Космический корабль «Орион

Орион (англ. Orion) — американский многоцелевой частично многоразовый пилотируемый космический корабль, разрабатываемый компанией Lockheed Martin по заказу Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Предназначен для доставки экипажа из четырёх астронавтов на расстояние до 400 000 км от Земли, что позволяет использовать его для миссий за пределами низкой околоземной орбиты, включая полёты к Луне, а в перспективе — к Марсу и астероидам. Корабль является ключевым элементом американской программы «Артемида» (Artemis), нацеленной на возвращение человека на Луну.

История создания

Предпосылки и программа «Созвездие»

Разработка «Ориона» началась в середине 2000-х годов в рамках программы «Созвездие» (Constellation), инициированной администрацией Джорджа Буша-младшего. Программа предусматривала создание нового поколения пилотируемых кораблей для замены Space Shuttle, завершившего эксплуатацию в 2011 году. Первоначально корабль назывался Crew Exploration Vehicle (CEV). В 2006 году NASA выбрало Lockheed Martin в качестве генерального подрядчика для разработки CEV.

Смена концепции и адаптация

В 2010 году программа «Созвездие» была свёрнута администрацией Барака Обамы из-за перерасхода средств и технических сложностей, однако разработка корабля была сохранена и переименована в «Орион». Проект был переориентирован на использование новой сверхтяжёлой ракеты-носителя Space Launch System (SLS) вместо ранее планировавшейся ракеты «Арес-5». В 2011 году NASA официально объявило о завершении этапа разработки и переходе к созданию полноценного прототипа.

Испытания и первый полёт

Первый беспилотный испытательный полёт корабля состоялся 5 декабря 2014 года (миссия Exploration Flight Test 1, EFT-1). Корабль был запущен с помощью ракеты Delta IV Heavy и совершил два витка вокруг Земли, поднявшись на высоту около 5800 км. В ходе полёта были проверены системы теплозащиты, парашютной посадки и навигации. Второй беспилотный полёт (Artemis 1) состоялся 16 ноября 2022 года. Корабль был выведен на траекторию к Луне, облетел её и вернулся на Землю 11 декабря 2022 года, проведя в космосе 25,5 суток. Миссия подтвердила работоспособность всех систем корабля при длительном полёте в дальнем космосе.

Конструкция и устройство

«Орион» состоит из двух основных модулей: командно-служебного модуля (Crew Module, CM) и европейского служебного модуля (European Service Module, ESM).

Командный модуль (CM)

Командный модуль — это герметичная капсула, предназначенная для размещения экипажа. Он имеет форму усечённого конуса, что обеспечивает аэродинамическую устойчивость при входе в атмосферу. Основные характеристики:

• Масса: около 10,4 тонны (с экипажем и грузом).
• Объём: около 9 м³ герметичного пространства, из которых 5 м³ приходится на жилое пространство экипажа.
• Теплозащита: выполнена из композитного материала Avcoat, который выдерживает температуры до 2760 °C при входе в атмосферу со скоростью до 11 км/с (при возвращении от Луны).
• Посадка: осуществляется с помощью трёх парашютов (два вытяжных и три основных) на водную поверхность (океан). Система парашютов способна обеспечить мягкую посадку при скорости снижения около 8 м/с.
• Система жизнеобеспечения: рассчитана на 21 день автономного полёта (до 6 месяцев при стыковке с лунной орбитальной станцией Gateway). Обеспечивает регенерацию воды и кислорода, удаление углекислого газа.

Служебный модуль (ESM)

Служебный модуль разработан и построен Европейским космическим агентством (ESA) на базе конструкции грузового корабля ATV (Automated Transfer Vehicle). Он обеспечивает корабль энергией, движением и терморегуляцией. Основные компоненты:

• Двигательная установка: основной двигатель AJ10-190 (работает на монометилгидразине и тетраоксиде азота) с тягой 27,5 кН, а также 8 двигателей малой тяги для ориентации и 24 двигателя для управления ориентацией.
• Запас топлива: около 9 тонн.
• Энергетика: две панели солнечных батарей размахом 19 м, вырабатывающие до 11,2 кВт электроэнергии.
• Система терморегулирования: радиаторы, сбрасывающие избыточное тепло в космос.

Аварийно-спасательная система (АСС)

На вершине корабля установлена аварийно-спасательная система (Launch Abort System, LAS) с тремя твердотопливными двигателями. Она способна отвести командный модуль от аварийной ракеты-носителя за 0,2 секунды на высоте до 1,5 км. Система может быть активирована как на стартовой площадке, так и на этапе выведения на орбиту.

Классификация и модификации

На данный момент существует две основные конфигурации «Ориона»:

• Базовый (пилотируемый) вариант: рассчитан на экипаж из 4 человек и груз до 100 кг на борту. Используется для миссий программы «Артемида».
• Грузовой вариант: рассматривается как перспективная модификация без экипажа, способная доставлять на лунную орбиту до 6 тонн груза. Официально не утверждён.

Также существует прототип Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) — это официальное обозначение корабля, используемое в документации NASA. Он объединяет функции пилотируемого и грузового корабля.

Применение и программа полётов

Основное применение «Ориона» — реализация программы «Артемида», которая включает три этапа:

1. Artemis 1 (2022): Беспилотный облёт Луны. Успешно выполнен.
2. Artemis 2 (планируется на 2025 год): Первый пилотируемый полёт с экипажем из четырёх астронавтов (включая канадца), облёт Луны без посадки.
3. Artemis 3 (планируется на 2026–2027 годы): Высадка астронавтов на поверхность Луны. «Орион» доставит экипаж к лунной орбите, где они пересядут на лунный посадочный модуль (Human Landing System, разрабатываемый SpaceX).

Кроме того, корабль рассматривается как транспортное средство для доставки экипажа на окололунную станцию Lunar Gateway, строительство которой планируется начать в конце 2020-х годов.

Критика и проблемы

Проект «Орион» неоднократно подвергался критике со стороны экспертов и общественности:

• Высокая стоимость: Стоимость разработки и строительства корабля превысила 20 миллиардов долларов США. Каждый запуск с использованием SLS обходится в 2–4 миллиарда долларов, что делает программу одной из самых дорогих в истории космонавтики.
• Низкая эффективность: Критики указывают, что «Орион» является «устаревшей» конструкцией, основанной на технологиях 1960-х годов (капсула с теплозащитным экраном), и не использует принципиально новые решения, такие как многоразовые корабли или ядерные двигатели.
• Задержки: Первоначально первый пилотируемый полёт планировался на 2016 год, но многократно переносился из-за технических проблем с ракетой-носителем и системами корабля.
• Проблемы с теплозащитой: После миссии Artemis 1 на теплозащитном экране были обнаружены неожиданные эрозионные повреждения, что потребовало дополнительных испытаний и модификаций.
• Зависимость от сторонних разработок: Корабль не может самостоятельно совершить посадку на Луну — для этого требуется отдельный посадочный модуль, что усложняет и удорожает миссии.

Интересные факты

• Название «Орион» было выбрано в честь одноимённого созвездия, видимого из обоих полушарий Земли.
• Командный модуль «Ориона» является самым большим пилотируемым космическим кораблём, когда-либо построенным для полётов за пределы низкой орбиты (по внутреннему объёму он превосходит «Аполлон» в 2,5 раза).
• В 2014 году во время испытательного полёта EFT-1 на борту корабля находились детали скафандров, разработанные для миссий на Марс, а также семена томатов, которые затем были высажены на Земле.
• В служебном модуле используется двигатель AJ10, который впервые применялся ещё на кораблях «Аполлон» в 1960-х годах (модифицированная версия).

Источники

• NASA. «Orion Spacecraft Overview». National Aeronautics and Space Administration, 2023.
• Lockheed Martin. «Orion: The Next Generation of Human Spaceflight». Lockheed Martin Corporation, 2022.
• European Space Agency. «European Service Module for Orion». ESA, 2021.
• Berger, Eric. «NASA’s Artemis 1 mission: What went right and what went wrong». Ars Technica, 2022.
• Wall, Mike. «Orion: NASA’s Next-Generation Spacecraft for Deep Space». Space.com, 2023.