Космический корабль «Орион»: описание, история. Американский космический корабль Orion: полёт человека на Марс стал ещё ближе Звездолет орион

На этом аппарате в 2020-х годах НАСА собирается отправить к Марсу первых астронавтов. Orion - первый космический корабль, который покинет пределы низкой околоземной орбиты за последние 40 лет.

Старт произведен 5 декабря 2014 года на мысе Канаверал во Флориде. В НАСА придают большое значение этому событию и называют его историческим. На орбиту многоразовый аппарат выведет ракета-носитель тяжелого класса Delta IV, созданная компанией ULA (United Launch Alliance) исключительно из компонентов, разработанных и произведенных в США. В отличие от Atlas V, на ней нет российских двигателей РД-180.

Первоначально старт корабля был намечен на 07:05 4 декабря 2014 года по времени Восточного побережья США (15:05 московского времени), однако не раз переносился в течение стартового окна, закрывающегося в 09:44 (17:44 по московскому времени). Среди причин переноса НАСА называло судно, проплывавшее рядом со стартовой площадкой, высокую скорость ветра (в два раза превышающую максимально допустимую для запуска), превышение температуры в двигателях центральной ступени ракеты-носителя (потом оказалось, что с агрегатами все в порядке) и проблемы с топливным клапаном.

Корабль удалится от Земли на расстояние 5,8 тысячи километров и пересечет радиационный пояс (пояс Ван Аллена в англоязычной терминологии) Земли. Последний раз космический корабль совершал подобное путешествие в заключительной миссии программы Apollo в 1972 году.

Сам корабль спроектировал и построил американский аэрокосмический (и оборонный) гигант Lockheed Martin. Организация первого тестового полета обошлась США в 370 миллионов долларов. Orion состоит из двух модулей: командного и сервисного. Если первый модуль корабля целиком спроектирован американской стороной, то разработка второго проходила при участии ЕКА (Европейского космического агентства).

Европейцы предоставили американской стороне космический грузовик ATV (Automated Transfer Vehicle), подвергшийся существенной модернизации: на него были установлены новые двигатели, система орбитального маневрирования, солнечные батареи повышенной эффективности.

Ранее ATV доставлял на Международную космическую станцию (МКС) грузы. Всего с марта 2008 года по июль 2014 года корабли этой серии совершили пять полетов к МКС. В настоящее время основными грузовиками для орбитальной станции являются российские «Прогрессы», а также частные американские аппараты Dragon компании SpaceX и Cygnus компании Orbital Sciences Corporation. Последнему в октябре 2014 года не удалось отправиться в космос из-за взрыва ракеты-носителя Antares.

По дизайну Orion напоминает аппараты Mercury и Apollo, используемые США до 1970-х годов. Однако новый корабль крупнее и мощнее своих предшественников. Общая масса Orion превышает 20 тонн, высота грузового модуля конусообразной формы - более трех метров, диаметр основания - около пяти метров. Orion способен брать на борт до шести астронавтов, объем его жилого пространства сравним с небольшой комнатой - примерно девять кубических метров.

Изображение: NASA

Основная цель полета - тестирование систем корабля в экстремальных условиях. Примерно через 20 минут после старта ракеты-носителя Delta IV беспилотный корабль Orion выйдет на низкую околоземную орбиту и совершит один оборот вокруг Земли. Примерно через полтора часа аппарат окажется уже на высокой орбите - примерно 5,8 тысячи километров до Земли, что более чем в 14 раз выше, чем орбита МКС. Еще через два часа Orion начнет возвращение на Землю.

Во время околоземного полета корабль попадет в пределы радиационного пояса Земли. Эта область магнитосферы планеты удерживает высокоэнергетические космические частицы (главным образом протоны и электроны), не давая им попасть на Землю. Такая радиация опасна для человека. Американские корабли в рамках лунной программы Apollo несколько раз пересекали пояс Ван Аллена.

Излучение не повредило астронавтам, поскольку космические аппараты достаточно быстро пролетали через пояс и продолжали свой путь в пространстве с относительно невысоким уровнем радиации. Кроме того, конструкция стенок модуля корабля, внутри которого находились астронавты, предусматривала специальную защиту от космических лучей.

