Jak bude vypadat první let Orionu s posádkou?

20151025220324!Orange_tank_SLS_-_Post-CDR

NASA už chystá svojí novou superraketu SLS na její první misi, zvanou Exploration Mission 1 (EM-1). Ta by měla odstartovat v listopadu roku 2018 a poslat vesmírnou loď Orion na cestu okolo Měsíce. Na palubě ještě nebude žádná posádka a jako druhý stupeň rakety SLS bude použit upravený horní stupeň rakety Delta IV, zvaný ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage). Po této misi měla přijít, podle původního plánu, mise EM-2, která by už konečně byla pilotovaná a vzala by 4 astronauty na oběžnou dráhu okolo Měsíce. I pro tuto misi měl být původně použit horní stupeň ICPS, který by ale kvůli tomu musel být certifikován pro lety s lidskou posádkou, což není vůbec levný proces. Tento plán byl velmi brzy kritizován, jelikož by byl stupeň ICPS po drahé certifikaci použit jen pro jedinou misi, po které by ho nahradil mnohem výkonnější stupeň Exploration Upper Stage (EUS).

NASA se tedy celkem rozumně rozhodla, že urychlí vývoj stupně EUS, aby mohl být použit už při misi EM-2, čímž by odpadla nutnost certifikace stupně ICPS. Tím ale vznikl problém, podle požadavků nesmí letět žádný astronaut na variantě rakety SLS, která používá nový pohonný hardware poprvé. Celou situaci dále zamíchal nový rozpočet, který schválil americký kongres. Velké změny se týkají mise Europa Clipper, která měla původně startovat na raketě Atlas V ve verzi 551. V novém rozpočtu ale kongres přidal, že mise musí obsahovat přistávací modul, který by měl dosednout na povrch Europy. Také přímo specifikoval, že jako nosič musí být použita raketa SLS a start by měl proběhnout nejpozději do roku 2022. Tím se výrazně zkrátí doba letu k Europě, protože SLS dokáže sondu vyslat na přímou dráhu k Jupiteru, zatímco se slabším Atlasem by bylo potřeba provést časově náročné gravitační manévry.

Porovnání stupně ICPS a EUS

Porovnání stupně ICPS a EUS s připojenou lodí Orion.

NASA by mohla vyřešit startem Europa Clipperu i další problém. Otestovat stupeň EUS ještě před letem s lidskou posádkou. To by samozřejmě znamenalo, že by mise EM-2 startovala až po Europa Clipperu, takže nejdříve v roce 2023. Termín startu EM-2 je tedy nejasný, ale NASA už zvažuje různé letové profily pro tuto misi. Základem bude umístit Orion na vysokou oběžnou dráhu kolem měsíce, na které stráví čtyři astronauti několik dní. Samotný druhý stupeň rakety SLS umístí Orion na trajektorii volného návratu, takže i v případě selhání motoru na servisním modulu by se Orion bezpečně vrátil na Zemi. S podobnou trajektorií startovaly také mise Apollo. Dalším požadavkem je, aby byla loď schopná kdykoliv přerušit misi a vrátit se na Zemi během pěti dnů.

Vizualizace Orionu a EUS.

Vizualizace Orionu a EUS.
Zdroj: http://spaceflightnow.com/

Podle základního plánu by tedy odstartoval Orion na špici rakety SLS, která by ho nejdříve umístila na nízkou parkovací oběžnou dráhu. Po jednom oběhu Země by se horní stupeň EUS opět zapálil a poslal by Orion k Měsíci. Ten by po oddělení od EUS provedl korekční zážeh, aby snížil minimální výšku průletu nad Měsícem na 100 km. Po přeletu by Orion zapálil svůj motor v nejnižším bodě dráhy nad odvrácenou stranou Měsíce, což by ho umístilo na protáhlou oběžnou dráhu s parametry 100 x 10000 km (nejnižší a nejvyšší body dráhy). Po třech dnech by se hlavní motor zapálil znovu a poslal by Orion zpátky k Zemi.

Druhou možností je použít stejný letový profil jaký je plánován pro misi EM-1. Ten počítá se speciální oběžnou drahou DRO (distant retrograde orbit). Během mise EM-1 pošle stupeň ICPS Orion na trajektorii s volným návratem. Orion pak během průletu kolem Měsíce přejde na DRO, což je vysoká (pro tuto misi 70000 km) oběžná dráha, která je umožněna interakcí gravitace Země a Měsíce.

Infografika mise EM-1 s plánovaným DRO.

Infografika mise EM-1 s plánovaným DRO.
Zdroj: http://www.astronautica.us/

Na této dráze stráví šest dní, než se znovu dostane k Měsíci. Před průletem okolo Měsíce Orion upraví trajektorii tak, aby byl gravitací Měsíce vystřelen zpátky k Zemi. Rychlost při návratu bude dosahovat až 11 km/s, což naplno prověří tepelný štít Orionu. NASA zvažuje, že by mohla použít identický letový profil i pro misi EM-2, která by se pak lišila jen přítomností posádky. Nabízí se ale i další možnosti (například oběžná dráha okolo bodu L2), protože kvůli použití EUS pro EM-2 je možné naložit do Orionu více zásob, čímž lze celou misi prodloužit na více než současných maximálních 21 dní.)

NASA ale také přemýšlí o méně riskantním profilu, jelikož se bude jednat o první let nové lodi s posádkou. To by hlavně znamenalo vypuštění pobytu na vysoké oběžné dráze nad Měsícem, což by umožnilo rychlejší návrat na Zemi, v případě problémů. Během této opatrné varianty by EUS neposlal Orion k Měsíci, ale jenom na protáhlou oběžnou dráhu kolem Země (391 x 71333 km). Pokud by mise probíhala bez problémů, Orion by v perigeu zapálil hlavní motor a přešel na přeletovou trajektorii k Měsíci. Tentokrát by ale nešlo o blízký přelet nad povrchem Měsíce, ale o průlet bodem L2 soustavy Země-Měsíc, který se nachází 61548 km nad Měsícem. V bodě L2 by pak Orion krátce zažehl svůj motor a zamířil by zpět k Zemi. Nevýhodou této mise je ale několikanásobný průlet Van Allenovy radiačními pásy, posádka by byla vystavena podobné dávce radiace jako kdyby strávila šest měsíců na ISS.

Vizualizace průletu Orionu kolem Měsíce,

Vizualizace průletu Orionu kolem Měsíce,
Zdroj: http://www.cosmic-pearl.com/

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/…/20151025220324!Orange_tank_SLS_-_Post-CDR.jpg
http://www.astronautica.us/nasa_sls_em1_chart_stich.jpg
http://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2015/09/boeing_eus.png
http://www.cosmic-pearl.com/1024s/Orion_Moon%201.jpg

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/
http://www.spaceflightinsider.com/

Pin It
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

GD Star Rating
loading...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


3 komentářů ke článku “Jak bude vypadat první let Orionu s posádkou?”

  1. Spytihněv napsal:

    Díky za pěkné shrnutí současných plánů. Hezky to do sebe zapadá. EM-1 a 2 + Europa Clipper. Zdánlivě nesouvisející mise k Jupiteru, která ovšem vyzkouší horní stupeň EUS, aby na něj bylo možno posadit lidi. Vypadá to celé pěkně, snad to i vyjde.

    • Jiří Hošek napsal:

      Zatím není nic rozhodnuto. Jak výběr horního stupně SLS pro EM-2, tak podoba Europa Clipperu, jsou vydány na milost a nemilost politické bitvě mezi Kongresem a administrativou Bílého domu.

      Kongres a administrativa se neshodují v tom, kdy by měl být EUS připraven. NASA zastavila práce na ICPS pro EM-2 na základě požadavku Kongresu uvedeném v doprovodné zprávě k rozpočtu na fiskální rok 2016, ale současně odložila rozhodnutí o tom, zda ICPS bude či nebude použit pro EM-2, na pozdější dobu. Požadovaná částka pro SLS na fiskální rok 2017 v rozpočtu představeném administrativou je totiž tak nízká, že nutí NASA v zájmu dodržení data startu EM-2 použít ICPS.

      Stejně tak požadavek administrativy na Europa Clipper ve výši 50 milionů dolarů pro fiskální rok 2017 oproti 175 milionům pro FY 2016 je velkým zklamáním, protože nevede k připravenosti orbiteru a landeru k vynesení v roce 2022.

    • Jiří Hošek napsal:

      Novinky z včerejšího slyšení rozpočtového výboru Sněmovny reprezentantů:

      Demokraté i republikáni jsou zklamáni navrhovanou výší rozpočtu na fiskální rok 2017. Předseda podvýboru John Culberson (R-Texas) ujistil, že NASA dostane zdroje, které bude potřebovat. Mike Honda (D-Kalifornie) jej podpořil a řekl, že to není otázkou stranické příslušnosti, jde o národní prioritu. Charles Bolden (NASA) řekl, že podporuje žádost administrativy a případné dodatečné finanční prostředky pro SLS použije na snížení rizik (tedy na testy, o výměně ICPS za EUS nemluvil), současně řekl, že je to pravděpodobně jeho poslední rozpočet.

      Bolden navrhl, aby orbitální a přistávací část Europa Clipperu, byly vyneseny odděleně (někde jsem četl, že NASA uvažuje o dvou Atlasech). Culberson na to odpověděl, že má asi pravdu, a že může být dobrý nápad vynést je dvěma samostatnými SLS.

      Culberson připomněl Boldenovi, že se má řídit pokyny Kongresu v rozpočtu na FY 2016, a ne návrhem rozpočtu na FY 2017.

Zanechte komentář