После утечек информации об Artemis I и II, для следующего полета Orion к Луне потребуются новые клапаны.
Основной двигатель и вспомогательные двигатели «Ориона», запечатленные во вторник во время внешнего обзора космического аппарата с помощью камеры, установленной на одном из крыльев солнечных батарей корабля. Фото: NASA .Текст рассказа Размер Маленький Стандартный Большой Ширина * Стандартный Широкий Ссылки Стандартный Оранжевый * Только для подписчиков
Узнать больше Свернуть в навигацию
За исключением досадных проблем с туалетом и системой утилизации отходов космического корабля, большая часть миссии Artemis II прошла как по часовой стрелке. NASA внесло лишь незначительные изменения в план полета с момента запуска миссии по пролету мимо Луны 1 апреля.
Однако в среду наземные диспетчеры скорректировали график, поскольку астронавты миссии «Артемида-2» приближались к Земле после сближения с Луной в начале этой недели. Четыре астронавта должны были взять на себя ручное управление своим космическим кораблем «Орион», получившим название «Интегрити», для демонстрации пилотирования в среду вечером.
Вместо этого руководители миссии отменили демонстрацию, чтобы выделить время для дополнительного испытания двигательной установки корабля. Цель заключалась в сборе данных о «небольшой утечке» гелия, который «Орион» использует для подачи топлива через ряд баков и труб для питания ракетных двигателей космического корабля, сказал Джефф Радиган, ведущий руководитель полетов НАСА в рамках миссии «Артемида II».
Космический аппарат использует гидразиновое топливо, смешанное с окислителем — тетраоксидом азота, — для питания основного двигателя и двигателей, используемых для маневров в космосе. Утечка на борту Artemis II происходит в системе подачи гелия под давлением к окислителю.
«Утечка происходит не в космос. Она происходит внутри системы, в некоторых наших клапанах, и нам действительно нужно изучить это, чтобы понять, какие, если таковые имеются, модификации нам могут потребоваться в будущем», — сказал Радиган.
Клапаны находятся внутри построенного в Европе служебного модуля, который космический корабль «Орион» сбросит непосредственно перед входом в атмосферу в пятницу вечером. Пилотируемый модуль «Орион» доставит астронавтов Рида Уайзмена, Виктора Гловера, Кристину Кох и Джереми Хансена к безопасному приводнению в Тихом океане. Служебный модуль сгорит в атмосфере.
Большой запас прочности
Утечка гелия пока не повлияла на работу двигательной установки. «Все наши запуски прошли в штатном режиме», — сказал Радиган.
Траектория движения «Ориона» настолько близка к прогнозам, сделанным до полета, что НАСА отменило некоторые маневры по коррекции курса. Все проведенные маневры на средней траектории представляли собой низкоимпульсные маневры с использованием небольших реактивных двигателей служебного модуля, которые не требуют использования гелиевой системы для повышения давления.
Амит Кшатрия, заместитель администратора НАСА, заявил, что руководители миссии знали о «низкой скорости утечки» гелия из космического корабля «Орион» еще до запуска. Инженеры также наблюдали утечку гелия во время беспилотного полета космического корабля «Орион» в рамках миссии «Артемида I» в 2022 году.
Официальные лица приняли решение продолжить запуск, поскольку космическому аппарату не требовалась вся мощность его двигательной установки, как в миссии «Артемида II», которая следовала по «траектории свободного возвращения», используя гравитацию Луны для разгона капсулы обратно к Земле. Эта миссия не требовала сложных маневров для выхода на орбиту вокруг Луны.
По состоянию на среду, когда космический аппарат Artemis II прошел почти 80 процентов пути, он израсходовал всего 40 процентов топлива. «Очевидно, мы заложили большой запас топлива в эту миссию, чтобы обеспечить ее корректный полет», — сказала Дебби Корт, заместитель руководителя программы Orion в НАСА.
Единственное включение основного двигателя служебного модуля за всю миссию произошло во время маневра транслунового выхода (TLI) на второй день полета. Это включение двигателя вывело космический корабль «Орион» с околоземной орбиты по траектории вокруг Луны. Именно тогда наземные группы заметили, что скорость утечки гелия начала расти.
В четверг, общаясь с журналистами, представители НАСА заявили, что утечка не представляет опасности для возвращения миссии на Землю, поскольку пилотируемый модуль «Орион» имеет независимый набор баков, клапанов и двигателей для управления космическим аппаратом во время входа в атмосферу. Негерметичные клапаны будут сброшены вместе с остальной частью служебного модуля примерно за 20 минут до того, как «Артемида II» войдет в атмосферу.
Но в отличие от модуля экипажа, служебный модуль не будет восстановлен. Это означает, что у инженеров не будет возможности осмотреть клапаны, поэтому в среду Центр управления полетами провел серию проверок двигательной установки вместо демонстрации ручного управления. По словам Бранелле Родригес, руководителя проекта Orion в рамках миссии Artemis II, официальные лица хотели оценить, как тепловые эффекты от полета космического аппарата в различных ориентациях — например, направленного к Солнцу или от него — могут повлиять на утечку.
Директор полетов НАСА Джефф Радиган (слева) и оператор связи капсулы Эми Дилл (справа) следят за миссией Artemis II из диспетчерской вышки имени Уайта в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне.Производственный риск
«Артемида II» — это, прежде всего, испытательный полёт. Это всего лишь второй полёт космического корабля «Орион» в дальний космос и первый, на борту которого находятся люди. Главная цель миссии — изучить характеристики космического корабля.
«Мы знали, что у нас изначально есть негерметичные клапаны, и мы хотим убедиться, что как можно точнее определяем скорость утечки», — сказал Кшатрия, бывший руководитель полетов НАСА. «Скорость утечки, которую мы наблюдали в полете, теперь на порядок выше, чем та, которую мы наблюдали на земле. Она все еще приемлема, но это, вероятно, приведет к масштабной переработке системы клапанов».
Следующий полет космического корабля Orion состоится в рамках миссии Artemis III. Согласно новому плану, объявленному ранее в этом году, Artemis III не будет лететь на Луну, а полетит ближе к Земле, либо на низкую околоземную орбиту, либо на несколько большую высоту. Там космический корабль Orion состыкуется с одним или обоими коммерческими лунными посадочными модулями, выбранными НАСА для будущих полетов к поверхности Луны. Испытания на околоземной орбите проложат путь к Artemis IV, первой попытке НАСА высадить человека на Луну с 1972 года.
Во время миссии Artemis IV Кшатрия заявил, что НАСА необходимо подготовить новые гелиевые клапаны. «Мне не нужны эти клапаны, способные удерживать давление так же эффективно для миссии на низкой околоземной орбите, но для миссии на лунной орбите они необходимы».
Согласно текущему графику НАСА, запуск миссии Artemis III запланирован на 2027 год, а Artemis IV — на 2028 год. Кшатрия выразил уверенность, что НАСА, работая совместно с Европейским космическим агентством и компанией Airbus, которая производит служебный модуль, сможет устранить проблему с клапаном к запуску Artemis IV. Производство служебного модуля Artemis IV в основном завершено.
«Я почти уверен, что нам, как минимум, потребуется внести изменения в конструкцию, чтобы предотвратить нынешний уровень утечек, а возможно, и коренным образом изменить принцип работы клапана», — сказал он.
Клапаны — распространённая проблема ракет и космических аппаратов. Практически каждая американская программа пилотируемых космических полётов сталкивалась с неисправными или протекающими клапанами. В 2024 году во время испытательного полёта к Международной космической станции в пилотируемой капсуле Starliner компании Boeing произошла утечка гелия в двигательной установке, а также возникли другие проблемы. Гелиевые клапаны на ракете Space Launch System пришлось заменять перед запусками Artemis I и Artemis II. Компания SpaceX также отменяла запуски из-за проблем с клапанами. Список можно продолжать.
«Существует множество вариантов решения этой проблемы», — сказал Кшатрия о ситуации на космическом корабле «Орион». «Если уж говорить об этом, я бы охарактеризовал это как риск перепроектирования производства для миссии «Артемида IV», который, я думаю, мы можем предотвратить, и именно поэтому мы уделяем этому столько внимания во время этой миссии, чтобы убедиться, что мы понимаем, что видим».
Главный урок, который НАСА усвоило во время миссии «Артемида-1», касался теплозащитного экрана капсулы. Абляционный тепловой барьер сгорел неравномерно при входе аппарата в атмосферу, но «Орион» все же благополучно и точно приземлился. Представители НАСА заявили, что уверены в надежности теплозащитного экрана на миссии «Артемида-2» после корректировки траектории движения «Ориона» в верхних слоях атмосферы. Новая конструкция теплозащитного экрана будет представлена на миссии «Артемида-3».
Инженеры НАСА потратили два года на исследование проблемы теплозащитного экрана после миссии «Артемида I». Кшатрия не ожидает, что перепроектирование клапана займет столько же времени.
«Это не функция, обеспечивающая безопасность полета, безопасность экипажа или являющаяся обязательной к выполнению, как это было в случае с расследованием неисправности теплозащитного экрана, из-за которого нас сбили», — сказал он. «Потребуется работа, чтобы все исправить, но это не настолько масштабно».
Источник: arstechnica.com
