첨단 극저온 진화 단계

Advanced Cryogenic Evolved Stage

ACS(Advanced Cryogenic Evolution Stage)는 2005~2020년 보잉, 록히드 마틴이 생산한 여러 가지 발사 차량에 사용하기 위해 제안된 액체 산소/액체 수소 상층기였으며, 2006년 말 합병 후 유나이티드 론치 얼라이언스(ULA)가 제안되었다. 이 프로그램의 마지막 5년 동안, ACES는 미국 회사인 유나이티드 론치 얼라이언스에 의해 고안된 벌컨 우주 발사 차량에 최종 사용을 위해 제안되었다.[1] ACES 개념은 현재 상위 단계의 온오프비트 수명을 개선하는 목표를 가지고 있었다.[1]

2015년, ULA는 벌컨 로켓을 2024년 이후 센타우르 헤비라고도 불리는 ACES 2단계로 전환하기 위한 개념 계획을 발표했다. 벌컨은 처음에는 센타우루스 V의 상층부로 출시될 것이다.[2] 보잉과 록히드마틴 모두 2006년 말 공동소유(50% Boeing/50% Lockhead Martin) EULA를 구성하기 전에는 별개지만 유사한 ACES 개념을 가지고 있었다.

이 행사에서, 오랫동안 지속된 상위 스테이지 개념은 델타, 아틀라스, 벌컨 로켓의 주요 자금원인 미국 정부로부터 완전한 개발 자금을 결코 획득하지 못했기 때문에, 그 어느 회사로부터도 최고의 관심을 받을 수 없었다. 그러나, 더 큰 탱크 지름과 같이 ACES에 계획된 변경의 일부 측면은 결국 센타우루스 V 상부 단계에서 사용되었다.[3]

고급 공통 진화 단계

두 가지 고급 극저온 진화된 스테이지(ACES) 개념은 원래 보잉과 록히드 마틴에 의해 2005년에 개발되었다.[4][5][clarification needed]

2010년까지 ULA는 두 제안의 지적 재산을 모두 상속받았으며, ACES 개념은 아틀라스 V와 델타 IV/Delta IV 헤비 론치 차량 모두에 사용될 새로운 고성능 상위 단계로 진화했다. 현재 Advanced Common Evolution Stage라고 불리는 ACES는 기존의 ULA Centaur와 DCSS(Delta Cryogenic Second Stage) 상단을 보완하고 대체하는 저비용, 보다 유연하고 유연한 상위 스테이지로 제안되었다.[1] 이 상부 단계는 향상된 극저온 저장과 긴 해안 지속 기간을 위해 개선된 절연재를 통합하기 위한 것이었다.[6]

2015년 4월, 새로운 ULA 벌컨 디자인이 ACES를 사용하기 위한 유일한 1단 로켓이 될 것이기 때문에 스테이지 명칭은 원래의 어드밴스드 극저온 진화된 스테이지 이름으로 되돌렸다.[7]

2020년 9월, ULA는 그들이 더 이상 ACES를 적극적으로 개발하지 않는다고 발표했다.[3]

첨단 극저온 진화 단계

2015년 4월 현재 ACES는 ULA에 의해 2023년 이전에 벌컨 발사 차량에 첫 선을 보일 것으로 예상되었으나 2015년 7월에 그 기한이 2024–2025년까지 비행하지 않을 가능성이 명확해졌다.[8] 2018년 EULA는 2023년 ACES 데뷔를 다시 한번 보여주는 복수의 프레젠테이션을 했다.[9] 그러나 2019년 EULA는 ACES를 개발할 계획이었지만, 더 이상 언제가 될지에 대한 구체적인 날짜가 없다고 밝혔다.[9]

ACES는 ULA의 독점적인 차량유체(IVF) 기술을 사용하여 우주에서의 수명을 대폭 연장할 계획이었다.[10]

ACES는 직경 5.4m(18ft)의 일반 벌크헤드 추진제 탱크를 포함, 68,000kg(150,000lb)의 추진제를 실을 수 있도록 계획되었다.[11]

