Artemis I

Artemis I (Артемида-1) — первый беспилотный испытательный полёт космического корабля «Орион» (Orion) в рамках американской лунной программы «Артемида», организованной Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA, США). Миссия состоялась 16 ноября — 11 декабря 2022 года. Основной целью являлось тестирование систем космического корабля и сверхтяжёлой ракеты-носителя Space Launch System (SLS) в реальных условиях полёта к Луне и возвращения на Землю, включая вход в атмосферу на высокой скорости. Миссия стала первым запуском SLS и первым полётом «Ориона» за пределы низкой околоземной орбиты с момента завершения программы «Аполлон» в 1972 году.

История и предпосылки

Программа «Артемида» была официально анонсирована NASA в 2019 году как продолжение пилотируемых исследований Луны с перспективой высадки человека на её поверхность. Первоначально миссия Artemis I планировалась на 2020 год, однако неоднократно переносилась из-за технических проблем, пандемии COVID-19 и задержек в разработке ракеты SLS и корабля «Орион».

Разработка SLS началась в 2011 году на базе технологий, оставшихся от программы «Спейс шаттл» (Space Shuttle), а также от отменённой программы «Созвездие» (Constellation). Корабль «Орион» разрабатывался с середины 2000-х годов и прошёл несколько этапов испытаний, включая суборбитальный полёт в 2014 году (EFT-1). Artemis I стала первым комплексным тестом всей связки «ракета-корабль-наземная инфраструктура».

Подготовка и переносы

Ключевые этапы подготовки к запуску:

• 2019–2021: сборка первой ступени SLS, испытания двигателей RS-25 (модифицированные двигатели от шаттлов) и твердотопливных ускорителей.
• Март 2022: первая генеральная репетиция (WDR) на стартовом комплексе 39B Космического центра Кеннеди (Флорида).
• Апрель–август 2022: серия неудачных попыток запуска из-за утечки водорода в заправочной системе, проблем с клапанами и урагана «Иэн».
• 16 ноября 2022: успешный старт после двухчасового окна запуска.

Ракета-носитель Space Launch System

SLS Block 1 — сверхтяжёлая ракета-носитель, способная выводить до 27 тонн полезной нагрузки на траекторию к Луне. Она состоит из:

• Первая ступень (Core Stage): высота 65 м, диаметр 8,4 м. Оснащена четырьмя жидкостными ракетными двигателями RS-25 (работают на водороде и кислороде). Суммарная тяга на старте — около 4,4 млн Н.
• Два твердотопливных ускорителя (SRB) : длина 54 м, каждый развивает тягу около 16 млн Н. Являются модернизированными версиями ускорителей от шаттлов.
• Вторая ступень (ICPS) : Interim Cryogenic Propulsion Stage — временная криогенная ступень на двигателе RL-10 (работает на водороде и кислороде). Обеспечивает разгон корабля к Луне после отделения первой ступени.

Общая стартовая масса SLS Block 1 — около 2,6 млн кг.

Космический корабль «Орион»

Корабль «Орион» (Orion MPCV) состоит из двух основных модулей:

• Командный модуль (Crew Module): герметичный отсек для экипажа (в миссии Artemis I — без людей, с манекенами и датчиками). Имеет теплозащитный экран из материала Avcoat (аналогичный «Аполлону»), способный выдерживать температуры до 2800 °C при входе в атмосферу.
• Служебный модуль (European Service Module, ESM): разработан Европейским космическим агентством (ESA). Содержит двигатель, топливные баки, солнечные панели, системы жизнеобеспечения и терморегулирования. Обеспечивает маневрирование и энергоснабжение.

Внутри командного модуля находились три манекена (Мункин, Кампос, Хельга) с датчиками радиации, а также бортовые компьютеры для сбора телеметрии.

Ход миссии

Миссия Artemis I длилась 25 дней, 10 часов и 53 минуты. Основные этапы:

Запуск и выход на траекторию

16 ноября 2022 года в 06:47 UTC (09:47 мск) SLS стартовал со стартового комплекса 39B. Через 8 минут после старта первая ступень отделилась, вторая ступень (ICPS) вывела корабль на опорную орбиту, а затем перевела его на траекторию к Луне. Через 2 часа после старта «Орион» отделился от ICPS и начал самостоятельный полёт.

Полёт к Луне и выход на орбиту

21 ноября 2022 года «Орион» совершил пролёт над обратной стороной Луны на высоте около 130 км от поверхности. Это был первый случай, когда корабль, предназначенный для пилотируемых полётов, прошёл так близко к Луне. 25 ноября корабль вышел на дальнюю ретроградную лунную орбиту (DRO) — орбиту, проходящую на расстоянии до 70 000 км от лунной поверхности. Это самая удалённая точка от Земли, достигнутая кораблём, предназначенным для перевозки людей (рекорд — 432 210 км от Земли).

Возвращение на Землю

1 декабря «Орион» покинул лунную орбиту и начал обратный перелёт. 11 декабря 2022 года корабль вошёл в атмосферу Земли со скоростью около 39 400 км/ч (11 км/с). Теплозащитный экран выдержал нагрев до 2760 °C. Командный модуль приводнился в Тихом океане у побережья Калифорнии, вблизи острова Гуадалупе. Приводнение произошло в 17:40 UTC (20:40 мск). Корабль был поднят на борт десантного корабля USS Portland.

Научные и технические задачи

Artemis I выполняла комплекс задач, включая:

• Проверка теплозащиты — тестирование материала Avcoat при входе в атмосферу с лунной скорости.
• Радиационные измерения — 34 датчика радиации (включая на манекенах) собирали данные о радиационной обстановке за пределами магнитосферы Земли.
• Тестирование систем навигации — проверка работы звёздных датчиков и инерциальных систем в условиях дальнего космоса.
• Испытание служебного модуля — работа двигателя, солнечных панелей, систем терморегуляции.
• Фото- и видеосъёмка — на борту находились 24 камеры, в том числе на концах солнечных панелей, для съёмки Луны и Земли.

Результаты и критика

По заявлениям NASA, миссия признана полностью успешной. Все основные системы отработали в штатном режиме, отклонений, требующих серьёзных доработок, не выявлено. Однако были отмечены мелкие неисправности (например, сбой в системе управления питанием одного из каналов).

Критика миссии Artemis I связана с её высокой стоимостью. По оценкам, общие затраты на разработку и проведение Artemis I (включая ракету SLS и корабль) превысили 20 миллиардов долларов. Ряд экспертов и политиков в США указывали на неэффективность использования одноразовой сверхтяжёлой ракеты и призывали к использованию коммерческих носителей (например, Starship компании SpaceX). Кроме того, миссия была задержана на несколько лет относительно первоначальных планов.

Значение для программы «Артемида»

Artemis I стала первым шагом к возобновлению пилотируемых полётов на Луну. Успех миссии позволил NASA перейти к следующему этапу — Artemis II (запланирован на 2025 год), который предусматривает пилотируемый облёт Луны без посадки. Artemis III (ориентировочно 2026–2027 годы) предполагает высадку астронавтов на южный полюс Луны. Все миссии программы «Артемида» используют корабли «Орион» и ракеты SLS (в будущем — SLS Block 1B с более мощной второй ступенью).

Источники

• NASA. Artemis I Mission Overview. — NASA.gov, 2022.
• NASA. Artemis I Press Kit. — NASA, 2022.
• ESA. European Service Module for Orion. — ESA.int, 2022.
• Berger, E. Artemis I: NASA’s return to the Moon. — Ars Technica, 2022.
• Wall, M. Artemis I: A complete guide to NASA’s lunar mission. — Space.com, 2022.