Изображение: NASA

Orion несет на борту датчики, измеряющие параметры радиации: заряд, энергию и направление движения частиц. Кроме того, датчики способны регистрировать и высокоэнергетические нейтральные частицы, такие как, например, нейтроны и фотоны. Показания этих устройств специалисты НАСА сравнят с телеметрией корабля и таким образом смогут проследить изменение радиации на всем пути следования аппарата.

В плотные слои атмосферы Orion, как ожидается, войдет со скоростью 32 тысячи километров в час. Капсула при этом разогреется до 2,2 тысячи градусов Цельсия. Для защиты от температурных перегрузок инженеры оснастили аппарат «тепловым экраном», который изготовлен из специального материала и закрывает собой капсулу. При движении в атмосфере Земли экран примет на себя основную тепловую нагрузку. Тестирование тепловой защиты - одна из задач первого полета Orion.

Следующие испытания запланированы на 2017 год. Предполагается, что на орбиту корабль выведет уже другой носитель - SLS (Space Launch System), разрабатываемый компанией Boeing. Эта сверхтяжелая ракета предназначена для марсианской программы: в 2030-х годах НАСА собирается c помощью Orion отправить своих астронавтов уже к Марсу.

Плод многолетних трудов и объект столь длительных ожиданий, Orion провёл в полёте всего лишь 4 часа 24 минуты. За это время он поднялся на орбиту высотой 5800 километров и сделал два витка вокруг Земли. Сотрудник , инженер Молли Уайт поделилась с The Verge своим рассказом о переживаниях создателей корабля и представлениями о судьбе космической программы США.

Переживания

«Это было невероятно! Во время обратного отсчёта толпа затихла, все мы затаили дыхание в надежде, что всё пройдёт хорошо. И когда он стартовал, так громко, такой огромный... это было просто невообразимо!», – делится своими впечатлениями учёный, принимавший участие в подготовке Orion к запуску.

Молли Уайт в своём микроблоке в Twitter буквально вела обратный отсчёт месяцам, дням, часам и минутам до запуска Orion – корабля, который первым более чем через четыре десятилетия поднимет людей за пределы околоземной орбиты.

«Эти последние несколько дней мы только и делали, что смотрели, ждали и становились всё более и более взволнованными», – рассказывает Уайт, имея ввиду то, что запуск сначала отменили из-за сильного ветра и ряда технических проблем.

Воспоминания

Сотрудница NASA вспоминает, что, будучи маленькой девочкой, она уже очень хотела работать в NASA. Она обожала своих дедушек, оба были инженерами. В школе Уайт добилась определённых успехов в математике и естественных науках, но особая любовь к космосу у неё появилась после работы над проектом в средних классах, который девочка посвятила космосу.

Нынешний полёт Orion стал значимым для Уайт, поскольку с самого начала работы в NASA ей не повезло: космическая программа по исследованию Луны (корабли Арес I и Арес V), ради которой она устраивалась на работу в агентство, в её первый же день на рабочем месте была отменена руководством США, в рамках сокращения расходов.

Orion – надежда NASA

«Очень многое поставлено на карту, нам очень нужны эти данные, чтобы провести доработку конструкции нашего аппарата и узнать, как те или иные составляющие Orion взаимодействуют друг с другом. Да, у нас есть модели, симуляторы, но, несмотря на то, что мы сделали всё возможное, существует вероятность, что мы могли пропустить нечто важное, или о чём даже и не подозревали. Ты же не можешь знать того, чего ты не знаешь, ведь так?», – говорит инженер.

4-местный космический аппарат Orion, массой 8,6 тонны – перспективный американский корабль, разработанный корпорацией Lockheed Martin. Во время первого испытательного полета NASA рассчитывало проверить надёжность его теплозащиты: поскольку аппарат будет входить в плотные слои атмосферы со скоростью 32 тыс. километров в час, теплозащита должна выдерживать нагревание до 2200 градусов Цельсия.

