Космический корабль Orion устремляется к историческому пролету Луны в рамках миссии Artemis II

Космический корабль Orion в настоящее время совершает точное прохождение перилуния в рамках миссии Artemis II, достигая расстояния от поверхности Луны, которое обеспечит экипажу беспрецедентные виды лунного рельефа и критически важные навигационные данные. Этот исторический облет служит основополагающим испытанием возможностей NASA в глубоком космосе, отмечая первый случай со времен эпохи Apollo, когда пилотируемый аппарат посетил окрестности Луны. Используя высоковысотную траекторию, миссия демонстрирует передовые системы оптической навигации и закладывает основу для будущих попыток посадки.

Возвращение NASA в дальний космос представляет собой значительный поворот в истории пилотируемых полетов: переход от низкой околоземной орбиты (LEO) к созданию устойчивого присутствия вокруг Луны. Миссия Artemis II была разработана для проверки характеристик Space Launch System (SLS) и космического корабля Orion в условиях высокой радиации. Исследователи и инженеры из таких учреждений, как Johnson Space Center, подчеркивают, что этот полет — не просто «круг вокруг Луны», а строгая оценка технологий, необходимых для поддержания жизни людей во время многолетнего перелета к Марсу. Успех миссии зависит от доказательства того, что системы жизнеобеспечения могут обеспечивать четырех астронавтов на протяжении всего пути, сохраняя при этом структурную целостность перед лицом микрометеороидов и солнечной радиации.

Путешествие к Луне началось с безупречного запуска из Kennedy Space Center, где ракета SLS успешно выполнила основной этап набора высоты и критически важный маневр вывода на траекторию полета к Луне (TLI). Этот маневр вывел Orion Spacecraft с земной орбиты на путь к сфере влияния Луны. В первые дни полета экипаж выполнил серию операций по сближению и проверок систем, чтобы убедиться, что европейский сервисный модуль (ESM) обеспечивает необходимую энергию и тягу. Эти ранние этапы подтвердили, что самая мощная ракета из когда-либо построенных может надежно доставлять пилотируемую полезную нагрузку в дальний космос, что является обязательным условием для всех последующих миссий архитектуры Artemis.

Как траектория свободного возврата обеспечивает безопасность экипажа?

Траектория свободного возврата для Artemis II использует гравитацию Луны, чтобы естественным образом направить корабль Orion обратно к Земле после облета, сводя к минимуму потребность в работе двигателей и обеспечивая безопасное возвращение даже в случае отказа систем. Этот пассивный путь повышает безопасность экипажа, снижая зависимость от бортового топлива и двигателей для обратного пути, фактически работая как небесный «разворот».

Разместив космический корабль на этой конкретной орбитальной траектории, инженеры NASA встроили страховку в саму физику миссии. Если бы у Orion Spacecraft произошел полный отказ двигательной установки после первоначального маневра TLI, законы орбитальной механики все равно продиктовали бы возвращение в атмосферу Земли. Эта стратегия была знаменита тем, что использовалась во время миссии Apollo 13 для спасения экипажа после взрыва кислородного баллона. Для Artemis II такая траектория позволяет диспетчерам миссии следить за работой корабля со спокойной душой, зная, что экипаж находится на заранее определенном пути домой, независимо от незначительных механических аномалий. Этот подход «безопасность прежде всего» имеет решающее значение при первом испытании нового оборудования для дальнего космоса с людьми на борту.

Что происходит с экипажем во время облета обратной стороны Луны?

Во время облета обратной стороны Луны экипаж будет находиться вне прямой связи с Землей, так как Луна блокирует радиосигналы, и будет полагаться на автономные системы Orion для навигации и управления. Они продолжат следить за состоянием корабля и выполнять научные задачи, при этом облет обеспечит уникальные виды обратной стороны Луны, которые невозможно запечатлеть с Земли.

Период радиомолчания, часто называемый «потерей сигнала» (LOS), является одним из самых психологически и технически сложных этапов миссии Artemis II. Когда космический корабль проходит за лимбом Луны, массивная толща спутника действует как физический щит, разрывая все каналы передачи данных и голосовой связи с центром управления полетами в Хьюстоне. В эти критические минуты Orion Spacecraft должен функционировать полностью автономно. Экипаж, состоящий из командира Reid Wiseman, пилота Victor Glover и специалистов миссии Christina Koch и Jeremy Hansen, обучен справляться с любыми непредвиденными ситуациями без поддержки с Земли. Этот период также позволяет экипажу сосредоточиться на фотосъемке высокого разрешения и сборе данных с датчиков лунного нагорья, что дает новые сведения о геологической истории Луны.

Почему это важно для Марса

Тестирование систем жизнеобеспечения в дальнем космосе и радиационной защиты во время миссии Artemis II является решающим стресс-тестом для будущих пилотируемых полетов к Красной планете. В отличие от миссий на Международную космическую станцию, которые пользуются защитой магнитного поля Земли, Artemis II подвергает экипаж воздействию суровой среды межпланетного пространства. Данные, собранные во время этого полета, напрямую повлияют на конструкцию транспортных средств, направляющихся к Марсу, особенно в отношении того, как смягчить воздействие длительного космического излучения на ткани человеческого организма.

• Радиационная защита: Orion оснащен передовой защитой и зоной «штормового убежища» для защиты экипажа от солнечных протонных событий (SPE).
• Физиология человека: Исследователи следят за плотностью костей и состоянием сердечно-сосудистой системы экипажа, чтобы предсказать, как человеческий организм отреагирует на трехлетнюю марсианскую миссию.
• Резервирование систем жизнеобеспечения: Миссия проверяет долговечность системы удаления углекислого газа (CDRS) и систем регенерации воды в условиях высоких ставок.
• Автономная навигация: Тестирование методов «оптической навигации», при которых космический корабль использует отслеживание звезд и лунные ориентиры для поиска пути без GPS.

Успех Artemis II определяется не только безопасным приводнением; он измеряется объемом телеметрических данных, переданных инженерам NASA. Каждый литр потребленного кислорода и каждый ватт энергии, выработанный солнечными батареями, тщательно изучаются для совершенствования «лунной архитектуры», которая в конечном итоге обеспечит высадку Artemis III. Выявляя любые незначительные «баги» в системе Orion сейчас, NASA может гарантировать, что следующая миссия, целью которой является высадка первой женщины и первого цветного человека на лунную поверхность, будет максимально безопасной. Миссия, по сути, служит высокоточным моделированием вызовов дальних космических путешествий, где помощь с Земли находится за миллионы миль — или в нескольких световых минутах.

Заглядывая вперед, как только экипаж Artemis II завершит облет Луны, они начнут многодневное путешествие обратно к Земле, которое завершится высокоскоростным входом в атмосферу. Корабль войдет в атмосферу на скорости более 25 000 миль в час, что станет испытанием для крупнейшего в мире абляционного теплозащитного экрана. Успешное приводнение в Тихом океане станет сигналом о том, что системы Orion и SLS сертифицированы для полетов человека и готовы к сложным орбитальным маневрам, необходимым для станции Gateway и будущих марсианских транспортных кораблей. Эта миссия — смелое напоминание о том, что прежде чем мы сможем ходить по другой планете, мы должны сначала овладеть искусством навигации в нашем собственном небесном дворе.