Baigiamas surinkti Orion erdvėlaivis

NASA, Orion, SLS – apie surenkamą naują erdvėlaivį be ateities

Orion startas

Liko mažiau dviejų metų iki pirmojo nepilotuojamo Orion erdvėlaivio skrydžio aplink Mėnulį. Bandomoji misija EM-1 (Exploration Mission 1) numatyta 2020 metų vasarą. Labai tikėtina, kad startas bus nukeltas į tų pačių metų gruodžio mėnesį. Atvykus iš Europos į Kanaveralo kyšulį Orion erdvėlaivio serviso moduliui, visi pagrindiniai pirmojo pilnaverčio pilotuojamo Orion erdvėlaivio elementai yra Eksploatacinių bandymų ceche (Operations and Checkout Building) Kanaveralo iškyšulyje. Kompanija kūrėja Lockheed Martin užbaigs erdvėlaivio surinkimą.

Pagal planą, Orion erdvėlaivio bandymai turėtų baigtis maždaug už 400 dienų, 2020 metų pradžioje. Bandymų grafikas yra gana griežtas. Jis apima erdvėlaivio integravimą ir surinkimą, jo išsiuntimą bandymams į Ohajo valstiją ir sugrąžinimą į Floridą. Floridoje pastatytas naujas SLS raketos su erdvėlaiviu Orion valdymo centras, skirtas raketos paleidimui. Jame pirmajam startui bus ruošiamas naujasis erdvėlaivis.

Erdvėlaivio Orion serviso modulis sukurtas Europoje kompanijos Airbus Defense and Space. Šis modulis 2018-11-06 atvyko iš Bremeno į JAV kompanijos Volga – Dnepr lėktuvu. Jis pavadintas FM-1 (Flight Module 1). Dar vasarą buvo manoma, kad erdvėlaivio Orion serviso modulis bus išsiųstas į JAV iki rugsėjo 20 dienos. Vėlavimai kuriant paslaugų modulį buvo viena pagrindinių priežasčių, dėl kurių nuolat keičiasi Orion erdvėlaivis. Tačiau kaltinti tik juos atidedant misiją apskritai neverta. Dabar EM-1 starto data jau priklauso nuo nešančiosios raketos SLS pasiruošimo skristi.

2018 gruodžio 6 erdvėlaivio Orion serviso modulis atskrido į Kenedžio kosminį centrą Floridoje

Europoje sukurtame erdvėlaivio Orion serviso modulyje yra skrydžio trajektorijos korekcijos pagrindinė variklių sistema, erdvėlaivio orientacijos valdymo sistema, elektros energijos tiekimo sistema, šilumos valdymo sistema, kuras ir erdvėlaivio ekipažo gyvybės užtikrinimo sistemos atsargos. Šiuo atveju formaliai erdvėlaivio Orion serviso modulis – tik pagrindinė, bet ne vienintelė erdvėlaivio aptarnavimo modulio dalis. Į ją taip pat įeina pereinamasis skyrius, CMA (Crew Module Adapter), jungiantis Europoje sukurtą erdvėlaivio Orion serviso modulį su pilotuojama kapsule ir numetamas erdvėlaivio apvalkalas. Pagrindinė CMA užduotis – perduoti komandas iš borto kompiuterio, įrengto ekipažo modulyje, į Europoje sukurtą erdvėlaivio serviso modulį ir perduoti energiją ir kurą atgaline kryptimi.

Erdvėlaivio Orion schema

Orion misija EFT-1

Kai kurie erdvėlaivio Orion elementai, įskaitant komandinį skyrių ir atskirus prietaisus, buvo išbandyti 2014 metų gruodžio mėnesį misijos EFT – 1 (Exploration Flight Test – 1) metu. Tada erdvėlaivis buvo pritvirtintas ent nešančiosios raketos Delta IV Heavy viršutinės pakopos. Kartu su šia pakopa erdvėlaivis apskriejo Žemę vieną kartą, o po to atsiskyrė nuo jos ir nusileido į Ramųjį vandenyną. Misijos EM – 1 (Exploration Mission – 1) metu erdvėlaivis Orion pirmą kartą skries savarankiškai. jis atsiskirs nuo viršutinės SLS nešančiosios raketos pakopos ir pasieks Mėnulio orbitą, taps jo dirbtiniu palydovu, ten jis praleis beveik dvi savaites prieš sugrįžtant į Žemę.

Erdvėlaivis, dabar kuriamas EM – 1 misijai, nebus galutinis programos produktas. Jame nebus ekipažo gyvybės aprūpinimo sistemos, ekranų ir erdvėlaivio rankinio valdymo sistemų. Jie atsiras tik pilotuojamoje misijoje EM – 2.

Europoje sukurtas Orion erdvėlaivio serviso modulis, atvykęs į Floridą, buvo iškeltas iš transportavimo konteinerio ir atliko seriją pirminių patikrinimų, kurie patvirtino bendrą visų pagrindinių modulio sistemų veikimą. Tada specialistų komanda pradėjo paruošiamuosius darbus ant šio modulio pritvirtinti pereinamąjį skyrių CMA (CMA – Crew Module Adapter), ant kurio montuosis erdvėlaivio Orion ekipažo kabina (erdvėlaivio komandinis modulis). Šiuo metu (2018-11-23) darbininkai pastatė CMA ant Europoje sukurto erdvėlaivio Orion serviso modulio ir sutaikė varžtų skyles. Po to, kai ekspertai išsiaiškins, kodėl vis tik nesutapo nedaug skylių, erdvėlaivio skyrius sujungs 192 varžtai.