벌컨 센타우루스 상층부

2017년 말, ULA는 ACES 상부 스테이지의 5.4m(18ft) 직경과 첨단 절연 요소를 앞으로 가져오기로 결정했다. 새로운 계획에 따르면, 벌컨의 상위 무대는 센타우루스 V로, 두 개의 LH2/LOX RL10 엔진이 있으며, ACES에 대해 계획된 IVF 또는 기타 ACES 확장 기술도[1] 없다. ACES는 그 후 센타우루스 V와 같은 탱크 직경을 가질 것으로 예상되었지만, RL10s와 IVF가 두 개 더 추가될 수 있을 정도로 팽창(탱크 길이)되었다.[12]

2018년 5월 11일, 유나이티드 론칭 얼라이언스(ULA)는 경쟁적인 조달 절차에 따라 센타우르 V에 에어로젯 로켓디네 RL10 엔진이 선정되었다고 발표했다.[13]

통합 차량 유체

IVF 기술은 경량 내연기관을 이용해 수소와 산소 추진제 보일오프(보일러오프가스가 우주로 배출되면 보통 낭비되는 것)를 이용해 무대를 작동시킨다. 설계에는 동력 생산, 무대 자세[10][14] 유지, 추진제 탱크 자동 가압 유지 등이 포함됐다. 이러한 액체를 사용하는 것은 하이드라진 연료, 가압용 헬륨 [7][15]: 4, 5 및 차량 내 거의 모든 배터리의 필요성을 없애도록 설계되었다.

IVF는 액체 수소와 액체 산소만 전달하면 되고, 건설되면 임무 수명을 현재 수십 시간에서 며칠로 늘릴 수 있기 때문에, ULA에 의해 창고 운영에 최적화되도록 설계되었다.[1][15]: 2–4 [16]: 4

2015년 4월 현재 ACES의 IVF 시스템에 동력을 공급하기 위해 사용할 내연기관 엔진은 루쉬 레이싱에 의해 생산될 예정이었다.[7]

2016년 8월, ULA의 토리 브루노 회장 겸 CEO는 벌컨과 ACES 모두 인간 등급의 것을 의도했다고 말했다.[17]

가능한 응용 프로그램

2010년 EULA에 의해 ACES에 대한 한 가지 잠재적 적용은 근공간 청소 및 디오빗을 위해 버려진 물체를 회수할 수 있는 공간 내 연료 공급 능력을 가진 추진체 저장소로 더 긴 내구성 및 더 큰 연료 용량을 사용하는 것으로 명시되었다. 이러한 새로운 접근방식은 지구 궤도에 대한 원업/원다운 발사 면허 체계의 구현으로 저궤도 물체 포획 및 디오빗 비용을 현저하게 줄일 수 있는 기술적 전망을 제공한다.[18]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e Zegler, Frank; Kutter, Bernard (2 September 2010). Evolving to a Depot-Based Space Transportation Architecture (PDF). AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Retrieved 25 January 2011. ACES design conceptualization has been underway at ULA for many years. It leverages design features of both the Centaur and Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) upper stages and intends to supplement and perhaps replace these stages in the future. The baseline ACES will contain twice the Centaur or 4m DCSS propellant load, providing a significant performance boost compared to our existing upper stages. The baseline 41-mT propellant load is contained in a 5m diameter, common bulkhead stage that is about the same length as ULA's existing upper stages.
  2. ^ @jeff_foust (18 January 2018). "Tom Tshudy, ULA: with Vulcan we plan to maintain reliability and on-time performance of our existing rockets, but at a very affordable price. First launch mid-2020" (Tweet) – via Twitter.
  3. ^ a b Foust, Jeff (11 September 2020). "ULA studying long-term upgrades to Vulcan". Retrieved 4 March 2021. Peller described ACES as a concept that ULA is no longer actively pursuing. "We did a lot of studies, we invested in a lot of technology development to assess the feasibility of some of the innovative features of ACES", he said. "That has served us well, because a lot of that original ACES work has its fingerprints in our new version of Centaur, the Centaur 5 we're fielding with Vulcan. Those studies five, eight years ago certainly served us well, and it put us on a good path forward here for the evolution of our upper stages. We will continue to evolve our upper stage to meet the needs of the market going forward".
  4. ^ LeBar, J. F.; Cady, E. C. (2006). "The Advanced Cryogenic Evolved Stage (ACES) - A Low-Cost, Low-Risk Approach to Space Exploration Launch" (PDF). Retrieved 2 January 2016.
  5. ^ 2006: Centaur Extensibility For Long Duration, Gerard Szatkoski, et al., NASA/KSC 및 록히드 마틴 우주 시스템 회사(AIAA Space 2006 Conference Paper No. 60196)는 2015년 10월 20일에 액세스했다.
  6. ^ 2005: Atlas Centaur의 장기적 공간 내 애플리케이션 확장성, Bernard F. 커터, 프랭크 제글러, 외 록히드 마틴 우주 시스템 회사(AIAA 2005-6738), 2015년 10월 20일에 액세스
  7. ^ a b c d Gruss, Mike (13 April 2015). "ULA's Vulcan Rocket To be Rolled out in Stages". SpaceNews. Retrieved 18 April 2015.
  8. ^ Bruno, Tory (28 July 2015). "@MrMonster911 @PopSci @ulalaunch enabler will be ACES, our ultra long duration upper stage. Planned to fly in the 2024-5 time frame". twitter.com. Retrieved 11 August 2017.
  9. ^ a b Henry, Caleb (20 November 2019). "ULA gets vague on Vulcan upgrade timeline". SpaceNews. Retrieved 26 November 2019. The increased capability of the upper stage is somewhere in there in the future
  10. ^ a b Ray, Justin (14 April 2015). "ULA chief explains reusability and innovation of new rocket". Spaceflight Now. Retrieved 18 April 2015.
  11. ^ "2-1 Transportation & Propellant Resources in the Cislunar Economy-Kutter.pdf" (PDF). 12 June 2018. Retrieved 20 January 2019.
  12. ^ "ULA's Vulcan Centaur Cutaway Poster" (PDF). ULA. Retrieved 7 November 2019.
  13. ^ "United Launch Alliance Selects Aerojet Rocketdyne's RL10 Engine". ULA. 11 May 2018. Retrieved 13 May 2018.
  14. ^ Boyle, Alan (13 April 2015). "United Launch Alliance Boldly Names Its Next Rocket: Vulcan!". NBC News. Retrieved 18 April 2015.
  15. ^ a b Barr, Jonathan (2015). ACES Stage Concept: Higher Performance, New Capabilities, at a Lower Recurring Cost (PDF). AIAA SPACE 2015 Conference & Exposition. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Archived from the original (PDF) on 13 March 2016. Retrieved 18 March 2016.
  16. ^ Barr, Jonathan; Kutter, Bernard (2010). Phase 2 EELV - An Old Configuration Option with New Relevance to Future Heavy Lift Cargo (PDF). AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Retrieved 17 April 2016.
  17. ^ Tory Bruno. ""@A_M_Swallow @ULA_ACES We intend to human rate Vulcan/ACES"". twitter.com. Retrieved 30 August 2016.
  18. ^ Zegler, Frank (2 September 2010). "Evolving to a Depot-Based Space Transportation Architecture" (PDF). United Launch Alliance. pp. 13–14. Archived (PDF) from the original on 20 October 2011. Retrieved 25 January 2011. for disposing of these obsolete or derelict spacecraft all [approaches] involve the expenditure of substantially more delta V than what has been traditional. It may well be required that old spacecraft be removed at the same time new spacecraft are being emplaced. ... [this architecture] anticipates the task of removing derelict spacecraft by providing an infrastructure to permit these high ΔV missions and enables the likely new paradigm of removing a spacecraft for each one deployed.

외부 링크