Space Launch System

Op 11 maart 2015 testte Orbital ATK (sinds 6 juni 2018 Northrop Grumman Innovation Systems) voor het eerst de opgewaardeerde Solid Rocket Motor (SRM), de krachtigste raketmotor ooit. Tijdens deze statische horizontale test, genaamd QM-1 (QM staat voor Qualificatietest Milestone), ontbrandde de raket en blies gedurende twee minuten vuur uit. De uitstoot was zo heet dat de zandgrond achter de raket in glas veranderde. Op 28 juni 2016 volgde een soortgelijke qualificatietest, QM-2, waarbij de SRM bij andere weersomstandigheden getest werd.

In de zomer en herfst van 2015 testte Aerojet-Rocketdyne de verbeterde RS-25 hoofdmotoren. In het voorjaar van 2016 is na nog wat aangepast te hebben begonnen met eenzelfde serie tests.

Na een kritische ontwerpevaluatie werd in oktober 2015 het eindontwerp voor SLS block I en het Orion Ruimteschip voor Exploration Mission 1 (EM-1) goedgekeurd en is de definitieve bouw begonnen. Ook is duidelijk geworden dat de raket grotendeels dezelfde roestbruine kleur zal hebben die men kent van de externe tank van de Space Shuttle.

Begin 2017 kwam een test toren (structural test stand) op NASA's Marshall Space Flight Center gereed, waarin een volledige core stage geplaatst kan worden om er vervolgens met hydraulische cilinders druk op uit te oefenen die vergelijkbaar is met de druk ten gevolge van de versnelling en luchtdruk tijdens de vlucht. De eerste tests werden eind 2017 verwacht[4] maar begonnen uiteindelijk later wegens de vertragingen bij SLS-bouwer Boeing. Op 5 december 2019 werd een waterstoftank getest tot deze het zou begeven. De tank scheurde pas na vijf uur bij 260 procent van de kracht die tijdens een lancering wordt verwacht. (Tijdens een lancering wordt de core-booster ongeveer 9 minuten gebruikt)[5]

Ook is de B-2-testinstallatie in het Stennis Space Center gerenoveerd en aangepast om de complete Core stage te kunnen testen, waarbij alle vier RS-25-motoren worden gestart. Deze werd eerder gebruikt voor de Saturnus V, Space Shuttles en Delta IV-raketten.

Op diverse plaatsen in de Verenigde Staten worden al onderdelen van de eerste SLS-raket gemaakt en/of getest. Hieronder zijn de aangepaste RS-25 motoren van Aerojet-Rocketdyne, de aangepaste Solid Rocket Boosters van Orbital ATK. De eerste en tweede trap van de raket worden in NASA's Michau-constructiefabriek gebouwd. Boeing, dat ook het basisontwerp maakte, heeft daarbij de leiding. Ook de verbeterde Orion capsule voor EM-1 is anno februari 2016 in aanbouw. In mei 2017 ging de onderkant van een in aanbouw zijnde testuitvoering van een zuurstoftank verloren doordat die viel[6][7].

In januari 2017 werd het basis ontwerp voor de Exploration Upper Stage (EUS), een krachtiger tweede trap, na een preliminary design review goedgekeurd. NASA wilde anders dan waar eerder vanuit werd gegaan deze tweede trap al bij de eerste bemande vlucht (EM-2) gebruiken. Ze wilden liever geen 100 miljoen dollar uittrekken voor een human rated (goedgekeurd voor bemande vluchten) versie van de interim upper stage om die vervolgens maar een keer te gebruiken. De Exploration Upper Stage zal worden gebruikt op de uitvoeringen Block IB en Block II. Deze goedkeuring houdt in dat nu diverse onderdelen voor de EUS gebouwd en getest worden Voor de daadwerkelijke bouw moeten het EUS-ontwerp en testresultaten nog een keer geëvalueerd worden in de zogenaamde Critical Design Review de voortstuwing van de EUS gebeurd door een viertal RL10-raketmotoren[8]. De eerste lancering van de Block-1B variant van het SLS werd in 2024 verwacht.[9] De ontwikkeling is echter vertraagd en de eerste drie vluchten worden met een SLS Block I uitgevoerd.

Uiteindelijk moeten er in de late jaren 2020 ook krachtiger boosters (Advanced Boosters) komen voor de Block II-variant. Northrop Grumman heeft daarvoor plannen voorgesteld om de Common Booster Segments van de OmegA-raket die het bedrijf ontwikkelt daarvoor te gebruiken. Dit zijn vaste brandstofboosters die uit lichter composietmateriaal worden vervaardigd dan de stalen boostersegmenten die overbleven van de Spaceshuttle. Eerder waren er ook plannen van Aerojet Rocketdyne om boosters te ontwikkelen met een nieuwe vloeibarebrandstofmotor, de F1-B, die op de F1-motor van de Saturnus V gebaseerd zou worden.

De plannen voor de doorontwikkeling staan per maart 2019 op de tocht. Het congres heeft de financiering van het SLS voor 2020 zodanig teruggeschroefd dat de ontwikkeling van de Exploration Upperstage waarschijnlijk komt stil te liggen. De Exploration Upperstage is echter essentieel voor het Artemisprogramma waarmee de regering Trump vanaf 2024 mensen op de Maan wil plaatsen.

Op 8 november 2019 werd de eerste Core-stage voltooid en kon begonnen worden naar de green run test toe te werken waarbij uiteindelijk de vier RS-25-motoren gedurende acht minuten worden ontstoken in een test installatie op het Stennis Space Center in Mississippi. Er werd van een plan om tijd te winnen door de green run op het lanceerplatform uit te voeren afgezien. Op 31 januari 2020 werd de eerste test van de green run test uitgevoerd.[10] Door de COVID-19-crisis moest NASA op 19 maart 2020 de Green Run-test opschorten.[11]

Het SLS wordt net als de Space Shuttle, de Saturnus IB en Saturnus V op het Kennedy Space Center geassembleerd en gelanceerd.

Anders dan eerder zijn de lanceercomplexen 39A en 39B niet meer identiek aan elkaar. LC-39A is verhuurd aan SpaceX dat het verbouwde waardoor het niet meer geschikt is voor NASA’s mobiele lanceerplatforms. LC-39B is ontdaan van Spaceshuttle gerelateerde hardware en weer een “Clean Pad” geworden zoals het tijdens het Apollo programma was. Complex 39B zal dan ook de plaats zijn waar NASA het SLS zal lanceren. Ook andere (commerciële) raketten kunnen daar vanaf een mobiel platform worden gelanceerd.

High Bay-3 van het Vehicle Assembly Building (VAB) is gevuld met tien werkverdiepingen die perfect om een Block-I uitvoering passen. Het VAB is ook grondig gerestaureerd.

Het mobiele lanceerplatform met daarop de lanceertoren in 2014 voor het aanbrengen van de umbilical-armen

Het mobiele lanceerplatform MLP-1 was in 2011 grotendeels aangepast voor de Ares-1. Hiervoor was een lanceertoren op dit MLP geplaatst en waren de drie vuurgaten van de spaceshuttle vervangen door een vuurgat. Nadat deze was geannuleerd en het ontwerp voor SLS/Orion werd aangenomen werd dit platform wederom aangepast voor de SLS Block-1 variant. De lanceertoren kon blijven, maar moest intern volledig gestript en heringericht worden. Ook kwamen er drie op maat gemaakte vuurgaten.

Het SLS wordt met het mobiele lanceerplatform van het VAB naar LC-39B vervoerd door de Crawler-transporter CT-2. Deze is gerestaureerd en geüpgrade tot een Super Crawler Transporter. Door extra verstevigingen is CT-2 in staat om het SLS dat zwaarder is dan eerdere raketten te vervoeren.

In februari 2018 maakte NASA bekend dat de lanceertoren enigszins uit het lood staat. Dit is een gevolg van de verbouwing van Ares I naar SLS-platform. Dit levert verder geen gevaar op en er hoeft ook geen correctie te worden aangebracht[12]. In de zomer van 2018 werden de umbilicals ("navelstrengen") en de toegangsarm aan de toren bevestigd en getest. Begin september 2018 werd het platform door CT-2 naar LC-39B gereden voor een koppelingstest. Daarna werd het naar het VAB gebracht en daar naar binnen gereden voor verdere koppelingstests.

Het plan was aanvankelijk om na vlucht EM-1 het mobiele lanceerplatform wederom aan te passen voor de Block IB configuratie die zo’n 15 meter hoger is. Hiervoor moesten dan wederom alle leidingen en bedrading worden vervangen, een klus die 33 maanden in beslag neemt.

Eind 2017 overwoog NASA voor de zwaardere versies van het SLS (Block IB en Block 2) een andere MLP te bouwen. Het upgraden van MLP-1 dat voor de SLS-Block-I is ingericht zou veel tijd in beslag nemen. Dit zou betekenen dat er tussentijds geen Block-I lanceringen kunnen plaatsvinden. Ook zou een nieuw platform eerder klaar kunnen zijn waardoor een Block IB lancering mogelijk eerder zou kunnen plaatsvinden. Dit zou vertragingen voor de Europa-Clipper die waarschijnlijk met SLS gelanceerd wordt kunnen bespoedigen. NASA besloot echter in eerste instantie het oude plan aan te houden omdat er voor een tweede platform geen geld beschikbaar was. Op 23 maart 2018 besloot het Congress echter 350 miljoen dollar meer aan NASA toe te wijzen dan NASA had gevraagd om daarmee toch een tweede lanceerplatform te bouwen[13]. Het is onduidelijk of hiervoor dan MLP-2 of een volledig nieuw MLP gebruikt gaat worden[14].

De voor het SLS aangepaste Pegasus.

Ook is de Pegasus, het overkapte dekponton waarop men eerder de externe tanks van de Spaceshuttle vanuit New Orleans naar het Kennedy Space Center vervoerde verlengd waardoor ook de eerste trap van het SLS erin past.

In een rapportage van NASA uit oktober 2018 waarvoor de vertragingen in de ontwikkeling van het SLS werden onderzocht kreeg hoofdaannemer Boeing een flinke veeg uit de pan. Met name de bouw core-stage die door Boeing zelf gebouwd wordt was vertraagd. En de testinstallatie voor de core stage zou pas kort voor de geplande lancering gereed zijn terwijl het te verwachten is dat bij die tests nog problemen opduiken. Realistisch gezien is een lancering in 2019 of 2020 onhaalbaar en zou het SLS dus pas in 2021 zijn debuutvlucht kunnen maken. Rond het uitkomen van dit rapport werd ook de ontwikkeling van de Exploration Upperstage voor ten minste 100 dagen stilgelegd.

De SLS/Orion-adapterring met 13 cubesats.

Artemis I (voor mei 2019 Exploration Mission 1 of EM-1) wordt - hoewel de officiële doeldatum nog steeds juni 2020 is - in 2021 verwacht. Eerder stond EM-1 gepland voor 2016 maar dit werd steeds verder vertraagd door problemen bij de ontwikkeling van het SLS. EM-1 wordt een onbemande testvlucht rond de Maan uitgevoerd met het Orion-ruimteschip. Hiervoor wordt de SLS Block I-configuratie gebruikt. Tevens zullen er dertien CubeSats meeliften op deze vlucht. Deze CubeSats, die tussen de Orion en de tweede trap zitten, zullen enige tijd na het loslaten van Orion worden losgelaten[15]. Op 7 maart 2017 kwam de interim-upperstage voor deze missie aan op het Kennedy Space Center[16].

De vier RS-25 motoren voor deze missie zijn inmiddels getest en gekwalificeerd en klaar om geïntegreerd te worden[17].

Op 15 februari 2017 verzond waarnemend NASA-administrator Robert Lightfoot een memo waarin hij een onderzoek naar de mogelijkheid van het bemannen van vlucht EM-1 gelaste. Dit zou EM-1 vertragen maar missie EM-2 overbodig maken. Dit is echter niet onomstreden en geeft aan dat de regering Trump bereid lijkt te zijn meer risico te nemen en de zaken te versnellen[18]. Bemanning op vlucht EM-1 zou volgens Bill Gerstenmaier alleen zin hebben als de vlucht uiterlijk in 2019 zou plaatsvinden. De missie zou dan 8 tot 9 dagen duren en een vergelijkbare baan volgen als Apollo 8. Op 12 mei 2017 werd bekend gemaakt dat EM-1 onbemand blijft[19].

Op 15 februari 2017 werd door afgevaardigde Robert Aderholt voorgesteld de raket van vlucht EM-1 te vernoemen naar Eugene Cernan, de laatste mens die op het maanoppervlak liep en enkele weken eerder overleed. De raket zou dan Cernan 1 gaan heten[20][21]. Doordat de tekst van het voorstel voor meerdere interpretaties vatbaar was, was er korte tijd verwarring over of deze hernoeming voor het SLS of slechts voor de eerste raket gold. Het bleek om het laatste te gaan.

Op 13 maart 2019 zei NASA-directeur Jim Bridenstine dat hij een onderzoek had gelast naar de mogelijkheid EM1 met twee commerciële raketten te lanceren om de vertragingen van SLS op te vangen en EM1 alsnog in 2020 te kunnen lanceren. Boeing kwam daarop met het plan de green run, de statische start-test van de eerste trap op het lanceerplatform in plaats van op de testinstallatie van het Stennis Space Center uit te voeren. Hiermee wordt een logistieke barrière overgeslagen en tijd bespaard. De statische start waarbij alle vier motoren gestart worden zal op het lanceerplatform vijf seconden duren in plaats van acht seconden op het Stennis Space Center. Eind april 2019 besloot NASA op aandringen van het Aerospace Safety Advisory Panel toch voor de uitvoering van de Green Run op Stennis te gaan.

Artemis II (voorheen Exploration Mission-2 of EM-2) is de eerste bemande missie van SLS en Orion en staat gepland voor 2023. Eerder werd gewerkt naar een lancering in 2021. In de zomer van 2015 zei NASA rekening te houden met vertraging tot 2023, als gevolg van te lage budgettering door de Amerikaanse overheid. Dit leek te zijn afgewend. Anno januari 2017 stond EM-2 nog steeds voor 2021 gepland. NASA had toen echter het plan opgevat om daarvoor niet langer een Block I, maar een Block IB te gebruiken. De versnelde ontwikkeling bespaart op de langere duur kosten omdat de Interim Upperstage van de Block I-configuratie dan niet voor bemande vluchten hoeft te worden aangepast en goedgekeurd. De vertragingen voor vlucht EM-1 vertraagden ook EM-2. In 2018 werd besloten EM-2 toch weer met een SLS-Block I te lanceren. Dit kan doordat het platform voor Block-I lanceringen beschikbaar blijft omdat er een tweede platform wordt gebouwd.

Europa Multiple-Flyby Mission (EMFM), ook bekend als Europa Clipper (naam van de ruimtesonde), is een onbemande vlucht die staat gepland voor 2022 waarbij een ruimtesonde naar Jupiters maan Europa wordt gelanceerd. Eerder was ook lancering met een Atlas V-draagraket overwogen. Door de bouw van een tweede mobiel lanceerplatform zal deze vlucht vrijwel zeker door een SLS-Block I worden gelanceerd. Het is dan waarschijnlijk de tweede SLS lancering. Het voordeel van SLS voor deze missie is dat de raket op eigen kracht veel meer snelheid kan bereiken waardoor er geen zwaartekrachtslinger nodig is en dus tijd bespaard wordt. Eerder was de Block IB de waarschijnlijke configuratie omdat er met de oude plannen in 2022 geen lanceerplatform voor de Block I-configuratie meer zou zijn. Lancering in 2022 zou in dat geval niet haalbaar zijn geweest.

Artemis III wordt verwacht in 2024. De vlucht zal een bemande Orion in de ruimte brengen waarvan de bemanning overstapt in een ruimtehabitat. Vanuit die habitat wordt overgestapt in een maanlander waarmee op de zuidpool van de maan wordt geland. Voordat het Artemisprogramma werd opgestart zou EM-3 nog geen maanlander bevatten.