위험 및 신뢰성에 대한 우려를 야기한다([citation needed]특히 승무원이 탑승한 비행에서). (상단이 있는 더 큰 목성-246은 일반적으로 이러한 위험을 포함한다.)

DIRECT 팀은 주피터-130과 -246은 다중 주엔진을 탑재해 엔진이 [citation needed]정지된 경우에도 궤도에 도달할 수 있다고 주장했다.

목성의 개념에서, 승무원이 탑승한 오리온 우주선은 거대한 공기역학 페어링에 의해 지탱될 것이다.이 배치로 인해 오리온은 아레스 I보다 추진제가 가득 찬 단계에서 최소 10m(33ft) 더 멀리 떨어지게 된다. DIRECT는 이것이 폭발하는 차량과 [citation needed]승무원 사이에 귀중한 "버퍼 공간"을 제공할 것이라고 주장했다.

주피터-130의 예상 리프트 용량은 오리온 우주선 아래에 있는 페이로드 페어링 안에 보호 장비를 장착할 수 있게 해 줄 것이다.DIRECT는 우주선과 아래 단계 사이에 탄화붕소와 케블라로 만든 가벼운 차폐물을 장착하여 승무원을 차량 폭발로 [citation needed]인한 파편 및 기타 잔해로부터 보호하는 것을 가정했다.

「 」를 참조해 주세요.

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