По словам Уайт, экспериментальный полёт должен был стать испытанием для и парашютной системы корабля, отвечающей за мягкость посадки. Важным моментом являлась также проверка надёжности системы радиационной защиты, которая встроена в элементы корпуса капсулы.

Нынешний запуск является очередным этапом в длительной программе разработки кораблей нового поколения. NASA не имеет тех финансовых ресурсов, какими организация располагала в 60-е годы для лунной программы, поэтому агентство продвигается по этому пути медленно и с большой осторожностью. По данным экспертов, стоимость программы Orion составляет $15 млдр. На программу NASA с 2005 по 2009 год уже израсходовало $5 млрд.

Успешное завершение полёта

«Orion вернулся на Землю!», – сообщил ведущий трансляции полёта Роб Навиас.

Капсула космического корабля приводнилась в акватории Тихого океана приблизительно в тысяче километров от порта Сан-Диего. Капсулу обнаружили специалисты NASA и военные моряки с многоцелевого корабля USS Anchorage.

Второй испытательный запуск Orion состоится через четыре года и будет предусматривать полёт к Луне. Предполагается, что в 2021 году аппарат возьмёт на борт астронавтов и отправится к Красной планете.

«Орион» (Orion) - космический аппарат NASA нового поколения, который впервые за 40 лет выведет космонавтов за пределы орбиты Земли. Разработанная по образу и подобию «Аполлонов», но с современными технологиями, капсула «Орион», размещенная на ракете-носителе Delta IV Heavy, сможет перевозить до шести человек и уже к 2030 году сможет вывести людей на Марс. По крайней мере так планирует NASA. В декабре 2014 года капсула «Орион» прошла успешные испытания, совершив 4,5-часовой облет Земли и упав в Тихий океан, как и было запланировано. Стоимость тестового запуска составила 350 миллионов долларов.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) провело испытание аварийной системы спасения космического аппарата , сообщает портал Space.com. Система предназначена для безопасного отвода корабля в сторону от ракеты-носителя в случае возникновения серьезных нештатных ситуаций при запуске. Как указывает источник, в ходе испытаний, проводившихся на одном из тестовых стендов компании Nortrop Grumman, двигатель системы спасения запускался на 30 секунд и обеспечивал тягу в 31 кН.

Будущее наступило. Космические путешествия и межпланетные корабли, станции для людей на Луне и Марсе и длительное пребывание человека в условиях космического пространства уже не кажутся фантастикой. Достижения космонавтики, освоение космоса и новейшие открытия физиков сделали начало нашего века подобием конца прошлого для интернета. Временем неопределенности, развития творческой мысли и финансовой реальности. Десятки международных компаний работают в сфере космических технологий, проекты появляются и исчезают, давая пищу для развития творческой фантазии. Стать воплощением в реальности везет на всем. Проект американской космонавтики космический корабль «Орион» стал реальностью. О нем, других проектах, перспективах освоения космоса и идет речь в данной статье.

Общие вводные

«Орион» - космический корабль последнего поколения, предназначение которого - вывести человека за пределы орбиты Земли. Оснащенная современными технологиями многоразовая капсула, размещенная на ракете-носителе Delta IV Heavy, сможет перевезти экипаж из шести астронавтов и уже в 2030 году отвезет человека на Марс. Именно такие планы озвучивает Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA).

В декабре 2014 года космический корабль «Орион» 4,5 часа пребывал на орбите Земли и приземлился в Тихом океане, доказав возможность воплощения планов компании. Тепловой щит, капсула и парашютная система прошли тестовые испытания. Краш-тест обошелся в 350 миллионов долларов, но они оправдали надежды всего мирового сообщества на космический корабль «Орион». Фото и видеоматериалы надолго заняли пространство масс-медиа и внимание мирового сообщества. Взлетели с показателя восьми тысяч до рекордных 18 300 заявки кандидатов в астронавты на космический корабль «Орион». Фильм запуска корабля собрал в видеохостингах рекордные цифры просмотров.

Пока что самый-самый

Разработанный по образу и подобию «Аполлонов», этот корабль представляет новейшее поколение многоцелевого пилотируемого корабля (Multi-Purpose Crew Vehicle). С середины 2000-х годов частично многоразовый пилотируемый разрабатывался в рамках масштабной космической программы США «Созвездие».

Космический корабль «Орион» состоит из собственно многоразовой и обитаемой капсулы и служебного модуля. Капсула изготовлена аэрокосмической корпорацией Lockheed Martin по заказу NASA. Заказчиком модуля выступило (ESA), а изготовили его в компании Airbus Defence and Space. Это крупный международный совместный проект в области космического кораблестроения.

В специализированных источниках подробно описывается строение и технические характеристики данного летательного аппарата. Для простого читателя это громоздкая и малопонятная информация, характеризующая космический корабль «Орион». Устройство и принцип использования «Ориона» имеет ряд характерных и специфических особенностей, на которых мы и остановимся.

«Орион», «Аполлон», шаттлы и другие

Внешний вид и форма схожи с капсулами «Аполлонов» и с российскими «Союзами». Именно такая форма наиболее оптимальна при выходе в атмосферу и движении в ней. Поглощение избыточного тепла происходит при помощи абляционного теплового экрана, который сгорает почти полностью при посадке и легко заменям для нового полета.

Система управления основана на одноядерных процессорах PowerPC 750FX, что послужило поводом СМИ утверждать что «Орионы» не умнее современных смартфонов. Но разработчики объяснили свой выбор высокой надежностью данных систем при экстремальных вибрациях, колебаниях температур и космической радиации.

Космический корабль «Орион» обладает еще одним новаторским качеством. По принципу модулей к кораблю можно присоединять все что угодно. От дополнительных двигателей до транспортировочных отсеков. В СМИ сразу же назвали его «космическим грузовиком».

В отличие от Space Shuttle, разработанного как космический челнок, космический корабль «Орион» оснащен такой деталью, как мощная система защиты и спасения астронавтов на старте. Система автоматически включает ракетные двигатели, они унесут экипаж от зоны взрыва и обеспечат посадку в штатном режиме.

Проект «Орион»: начало

Программа под названием «Орион» родилась в Сан-Диего в 1958 году в недрах фирмы «Дженерал Атомикс» (General Atomics). Ее родители - легендарный физик-атомщик Фредерик Хоффман в соавторстве с Теодором Тейлором. Цель, которую они ставили перед собой, - условно дешевый и простой космический корабль способный развить скорость, близкую к скорости света. Основой проекта была ядерно-импульсная ракета взрывного типа. Они предложили заменить взрывную камеру стальным щитом, что сразу позволит достичь и скорости истечения до 10 000 км/с. Ядерные заряды с мощностью до одной килотонны по проекту выбрасывались из корабля и взрывались в 60 метрах от щита через определенные промежутки времени.

Программа «Орион»: нелегкий путь

Было изготовлено несколько моделей таких толкателей, и уже в 1959 году прошли первые испытания с запуском установки на высоту до 100 метров. Импульсный двигатель подтвердил возможность устойчивого полета. Щит тоже претерпел изменения, и на его поверхность решено было разбрызгивать графитовую смазку.

Программа была рассчитана на 12 лет, со стоимостью 24 миллиарда долларов. НАСА не поддержало тогда проект с и программу закрыли. А после подписания в 1964 году международного договора о запрете атмосфере и на земле проект «Орион» оказался вне закона.

К нему вернулись в 2000-х годах в рамках программы разработки пилотируемых космических кораблей «Созвездие». Разработку и строительство поручили компании И в 2014 году успешно стартовал и приземлился первый космический корабль «Орион». НАСА оправдало свои надежды.

«Орион»: с надеждой в будущее

В марте 2017 года конгресс США единогласно утвердил бюджет НАСА в размере 19,1 миллиарда долларов на 2018 год - почти на 200 миллиардов больше, чем в прошлом году.

В законопроекте Конгресса прописано, что люди должны оказаться на поверхности Марса в 2030 году.

