UPD: Через повторне виявлення витоку водню запуск ракети, призначений на 03.09.2022, було скасовано. Нова дата
Найближче вікно для відправки ракети на Місяць буде відчинено: з 19 вересня до 4 жовтня або з 17 до 31 жовтня.
Космічна програма «Артеміда» (Artemis) маєстати першою після польоту корабля «Аполлон-17» у 1972 році космічною місією, яка доставить людину на Місяць. Незважаючи на те, що багато країн протягом минулих 50 років активно досліджували супутник Землі, інші планети та Сонце і навіть вийшли за межі геліосфери, жодна пілотована місія за цей час не залишала низької навколоземної орбіти.
Програма «Артеміда» була офіційно затверджена в2017 року, але багато її компонентів готувалися за роки до цього. Наприклад, космічний корабель "Оріон", який виконує основну місію, перейшов у програму від іншої місії "Сузір'я". Спочатку передбачалося, що космічний корабель вирушить до Місяця ще 2016 року, але з різних причин дата польоту постійно переносилася.
Нарешті, 2022 року НАСА разом із партнерами проекту — Канадським, Європейським та Японським космічними агентствами — оголосило про готовність до запуску.
Перший крок - "Артеміда-1"
Програма складається із серії з трьох місій,які зростатимуть за складністю. Запуск «Артеміди-1» – це перший крок та комплексне тестування всіх елементів. Місія складається з ракети-носія Space Launch System (SLS), космічного корабля «Оріон» та наземних систем контролю. Ніщо з цього раніше ніколи не використовувалося.
Унікальність місії полягає в тому, що вона виннавивести потенційно пілотований корабель на найдальшу для всіх пілотованих польотів орбіту. Після запуску найпотужніша ракета-носій SLS повинна буде відправити «Оріон» у політ на далеку сторону Місяця. У ході місії космічний корабель відлетить від землі на 450 тис. км. Нагадаємо, відстань від Землі до Місяця становить різний час від 360 до 400 тис. км, ще 64 тис. км корабель проробить за межами зворотного боку Місяця.
Внаслідок такого складного польоту корабель,призначений для польоту людини, перебуватиме у космосі без стикувань зі станцією майже 38 днів. Це довше, ніж будь-який з раніше збудованих пілотованих апаратів. А під час зворотного польоту він розженеться до рекордних 40 тис. км/год і досягне більших температур, ніж аналоги.
Схема місії Артеміда-1. Зображення: NASA
Як пройде місія?
Запуск
Ракета-носій SLS спеціально створена длявідправлення великих вантажів на Місяць. Конфігурація першої версії SLS — Block 1, яка використовуватиметься в поточній місії, може підняти на орбіту і запустити до Місяця до 38 тис. тонн вантажу. Вона може розігнати важкий космічний корабель до швидкості близько 36 тис. км/год, необхідної для виходу на орбіту Місяця.
Ракета-носій рухається пароюп'ятисекційних прискорювачів та чотирма двигунами РС-25. Твердопаливні прискорювачі спалять своє паливо і відокремляться приблизно через дві хвилини, а основний ступінь та РС-25 вироблять паливо приблизно через вісім хвилин. Після скидання прискорювачів, панелей службових модулів та системи переривання запуску двигуни основного ступеня відключаться, а основний ступінь відокремиться від космічного корабля, залишивши «Оріон» прикріпленим до проміжного кріогенного рухового ступеня (ICPS).
Кріогенний ступінь - це рухова установка13 метрів у висоту та 5 метрів діаметрі, яка складається з одного двигуна, що працює на рідкому водні та кисні. Після відокремлення основного ступеня космічний корабель зробить оберт навколо Землі і розгорне свої сонячні батареї, а кріогенна установка дасть йому поштовх, достатній, щоб залишити орбіту Землі і попрямувати у бік Місяця.
При цьому цей маневр націлений таким чином, щоб корабель рухався у тому напрямку, в якому його зможе підхопити природний супутник.
Схема ракети-носія та час запускудослідних кубсетів. Чотири супутники призначені для дослідження Місяця (сірі), три – радіації, а ще три – для демонстрації технологій. Зображення: NASA, Kevin O’Brien
У космосі
«Оріон» відокремиться від кріогенного ступеня приблизночерез дві години після запуску. При цьому разом із модулем розгінний модуль повинен вивести на орбіту десять кубсетів, крихітних супутників, для дослідження Місяця. У міру руху від навколоземної орбіти сервісний модуль контролюватиме і коригуватиме курс.
Подорож на Місяць займе кілька днів,Протягом яких інженери оцінять системи космічного корабля. У точці максимального зближення "Оріон" пролетить над поверхнею супутника на відстані близько 97 км. А потім використовує гравітацію, щоб вийти на ретроградну орбіту за зворотним боком Місяця. За розрахунками, він має відійти від супутника на 64 тис. км. Попередній рекорд, встановлений місією «Аполлон-13», становив лише 26 тис. км.
