UPD: Aufgrund der wiederholten Entdeckung eines Wasserstofflecks wurde der für den 03.09.2022 geplante Raketenstart abgesagt. Neues Datum
Das nächste Fenster zum Senden einer Rakete zum Mond ist geöffnet: vom 19. September bis 4. Oktober oder vom 17. Oktober bis 31. Oktober.
Das Weltraumprogramm Artemisdie erste Weltraummission seit Apollo 17 im Jahr 1972, die einen Menschen auf den Mond brachte. Trotz der Tatsache, dass viele Länder in den letzten 50 Jahren aktiv den Erdtrabanten, andere Planeten und die Sonne erforscht haben und sogar über die Heliosphäre hinausgegangen sind, hat in all dieser Zeit keine einzige bemannte Mission die niedrige Erdumlaufbahn verlassen.
Das Artemis-Programm wurde offiziell genehmigt2017, aber viele seiner Komponenten wurden Jahre zuvor vorbereitet. Beispielsweise wurde die Raumsonde Orion, die die Hauptmission ausführt, von einer anderen Mission, Constellation, in das Programm übernommen. Ursprünglich ging man davon aus, dass die Raumsonde bereits 2016 zum Mond fliegen würde, doch aus verschiedenen Gründen wurde der Flugtermin immer wieder verschoben.
Schließlich gab die NASA im Jahr 2022 zusammen mit Projektpartnern – den kanadischen, europäischen und japanischen Weltraumbehörden – die Startbereitschaft bekannt.
Erster Schritt - "Artemis-1"
Das Programm besteht aus einer Reihe von drei Missionen,was an Komplexität zunehmen wird. Der Start von Artemis-1 ist der erste Schritt und ein umfassender Test aller Elemente. Die Mission besteht aus der Trägerrakete Space Launch System (SLS), dem Orion-Raumschiff und Bodenkontrollsystemen. Nichts davon wurde jemals zuvor verwendet.
Die Einzigartigkeit der Mission liegt darin, dass sie mussein potenziell bemanntes Raumschiff in die weiteste Umlaufbahn aller bemannten Flüge zu bringen. Nach dem Start muss die stärkste SLS-Trägerrakete Orion auf einen Flug auf die andere Seite des Mondes schicken. Während der Mission wird das Raumschiff 450.000 km von der Erde entfernt fliegen. Denken Sie daran, dass die Entfernung von der Erde zum Mond zu unterschiedlichen Zeiten zwischen 360 und 400.000 km liegt, weitere 64.000 km wird das Schiff jenseits der anderen Seite des Mondes zurücklegen.
Als Ergebnis eines solch komplexen Fluges wird das Schiff,für den menschlichen Flug konzipiert, wird fast 38 Tage im Weltraum sein, ohne an die Station anzudocken. Das ist länger als alle bisher gebauten bemannten Fahrzeuge. Und beim Rückflug beschleunigt er auf rekordverdächtige 40.000 km/h und erreicht höhere Temperaturen als seine Pendants.
Schema der Mission "Artemis-1". Bild: NASA
Wie wird die Mission verlaufen?
Start
Die SLS-Trägerrakete ist speziell dafür ausgelegtgroße Ladungen zum Mond schicken. Die Konfiguration der ersten Version von SLS - Block 1, die in der aktuellen Mission verwendet wird, kann in die Umlaufbahn gehoben und bis zu 38.000 Tonnen Fracht zum Mond befördert werden. Gleichzeitig kann es ein schweres Raumschiff auf eine Geschwindigkeit von etwa 36.000 km / h beschleunigen, was für den Eintritt in die Umlaufbahn des Mondes erforderlich ist.
Die Trägerrakete wird von einem Paar angetriebenfünfteilige Booster und vier RS-25-Motoren. Die festen Booster verbrennen ihren Treibstoff und trennen sich in etwa zwei Minuten, während der Hauptstufe und dem RS-25 in etwa acht Minuten der Treibstoff ausgeht. Nachdem die Booster, Servicemodul-Panels und das Startabbruchsystem zurückgesetzt wurden, werden die Triebwerke der Hauptstufe abgeschaltet und die Hauptstufe wird vom Raumfahrzeug getrennt, wodurch der Orion an der kryogenen Zwischenantriebsstufe (ICPS) befestigt bleibt.
