El Ares V (anteriormente conocido como Cargo Launch Vehicle o CaLV ) fue el componente de lanzamiento de carga planificado del programa cancelado Constellation de la NASA , que debía reemplazar al transbordador espacial después de su retiro en 2011. El Ares V también estaba planeado para transportar suministros para una presencia humana en Marte . [4] El Ares V y el más pequeño Ares I recibieron su nombre de Ares , el dios griego de la guerra.
El Ares V debía lanzar la etapa de salida de la Tierra y el módulo de aterrizaje lunar Altair para el regreso de la NASA a la Luna , que estaba previsto para 2019. [5] También habría servido como el lanzador principal para misiones más allá del sistema Tierra-Luna, incluido el objetivo final del programa, una misión tripulada a Marte. El Ares V no tripulado complementaría al cohete Ares I , más pequeño y apto para humanos , para el lanzamiento de la nave espacial Orion con capacidad para 4 a 6 personas . Ambos cohetes, considerados más seguros que el entonces actual transbordador espacial, habrían empleado tecnologías desarrolladas para el programa Apolo , el programa Shuttle y el programa Delta IV EELV . [6] Sin embargo, el programa Constellation, incluidos Ares V y Ares I, fue cancelado en octubre de 2010 por la Ley de Autorización de la NASA de 2010 . En septiembre de 2011, la NASA detalló el Sistema de Lanzamiento Espacial como su nuevo vehículo para la exploración humana más allá de la órbita de la Tierra, [7] mientras que las compañías espaciales comerciales proporcionarían acceso a la órbita terrestre baja tanto para carga como para astronautas.
En el libro de 1996 The Case for Mars , el autor Robert Zubrin habló sobre un posible futuro vehículo de lanzamiento pesado llamado Ares . En el libro, el cohete habría consistido en el tanque externo del transbordador espacial propulsado por cuatro motores principales del transbordador espacial (SSMEs) y una segunda etapa propulsada por un motor RL-10 . Una diferencia notable en el diseño de Zubrin et al. es que los SSMEs estaban en una pequeña nave de retorno montada en el lateral. Este diseño estaba destinado a permitir que el Ares volara utilizando la infraestructura existente del transbordador espacial. [8]
El Ares V iba a ser el componente de lanzamiento de carga del programa Constellation . A diferencia del Saturno V y el transbordador espacial , donde la tripulación y la carga se lanzaban juntas en el mismo cohete, el Proyecto Constellation planeaba utilizar dos vehículos de lanzamiento separados, el Ares I y el Ares V, para la tripulación y la carga respectivamente. Esta configuración habría permitido optimizar los dos vehículos de lanzamiento para sus respectivas misiones. Por lo tanto, Constellation combinó el modo Lunar Orbit Rendezvous utilizado por Apollo con el modo Earth Orbit Rendezvous propuesto por el Dr. Wernher von Braun (junto con la propuesta de "Ascenso directo") durante las primeras etapas de planificación de Apollo.
El desarrollo del cohete y su etapa de despegue de la Tierra estuvo a cargo del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA . El Centro de Investigación Ames de la NASA fue responsable del sistema de gestión de salud integrado del Ares V y del desarrollo de su cubierta de carga útil. El Centro de Investigación Glenn dirigió el desarrollo de la etapa de ascenso del módulo de aterrizaje lunar, así como del sistema de potencia del Ares V, el sistema de control del vector de empuje y la cubierta de carga útil. El Centro de Investigación Langley tuvo un papel principal en la investigación de la aerodinámica del Ares V. [9]
En 2007, la NASA anunció que Alliant Techsystems sería el contratista de los SRB de Ares I y Ares V. [10]
Aunque el Ares V era un proyecto a mediano y largo plazo, la NASA planeaba desplegar su capacidad de elevación en una variedad de proyectos, [11] en la línea del antiguo Programa de Aplicaciones Apolo .
