Misión de referencia de diseño de la NASA 3.0

La Misión de Referencia de Diseño 3.0 de la NASA fue un estudio de la NASA para una misión espacial humana al planeta Marte en la década de 1990. Era un plan para una arquitectura de exploración humana para Marte y se publicó en 1998 como un anexo a los primeros planes de diseño publicados en 1994. El plan es para una serie de lanzamientos múltiples para enviar varios equipos de transpiración espacial, hardware de exploración de superficie y tripulación humana a Marte, y para regresar a la tripulación a la Tierra a principios del siglo XXI. Se exploran varias tecnologías para lanzar las cargas útiles al espacio, enviarlas a Marte y reducir el peso general de la misión mediante varias tecnologías o técnicas, incluidas la nuclear, la solar, el aerofrenado y el uso de recursos in situ.

El estudio fue realizado por el Equipo de Exploración de Marte de la NASA en el Centro Espacial Johnson (JSC) de la NASA en la década de 1990. El personal que representaba a varios centros de campo de la NASA formuló una "Misión de Referencia" que abordaba la exploración humana de Marte. El plan describe las primeras misiones humanas a Marte con el concepto de operaciones y tecnologías que se utilizarán como un primer paso en la arquitectura. La arquitectura para la Misión de Referencia a Marte se basa en trabajos anteriores, principalmente en el trabajo del Grupo de Síntesis (1991) y los conceptos de Robert Zubrin (1991) para el uso de propulsores derivados de la atmósfera marciana. El propósito principal de la Misión de Referencia fue estimular la reflexión y el desarrollo de enfoques alternativos que puedan mejorar la eficacia, reducir los riesgos y reducir los costos. Se pueden realizar mejoras en varios niveles; por ejemplo, en los niveles de arquitectura, misión y sistema.

El informe de la Misión de Referencia Versión 3.0 afirma:

A partir del trabajo de la Misión de Referencia original (Versión 1.0), ^[1] la estrategia para la exploración humana de Marte ha evolucionado desde su forma original a una de masa reducida del sistema, uso de un vehículo de lanzamiento más pequeño y razonable, y uso de tecnología más actual. Las medidas que ha tomado el Equipo de Exploración están motivadas por la necesidad de reducir la masa de los vuelos de entrega de carga útil, así como el costo total de la misión, sin introducir riesgos adicionales para la misión. Al eliminar la necesidad de un gran vehículo de lanzamiento de carga pesada y suprimir el vuelo redundante de entrega de hábitat en la Versión 3.0, se eliminaron dos lanzamientos desde la Tierra. El resultado neto es una Misión de Referencia de la Versión 3.0 actual que requiere una masa inyectada de aproximadamente la mitad de la de la Misión de Referencia de 1993/94. ^{[2] : 28}

El objetivo del plan de referencia, incluida la actualización 3.0, es proporcionar una plantilla para una variedad de propósitos tecnológicos y de planificación de misiones a Marte, y también estimular la reflexión y otras ideas para misiones a Marte en la "comunidad de exploración y más allá". ^{[2] : 1}

Lista: ^[2]

• Vehículos de carga
• Vehículos pilotados
• Módulo de aterrizaje en la superficie de Marte
• Hábitat de superficie inflable
• Vehículo de lanzamiento Magnum
• Estudios de propulsión incluyendo
  • Cohete nuclear térmico
  • Energía solar eléctrica
• Vehículo de retorno a la Tierra
• Freno aerodinámico en Marte
• Recurso in situ
• Varios Otros artículos

El DRM 3.0 cubrió o abordó una amplia variedad de conceptos de instituciones, vehículos y misiones que se exploran o analizan más a fondo. ^[2]

Ejemplos: ^{[2] : 17–27}

• Vehículo de lanzamiento prescindible evolucionado (EELV)
• Vehículo de entrada a la Tierra
• Unidad de movilidad EVA
• Módulo de propulsión eléctrica
• Vehículo de retorno a la Tierra
• Actividad extra vehicular
• Hábitat de Marte
• Vehículo de lanzamiento de carga pesada
• Masa inicial en órbita terrestre baja
• Utilización de recursos in situ
• Potenciador líquido Fly Back
• Sistema de soporte vital
• Vehículo de ascenso a Marte
• Vehículo de traslado a Marte
• Propulsión térmica nuclear
• Cohete nuclear térmico
• Vehículo de investigación de control presurizado
• Gestión y distribución de energía
• Panel fotovoltaico
• Sistema de control de reacción
• Vehículo derivado del transbordador
• Propulsión eléctrica solar
• Sistema de transporte espacial
• Hábitat de tránsito
• Sistema de protección térmica

Instituciones

• Centro de investigación Ames
• Centro Marshall de Vuelos Espaciales
• Laboratorio de propulsión a chorro
• Centro Espacial Johnson
• Centro Espacial Kennedy
• Centro de investigación de Langley
• Centro de Investigación Lewis (posteriormente rebautizado como Centro de Investigación Glenn)

La infografía destaca una posible secuencia de lanzamientos a Marte y el diseño general. A la izquierda se muestra una secuencia de lanzamientos que enviarían elementos de la misión a Marte y a la derecha se muestra cómo se utilizan. ^[3] Un componente importante que se envió es el vehículo de regreso a la Tierra, que utilizaría el aerofrenado para entrar en la órbita de Marte. A continuación, un módulo de aterrizaje de carga en Marte llevaría hardware importante a la superficie de Marte que también utilizaría el aerofrenado. Finalmente, la tripulación aterrizaría en la superficie y utilizaría el hardware preposicionado para llevar a cabo la misión y luego regresaría a la Tierra. Este plan utilizaría la producción in situ de combustible para la etapa de ascenso a Marte de la tripulación que regresa. Tanto la aerocaptura como la producción de recursos in situ fueron métodos para reducir el peso total del lanzamiento del plan de la misión.

• Exploración de Marte
• Marte directo
• Libro de Marte
• Lista de planes de misiones tripuladas a Marte

• Sitio de exploración de JSC
• Adenda (actualización) a Exploración humana de Marte: La misión de referencia del equipo de estudio de exploración de Marte de la NASA, 1998, Oficina de exploración de la NASA JSC (Misión de referencia a Marte - DRM 3.0)
• Diseño de una misión tripulada internacional a Marte, a partir del proyecto de diseño de la Universidad Internacional del Espacio (ISU) de 1991 (Mendell, Wendell)
• Estrategias de exploración de Marte: un programa de referencia y una comparación de arquitecturas alternativas
• Misión de referencia de diseño 3.0 (Astronautix)
• Exploración humana de Marte: la misión de referencia del equipo de estudio de exploración de Marte de la NASA
• NASA TP 2001-209371: Misión de referencia a la superficie de Marte: descripción de las actividades humanas y robóticas en la superficie
• Stoffel, Wilhelm y Wendell Mendell, "Un modelo organizativo para una misión internacional a Marte", del Proyecto de diseño de la Universidad Internacional del Espacio (ISU) de 1991
• Weaver, David B. y Michael B. Duke, "Estrategias de exploración de Marte: un programa de referencia y comparación de arquitecturas alternativas", Documento de conferencia AIAA 93-4212, (1993)
• Weaver, David B., Michael B. Duke y Barney B. Roberts, "Estrategias de exploración de Marte: una misión de diseño de referencia", Documento de conferencia IAF 93-Q.1.383 (1993)

• Archivo de artículos de la Mars Society
• Resumen en formato PDF de los documentos de la Mars Society
• Biblioteca de referencia sobre diseño de naves espaciales