NASA tiria pirmojo Orion pilotuojamo skrydžio trajektoriją

2018 metų rudenį įvyks pirmasis sunkiosios NASA raketos SLS (Space Launch System – paleidimo į kosmosą sistema) modifikacijos Block 1, galinčios į žemą apytiksliai 200 km LEO (Low Earth orbit – Žema apskritiminė orbita aplink Žemę nuo 160 km iki 2000 aukščio virš Žemės paviršiaus) orbitą iškelti iki 70 tonų, startas. Šio starto naudingasis krovinys bus naujasis didelės masės pilotuojamas erdvėlaivis Orion, kuriam šį kartą teks be astronautų apskrieti Mėnulį ir sugrįžti į Žemę. Šis skrydis vadinamas Tyriamąja misija Nr. 1 (Exploration Mission 1, EM – 1). Sekančios erdvėlaivio Orion misijos vadinsis EM – 2, EM – 3 ir t.t. 2018 metų misijos parametrai jau seniai nustatyti ir starto perkėlimo tikimybė maža. Deja, to paties negalima pasakyti apie sekantį skrydį, kurio metu žmonės pirmą kartą nuo 1972 metų gruodžio mėnesio paliks žemą Žemės dirbtinio palydovo orbitą.

Pagal pradinį planą, EM – 2 skrydis turėtų įvykti praėjus keletui metų po pirmojo bandomojo skrydžio EM – 1, t.y. 2021 arba 2022 metais. EM – 2 skrydis pinai pakartoja skrydį EM – 1. Jis skiriasi nuo EM – 1 tuo, kad erdvėlaivyje skries astronautai. Pastaraisiais metais NASA planai sutriko. JAV kosmoso agentūra nutarė paspartinti raketos SLS viršutiniosios pakopos kūrimą. Ši pakopa vadinasi EUS (EUS – Exploration Uper Stage). Ji pakeis viršutinę pakopą ICPS (ICPS – Interim Cryogenic Propulsion Stage – Tarpinė kriogeninė pastūmėjimo pakopa), kuri atiteko raketai SLS Block 1 nuo raketos Delta IV. Naujosios NASA super sunkiosios raketos SLS modifikacija su viršutiniąja pakopa EUS vadinasi SLS Block 1B. Ji galės iškelti į LEO apytiksliai 200 km aukščio orbitą 105 tonų krovinį. Ši raketa taps pagrindine NASA tiriamosios pilotuojamos programos raketa jau nuo XXI amžiaus trečiojo dešimtmečio pradžios.

NASA specialistai logiškai mąsto, kad išleisti šimtus milijonų dolerių raketos SLS Block 1 sertifikacijai pilotuojamiems skrydžiams į Mėnulio orbitą ir toliau neapsimoka. Mažiau galinga raketos SLS viršutinioji pakopa ICPS bus panaudota bepilotei ekspedicijai EM – 1 tik todėl, kad iki 2018 metų pabaigos dar nebus suspėta pilnai sukurti naująją žymiai galingesnę viršutiniąją pakopą EUS.

Kad ekspedicija EM – 2 galėtų pakilti raketa SLS Block 1B, reikia išbandyti ir sertifikuoti pilotuojamiems skrydžiams šios raketos viršutinę pakopą EUS. Tai bus atlikta, jei ši raketa SLS Block 1B viso skrydžio metu sėkmingai skries be ekipažo. Dabar šiuo bepiločiu kroviniu pretenduoja tapti mokslinė tiriamoji tarpplanetinė stotis Europa Clipper. Šiuo metu jos startas numatytas 2022 – iais metais. Tai reiškia, kad erdvėlaivio Orion skrydis su astronautais gali įvykti tik 2023 – iais metais, t.y. praėjus penkiariems metams po pirmojo nepilotuojamo erdvėlaivio Orion skrydžio (ekspedicija EM – 1). Anksčiau NASA atstovai apie tai jau yra kalbėję.