Una propuesta fue construir un Telescopio Espacial de Gran Apertura de Tecnología Avanzada de 8 a 16 metros [12] para ser colocado en el punto L2 Sol/Tierra . Sería un aumento significativo en dimensión y rendimiento con respecto al Telescopio Espacial Hubble y se esperaba que el vehículo Ares V lo llevara a su destino en un solo lanzamiento. [ cita requerida ] Las futuras misiones Ares V también podrían haber servido como un transporte masivo y rentable de materiales de construcción para futuras naves espaciales y misiones , entregando materias primas , por ejemplo, a un muelle lunar . [ cita requerida ]
En mayo de 2010, la NASA planeó demostraciones de vuelo del hardware del Ares V junto con el hardware del Ares I después de la prueba programada del Ares IX Prime de la primera etapa del SRB de cinco segmentos del Ares I. Se enumeraron varios vuelos como vuelos de prueba de "carga pesada" para probar la primera etapa del Ares V simultáneamente con la etapa superior del Ares I acoplada a la parte superior de la primera etapa del Ares V. Esto ahorraría tiempo y dinero al evitar la brecha entre las pruebas del hardware del Ares I y del Ares V con fondos limitados. [13]
La Comisión Augustine concluyó que "según el perfil de financiación del año fiscal 2010, el Comité estima que el Ares V no estará disponible hasta finales de la década de 2020". [14] Incluso si la NASA hubiera recibido un aumento de 3 mil millones de dólares en financiación y la ISS hubiera sido retirada en 2015, el comité todavía creía que el Ares V no estaría listo hasta mediados de la década de 2020. [15]
El 1 de febrero de 2010, el presidente Barack Obama anunció una propuesta para cancelar el programa Constellation, que entraría en vigor con el presupuesto del año fiscal 2011 de los EE. UU. [16], pero más tarde anunció cambios a la propuesta en un importante discurso sobre política espacial en el Centro Espacial Kennedy el 15 de abril de 2010. En octubre de 2010, se promulgó la Ley de Autorización de la NASA de 2010 , que canceló el programa Constellation. [17] Sin embargo, la legislación anterior mantuvo los contratos del programa Constellation en vigor hasta que se aprobó un nuevo proyecto de ley de financiación para 2011. [18] [19] Debido a obligaciones legislativas anteriores, se debían pagar 500 millones de dólares a los contratistas después de la cancelación del programa hasta marzo de 2011. [20]
El sucesor de la familia de cohetes Ares es el Space Launch System , un vehículo más versátil diseñado para lanzar tanto a la tripulación como a la carga, similar al concepto Ares IV. Tiene un rango de carga útil de 95-130 toneladas a LEO en sus diferentes variantes. El SLS es similar a los diseños anteriores de Ares V en que utiliza un tanque externo alargado de 8,4 metros y está propulsado por 4 RS-25 . Los diseños iniciales para el SLS usaban la misma etapa de salida de la Tierra, pero el desarrollo se suspendió y la etapa superior de exploración 4-RL-10 tomó su lugar. Ambos vehículos hacen uso de los mismos SRB de 5 segmentos, aunque el SLS no los recuperará. Bajo el programa Artemis, el vehículo transportará a la tripulación a la Luna en la nave espacial Orion , así como equipo logístico y carga para misiones de superficie. Se reunirán con un módulo de aterrizaje lunar separado, ya sea acoplado a Lunar Gateway , una estación orbital lunar, o volando libremente en la órbita lunar . La versión SLS Bloque 1B es capaz de realizar misiones lunares de encuentro orbital con la Tierra, como las del Ares V, encuentros orbitales lunares como los que la NASA está realizando actualmente, y misiones lunares integradas como las misiones Apolo que utilizan el Saturno V, que se han propuesto en un nuevo proyecto de ley de la Cámara de Representantes. [21] [22] [23] [24] [25]
El Ares V fue concebido como un vehículo de lanzamiento pesado para enviar hardware y materiales de gran tamaño a la Luna, o para enviar suministros más allá de la órbita terrestre para mantener la presencia humana allí. [3] El Ares V fue diseñado para ser un cohete de tres etapas: la primera y la segunda etapa, que se queman juntas, debían utilizar propulsión sólida y líquida, y la etapa superior proporcionaría la propulsión necesaria para enviar el hardware y los elementos básicos más allá de la órbita baja de la Tierra y en una trayectoria hacia la Luna.
