NASA 設計リファレンスミッション 3.0

NASA 設計基準ミッション 3.0 は、 1990 年代に火星への有人宇宙ミッションを目的としたNASA の研究です。これは火星の有人探査アーキテクチャの計画であり、1994 年に発表された初期設計計画の補足として 1998 年に発表されました。この計画は、一連の複数回の打ち上げにより、さまざまな宇宙輸送、表面探査ハードウェア、および人間の乗組員を火星に送り、21 世紀初頭に乗組員を地球に帰還させるというものです。ペイロードを宇宙に打ち上げ、火星に送り、核、太陽、エアロブレーキ、現地資源利用などのさまざまな技術や手法によってミッション全体の重量を軽減するために、さまざまな技術が検討されています。

概要

この研究は、1990 年代に NASA のジョンソン宇宙センター(JSC)の NASA 火星探査チームによって実施されました。NASA の複数のフィールドセンターを代表する人員が、火星の有人探査に取り組む「リファレンスミッション」を策定しました。この計画では、アーキテクチャの最初の切り口として使用される運用とテクノロジの概念とともに、火星への最初の有人ミッションについて説明しています。火星リファレンスミッションのアーキテクチャは、主に Synthesis Group (1991) の研究とRobert Zubrin (1991) の火星大気から得られる推進剤の使用の概念に基づく以前の作業に基づいています。リファレンスミッションの主な目的は、有効性の向上、リスクの削減、コストの削減を可能にする代替アプローチのさらなる検討と開発を促進することでした。改善は、アーキテクチャ、ミッション、システムレベルなど、いくつかのレベルで行うことができます。

リファレンスミッションバージョン3.0のレポートには次のように記載されています。

^{オリジナルのリファレンスミッション (バージョン 1.0) [1]}の成果から、火星の有人探査戦略は、システムの質量の削減、より小型で合理的な打ち上げ機の使用、より最新の技術の使用という、当初の形態から進化しました。探査チームが講じた措置は、追加のミッションリスクを招かずに、ペイロード輸送フライトの質量とミッション全体のコストを削減する必要性から生まれました。バージョン 3.0 では、大型の重量物輸送ロケットの必要性をなくし、冗長な居住地輸送フライトを削除することで、地球からの 2 回の打ち上げが不要になりました。その結果、現在のバージョン 3.0 リファレンスミッションでは、1993/94 年のリファレンスミッションの約半分の投入質量が必要です。^[2]^{: 28}

3.0アップデートを含むリファレンスプランの目的は、さまざまな火星ミッションの計画と技術目的のためのテンプレートを提供し、「探査コミュニティとそれ以降」の火星ミッションに関する考えとさらなるアイデアを刺激することです。^[2]^{: 1}

側面

リスト: ^[2]

貨物車両
有人車両
火星表面着陸機
インフレータブル表面居住空間
マグナムロケット
推進研究を含む
- 核熱ロケット
- 太陽光発電
地球帰還機
火星のエアロブレーキ
現地リソース
その他その他

ミッションアイテム

DRM 3.0では、多種多様な機関、車両、ミッションの概念が取り上げられ、さらに調査や分析が行われました。^[2]

例: ^[2]^{: 17–27}

進化型使い捨てロケット(EELV)
地球帰還機
EVAモビリティユニット
電気推進モジュール
地球帰還機
車両外活動
火星の居住地
大型ロケット
低軌道における初期質量
現場資源の活用
液体フライバックブースター
生命維持システム
火星上昇車両
火星移転車両
核熱推進
核熱ロケット
加圧制御研究車両
電力管理と配電
太陽光発電アレイ
反応制御システム
シャトル派生型車両
太陽電気推進
宇宙輸送システム
トランジットハビタット
熱保護システム

機関

ミッション計画

インフォグラフィックは、火星への打ち上げの可能な順序と全体的な設計を強調しています。左側は、火星にミッションアイテムを送る一連の打ち上げで、右側はそれらがどのように利用されるかを示しています。^[3]送られた主要なコンポーネントは、エアロブレーキを使用して火星軌道に入る地球帰還車両です。次に、貨物火星着陸船が重要なハードウェアを火星の表面に運び、これもエアロブレーキを使用します。最後に、乗組員は表面に着陸し、事前に配置されたハードウェアを使用してミッションを遂行し、地球に戻ります。この計画では、帰還乗組員の火星上昇段階で燃料をその場で生成します。エアロキャプチャと現地リソース生成はどちらも、ミッション計画の全体的な打ち上げ重量を軽減する方法でした。

参照

参考文献

^ 火星の有人探査: NASA 火星探査研究チームの基準ミッション (レポート)。NASA JSC 探査オフィス (火星基準ミッション - DRM 1.0)。1997 年。
^ abcde Drake, Bret U. Reference Mission Version 3.0、火星の有人探査への補遺: NASA火星探査研究チームの Reference Mission (PDF) (レポート). NASA. 2007年7月14日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2023年1月30日閲覧。
^ 「NASAのDRMのイラスト（出典：Mars Society）」Mars Society . 2023年1月30日閲覧。

外部リンク

NASA 設計基準ミッション

JSC探査サイト
火星の有人探査の補遺（更新）：NASA 火星探査研究チームの参照ミッション、1998 年、NASA JSC 探査オフィス（火星参照ミッション - DRM 3.0）
国際有人火星ミッションのミッション設計、1991 年国際宇宙大学 (ISU) 設計プロジェクトより (メンデル、ウェンデル)
火星探査戦略: 参考プログラムと代替アーキテクチャの比較
設計リファレンスミッション 3.0 (Astronautix)
火星の有人探査: NASA 火星探査研究チームの参考ミッション
NASA TP 2001-209371: 火星表面参照ミッション: 人間とロボットによる表面活動の説明
ストッフェル、ウィルヘルム、ウェンデル・メンデル、「国際火星ミッションの組織モデル」、1991 年国際宇宙大学 (ISU) 設計プロジェクトより
ウィーバー、デビッド B.、マイケル B. デューク、「火星探査戦略: 参照プログラムと代替アーキテクチャの比較」、カンファレンスペーパー AIAA 93-4212、(1993)
ウィーバー、デビッド B.、マイケル B. デューク、バーニー B. ロバーツ、「火星探査戦略: リファレンス設計ミッション」、カンファレンスペーパー IAF 93-Q.1.383、(1993)

火星探査全般

火星協会論文アーカイブ
火星協会論文のPDF要約
宇宙船設計リファレンスライブラリ

[1] 火星の有人探査: NASA 火星探査研究チームの基準ミッション (レポート)。NASA JSC 探査オフィス (火星基準ミッション - DRM 1.0)。1997 年。

[refm3-2] Drake, Bret U. Reference Mission Version 3.0、火星の有人探査への補遺: NASA火星探査研究チームの Reference Mission (PDF) (レポート). NASA. 2007年7月14日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2023年1月30日閲覧。

[3] 「NASAのDRMのイラスト（出典：Mars Society）」Mars Society . 2023年1月30日閲覧。