Menneskeheten forbereder seg på å reise lenger ut i verdensrommet enn noen gang før.
Menneskeheten vil komme tilbake til måneog til slutt sette foten på Mars for første gang. Disse neste trinnene i bemannet romutforskning er en del av Artemis-oppdraget. Og en nøkkelkomponent i dette oppdraget er mannskapsfartøyet, Orion-romfartøyet, som utnytter over fem tiår med NASA romvitenskap.
Den første store testen av Orion vil finne sted i slutten av august 2022, når den kraftigste raketten som noensinne er bygget av menneskeheten – Space Launch System (SLS) – vil slynge Orion-kapselen med mannskap lenger enn noe annet fartøy beregnet på astronauter noensinne har gjort. gått før.
Etter denne testen, offisielt utpekt til Artemis I misjonvil kapselen til slutt være kjøretøyet som frakter menneskeheten frimodig videre inn i den neste æraen av romutforskning.
I slekt: NASAs Artemis-program
“Orion-romfartøyet er kapselen som skal frakte astronauter og vitenskapelig nyttelast til månen,” sa Madison E. Tuttle, spesialist i offentlige anliggender ved NASAs Kennedy Space Center, til Space.com. “Den fungerer som letefartøyet som skal frakte mannskapet til verdensrommet, gi nødavbruddsevne, opprettholde mannskapet under romreisen og sørge for sikker re-entring fra dype romreturhastigheter, den er bygget for å ta mennesker lenger enn de har gjort. noen gang gått før.”
Opprinnelsen til Orion
Orion-romfartøyet har tre hovedkomponenter. Fra topp til bunn er disse: Utskytningsavbruddssystemet designet for å bringe fartøyet og mannskapet i sikkerhet i tilfelle noe går galt ved oppskytingen; mannskapsmodulen som er 16 fot i diameter (5 meter) og utstyrt med de siste fremskrittene innen bolig, flyelektronikk og livsstøtte; og under disse er European Space Agency (ESA) leverte servicemodul, med oppgave å forsyne fartøyet med oksygen, vann og kraft i elektrisiteten konvertert fra solenergi samlet inn av fartøyets tre utfoldende solcellepaneler.
Orion-romfartøyet – offisielt kalt Orion Multi-Purpose Crew Vehicle – ble opprinnelig unnfanget av Lockheed Martin på begynnelsen av 2000-tallet. Historien kan spores tilbake til et mannskapsutforskningskjøretøy (CEV) annonsert i januar 2004 for NASAs “Vision for Space Exploration”-program.
Prosjektet ville plukke opp navnet ‘Orion’ da det ble fremmet som en CEV for NASA Konstellasjonsprogramder mannskaps- og lastversjoner ville ha reist til Internasjonal romstasjon (ISS), i tillegg til å returnere mennesker til månen.
Etter at Constellation-programmet ble kansellert i 2010, overlevde Orion, og overlevde også Ares 1 rakett som opprinnelig skulle bære den ut i verdensrommet. I 2011 ble produksjonen av Orion-kjøretøyet annonsert av NASA, med Lockheed Martin som tok ledelsen i å bygge kommandomodulen til fartøyet.
I 2012 kunngjorde ESA muligheten for et samarbeid med NASA for å tilby en tjenestemodul som kan kobles sammen med Orion. Samme år ble byggingen av denne Orion-servicemodulen gitt til Airbus Defence and Space.
Innen 2020 var det minst tre forskjellige versjoner av Orion-romfartøyet i produksjon med Lockheed Martin som sa at seks oppdrag med Orion var formelt avtalt med NASA. Selskapet sier at det fortsatt er mulighet for et håndverk og ytterligere 12 oppdrag.
Mellom 2006 og 2020 utgjorde finansieringen av Orion nesten 19 milliarder dollar, som justert for inflasjon er rundt 21,5 milliarder dollar, ifølge Inflasjonsindekser for nystart for NASA (åpnes i ny fane).
Testing av de ulike komponentene i Orion-fartøyet, og bruken av ulike modeller og kjelerstatninger for kapselen dateres tilbake så tidlig som i 2007.
I desember 2014 ble Orion-fartøyet lansert på toppen av en United Launch Alliance Delta Heavy rakett for en kortvarig flytur for å samle data om romfartøyets ytelse. Flyturen – Exploration Flight Test-1 (EFT-1) – varte i fire timer og 24 minutter og endte da kapselen landet i Stillehavet.
I 2021 ble Orion-fartøyet plassert på toppen av SLS-raketten. Tidligere i år ble den klargjorte Artemis I-raketten rullet ut til utskytningsrampen ved Kennedy Space Station, Florida, klar for sin neste, mest betydningsfulle test.
“Alt dette arbeidet kommer sammen som den kraftigste raketten som noen gang er bygget som sender opp det mest sofistikerte mannskapsromfartøyet som noen gang er bygget,” sa Sharon Cobb til SLS Associate Program Manager til Space.com. “Det representerer menneskelig oppfinnsomhet og dedikasjon og er noe vi alle kan være stolte av.”
Under den ubemannede flyvningen til Orion-romfartøyet som en del av Artemis 1-oppdraget, vil kapselen reise lenger enn noe fartøy beregnet på å frakte et mannskap noen gang har våget seg før.
“Artemis Jeg vil teste alle systemene på kapselen og modifikasjonene som ble gjort etter 2014-testen,” forklarte Tuttle. “Det er avgjørende å sikre at Orion trygt kan skyte opp og sprute ned i forkant av oppdrag med astronauter om bord.”
