Десятидневная миссия «Артемида-2», ставшая первым полетом людей к Луне с декабря 1972 года, когда на спутнике побывали члены экипажа «Аполлона-17», близится к завершению. После запуска на ракете-носителе SLS (Space Launch System) в ночь на 2 апреля корабль «Орион» с четырьмя астронавтами вышел на орбиту вокруг Земли, перешел на траекторию перелета к Луне, облетел спутник, а теперь движется домой, набирая скорость. Рассказываем, когда и как должна завершиться миссия «Артемида-2».
- Источник:
NASA
Когда закончится миссия «Артемида-2»
Согласно плану NASA, корабль «Орион», на борту которого находятся американские астронавты Рид Уайсмен, Виктор Гловер и Кристина Кук, а также астронавт Канадского космического агентства (CSA) Джереми Хансен, должен войти в земную атмосферу в 2 часа 53 минуты 11 апреля.
Всего через 14 минут (в 3:07 мск) он должен приводниться в Тихом океане неподалеку от города Сан-Диего, штат Калифорния. Так завершится первый за более чем 53 года полет людей к Луне, ознаменовавшийся рекордом удаления пилотируемого корабля от Земли (406 779 километров). В общей сложности к моменту приводнения «Орион» преодолеет 1 118 624 километра.
Групповое фото экипажа «Артемиды-2» с борта «Ориона». Слева направо: Кристина Кук, Джереми Хансен, Рид Уайсмен и Виктор Гловер
- Источник:
NASA
Прямая трансляция возвращения корабля на Землю будет вестись на сайте NASA, а также на YouTube-канале американского космического агентства. Начало запланировано на 1 час 30 минут 11 апреля по московскому времени.
Подробнее о том, как будут проходить снижение и приводнение корабля, мы расскажем ниже.
Утечка гелия в служебном модуле «Ориона» и другие неполадки
В ходе миссии «Артемида-2» пока не зафиксировано серьезных неполадок. В первый день полета в командном модуле было немного прохладно, но вскоре инженеры Центра управления полетами в Хьюстоне, штат Техас, изменили некоторые параметры системы жизнеобеспечения и подняли температуру до более комфортных 24 °C.
Также определенные неудобства астронавтам доставил установленный на «Орионе» космический туалет: в первый день на нем не сразу удалось запустить систему сбора жидких отходов (мочи), но проблема решилась доливом воды в насос системы. Затем проблемы возникли уже с системой сброса все тех же жидких отходов за борт — резервуар с ними опорожнялся не так эффективно, как ожидалось.
Специалисты сперва предположили, что виной тому лед, образовавшийся в трубопроводе, но нагрев борта «Ориона», на котором расположено сопло системы сброса, в итоге не принес ожидаемого результата. Разбираться в причинах этой неполадки инженерам придется после возвращения корабля на Землю, но проблему нельзя назвать серьезной — сам космический туалет исправен, а жидкие отходы удается сбрасывать из резервуара, пусть и не в полном объеме.
Видео из «Ориона» — за иллюминатором проносятся те самые жидкие отходы
- Источник:
NASA
Пожалуй, самой серьезной проблемой для будущих полетов «Орионов» к Луне может стать утечка гелия в системе наддува бака с окислителем в служебном (сервисном) модуле корабля, о которой стало известно вечером 9 апреля. Речь идет о системе, поддерживающей давление в баке со смесью оксидов азота (Mixed oxides of nitrogen, MON), которая используется в качестве окислителя топлива — метилгидразина — в двигателях «Ориона».
В NASA сообщили, что утечка гелия из клапанов той же системы имела место и во время беспилотной миссии «Артемида-1» в 2022 году, но тогда она находилась на одном и том же уровне, в течение всего полета, тогда как в этот раз ее объемы заметно выросли после включения главного двигателя «Ориона» на шесть минут для выведения корабля на траекторию перелета к Луне в ночь на 3 апреля.
Вид на разработанный аэрокосмическим концерном Airbus под эгидой Европейского космического агентства (ESA) сервисный модуль корабля «Орион» с внешней камеры
- Источник:
NASA
На пресс-конференции 9 апреля представители NASA подчеркнули, что проблема не представляет угрозы для экипажа и не помешает «Ориону» совершить две оставшиеся корректировки траектории с помощью короткого включения вспомогательных двигателей. Однако дефект, судя по всему, потребует внесения изменений в конструкцию системы наддува бака в сервисных модулях «Орионов», начиная с миссии «Артемида-4» («Артемида-3» будет околоземной), во время которой планируется осуществить первую с 1972 года высадку людей на Луну.
Как будет происходить возвращение «Ориона»
Как и в случае с «Аполлонами», траектория полета «Ориона» не предусматривает выход на околоземную орбиту перед посадкой. За 34 минуты до планируемого приводнения «Ориона» в полете произойдет разделение командного (жилого) и служебного (сервисного) модулей корабля. Спустя 4 минуты командный модуль произведет короткое включение двигателей ориентации, чтобы отдалиться от сервисного (ему предстоит сгореть в атмосфере) и скорректировать угол входа в атмосферу.