Greitas perėjimas prie 105 tonų masės krovinį į žemą LEO orbitą galinčios iškelti raketos turi daug privalumų. Tai leidžia misiją EM – 2 padaryti žymiai brandesnę. Dabar NASA numačiusi siųsti astronautus ne apskrieti Mėnulį, o ilgesnį laiką skrieti DMP orbita. Kiekviename šio skrydžio etape bus dalima avariniu būdu skubiai sugrįžti į Žemę. Tai būtų ne ilgiau kaip penkios paros. Jei būtų gedimai erdvėlaivio agregatų ir variklių (aptarnavimo arba serviso) skyriuje, vietoje išėjimo į numatytą skrydžio orbitą jis tik atliktų Mėnulio apskriejimo manevrą su laisvu grįžimu (kritimu) į Žemę.

Pagrindinis NASA ekspedicijos EM – 2 planas nurodo, kad erdvėlaivis Orion, jį iškėlus į žemą LEO orbitą, vieną kartą apskries Žemę. Po to viršutinė raketos SLS pakopa EUS nugalės Žemės trauką ir nukreips erdvėlaivį skrieti į Mėnulį. Atskridus  prie Mėnulio ir atskyrus EUS, erdvėlaivis aptarnavimo skyriaus variklių pagalba sumažins praskriejimo pro Mėnulį aukštį iki 100 km. Serija papildomų variklių įjungimų suformuos erdvėlaivio orbitą 100 x 10 000 km, kuria astronautai skries tris paras. Tada dar vienas Orion variklių įjungimas nukreips erdvėlaivį Žemės link. Visa ekspedicija truks 9 – 13 parų.

NASA tyrinėja dvi galimas EM – 2 schemas. Pagal pirmąją, Orion su keturiais ekipažo nariais skries tolima retrogradine orbita, kaip ir nepilotuojama misija EM – 1. Papildomai nagrinėjamos kitos trajektorijos be įskriejimo į Žemės orbitą, įskaitant skrydžius į libracijos tašką L2, didesnės energetikos Mėnulio apskriejimo trajektorijas ir t.t. Tokios misijos trukmė 25 – 26 paros. Atsižvelgiant į tai,  kad erdvėlaivio Orion autonominio skrydžio trukmė tik 20 parų, skriejant misijoms pagal šiuos aprašymus, reikės padidinti erdvėlaivio ekipažo pilnavertės gyvybės užtikrinimo sistemų darbo trukmę ir dar erdvėlaivį modifikuoti, prie jo prijungiant papildomą gyvenamąjį modulį. Panašus modulis dabar kuriamas JAV.

 Paskutinė galima misijos EM – 2 schema – hibridinė. Ji apibūdinama kaip mažiausiai rizikinga. Skrydžio trajektorija reikalauja, kad erdvėlaivis pakaitomis būtų išvestas į tris skirtingas orbitas aplink Žemę. Iš pirmosios atraminės orbitos į antrąją (391 x 71 333 km) erdvėlaivis Orion bus iškeltas raketos SLS viršutiniąja pakopa. Antrąja orbita erdvėlaivis apie 24 valandas. Astronautai turės pakankamai laiko pailsėti, įvykdyti kompleksą patikrinimų ir priimti sprendimą pratęsti ekspediciją arba sugrįžti į Žemę. Sugrįžimui į Žemę pakaktų ne daugiau kaip 12 valandų. Jeigu rimtų gedimų nebus aptikta, tai erdvėlaivio variklių sistemos naujas įjungimas, skriejant perigėjuje, išves erdvėlaivį Orion į orbitą, kurios apogėjus yra didesnis už atstumą nuo Žemės iki Mėnulio. Tai bus orbita, kuri eis per Žemės – Mėnulio sistemos L2 tašką ir bus artima erdvėlaivio sugrįžimo į Žemę orbitai. Suartėjimo su Mėnuliu momentu aukštis virš jo paviršiaus bus 61 548 km. Sugrįžimui į Žemę bus reikalingas vienas palyginti nedidelis orbitinis manevras. Skrydžio trukmė 15 – 16 parų. Akivaizdus šio plano trūkumas yra būtinumas erdvėlaiviui daug kartų perskristi Žemės radiacines juostas. NASA specialistai mano, kad per dvi savaites astronautų gauta radiacijos dozė bus lygiavertė 6 mėnesių radiacijos dozei, gautai dirbant TKS.


Komentarai apie “NASA tiria pirmojo Orion pilotuojamo skrydžio trajektoriją”

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *