В США уже более 10 лет разрабатывается новый пилотируемый корабль – «Орион» (Orion). Несмотря на многочисленные и регулярные сдвиги в расписании, дата его первого полета к Луне приближается. Сейчас старт сверхтяжелой ракеты SLS с кораблем «Орион» без экипажа на борту – эта миссия известна как EM-1 (Exploration Mission 1, Исследовательская миссия №1) – назначен на середину 2020 года. Между тем, НАСА все еще продолжает пересматривать и уточнять параметры этой миссии.

Формально, полет «Ориона» через два года не будет для него первым. В декабре 2014 года состоялась миссия EFT-1, в ходе которой на орбиту Земли был запущен командный модуль корабля с макетом служебного отсека. В миссии EM-1 капсула будет существенно доработана, и также получит полностью готовый летный образец служебного модуля, который называется ESM (European Service Module). Разработкой последнего по контракту между ЕКА и НАСА занимается компания Airbus Defense and Space.

Согласно плану миссии, «Орион» выполнит полет по дальней ретроградной орбите Луны. Вся экспедиция продлится либо 26-27 (короткий вариант), либо 38-42 (длинный вариант) суток. Период обращения корабля по орбите спутника Земли составит 12 суток. В случае короткого варианта он выполнит всего половину витка по этой орбите, а в шестинедельном варианте миссии, соответственно, полтора витка. Этот вариант миссии был добавлен для того, чтобы гарантировать посадку корабля в светлое время суток в любое время года.

Служебный модуль «Ориона» может обеспечить длительность автономного полета с астронавтами на борту не более 21 суток. Максимальная длительность полета в беспилотном режиме – 210 суток.

В ходе EM-1 будет проведено несколько сотен проверок различных систем. Все тесты подразделяются на три большие группы: испытания теплозащитного щита при входе в атмосферу, вся последовательность посадки от начала до конца и функционирование всех систем в условиях открытого космоса. Lockheed Martin планирует провести интенсивные испытания двигательной системы, выполнить которые было бы невозможно в присутствии людей на борту. Задача отработки корабля в стрессовых условиях стала еще одной причиной увеличения продолжительности полета.

Разработчики также изучили возможность увеличения максимальной продолжительности полета до 1000 суток. Для этого потребуется внести несколько сравнительно простых изменений в конструкцию корабля – например, добавить третий контур уплотнителя в крышку люка, чтобы исключить даже минимальные утечки воздуха.

Поддержку миссии будет обеспечивать новый наземный комплекс управления, построенный специально для пусков SLS с пилотируемым кораблем «Орион».

На первом этапе ракета SLS выведет собственную верхнюю ступень ICPS и корабль «Орион» на опорную орбиту вокруг Земли. В конце первого витка ICPS длительным включением двигательной установки отправит корабль в полет к Луне. Через 10 минут после прекращения работы двигателей сработает пружинная система разделения, которая отправит «Орион» в автономный полет. Пружины придадут первоначальную скорость относительно верхней ступени SLS, однако для удаления от нее корабль через минуту после разделения дополнительно задействует вспомогательные двигатели.

Служебный модуль «Ориона» имеет три двигательных блока: двигатели системы управления ориентацией, применяемые также для малых коррекций скорости (RCS), вспомогательные маневровые двигатели (Aux) для большинства маневров разгона и основная орбитальная система маневрирования (OMS-E) для больших межорбитальных переходов и коррекций.

На пути к Луне в миссии EM-1 будет много возможностей для проверки разных типов двигателей. Маршевую установку OMS-E предполагается испытать через несколько часов после отделения от верхней ступени SLS. По словам Нижуд Меранси (Nujoud Merancy), руководителя анализа исследовательских миссий в Космическом Центре НАСА им. Джонсона, для коррекции ошибки выведения ICPS хватило бы вспомогательных двигателей. Однако тогда первый случай использования маршевой установки OMS-E пришелся бы на пролет корабля в тени Луны, когда связи с Землей не будет. Разработчики хотят проверить работу этих двигателей заранее. Поэтому, чтобы не исказить траекторию, включение будет выполнено вне плоскости движения. Время включения составит от 5 до 30 секунд.

Для выхода на дальнюю ретроградную орбиту будет выполнено два включения главных двигателей. Первый – при пролете за Луной в момент максимального сближения. В этой точке расстояние до поверхности Луны составит 100 км. Спустя четыре дня состоится второе включение, которое завершит переход на ретроградную орбиту. Для возвращения к Земле также потребуется два включения OMS-E.

При перелетах Земля-Луна и Луна-Земля «Орион» будет развернут солнечными батареями к Солнцу и радиаторам к глубокому космосу, однако время от времени корабль будет разворачиваться для сверки звездных датчиков. Поддержание сверхточной ориентации «Ориону» не требуется: допускается угловое отклонение от солнечной ориентации в 20 градусов. Солнечные батареи могут поддерживать ориентацию при отклонении до 40 градусов.

В 2020 году командный отсек корабля «Орион» не будет полностью готов к перевозке астронавтов. В нем будут установлены одно или два кресла для астронавтов из четырех, а также будет полностью отсутствовать система обеспечения жизнедеятельности. Вместо нее предполагается установить баллон с азотом для наддува герметичного отсека в случае разгерметизации, поскольку при посадке в нем должно быть обеспечено нормальное давление. Особой подготовки воздушной смеси не будет: аппарат отправится к Луне с тем воздухом, который останется в нем при закрытии люка на космодроме. В салоне будет находиться манекен с датчиками для оценки дозы радиации, которую получит астронавт в ходе аналогичного полета.

Помимо этого, в кабине «Ориона» будет размещена камера. Другая камера будет установлена снаружи на солнечной панели корабля. В ходе полета они передадут на Землю фотографии в высоком разрешении и видео в плохом качестве. Полные видеозаписи будут извлечены после возвращения корабля на Землю.

Ссылка: nasaspaceflight.com

Обсудить