Orion erdvėlaivio su skrydžio (gelbėjimo) nutraukimo sistemos schema

Orion darbai 2019 metais

Orion erdvėlaivio surinkimas ir bandymai tęsis 2019 metais. Susukus varžtus, serviso modulis nukeliaus į švarią patalpą, kurioje jo laukia 20 mechaninių operacijų, skirtų sujungti sąsajas ir daugiau nei 30 suvirinimo operacijų. Šio darbo rezultatas – bus baigtos surinkti variklių, šilumos palaikymo ir gyvybės palaikymo sistemos.

Po suvirinimo bus išbandytas modulio hermetiškumas specialioje kameroje. Sekančiame etape ant jo bus įdiegti įvairūs įrenginiai, tokie kaip kameros, fazinės matricos antenos ir žvaigždžių jutikliai, skirti erdvėlaivio orientacijai erdvėje nustatyti pagal žvaigždes. Tada specialistai išties elektros laidus ir jais sujungs galios, valdymo ir informacinę sistemas. Įkrovus aušinimo sistemą, modulis bus išsiųstas funkciniams bandymams, o tada terminiams vakuuminiams bandymams. Šiluminiai bandymai numatyti vasario mėnesį, o akustiniai – kovo mėnesį. 2019 metų gegužės mėnesį serviso modulis privalo būti paruoštas integravimui su komandiniu moduliu (ekipažo kabina).

Lygiagrečiai tuo pačiu metu bus ruošiamas skrydžiui ir komandinis skyrius (ekipažo kabina). Dabar jis beveik paruoštas ir jam trūksta vieno svarbaus elemento – šoninio liuko. Gal hermetiškai užsidarančių durelių? Labai įdomu, o kaip pateks į erdvėlaivį astronautai. Jam nebeliko lėšų. Iš pradžių misijoje EM – 1 vietoje šoninio liuko turėjo būti naudojamas laikinas nedarinėjamas dangtis. Tačiau prieš kelerius metus planas buvo peržiūrėtas dėl pinigų ir laiko stygiaus.

Be to, komandinio modulio kvalifikaciniai testai atskleidė kai kurias ne itin reikšmingas izoliacijos problemas. Aparatūros blokai, kurių patikimumu suabejota, buvo išmontuoti ir pristatyti gamintojams pakeitimui.

Serviso modulio integravimas su komandiniu moduliu bus palyginti paprastas. jungtys tarp jų bus atidalytos (nutrauktos) prieš erdvėlaivio komandinio modulio (ekipažo kabinos) nusileidimą. Jungčių nutraukimui naudojami pirotechniniai atskyrimo įtaisai. Todėl serviso modulis su komandiniu moduliu nebus suvirinti. Modulius vieną prie kito jungs keturi varžtai. Komunikacijos, tai yra elektros laidai ir skysčių stūmimo vamzdynai eis vienu specialiu jungiamuoju tuščiaviduriu stiebu, jungiančiu erdvėlaivius.

Sujungus modulius, prasidės viso erdvėlaivio funkciniai bandymai. Šiam tikslui jis bus nugabentas į NASA bandymų centrą Plume Brook Ohajo valstijoje. Plume Brook yra didžiausia pasaulyje vakuuminė kamera: jos skersmuo yra apie 30 m, o gylis – didesnis nei 37 m. Oriono bandymai Plume Brooke truks 72 paras. Iš jų 67 paras truks vakuuminiai bandymai, o likusias penkios paros bus skirtos elektromagnetiniams bandymams.

SLS ir Orion

Prieš atliekant bandymus vakuuminėje kameroje, saulės elementų baterijos bus nuimtos nuo erdvėlaivio serviso modulio. Jos bus iš naujo sumontuotos, kai erdvėlaivis sugrįš į Floridą. Po to Orion erdvėlaivis bus užpildytas kuro komponentais (monometilhidrazinu, azoto monoksidu). Ant jo bus pritvirtinta ekipažo avarinė gelbėjimo sistema. Šis erdvėlaivio ir gelbėjimo sistemos junginys bus užkeltas ir prijungtas prie SLS sistemos nešančiosios raketos viršutinės pakopos ICPS (ICPS – Interim Cryogenic Propulsion Stage).

Block 1 – pradinė ir greičiausiai kraštinė SLS sistemos nešančiosios raketos konfiguracija

O po to Orionas gal ir skris link Mėnulio.

Net ir didžiausi optimistai mažai tiki, kad tai bus NASA kasdienis reiškinys. Šiame piešinyje SLS – Block 1 starto aikštelėje LC39B paruošta misijai EM -1. NASA finansuoja erdvėlaivį ir nešančiąją raketa, kuri niekada neskraidys. Nebent bus parodomieji bandomieji techniniai skrydžiai