El Ares V (anteriormente conocido como vehículo de lanzamiento de carga o CaLV ) era el componente de lanzamiento de carga planificado del cancelado programa Constellation de la NASA , que debía haber reemplazado al transbordador espacial después de su retiro en 2011. También se planeó que Ares V transportara suministros para una presencia humana en Marte . [4] Ares V y el Ares I más pequeño recibieron su nombre de Ares , el dios griego de la guerra.
El Ares V iba a 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, incluida la El objetivo final del programa, una misión tripulada a Marte. El Ares V sin tripulación complementaría el cohete Ares I , más pequeño y apto para humanos, para el lanzamiento de la nave espacial Orion de 4 a 6 personas . Ambos cohetes, considerados más seguros que el entonces actual transbordador espacial, habrían empleado tecnologías desarrolladas para el programa Apollo , 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 terrestre, [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 analizó 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 (SSME) y una segunda etapa impulsada por un motor RL-10 . Una diferencia notable en Zubrin et al. El diseño es que los SSME estaban en una pequeña nave de retorno montada lateralmente. Este diseño estaba destinado a permitir que el Ares volara utilizando la infraestructura existente del transbordador espacial. [8]
Ares V iba a ser el componente de lanzamiento de carga del programa Constellation . A diferencia del Saturn V y el Transbordador Espacial , donde la tripulación y la carga se lanzaron juntas en el mismo cohete, el Proyecto Constellation planeó 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 Apolo 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 Apolo.
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 soporte del sistema integrado de gestión de salud Ares V en el desarrollo de su cubierta de carga útil. El Centro de Investigación Glenn lideró el desarrollo de la etapa de ascenso del módulo de aterrizaje lunar, así como del sistema de energía Ares V, el sistema de control del vector de empuje y la cubierta de carga útil. El Centro de Investigación Langley tuvo un papel destacado en la investigación de la aerodinámica de 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 medio y largo plazo, la NASA planeaba desplegar su capacidad de elevación en una serie de proyectos, [11] siguiendo las líneas del antiguo Programa de Aplicaciones Apollo .
Una propuesta fue construir un telescopio espacial de gran apertura de tecnología avanzada de 8 a 16 metros [12] para colocarlo en el punto L2 Sol/Tierra . Sería un aumento significativo en dimensiones 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 necesaria ] Las futuras misiones Ares V también podrían haber servido como un transporte masivo y rentable de materiales de construcción para futuras naves y misiones espaciales , entregando materias primas , por ejemplo, a un muelle en la Luna . [ cita necesaria ]
En mayo de 2010, la NASA planeó demostraciones de vuelo del hardware Ares V junto con el hardware Ares I después de la próxima prueba programada Ares IX Prime de la primera etapa SRB de cinco segmentos del Ares I. Varios vuelos fueron catalogados como vuelos de prueba de "Elevación Pesada" para probar la primera etapa del Ares V simultáneamente con la etapa superior del Ares I adjunta a la primera etapa del Ares V. Esto ahorraría tiempo y dinero al evitar la brecha entre probar el hardware Ares I y Ares V con fondos limitados. [13]
La Comisión Augustine concluyó que "según el perfil de financiación del año fiscal 2010, el Comité estima que Ares V no estará disponible hasta finales de la década de 2020". [14] Incluso si a la NASA se le hubiera dado un aumento de $ 3 mil millones en fondos y la ISS se hubiera retirado 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 a partir del presupuesto del año fiscal 2011 de EE. UU., [16] pero luego anunció cambios a la propuesta en un importante discurso sobre política espacial en el Centro Espacial Kennedy el 15 de abril. 2010. En octubre de 2010, se promulgó la Ley de Autorización de la NASA de 2010 , que canceló Constellation. [17] Sin embargo, la legislación anterior mantuvo los contratos de 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 tripulación como carga, similar al concepto Ares IV. Tiene un rango de carga útil de 95 a 130 toneladas hasta LEO en sus diferentes variantes. El SLS es similar a 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 utilizaron 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 utilizan los mismos SRB de 5 segmentos, aunque el SLS no los recuperará. En el marco del programa Artemis, el vehículo transportará a la tripulación de la nave espacial Orion a la Luna , así como equipos logísticos y carga para misiones a la superficie. Se encontrarán con un módulo de aterrizaje lunar separado, ya sea acoplado al Lunar Gateway , una estación orbital lunar, o volando libremente en órbita lunar . La versión SLS Block 1B es capaz de realizar perfiles de misión lunar de encuentro orbital terrestre como el de Ares V, encuentro orbital lunar como el que la NASA está llevando a cabo actualmente y misiones lunares integradas como las misiones Apolo que utilizan Saturno V, que ha sido propuesto bajo 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 grandes equipos y materiales a la Luna, o enviar suministros más allá de la órbita terrestre para sostener 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 usar propulsión sólida y líquida y la etapa superior proporcionaría la propulsión necesaria para enviar el hardware y las grapas más allá del nivel bajo. órbita terrestre y en trayectoria hacia la Luna.