Die kryogene Stufe ist ein Antriebssystem13 Meter hoch und 5 Meter im Durchmesser, bestehend aus einem einzigen Motor, der mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff betrieben wird. Nachdem sich die Kernstufe getrennt hat, wird das Raumschiff die Erde umkreisen und seine Sonnenkollektoren ausfahren, und die kryogene Anlage wird ihm genug Auftrieb geben, um die Erdumlaufbahn zu verlassen und sich auf den Mond zuzubewegen.
Gleichzeitig zielt dieses Manöver darauf ab, dass sich das Schiff in die Richtung bewegt, in der es durch die Anziehungskraft eines natürlichen Satelliten erfasst werden kann.
Startfahrzeugdiagramm und StartzeitForschungswürfelsätze. Vier Satelliten dienen der Monderkundung (grau), drei der Strahlung und drei der Technologiedemonstration. Bild: NASA, Kevin O’Brien
Im Weltraum
Orion wird sich ungefähr von der kryogenen Stufe trennenzwei Stunden nach dem Start. Gleichzeitig soll das Booster-Modul zusammen mit dem Modul zehn Cubesets, winzige Satelliten, in die Umlaufbahn zur Erforschung des Mondes bringen. Wenn es sich von der Erdumlaufbahn entfernt, wird das Servicemodul den Kurs überwachen und korrigieren.
Eine Reise zum Mond dauert mehrere TageWährend dieser Zeit werden die Ingenieure die Systeme des Raumfahrzeugs bewerten. Am Punkt der größten Annäherung wird Orion die Oberfläche des Satelliten in einer Entfernung von etwa 97 km überfliegen. Es nutzt dann die Schwerkraft, um in eine rückläufige Umlaufbahn jenseits der anderen Seite des Mondes einzudringen. Berechnungen zufolge sollte es sich um 64.000 km vom Satelliten entfernen. Der bisherige Rekord der Apollo-13-Mission lag bei nur 26.000 km.
Auf dem Weg zurück zur Erde erhält Orion eine weitereGravitationshilfe vom Mond. Dazu wird er einen zweiten nahen Vorbeiflug machen und seine Motoren genau zum richtigen Zeitpunkt zünden, um die Schwerkraft des Satelliten zu nutzen und auf die Erde zu beschleunigen. Die Servicemodule müssen eine Rückflugbahn wählen, die es ihnen ermöglicht, sicher wieder in die Atmosphäre unseres Planeten einzutreten.
Künstlerische Darstellung der Raumsonde Orion mit dem Mond im Hintergrund. Bild: NASA
Landung
Die Mission endet mit einem Test der Fähigkeiten von Orion.sicher zur Erde zurückkehren. Nach allen Schwerkraftmanövern beschleunigt das Raumschiff auf eine Geschwindigkeit von etwa 40.000 km/h. Nach dem Eintritt in die Atmosphäre muss es auf 480 km/h abgebremst werden. In diesem Fall steigt die Temperatur der Außenhaut auf ca. 2.800 °C.
Sobald das Raumfahrzeug diese Phase durchlaufen hatBeim Fliegen mit extremer Hitze würde die Abdeckung des vorderen Fachs, die seine Fallschirme schützt, abgeworfen. Die ersten beiden Bremsfallschirme der Orion öffnen sich in einer Höhe von 7,6 km und reduzieren innerhalb einer Minute die Geschwindigkeit auf 160 km/h. Danach müssen sie sich lösen, damit das Schiff drei Hauptfallschirme auslösen kann, die eine präzise Landung in Sichtweite des Rettungsschiffs vor der Küste von San Diego ermöglichen sollen.
Künstlerische Darstellung der Landung der Raumsonde Orion. Bild: NASA
Warum brauchen wir eine Testmission?
