2018 metų lapkričio mėnesį NASA planuoja įvykdyti „Tiriamąją misiją Nr. 1“ – EM-1, Exploration Mission 1. Tai bus pirmasis pilotuojamo erdvėlaivio Orion, kuris skirtas darbui tolimajame kosmose, skrydis. Po dviejų metų šį erdvėlaivį į kosminę erdvę iškels naujoji didelės keliamosios galios (jos keliamoji galia 70 tonų) raketa SLS Block 1. SLS privalės iškelti šiame bandomajame skrydyje pilotuojamą erdvėlaivį – šiame bandomajame skrydyje nebus ekipažo – į retrogradinę orbitą aplink Mėnulį. Šioje orbitoje erdvėlaivis bus keletą parų. Bendra skrydžio EM – 1 trukmė 25 arba 26 paros. (Atgalinis judėjimas arba retrogradinis judėjimas yra nukreiptas priešinga linkme stebint iš kažkokios pozicijos ir yra progradinio, arba judančio ta pačia linkme judėjimo priešingybė. Šis judėjimas gali reikšti vieno kūno orbitinį judėjimą aplink kitą kūną ar kažkokį tašką ar vieno kūno sukimasis aplink savo ašį ar kiti orbitiniai parametrai, kaip ašies precesija ar nutacija. Dangaus kūnų sistemose atgalinis judėjimas dažniausiai reiškia judėjimą, priešingą centrinio sistemos kūno sukimosi krypčiai.)
Raketa SLS Block 1. Startuoja ekspedicija EM-1
Ekspedicijos EM-1 skrydžio trajektorija
Ekspedicijos EM-1 skrydžio trajektorija su paaiškinimais
Misijos EM – 1 tikslas – maksimaliai ekstremaliomis sąlygomis išbandyti erdvėlaivio Orion komandinio skyriaus ir aptarnavimo modulio sistemas.
NASA EM -1 animacinis scenarijus.
Tiksli data antrojo Orion skrydžio (EM-2, Exploration Mission 2) dar nežinoma. NASA planuoja šį skrydį atlikti ne anksčiau kaip 2021 ir ne vėliau kaip 2023 metais. Pagrindinė problema, planuojant šį skrydį, yra ta, kad raketa SLS Block 1 turėtų būti panaudota tik vieną kartą – 2018 metais. Sekančiame skrydyje bus panaudota raketa SLS Block 1B. Šiai raketai būtina sukurti naują viršutinę pakopą – Exploration Upper Stage, EUS. Ji padinins raketos naudingąjį krovinį iki 105 tonų. SLS Block 1B tarnaus iki 2020 – ųjų pabaigos, tada jis bus pakeistas 130 tonų SLS Block 2.
Erdvėlaivis Orion
Raketos SLS Block 1 su erdvėlaiviu Orion schema
Raketos SLS Block 1B su erdvėlaiviu Orion schema
Raketos SLS Block 2 krovininio varianto schema
Raketos SLS evoliucija
Raketa SLS Block 1 pradeda kelionę iš vertikalaus surinkimo pastato į starto aikštelę 39B
Raketa SLS Block 1 atvežama į starto aikštelę 39B
Raketa SLS Block 1 aikštelėje 39B prieš startą
Raketos SLS Block 1 startas
Raketos SLS Block 1 startas
Taip inžinieriai įsivaizduoja raketos SLS Block 1 skrydžio pradžią
Antrasis erdvėlaivio Orion skrydis – pirmasis pilotuojamas skrydis – bus įmanomas tik modernizavus raketą. NASA konsultantai ir kiti priežiūros organai nepritarė idėjai išsiųsti astronautus į kosminę erdvę su raketa, kurios viršutinė pakopa dar nė karto neskrido su jokiu automatiniu kosminiu aparatu. Pati NASA prieštaravo perkelti ekspediciją EM-2 ant 70 tonų keliamosios galios raketos, atvirai pažymėdama, kad jos viršutinės pakopos sertifikavimui pilotuojamiems skrydžiams reikės mažiausiai 100 mln. USD. Brangiai sertifikavus raketą, ji vienintelį kartą būtų panaudotą pilotuojam skrydžiui.
Dabar NASA planuoja sumažinti misijos EM-2 skrydį iki 8 parų. Pateikiama skrydžio samprata buvo pavadinta kaip minimali misija, nereikalaujanti daug variklių įjungimo pasiekiant Mėnulį.
EM-2 minimalios misijos skrydžio piešinys
Pagal šį planą misijos EM-2 metu EUS (EUS – Exploration Upper Stage – tai yra viršutinė raketos SLS pakopa) iškels erdvėlaivį Orion į elipsės formos orbitą, kurios apogėjus 35 000 km, aplink Žemę. Po paros erdvėlaivis atsijungs nuo EUS ir savo aptarnavimo modulio sistemos varikliais padidins orbitos apogėjų tiek, kad apskries Mėnulį, neįskrisdamas į jo orbitą, ir tada sugrįš į Žemę. Skrydžio metu tiek EUS, tiek erdvėlaivio Orion variklių sistema bus įjungtos tik po vieną kartą. Ši pasiūlyta skrydžio koncepcija leidžia jį pratęsti iki 21 paros.
Ekspedicijos EM-2 ankstesnės koncepcijos numatė jos trukmę nuo 9 iki 13 parų. Iš jų tris paras erdvėlaivis būtų dirbtiniu Mėnulio palydovu, nuo 3 iki 6 parų keliautų į Mėnulį ir panašiai tiek pat užtruktų kelionė atgal į Žemę. Pagrindinis naujojo skrydžio plano skirtumas yra tai, kad sugedus EUS bet kuriame skrydžio etape, pilotuojamas erdvėlaivis sugebės savarankiškai sugrįžti į Žemę. Be to, reikia sumažinti erdvėlaivio Orion skrydžio trukmę tik todėl, kad šio erdvėlaivio astronautų gyvybės palaikymo sistema bus naudojama pirmą kartą. 2018 metais ekspedicijos EM-1 metu erdvėlaivis neturės astronautų gyvybę palaikančios sistemos.
Erdvėlaivių Orion skrydžių planas
Siūloma EM-2 ekspedicijos sutrumpinto skrydžio koncepcija gavo Konsultacinės (patariamosios) tarybos paramą. Tokia misija galėtų įvykti 2022 metais. Ji galėtų įvykti ir 2021 metais, bet pareikalautų tais metais papildomų investicijų raketai SLS, erdvėlaiviui Orion ir jų antžeminei infrastruktūrai.
EM-3 (Exploration Mission 3) ekspedicija, įskriejant į dirbtinio Mėnulio palydovo orbitą, numatyta 2023 metais (arba 2022 metais, jei EM-2 ekspedicija įvyktų 2021 metais), ir nuo 2024 metų nuo 2 iki 4 astronautų skrietų dirbtinio Mėnulio palydovo orbita kiekvienais metais. Pereinamasis etapas – skrydis EM-6 2026 metais. Tai skrydis į asteroidą, iš anksto automatinio kosminio aparato atgabentą į Mėnulio dirbtinio palydovo orbitą. Po šios ekspedicijos misijų trukmė palaipsniui ilgės. Tikėtina, kad dirbtinio Mėnulio palydovo orbitoje bus naudojami prie erdvėlaivio prijungti papildomi gyvenamieji moduliai. Remiantis NASA ankstesniais pranešimais, iki 2020 metų pabaigos NASA planuoja pailginti iki dviejų mėnesių astronautų darbą dirbtinio Mėnulio palydovo orbitoje.