Ares V se sometió a una revisión preliminar del diseño tras los resultados de la Comisión Agustín de 2009. [26] Al igual que el transbordador espacial, el vehículo Ares debía utilizar un par de propulsores de cohetes de primera etapa de combustible sólido que se quemarían simultáneamente con la etapa central de combustible líquido. El propulsor de cohete sólido del Ares V se concibió por primera vez como una versión mejorada del propulsor de cohete 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 conectados al fondo de un nuevo tanque de 10 m de diámetro. o cinco SSME unidos a la parte inferior de una versión alargada del tanque externo de 8,4 m del transbordador espacial. Iba a funcionar con oxígeno líquido ( LOX ) e hidrógeno líquido ( LH2 ). [29]
La etapa superior, derivada de la etapa superior S-IVB utilizada en los cohetes Saturn IB y Saturn V , recibió el nombre de Etapa de Salida de la Tierra (EDS). El EDS estaría propulsado por un motor cohete J-2X derivado del Apolo , que también se utilizaría en la etapa superior de combustible líquido del propulsor Ares I. El EDS se utilizaría para dirigir el módulo de aterrizaje lunar Altair a su órbita inicial de "estacionamiento" baja en la Tierra para su posterior recuperación por parte de la nave espacial Orion , y luego impulsaría tanto a Altair como a Orion a la Luna. [3] El EDS también podría haberse utilizado para llevar grandes cargas útiles a la órbita terrestre baja, además de 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 libras (188 toneladas métricas ) a la órbita terrestre baja (LEO) y 157.000 libras (71 toneladas métricas) a la Luna. [3] Una vez terminado, el Ares V sería el cohete más poderoso jamás construido, y pondría en órbita más que el Saturn V estadounidense, el fallido N-1 soviético para el cancelado Moonshot soviético y el exitoso propulsor Energia soviético/ruso desarrollado para el transbordador Buran . [30] Además de su función lunar, [3] también podría apoyar una expedición tripulada de Orión a un asteroide cercano a la Tierra , y podría impulsar un sucesor del Telescopio Espacial Hubble de 8 a 16 metros hasta el punto Sol -Tierra L 2 .
El concepto Ares IV combina una etapa superior Ares I encima de un Ares V. [31] Específicamente, el vehículo consistiría en la etapa central de combustible líquido del diseño Ares V, dos propulsores de cohetes sólidos de cinco segmentos y el líquido. Etapa superior alimentada por combustible del Ares I, como lo describió la NASA en enero de 2007. El Ares IV tendría una altura combinada de 367 pies (112 m) y podría usarse para llegar a la Luna. La capacidad de carga útil total sería de 41.000 kg (90.420 lb) a 390 km (240 millas) para la inyección translunar directa. [32]
La NASA había considerado utilizar Ares IV para evaluar los perfiles de reentrada "saltada" de alta velocidad de la cápsula Orion en 2007. [33] La NASA había planeado demostraciones de vuelo del hardware Ares I y Ares V en configuraciones "Heavy Lift" a partir de 2013. El " Los vuelos de prueba Heavy Lift" debían probar la primera etapa del Ares V simultáneamente con la etapa superior del Ares I colocada en la parte superior para ahorrar tiempo y dinero. Las configuraciones posteriores del vehículo de prueba Heavy Lift son similares al vehículo Ares IV. [34]
Ares V Lite era un vehículo de lanzamiento alternativo para el programa Constellation de la NASA sugerido por la Comisión Augustine . Ares V Lite era un Ares V reducido. [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] Si se hubiera elegido, 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 de 2013 Star Trek Into Darkness , un modelo de escritorio del cohete Ares V fue decorado en la oficina del almirante Alexander Marcus como parte de su colección de vuelos espaciales. [38]
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