На зворотному шляху до Землі «Оріон» отримає ще однугравітаційну допомогу від місяця. Для цього він здійснить другий проліт, запустивши двигуни точно в потрібний час, щоб приборкати гравітацію супутника і прискоритися в напрямку Землі. Службові модулі повинні вибрати траєкторію для повторного прольоту, яка дозволить безпечно увійти до атмосфери нашої планети.
Художня ілюстрація корабля «Оріон» на фоні місяця. Зображення: NASA
Приземлення
Місія завершиться перевіркою можливості «Оріона»безпечно повернутись на Землю. Після всіх гравітаційних маневрів космічний корабель розжене до швидкості близько 40 тис. км/год. Після входження в атмосферу він повинен буде сповільнитись до 480 км/год. При цьому температура зовнішньої обшивки підніметься приблизно до 2800°С.
Як тільки космічний корабель пройде цю фазупольоту з екстремальним нагріванням, кришка переднього відсіку, що захищає його парашути, буде скинуто. Перші два гальмівні парашути «Оріона» розкриються на висоті 7,6 км і протягом хвилини знизять швидкість до 160 км/год. Після цього вони повинні відстебнутись, щоб корабель випустив три основні парашути, які мають забезпечити точну посадку в межах видимості рятувального корабля біля узбережжя Сан-Дієго.
Художня ілюстрація приземлення корабля "Оріон". Зображення: NASA
Навіщо потрібна тестова місія
Основна мета тестового польоту – перевіритиздатність теплозахисного екрану «Оріона» витримувати екстремальні умови при поверненні апарата до Земної атмосфери. Хоча дослідники провели всі можливі випробування на Землі. Жодна штучна установка не може повністю відтворити всі умови, з якими корабель, що рухається з космічною швидкістю, повинен буде подолати у процесі гальмування.
Крім того, дослідники планують відпрацювативзаємодія всіх етапах польоту. І «Оріон», і SLS ніколи раніше не використовувалися. Хоча регламент операції прописаний у всіх деталях, перед відправкою місії за участю людини в НАСА хочуть переконатися, що нічого не загрожуватиме життю астронавтів.
Наприклад, корабель «Оріон» використовуватимекамери, встановлені на чотирьох крилах сонячної батареї, щоб контролювати стан модуля екіпажу та сервісного модуля. Буде проведено два дослідження – перше після того, як корабель залишить зону космічного сміття, а друге – перед поверненням. Вони допоможуть знайти будь-які зіткнення з мікрометеоритами або орбітальними уламками.
Крім того, на борту місії вирушить екіпаж зтрьох манекенів. Командир "Мунікін" Кампос посідає місце капітана всередині "Оріона". Він одягнений у новий скафандр і оснащений двома датчиками випромінювання. У його кріслі також є датчики для запису даних про прискорення та вібрацію під час місії.
Разом із Кампосом у рамках радіаційногоексперименту Matroshka AstroRad (MARE) їдуть два фантомні торси: Хельга та Зохар. Зохар носить жилет радіаційного захисту, оснащений датчиками визначення радіаційного ризику шляху до Місяцю.
Екіпаж тестовий корабель. Зображення: NASA, Frank Michaux
Ряд додаткових досліджень пов'язаний зтестуванням систем зв'язку з кораблем та модулів захоплення зображень. Наприклад, інженери планують перевірити роботу системи WiFi, встановленої на кораблі, стабілізатора, який фіксує напрямок камер, та передачу великих файлів між Землею та «Оріоном».
Як подивитись?
Перша спроба запуску місії "Артеміс-1" зібралана узбережжі біля Космічного центру Кеннеді від 100 до 200 тис. Чоловік. Нагадаємо, НАСА збирався запустити космічний корабель у понеділок, 29 серпня, але зворотний відлік було зупинено через проблеми з двигуном корабля.
Представники місцевої адміністрації вважають, щосуботній запуск може зібрати ще більше 400 тис. осіб. Для всіх, хто не зможе особисто поїхати на мис Канаверал у Флориду НАСА проводить пряму трансляцію.
Прямий ефір має розпочатися 3 вересня о 19:15 за Московським часом із заправки космічного корабля. А вікно для запуску буде відчинено з 21:17 до 23:17.
Що далі?
Якщо місія пройде успішно, то вже наступногороці НАСА планує відправити пілотовану місію «Артеміс-2» з екіпажем на борту. Вона повинна повністю повторити маршрут першої місії і провести додаткові випробування перед найважливішим етапом програми.
А у 2024 році за планом на Місяць буде відправленотретя місія, яка повинна буде доставити екіпаж вже не на орбіту, а на поверхню Місяця за допомогою спеціального модуля, що спускається. У разі успіху подальший розвиток програми передбачає щорічний запуск та створення місячної бази.
Читати далі:
Перші знімки підземної частини Марса здивували вчених
Галактика, розташована за 12 млрд світлових років від Землі, «згорнулася» в кільце Ейнштейна
Установка на Марсі робить кисень зі швидкістю середнього дерева.
На обкладинці: мистецька ілюстрація польоту корабля "Оріон". Зображення: Overwatchfan123, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons