Mientras la Nasa avanza en la producción de naves espaciales Orion para las distintas misiones Artemisa, la Agencia Espacial Europea (ESA) ha firmado un contrato con Airbus para la construcción de tres módulos de servicio europeos adicionales para las misiones posteriores a Artemisa III.
El módulo de servicio de Artemisa III se está integrando actualmente en Bremen, Alemania, con componentes y hardware fabricados y suministrados por empresas de 10 países de Europa y Estados Unidos. Durante la próxima década, la nave espacial Orion de la Nasa llevará astronautas durante las misiones Artemisa a la Luna para ayudar a prepararse para las misiones humanas a Marte. El trabajo en la nave espacial para Artemisa I está casi terminado, Artemisa II está en marcha y la Nasa está progresando en vehículos para las misiones posteriores.
La Nasa completó recientemente la soldadura en el recipiente a presión Orion de la misión Artemisa III, el marco subyacente de la cápsula hermética para astronautas llamada módulo de tripulación. Esta estructura es la primera pieza importante de hardware en la fase de producción de Orion con el contratista principal, Lockheed Martin.
«La Nasa está cambiando su enfoque de la fase de desarrollo a la fase de producción de la nave espacial Orion para permitir una presencia a largo plazo en la Luna y sus alrededores», dijo Cathy Koerner, directora del programa Orion.
La fase de desarrollo, llamada diseño, desarrollo, prueba y evaluación (DDT & E) es cuando se definen los requisitos de Orion, el diseño se somete a revisión y refinamiento, y la nave espacial y sus sistemas pasan por pruebas rigurosas.
“Todas las pruebas intensivas que hemos realizado han demostrado el diseño de la estructura de Orion”, dijo Stu McClung, jefe de personal del programa, planificación y control de Orion. «Una estructura bien entendida y definida nos da una gran confianza para avanzar a la fase de producción».
Cada componente de Orion se ha sometido a pruebas exhaustivas desde el comienzo de DDT & E para preparar a Orion para esta transición. Esto incluye Exploration Flight Test-1, la primera prueba de vuelo de Orion en 2014 que demostró su valía espacial en una órbita terrestre alta, y probó el escudo térmico de la nave espacial durante la entrada a la atmósfera terrestre y los sistemas de recuperación de la cápsula.
La Nasa también ha completado con éxito las pruebas del sistema de paracaídas de Orion, así como el sistema de aborto de lanzamiento con dos pruebas de vuelo conocidas como Pad Abort-1 y Ascent Abort-2. Las pruebas de entornos espaciales simulados también verificaron que los sistemas de Orion funcionarán como se espera durante las misiones de Artemisa, entre otras innumerables pruebas de la nave espacial.
La fase DDT & E concluirá oficialmente con la misión Artemisa II, el primer vuelo de prueba con tripulación. Aunque no se espera que los cambios estructurales en el vehículo provengan de Artemisa I y II, los resultados de la misión pueden generar cambios menores o actualizaciones en las versiones posteriores.
«A medida que volamos, aprenderemos y adaptaremos la nave espacial a las misiones según sea necesario«, dijo Paul Marshall, director asistente del programa Orion. Esto podría incluir modificar los sistemas de la tripulación o las interfaces de la tripulación para ayudar a los astronautas a realizar misiones futuras de la manera más fluida posible.
En la fase de producción, los ingenieros aplicarán mejoras al diseño de Orion para garantizar que la fabricación y el montaje sean lo más eficientes posible. Una de las muchas mejoras fue la reducción del número de piezas soldadas que componen el recipiente a presión de Orion. El diseño original del recipiente a presión tenía 33 piezas soldadas, que se simplificó a siete para Artemisa I en adelante, para mejorar la capacidad de fabricación y ahorrar kilos de exceso de peso.
Con estas siete soldaduras recientemente completadas en el recipiente a presión Artemisa III en la instalación de ensamblaje Michoud de la Nasa en Nueva Orleans, y los cambios de diseño estructural y las pruebas completadas, comienza una línea de producción más eficiente y optimizada para naves espaciales. Según el contrato de producción y operaciones de Orion (OPOC) otorgado a Lockheed Martin, la Nasa se comprometió a ordenar un mínimo de seis y un máximo de 12 naves espaciales Orion. La agencia ordenó tres naves espaciales Orion en 2019 para las misiones Artemisa III a V, y planea pedir tres cápsulas Orion adicionales en el año fiscal 2022 para las misiones Artemisa VI a VIII.
“Nuestra estrategia para pasar del diseño y desarrollo a la producción se centra en la optimización mediante la realización de cambios en varias áreas diferentes para emerger con un flujo más eficiente”, dijo Kelly DeFazio, directora de programas de operaciones de producción en Lockheed Martin.
Algunos ejemplos de optimización de la producción de Orion incluyen:
– Cambiar la estructura organizativa de los empleados de una estructura de equipo de producto grande e integrada centrada en el diseño, desarrollo y calificación, a equipos de trabajo multifuncionales más pequeños centrados en el rendimiento de la producción y la calidad del producto.
– Incorporar sistemas para identificar y abordar las limitaciones en el flujo de producción y el uso de herramientas inteligentes como la realidad aumentada en el piso de producción.
– La apertura del Centro de Navegación, Pruebas, Ensamblaje y Recursos (STAR) de Lockheed Martin en Titusville, Florida, a principios de este verano para optimizar la capacidad de fabricación.
– Reutilizar los módulos de la tripulación de Orion y los sistemas de alto valor, combinados con la capacidad de comprar material y componentes a granel, lo que contribuye a reducciones considerables de costos en comparación con las naves espaciales producidas con DDT & E.
“Nuestro plan de producción activa eficiencias de fabricación únicas que aseguran que logremos la cadencia de misión deseada mientras generamos reducciones de costes”, dijo Marshall.
Esos ahorros le dan a la Nasa más recursos para invertir en el desarrollo de los elementos necesarios para llevar a cabo la campaña de exploración lunar en los próximos años, agregó.
“La transición a la producción brinda la oportunidad de cambiar el enfoque de la fuerza laboral de Orion para definir, implementar y ejecutar las misiones de exploración para las que Orion está diseñado para volar”, dijo Marshall.