За 13 минут до приводнения модуль с экипажем войдет в атмосферу на расчетной скорости 38 367 км/ч (10,66 км/с) на высоте около 122 километров над Землей. Здесь в дело вступит тепловой щит «Ориона». Образовавшаяся перед ним ударная волна разогреет щит до примерно 2760 °C, и в это время жизнь астронавтов будет зависеть от того, как он справится со своей задачей.
Летящий с огромной скоростью корабль при этом будет напоминать огненный шар, а окутавший его кокон плазмы на шесть минут полностью заблокирует связь Центра управления полетами с «Орионом».
Полет «Ориона» сквозь плотные слои атмосферы
- Источник:
NASA
Проблема с тепловым щитом
Именно тепловой щит в его нынешнем виде можно назвать слабым местом «Ориона». Это выяснилось после беспилотной миссии «Артемида-1», состоявшейся в декабре 2022 года. Тогда при возвращении корабля тепловой щит, состоящий из титанового каркаса и слоя углеродного волокна, покрытого 186 блоками из термостойкого абляционного материала Avcoat толщиной около 4 см, выполнил свою задачу, но получил куда более серьезные повреждения, чем ожидалось.
Тепловой щит «Ориона» после миссии «Артемида-1». Материал Avcoat использовался и в тепловых щитах «Аполлонов», но в виде десятков тысяч мелких ячеек, а не крупных блоков
- Источник:
NASA
Суть абляционной термозащиты состоит в том, что при высокой температуре она равномерно плавится и испаряется, препятствуя нагреву нижних слоев, однако из опубликованного в конце 2024 года отчета следовало, что во время спуска в атмосферу испаряющиеся с поверхности Avcoat газы, местами повреждали нижние слои, снижая общую эффективность щита.
В NASA приняли эти выводы к сведению и решили внести изменения в конструкцию теплового щита «Ориона», начиная с миссии «Артемида-3». А вот «Артемиду-2» решено было отправить в полет с уже готовым аналогичным щитом — в качестве меры предосторожности при подготовке миссии специалисты поменяли схему входа корабля «Орион» в атмосферу.
Если во время «Артемиды-1» он сразу совершил глубокий «нырок» примерно до 30-километровой высоты, а потом ощутимо «отскакивал» на 40 километров вверх, то в этот раз корабль войдет в атмосферу под немного другим углом и, достигнув высоты около 60 километров, слегка «подпрыгнет», словно брошенный вдоль воды плоский камушек, после чего начнет снижение по относительно пологой траектории.
Схема входа в атмосферу и приводнения «Ориона» в миссии «Артемида-1»
- Источник:
NASA
И в миссии «Артемида-2»
- Источник:
NASA
Такое решение должно снизить нагрузку на тепловой щит «Ориона» и риски для экипажа, но все же надежность щита вызывает определенные опасения.
На высоте около 8 километров, когда корабль замедлится до примерно 523 км/ч, наступит черед парашютной системы — всего парашютов на корабле одиннадцать. Сперва пиротехника отстрелит крышку носового обтекателя, которая будет спускаться в океан на трех маленьких парашютах. На высоте 7,6 километра сработают два тормозных парашюта диаметром по 7 метров. Они слегка стабилизируют «Орион» и отсоединятся, после чего на высоте 2,9 километра три вытяжных парашюта выдернут три главных 35-метровых парашюта корабля, с помощью которых «Орион» и должен приводниться у Сан-Диего на скорости около 32 км/ч.
Ожидается, что предельные перегрузки, которые испытают астронавты во время снижения, составят 3,9G, что сопоставимо с перегрузками при возвращении с Международной космической станции (МКС) на американских кораблях Crew Dragon и российских «Союзах».
Схема работы парашютной системы «Ориона»
- Источник:
NASA
В районе предполагаемого приводнения «Ориона» будет находиться десантно-транспортный док ВМС США John P. Murtha, со специалистами NASA на борту. Вместе с командой John P. Murtha они неоднократно репетировали операцию по эвакуации астронавтов с макетом космического корабля, а также работали с настоящим «Орионом» после миссии «Артемида-1».
Вскоре после посадки к космическому кораблю направятся вертолеты и лодки. Спасатели осмотрят «Орион» и помогут астронавтам выбраться на надувной плот, после чего Рида Уайсмена, Виктора Гловера, Кристину Кук и Джереми Хансена доставят на вертолетах на борт военного корабля, где их обследуют врачи. Ориентировочно это произойдет примерно через полтора часа после приводнения. Ну а команда John P. Murtha тем временем займется «Орионом».
Корабль John P. Murtha во время тренировки с макетом «Ориона» в 2018 году
- Источник:
ZUMA Press, Inc. via Legion Media
Если все пойдет по плану, миссия «Артемида-2» станет большим успехом для NASA и всей пилотируемой космонавтики, а шансы на дальнейшую реализацию программы «Артемида» и первую после долгого перерыва высадку людей на Луну до конца текущего десятилетия заметно вырастут.