Der Hauptzweck des Testfluges ist die Überprüfungdie Fähigkeit des Orion-Hitzeschilds, extremen Bedingungen während der Rückkehr des Geräts in die Erdatmosphäre standzuhalten. Obwohl die Forscher alle möglichen Tests auf der Erde durchgeführt haben. Keine einzige künstliche Installation kann alle Bedingungen vollständig nachbilden, die ein sich mit kosmischer Geschwindigkeit bewegendes Schiff während des Prozesses der schnellen Verzögerung überwinden muss.
Darüber hinaus planen die Forscher zu arbeitenInteraktion in allen Phasen des Fluges. Sowohl Orion als auch SLS wurden noch nie zuvor verwendet. Obwohl die Regeln der Operation im Detail festgelegt sind, möchte die NASA vor dem Senden einer Mission, an der eine Person beteiligt ist, sicherstellen, dass nichts das Leben der Astronauten bedroht.
Zum Beispiel wird die Raumsonde Orion verwendenAn den vier Flügeln der Solaranlage sind Kameras angebracht, um den Status des Besatzungsmoduls und des Servicemoduls zu überwachen. Es werden zwei Studien durchgeführt – die erste, nachdem das Schiff die Weltraummüllzone verlässt, und die zweite vor der Rückkehr. Sie helfen dabei, Einschläge mit Mikrometeoriten oder Trümmern aus der Umlaufbahn zu erkennen.
Darüber hinaus wird die Mission eine Besatzung beförderndrei Schaufensterpuppen. Commander Munikin Campos nimmt den Kapitänssitz im Orion ein. Er trägt einen neuen Raumanzug und ist mit zwei Strahlungssensoren ausgestattet. Sein Sitz verfügt außerdem über Sensoren, um während eines Einsatzes Beschleunigungs- und Vibrationsdaten aufzuzeichnen.
Zusammen mit Campos als Teil der BestrahlungExperiment Matroshka AstroRad (MARE) reitet auf zwei Phantomtorsos: Helga und Zohar. Zohar trägt eine Strahlenschutzweste, die mit Sensoren ausgestattet ist, um das Strahlenrisiko auf dem Weg zum Mond zu bestimmen.
Testschiffbesatzung. Bild: NASA, Frank Michaux
Eine Reihe von zusätzlichen Studien sind damit verbundenTesten von Kommunikationssystemen mit den Schiffs- und Bilderfassungsmodulen. Die Ingenieure planen beispielsweise, das WiFi-System des Schiffs, den Stabilisator, der die Richtung der Kameras festlegt, und die Übertragung großer Dateien zwischen Erde und Orion zu testen.
Wie sehen?
Der erste Versuch, die Artemis-1-Mission zu starten, wurde gesammeltan der Küste in der Nähe des Kennedy Space Center von 100 bis 200.000 Menschen. Zur Erinnerung: Die NASA wollte das Raumschiff am Montag, dem 29. August, starten, aber der Countdown wurde wegen Problemen mit dem Schiffsmotor gestoppt.
Das glauben die örtlichen RegierungsbeamtenDer Start am Samstag könnte noch mehr anziehen, bis zu 400.000 Menschen. Für alle, die nicht persönlich nach Cape Canaveral Florida reisen können, veranstaltet die NASA einen Livestream.
Die Live-Übertragung sollte am 3. September um 19:15 Uhr Moskauer Zeit mit dem Auftanken des Raumfahrzeugs beginnen. Und das Startfenster ist von 21:17 bis 23:17 Uhr geöffnet.
Was weiter?
Wenn die Mission erfolgreich ist, dann in der nächstenDie NASA plant, eine bemannte Mission „Artemis-2“ mit einer Besatzung an Bord zu schicken. Sie muss die Route der ersten Mission vollständig wiederholen und vor der wichtigsten Phase des Programms zusätzliche Tests durchführen.
Und 2024 soll es laut Plan zum Mond geschickt werdendie dritte Mission, die die Besatzung nicht mehr in den Orbit, sondern mit einem speziellen Abstiegsmodul auf die Mondoberfläche bringen muss. Bei Erfolg umfasst die Weiterentwicklung des Programms jährliche Starts und die Schaffung einer Mondbasis.
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Auf dem Cover: eine künstlerische Illustration des Fluges der Raumsonde Orion. Bild: Overwatchfan123, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons