Американское космическое агентство вплотную приблизилось к этапу отработки ключевых технологий, необходимых для возвращения человека на Луну. В рамках программы «Артемида» запланирована масштабная орбитальная репетиция, которая состоится в 2027 году. В ходе демонстрационной миссии «Артемида III» экипажи, находящиеся как в космосе, так и на Земле, займутся отработкой операций по сближению и стыковке между кораблем «Орион» и лунными посадочными модулями, созданными частными компаниями. Сведения, полученные во время этой миссии, вкупе с данными будущих беспилотных испытаний в окрестностях Луны, позволят НАСА существенно повысить уровень безопасности астронавтов и минимизировать потенциальные риски до того, как запланированная высадка экипажа на лунную поверхность состоится в 2028 году.
Два коммерческих гиганта присоединяются к программе
НАСА заключило партнерские соглашения с компаниями SpaceX и Blue Origin, которые занимаются разработкой систем приземления человека. Эти системы предназначены для транспортировки астронавтов с лунной орбиты на поверхность спутника и обратно. Для миссии «Артемида III» обе компании предоставят тестовые версии своих посадочных модулей, которые, будучи прототипами, послужат основой для создания аппаратов, рассчитанных на пилотируемые полеты. Коммерческие ракеты-носители доставят два таких прототипа на орбиту. Сами же астронавты миссии «Артемида III» отправятся на низкую околоземную орбиту по отдельности на борту корабля «Орион», который будет запущен с помощью ракеты-носителя SLS (Space Launch System).
Инженеры НАСА работают в тесном контакте с поставщиками систем посадки, определяя технические задачи и возможности для «Артемиды III». По мере приближения даты старта SpaceX и Blue Origin уточняют свои планы, исходя из доступного оборудования и возможностей каждого космического корабля. SpaceX, в частности, рассчитывает запустить версию 3 — новейшую модификацию системы Starship, которая станет фундаментом для будущего Starship HLS. В свою очередь, Blue Origin планирует провести испытания кабины экипажа, созданной для их системы посадки. Обе компании намерены использовать эту миссию для извлечения уроков, которые помогут в дальнейшей отработке как беспилотных, так и пилотируемых полетов на Луну.
«Каждый поставщик системы приземления человека применил свой подход к миссии «Артемида III», — отметил Стив Крич, руководитель программы системы приземления человека в Центре космических полетов Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама. — В обычном счете SpaceX и Blue Origin выдвинули список агрессивных целей и задач, необходимых для завершения предстоящих беспилотных демонстрационных миссий на Луну, чтобы мы могли получить понимание и доверие к космическим кораблям и ракетам-носителям до приземления с экипажем. Проекты прототипов посадочного модуля служат для дальнейшего прогресса в разработке и будут продолжены в следующем году».
Blue Origin протестирует кабину для экипажа
Тестовый посадочный модуль Blue Moon от Blue Origin будет базироваться на текущей архитектуре модуля для экипажа Mark 2. Он включит в себя авионику, полетное программное обеспечение и системы управления, необходимые для того, чтобы демонстрация была актуальной для будущих операций на Луне с экипажем. До двух астронавтов «Артемиды III», облаченных в оранжевые костюмы системы жизнеобеспечения корабля «Орион», откроют люк и войдут в испытательный модуль Blue Origin. Финальная версия с экипажем потребует многих из тех же систем и подсистем, включая систему экологического контроля и жизнеобеспечения (ECLSS), кабину экипажа и авионику. Космический корабль Blue Origin также будет нести инструментальный имитатор массы скафандра для работы на лунной поверхности. Аналогично манекену, летавшему на борту «Ориона» во время беспилотной миссии «Артемида I», этот симулятор отправит обратно информацию о первых условиях внутри кабины Blue Moon.
Starship состыкуется нос к носу с «Орионом»
Тестовая статья SpaceX основана на Starship версии 3, который в настоящее время строится и испытывается. В носовой части 171-футового (52-метрового) космического корабля будет установлена стыковочная система. Эта конфигурация позволит НАСА и SpaceX изучить, как «Орион» и испытательный аппарат Starship будут вести себя как единый соединяемый космический корабль. Команды также проведут испытания, связанные с коммуникацией и управлением космическими кораблями. Астронавты «Артемиды III» останутся внутри «Ориона» и не войдут в прототип Starship. Три мощные ракеты-носителя задействованы в этой сложной орбитальной репетиции, которая станет важнейшим шагом на пути к возвращению человека на Луну.
ы будут запущены в последовательном режиме
НАСА, SpaceX и Blue Origin планируют три запуска самых мощных ракет в мире на относительно короткий период. В рамках Кадрового изображения проверены стартовые экипажи, наземные системы обработки данных, объекты, центры управления, сетевые соединения и данные обмена на нескольких крупных объектах в соединениях США.
«Орион» выполняет два проекта по последовательности сближения и стыковки, по одному с каждым прототипом посадочной модуляции. После завершения испытаний астронавты «Артемиды III» повернутся на Землю на борту «Ориона» и благополучно приводнятся.
«Артемида III будет тщательно поставленным танцем с постоянным запуском через несколько стартовых площадок и столь же требовательными операциями для наших наземных и летных экипажей, что сделает эту миссию из одной самой сложной и амбиозной миссии, которую когда-либо предпринимало НАСА», — сказал он. Сказал Джереми Парсонс, менеджер программы Artemis. «Демонстрационная миссия готовит почву для нашего следующего гигантского скачка. Опыт НАСА в области системного проектирования и руководства, а также запусков и операций на низкой околоземной орбите в миссии».
Повторение последующих миссий двойного запуска
В уменьшении миссий на Луну экипаж НАСА и один из его коммерческих партнеров будут использовать «кампанию двойного запуска». Лунный посадочный модуль сначала будет выведен на орбиту, где будет ждать астронавтов, прибывших на борт «Ориона» после запуска на SLS.
Последовательная отправка трех ракет в космос во время «Артемиды III» даст НАСА и ее партнерам необычную возможность попрактиковаться в подготовке к запуску и выборе времени работы, необходимой для построения будущей миссии.
Ожидается, что первым будет запущен тестовый посадочный модуль Blue Origin. Он сможет оставаться на орбите до 30 дней, чтобы дать нам время осмотреть и протестировать космический корабль перед тем, как SLS и «Орион» стартуют со стартовым комплексом 39B в Космическом центре НАСА Кеннеди во Флориде.
Космический корабль Blue Origin будет следовать по запланированной траектории к назначенной «стоянке»; орбиту, где можно проверить его систему.
После того, как Blue Origin заверила испытания по сближению и стыковке, а также после запуска экипажа Artemis III на борту SLS, SpaceX отправила свой испытательный образец Starship на орбиту. Затем звездолет встретится с Орионом на втором этапе испытаний.
Орион будет оставаться на круговой орбите на протяжении всей миссии. Поскольку космические корабли работают на околоземной орбите, а не летают на Луну, у всех трех ракет будет больше возможностей для запуска. Каждая ракета также обеспечивает обеспечение высоты для одного запуска.
Орион будет служить космическим кораблем-преследователем
Во время каждой последовательности стыковки и расстыковки прототип посадочного модуля будет выступать в качестве цели, а Орион станет космическим кораблем-преследователем. НАСА планирует использовать ту же схему во время будущих миссий, которые доставят астронавтов на поверхность Луны.
Перед запуском «Артемиды III» НАСА проверяет, что оба испытательных модуля готовы к миссии и безопасны для приближения к пилотируемому космическому кораблю «Орион». В ходе измерений будет проверено, что аппаратное и программное обеспечение соответствует требованиям производительности и соответствуют соответствующим мерам контроля риска.
Эти проверки представлены для защиты астронавтов «Артемиды III», пока они находятся внутри Ориона во время нижних стыковочных испытаний.
Стыковочные системы уже находятся на Земле
SpaceX и Blue Origin провели наземные испытания стыковочных систем, предназначенных для соответствующих посадочных модулей. SpaceX подтвердила свои возможности стыковки в 2023 году. Ранее в этом году Blue Origin провела наземные испытания герметичной стыковочной системы.
Два посадочных модуля будут подключаться к Ориону совершенно разными методами. «Орион» пристыкуется к испытательному аппарату «Голубая Луна» возле его кабины экипажа. Во время более поздних испытаний SpaceX «Орион» и гораздо более крупный «Звездный корабль» соединяются друг с другом.
Тестирование совместной работы разных аппаратов
Миссия проверяет, смогут ли «Орион» и прототипы коммерческих посадочных модулей использовать свое программное обеспечение для достижения одного и того же точного местоположения в нужное время.
После стыковки «Ориона» с Голубой Луной программного обеспечения «Ориона» будет управляться объединенными космическими кораблями. Во время части миссии испытательный образец космического корабля SpaceX будет управляться подключенными транспортными средствами.
НАСА и его коммерческие партнеры будут использовать фазовые стыковки, чтобы научиться, наконец, хорошо аппаратному и программному обеспечению сетевого сервера работать вместе. Они также изучают движение и поведение каждой комбинированной конструкции «Ориона» и посадочного модуля в космосе.
В рамках программы «Артемида» НАСА планирует отправить астронавтов для исследования Луны для научных открытий и получения экономических выгод, одновременного накопления опыта и технологий, необходимых для первых пилотируемых полетов на Марс, на благо всех.