Что ж, перспективы проекта «Орион» вселяют оптимизм и радуют наличием финансовых возможностей. Повторный запуск корабля на орбиту намечен на 2018 год, а через несколько лет предполагается пилотируемая миссия. Агентство ведет работы по подготовке и развитию новых программ.

Перспективы технические

НАСА не стоит на месте и рассматривает различные проекты межзвездных перелетов. Даже самые футуристические: проект нанокораблей, самовосстанавливающихся в любой точке галактики или лазерных парусов.

С 1990-х годов агентство проводит семинары по исследованиям в сфере космических двигателей, где лучшие физики и инженеры рассматривают все проекты и теории. Программа прорывных физических принципов ищет перспективы использования квантовой физики в организации межзвездных путешествий.

Самый впечатляющий проект - это использование антивещества как источника энергии для межгалактических перелетов. Человечество уже получило антивещество и даже нашло способ его хранить. Почему бы и не полететь на нем к звездам?

Фантастические перспективы: трубы Красникова

«Двигатель искривления» из фантастического сериала «Звездный путь» не так уж фантастичен. Силовая установка «двигатель Алькубьерре», сжимающая пространство-время перед собой и расширяющая его позади, обоснована теоретически. С 2012 года такие разработки ведут ученые университета Сиднея.

Идею своего «пузыря времени» Микель Алькубьерре опубликовал в 1994 году. А через год физик-теоретик из Москвы Сергей Красников выдвинул теорию об устройстве, которое обеспечит космические путешествия на скорости, выше скорости света.

Это искривления пространства по принципу «кротовой норы», созданные искусственно. Согласно его теории, астронавт вернется в то же время, когда он отправился в путь. Произойдет это вследствие движения космического корабля сквозь другие измерения и искривленное пространство-время.

Орион (MPCV Orion ) – многоцелевой пилотируемый космический корабль, разработанный в США с середины 2000 годов.

Изначально, аппарат Орион создавался в рамках программы Constellation (Созвездие) целью которой было возобновление пилотируемых полетов США на МКС и на Луну, с последующими полетами на Марс. На орбитальных полетах Земли Орион должен заменить корабли Space Shuttle.

Первоначально корабль назывался CEV (Crew Exploration Vehicle), затем было представлено название Orion, с 2011 года измененным шифром стал MPCV (Multi — Purpose Crew Vehicle - многоцелевой пилотируемый корабль).

Первоначально испытательный полёт космического корабля был намечен на 2013 год, первый пилотируемый полёт с экипажем из двух астронавтов планировался на 2014 год, начало полётов к Луне - на 2019-2020 гг. В конце 2011 года предполагалось, что первый полёт без астронавтов состоится в 2014 году, а первый пилотируемый полёт - в 2017. В декабре 2013 года озвучены планы на первый беспилотный тестовый полёт (EFT-1) с помощью носителя Дельта 4 конце 2014 год, первый беспилотный запуск с помощью носителя SLS запланирован в 2017 году.

Описание

На корабле Орион будут выводиться в космос как грузы, так и астронавты. При полётах на МКС, в экипаж Ориона могут входить до 6 астронавтов. В экспедиции к Луне планировалось отправлять по четыре астронавта. Корабль должен был обеспечить доставку людей на Луну для длительного пребывания на ней с тем, чтобы в дальнейшем подготовить пилотируемый полёт на Марс.

Диаметр корабля «Орион» - 5,3 метра, масса корабля - около 25 тонн. Внутренний объём Ориона будет в 2,5 раза больше, чем внутренний объём корабля Аполлон.

Форма основной части корабля «Орион» схожа с формой предыдущих космических кораблей «Аполлон», но при его создании используются новейшие достижения в компьютерной технике, в электронике, в технологии систем жизнеобеспечения, в технологии теплозащитных систем. Коническая форма спускаемого аппарата является самой безопасной и надёжной при возвращении на Землю, особенно со скоростью возвращения из дальнего космоса (около 11,1 км/с). Предполагается многоразовое использование основной части корабля. Cервисным модулем корабля Орион (SM) будет модернизированная версия европейского транспортного корабля ЕКА ATV.