I slekt: Orion-romfartøy: NASAs neste generasjons kapsel for å ta astronauter utover jordens bane
SLS med Orion-fartøyet på spissen vil eksplodere med et par fem-segments boostere og fire RS-25-motorer som leverer 8,8 millioner pund (3,9 millioner kg) skyvekraft. Tuttle forklarte at kraften til SLS gjør den til den eneste bæreraketten som er i stand til å ta Orion-romfartøyet på tur til månen og utover.
Når SLS når en høyde på rundt 100 miles (160 km) over jorden, vil SLS kaste boostere og servicemodulpaneler, og Orion vil kaste ut lanseringsavbruddssystemet. Kjernetrinnsmotorene vil slå seg av og den vil skille seg fra Orion.
Mens den kretser rundt jorden, rundt to timer etter lanseringen, gir Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) på SLS øvre trinn Orion-fartøyet det siste dyttet det trenger for å nå månen og videre.
Drevet av sin servicemodul vil Orion reise 280 000 miles (450 000 kilometer) bort fra jorden. I løpet av denne tiden vil NASA-ingeniører overvåke Orion via Deep Space Network tester evnen til å navigere, kommunisere og operere i et dypt rommiljø.
Orions systemer vil bli sjekket under sin flere dager lange tur til 62 miles (100 km) over månens overflate. Orion vil da bruke gravitasjonspåvirkningen fra månen til å drive seg selv dypere ut i verdensrommet, og legge seg i en bane rundt 64 000 kilometer fra månen.
Etter rundt seks dager i denne banen vil Orion igjen bruke en nær forbiflyvning av månen for å akselerere tilbake til jorden. Den vil gå inn i atmosfæren igjen med 40.200 km/t og oppleve temperaturer på nesten 5.000 grader Fahrenheit (2.760 grader Celsius). Fartøyet vil være beskyttet av verdens største varmeskjold – 16,5 fot (5 meter) i diameter – plassert ved bunnen av mannskapsmodulen samt av sofistikerte termiske fliser.
Den sikre gjeninnstigningen og presisjonslandingen utenfor kysten av California representerer den siste testen av Orion. Den eneste delen av fartøyet som vil nå jorden igjen er mannskapsmodulen.
Oppdraget vil vare mellom fire og seks uker, den lengste perioden et kjøretøy designet for å frakte mennesker har vært i verdensrommet uten å legge til kai ved en romstasjon, og vil se Orion-fartøyet reise over 1,3 millioner miles (2,1 millioner km).
“Orion er større enn andre romfartøyer for å tillate de ekstra dagene og milene som trengs for å nå månens bane. Det vil fly lenger enn noe romfartøy bygget for mennesker noen gang har fløyet,” sa Tuttle. “Ikke bare vil Orion oppholde seg i verdensrommet lenger enn noe menneskelig romfartøy har uten å dokke til en romstasjon, men det vil også komme hjem raskere og varmere enn noen gang før.”
Etter det ubemannede Artemis I-oppdraget, vil den neste store testen av Orion-fartøyet være Artemis II-flyvningen. Dette vil se Orion-fartøyet bemanne i verdensrommet for første gang.
Senere, under Artemis III som er satt til tidligst i 2024, vil Orion bære en kvinne og en farget person til månen for første gang, og sette seg ned ved månens sydpol.
“De to oppdragene etter Artemis I vil fly astronauter til månebane og Artemis III vil frakte astronauter til månen sammen med et menneskelig landersystem,” forklarte Tuttle. “Artemis II vil være første gang mannskapet har fløyet på Orion, og de vil bruke tid på å gå i bane rundt månen og sette Orions systemer på prøve før Artemis III månelandingen.”
I slekt: NASAs Artemis 3 månelandende astronauter vil utforske 1 av disse 13 månestedene
Airbus Defence and Space begynte byggingen av en andre serviceenhet i 2017 som vil følge Orion-romfartøyet på Artemis II-oppdraget.
Laura Poliah er testleder for romfartøyprosjektet Orion. I forkant av lanseringen av Artemis I reflekterte hun over betydningen av oppdraget og reisen Orion har tatt for å komme til dette punktet.
“Når vi forbereder oss på at Orion-romfartøyet skal ta sin første reise rundt månen og tilbake, reflekterer jeg over de utallige timene med design, montering og testing som er utført med våre ulike partnere for å komme hit,” sa Poliah til Space.com. “Det er et bredt spekter av følelser fra forventning til begeistring, men mest av alt har jeg så mye stolthet over teamet mitt og arbeidet vi har bidratt med for å hjelpe vår generasjon inn i en ny æra av romutforskning; det har vært en stor ære .”
Ytterligere lesing
En nøkkelkomponent i Artemis-programmet er Space Launch System megarocket, den kraftigste raketten utviklet av menneskeheten.
NASA sine Artemis-programmet vil se mennesker igjen tråkke foten på månens overflate og reise videre til Mars.
Bibliografi
“Artemis (åpnes i ny fane).” NASA (2022).
“Rundt månen med NASAs første lansering av SLS med Orion (åpnes i ny fane).” NASA (2022).
“Møt NASAs Orion-romfartøy (åpnes i ny fane).” NASA (2022).
“Orion Oversikt (åpnes i ny fane).” NASA (2022).
“NASAs Orion-romfartøy (åpnes i ny fane).” NASA (2022).
“NASA FY19 Inflasjonstabeller – skal brukes i FY20 (åpnes i ny fane).” NASA (2020).
“TA AV! Orion begynner en ny æra innen romutforskning! (åpnes i ny fane)“NASA (2014).
“NASAs Orion-romfartøy, Lockheed Martin (åpnes i ny fane).” Lockheed Martin (2022).
Følg oss på Twitter @Spacedotcom (åpnes i ny fane) eller på Facebook (åpnes i ny fane).