El Ares V se sometió a una revisión preliminar del diseño después de los resultados de la Comisión Augustine de 2009. [26] Al igual que el transbordador espacial, el vehículo Ares iba a utilizar un par de cohetes propulsores de primera etapa de combustible sólido que se queman simultáneamente con la etapa central de combustible líquido. El cohete propulsor sólido en el Ares V fue concebido inicialmente como una versión mejorada del cohete propulsor sólido del transbordador espacial , pero con cinco o cinco segmentos y medio en lugar de los cuatro segmentos utilizados con el transbordador espacial. [3] [27] [28] La etapa central de combustible líquido se derivaría del tanque externo del transbordador espacial y utilizaría cinco o seis motores RS-68 B unidos al fondo de un nuevo tanque de 10 m de diámetro, o cinco SSMEs unidos al fondo de una versión alargada del tanque externo de 8,4 m del transbordador espacial. Sería alimentado por oxígeno líquido ( LOX ) e hidrógeno líquido ( LH2 ). [29]
La etapa superior, derivada de la etapa superior S-IVB utilizada en los cohetes Saturno IB y Saturno V , se denominó Etapa de Salida de la Tierra (EDS). La EDS estaría propulsada por un motor de cohete J-2X derivado de Apolo , que también se utilizaría en la etapa superior de combustible líquido del cohete Ares I. La EDS se utilizaría para dirigir el módulo de aterrizaje lunar Altair a su órbita baja terrestre inicial de "estacionamiento" para su posterior recuperación por la nave espacial Orión , y luego propulsaría tanto al Altair como a Orión a la Luna. [3] La EDS también podría haberse utilizado para llevar grandes cargas útiles a la órbita baja terrestre, junto con colocar grandes naves espaciales no tripuladas en trayectorias más allá del sistema Tierra-Luna.
El Ares V fue diseñado para tener una capacidad de carga útil de más de 414.000 lb (188 toneladas métricas ) a la órbita terrestre baja (LEO), y 157.000 lb (71 toneladas métricas) a la Luna. [3] Una vez completado, el Ares V sería el cohete más poderoso jamás construido, levantando más en órbita incluso que el Saturno V estadounidense, el fallido N-1 soviético para el cancelado Moonshot soviético y el exitoso refuerzo soviético/ruso Energia desarrollado para el transbordador Buran . [30] Además de su papel lunar, [3] también podría apoyar una expedición tripulada Orión a un asteroide cercano a la Tierra , y podría impulsar un sucesor de 8 a 16 metros del telescopio espacial Hubble al punto L 2 Sol -Tierra .
El concepto Ares IV combina una etapa superior Ares I sobre un Ares V. [31] En concreto, el vehículo constaría de la etapa central de combustible líquido del diseño Ares V, dos cohetes propulsores sólidos de cinco segmentos y la etapa superior de combustible líquido del Ares I, como describió la NASA en enero de 2007. El Ares IV tendría una altura combinada de 367 pies (112 m) y podría utilizarse para llegar a la Luna. La capacidad total de carga útil sería de 90.420 libras (41.000 kg) a 240 millas (390 km) para inyección translunar directa. [32]
La NASA había considerado utilizar el Ares IV para evaluar los perfiles de reentrada de alta velocidad de la cápsula Orión en 2007. [33] La NASA había planeado demostraciones de vuelo del hardware del Ares I y Ares V en configuraciones de "carga pesada" a partir de 2013. Los vuelos de prueba de "carga pesada" tenían como objetivo probar la primera etapa del Ares V simultáneamente con la etapa superior del Ares I acoplada en la parte superior para ahorrar tiempo y dinero. Las configuraciones posteriores del vehículo de prueba de carga pesada son similares al vehículo Ares IV. [34]
El Ares V Lite fue un vehículo de lanzamiento alternativo para el programa Constellation de la NASA sugerido por la Comisión Augustine . El Ares V Lite era una versión reducida del Ares V. [35] [36] Habría utilizado cinco motores RS-68 y dos SRB de cinco segmentos y habría tenido una carga útil en órbita terrestre baja de aproximadamente 140 toneladas métricas (309.000 lb). [37] De haber sido elegido, el Ares V Lite habría reemplazado a los lanzadores Ares V y Ares I. Una versión del Ares V Lite habría sido un elevador de carga como el Ares V y la segunda versión habría transportado astronautas en la nave espacial Orion. [37]
En la película Star Trek Into Darkness de 2013 , un modelo de escritorio del cohete Ares V se colocó como decoración en la oficina del almirante Alexander Marcus como parte de su colección de vuelos espaciales. [38]
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