Корабль Orion

Orion (МКС «Орион») — многоцелевой пилотируемый космический корабль частично многоразового использования, разрабатываемый Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США. Предназначен для доставки экипажа из четырёх астронавтов на окололунную орбиту и для полётов к другим объектам дальнего космоса, включая астероиды и Марс. Корабль является ключевым элементом американской программы «Артемида» (Artemis), нацеленной на возвращение человека на Луну.

История создания

Предпосылки и программа «Созвездие»

Разработка «Ориона» началась в 2004 году в рамках программы «Созвездие» (Constellation), инициированной президентом Джорджем Бушем-младшим. Первоначально корабль назывался Crew Exploration Vehicle (CEV) и должен был заменить космические челноки Space Shuttle, выведенные из эксплуатации в 2011 году. В 2006 году NASA присвоило проекту официальное название «Орион» в честь одноимённого созвездия.

Отмена программы и перезапуск

В 2010 году президент Барак Обама отменил программу «Созвездие» из-за превышения бюджета и технических проблем. Однако разработка «Ориона» была сохранена как часть новой стратегии освоения дальнего космоса. В 2011 году проект был передан под управление программы Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV), а в 2013 году — окончательно интегрирован в программу «Артемида».

Первые испытания

Первый испытательный полёт без экипажа — Exploration Flight Test 1 (EFT-1) — состоялся 5 декабря 2014 года. Корабль был запущен ракетой-носителем Delta IV Heavy и совершил двухвитковый полёт на высоту около 5800 км, после чего приводнился в Тихом океане. Испытание подтвердило работоспособность основных систем, включая теплозащиту и парашютную систему.

Конструкция

Капсула экипажа

«Орион» состоит из двух основных модулей: капсулы экипажа (Crew Module) и служебного модуля (European Service Module, ESM). Капсула экипажа имеет форму усечённого конуса, аналогичную кораблям «Аполлон» и «Союз», но значительно большего размера. Её диаметр составляет 5,02 метра, масса — около 10,4 тонны. Внутренний герметичный объём — 8,95 м³, из которых 5,7 м³ приходится на жилое пространство для экипажа. Капсула рассчитана на четырёх астронавтов, но может быть адаптирована для шести при полётах на низкую околоземную орбиту.

Теплозащита

Для входа в атмосферу Земли на скорости до 11 км/с (при возвращении с Луны) используется теплозащитный экран из материала Avcoat, разработанного компанией Lockheed Martin. Этот материал аналогичен использовавшемуся на кораблях «Аполлон», но модернизирован для более высоких тепловых нагрузок. Толщина экрана варьируется от 1,5 до 7,6 см.

Служебный модуль

Служебный модуль (ESM) разработан Европейским космическим агентством (ESA) на базе автоматического грузового корабля ATV. Он обеспечивает корабль электроэнергией (две солнечные панели общей мощностью 11 кВт), двигательной установкой (главный двигатель AJ10-190, работающий на гиперголическом топливе), системами терморегулирования и хранения запасов воды и воздуха. Масса служебного модуля — около 13,5 тонн.

Система аварийного спасения

На старте и начальном участке полёта безопасность экипажа обеспечивает твердотопливная система аварийного спасения (САС), установленная на вершине капсулы. В случае аварии ракеты-носителя САС за 0,1 секунды отстреливает капсулу и уводит её на безопасное расстояние. Система прошла успешные испытания в 2019 году (Ascent Abort-2).

Технические характеристики

Полёты

Беспилотные миссии

• EFT-1 (2014) — первый испытательный полёт на орбиту Земли.
• Artemis I (16 ноября — 11 декабря 2022) — первый полёт в рамках программы «Артемида». Корабль был запущен сверхтяжёлой ракетой Space Launch System (SLS) и совершил облёт Луны на расстоянии около 130 км от её поверхности. Миссия длилась 25 дней и завершилась успешным приводнением в Тихом океане. Корабль провёл на окололунной орбите 6 дней, установив рекорд дальности для пилотируемых кораблей (432 000 км от Земли).

Планируемые пилотируемые миссии

• Artemis II (запланирован на 2025 год) — первый пилотируемый полёт с экипажем из четырёх астронавтов. Корабль должен облететь Луну без посадки, проверив системы жизнеобеспечения и навигации.
• Artemis III (запланирован на 2026 год) — первая высадка астронавтов на Луну с 1972 года. «Орион» доставит экипаж на окололунную орбиту, где произойдёт стыковка с посадочным модулем Starship HLS (разработка компании SpaceX).
• Artemis IV (запланирован на 2028 год) — миссия по сборке окололунной станции Gateway.

Сравнение с другими кораблями

«Орион» является одним из трёх современных пилотируемых кораблей, способных работать в дальнем космосе (наряду с российским «Орлом» и китайским «Мэнчжоу»). По сравнению с кораблями «Союз» (Россия) и «Шэньчжоу» (Китай), «Орион» имеет значительно больший внутренний объём и рассчитан на более длительные автономные полёты. Однако его главный недостаток — высокая стоимость: по оценкам NASA, стоимость одного пуска SLS с «Орионом» превышает 4 миллиарда долларов.

Критика и проблемы

Проект «Орион» неоднократно подвергался критике за:

• Высокую стоимость — общие затраты на разработку корабля и ракеты SLS превысили 50 миллиардов долларов.
• Задержки — первый пилотируемый полёт был запланирован на 2021 год, но перенесён на 2025.
• Технические проблемы — в ходе миссии Artemis I были выявлены нештатные ситуации с системой электропитания и теплозащитой, которые потребовали доработок.
• Отсутствие многоразовости — в отличие от корабля Dragon компании SpaceX, капсула «Ориона» может быть использована повторно только после капитального ремонта, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Перспективы

Несмотря на критику, «Орион» остаётся единственным американским пилотируемым кораблём, способным доставить астронавтов за пределы низкой околоземной орбиты. В рамках программы «Артемида» планируется его использование для строительства окололунной станции Gateway и последующих экспедиций на Марс (ориентировочно в 2030-х годах). В 2023 году NASA заключило контракт с Lockheed Martin на производство трёх дополнительных кораблей для миссий до 2030 года.

Источники

• NASA. «Orion Spacecraft Overview» (2023)
• European Space Agency. «European Service Module for Orion» (2022)
• Lockheed Martin. «Orion: The Next Generation of Human Spaceflight» (2021)
• Отчёт NASA Office of Inspector General. «NASA's Management of the Orion Program» (2022)
• SpaceNews. «Artemis I Mission Summary» (2022)