Артемида (космическая программа)
Артемида (англ. Artemis) — американская программа исследования Луны, возглавляемая космическим агентством НАСА, и в которой участвуют три других партнёрских агентства: Европейское космическое агентство, Японское агентство аэрокосмических исследований и Канадское космическое агентство. В случае успеха программа «Артемида» восстановит присутствие человека на Луне впервые после миссии «Аполлон-17» в 1972 году. Основными компонентами программы являются ракета-носитель Space Launch System, космический корабль «Орион», космическая станция «Lunar Gateway» и коммерческие системы посадки человека, включая Starship HLS. Долгосрочная цель программы состоит в создании постоянной базы на Луне и облегении пилотируемых полётов на Марс.
Программа «Артемида» — это сотрудничество космических агентств и компаний по всему миру, связанных друг с другом Соглашениями Артемиды (англ. Artemis Accords) и вспомогательными контрактами. Соглашения были подписаны 13 октября 2020 года директорами восьми национальных космических агентств: США, Австралии, Великобритании, Италии, Канады, Люксембурга, ОАЭ и Японии. Позже к договору присоединились Украина, Южная Корея, Новая Зеландия, Бразилия, Польша, Мексика, Израиль, Румыния, Бахрейн, Сингапур, Колумбия, Франция и Саудовская Аравия[1].
Программа была официально учреждена в 2017 году при администрации Дональда Трампа, однако многие из её компонентов, такие как космический корабль «Орион», были разработаны во время предыдущей программы «Созвездие» (2005–2010) и после её отмены. Первый запуск «Ориона» и Space Launch System был первоначально запланирован на 2016 год, позже планировалось запустить их в 2022 году как миссию «Артемида-1» с роботами и манекенами на борту. Согласно плану, запуск «Артемида-2» с экипажем состоится в 2024 году, посадка «Артемида-3» с экипажем на Луну — в 2025 году, стыковка «Артемида-4» с Lunar Gateway — в 2027 году, а затем будущие ежегодные посадки на Луну[2].
Обзор
Программа «Артемида» организована вокруг серии миссий. Эти космические миссии будут возрастать по сложности, и их планируется проводить с интервалом в год или более. НАСА и его партнёры запланировали миссии от «Артемиды-1» до «Артемиды-5». Также были предложены более поздние миссии. Каждая миссия сосредоточена на запуске ракеты-носителя Space Launch System с космическим кораблем «Орион». Миссии после «Артемиды-2» будут зависеть от миссий поддержки, запущенных другими организациями и космическими кораблями для вспомогательных функций.
Миссии SLS
«Артемида-1» (2022 г.) будет испытанием SLS и Orion без экипажа и первым испытательным полётом обоих кораблей. Целью миссии будет вывод Ориона на лунную орбиту, а затем его возвращение на Землю. SLS будет использовать вторую ступень ICPS, которая выполнит транслунную инжекцию, чтобы отправить Орион в лунное пространство. Орион выйдет на ретроградную дальнюю полярную лунную орбиту и останется там примерно на шесть дней, прежде чем вернуться к Земле. Капсула Orion отделится от своего служебного модуля, снова войдёт в атмосферу для аэродинамического торможения и приземлится под парашютами.
«Артемида-2» (2024 г.) станет первым пилотируемым испытательным полётом SLS и космического корабля Orion. Четыре члена экипажа проведут обширные испытания на околоземной орбите, а затем «Орион» будет переведён на траекторию свободного возврата вокруг Луны, которая вернёт «Орион» обратно на Землю для повторного входа в атмосферу и приводнения. Запуск запланирован не ранее мая 2024 года[3].
«Артемида-3» (2025 г.) будет посадкой на Луну с экипажем. Миссия зависит от миссии поддержки по размещению системы посадки человека (HLS) на около-прямолинейной гало-орбите (NRHO) Луны до запуска SLS/Orion. После того, как HLS достигнет NRHO, SLS/Orion отправит космический корабль Orion на стыковку с HLS. Два астронавта перейдут на HLS, который спустится на поверхность Луны и проведут на поверхности около 6,5 суток. Астронавты совершат как минимум два выхода в открытый космос на поверхности, прежде чем HLS поднимется, чтобы вернуть их на место встречи с Орионом. Орион вернёт четырёх астронавтов на Землю. Запуск запланирован не ранее 2025 года[4].
«Артемида-4» (2027 г.) — миссия с экипажем на станцию Lunar Gateway на около-прямолинейной гало-орбите Луны с использованием блока SLS 1B. Предварительная миссия поддержки доставит первые два модуля шлюза. Дополнительная мощность блока 1B позволит SLS/Orion поставить модуль шлюза I-HAB для подключения к шлюзу. Запуск запланирован не ранее 2027 года[5].
От «Артемиды-5» до «Артемиды-9» и далее предлагается высадить астронавтов на поверхность Луны, где они смогут воспользоваться преимуществами растущего количества инфраструктуры, которая должна быть построена миссиями поддержки. Она будут включать в себя места обитания, вездеходы, научные инструменты и оборудование для добычи ресурсов[6].
Миссии поддержки
Миссии поддержки включают роботизированные посадочные модули, доставку модулей для станции Gateway, логистику Gateway, доставку HLS и элементов лунной базы. Большинство этих миссий выполняются по контрактам НАСА с коммерческими поставщиками.
В рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS) несколько автоматических посадочных модулей доставят на поверхность Луны научные инструменты и роботизированные вездеходы. В рамках программы запланированы дополнительные миссии CLPS для доставки полезной нагрузки на лунную базу. К ним относятся модули обитания и вездеходы для поддержки миссий с экипажем.
Система посадки человека (HLS) — это космический корабль, который может доставлять членов экипажа из около-прямолинейной гало-орбиты на поверхность Луны, поддерживать их на поверхности и возвращать обратно. Для каждой посадки с экипажем требуется один HLS, хотя некоторые или все космические корабли могут быть многоразовыми. Каждый HLS должен быть запущен с Земли и доставлен в около-прямолинейную гало-орбиту за один или несколько запусков. Первоначальный коммерческий контракт был заключён со SpaceX на две миссии Starship HLS, одну без экипажа и одну с экипажем в рамках «Артемиды-3». Каждая из этих двух миссий требует одного запуска HLS и нескольких запусков с заправкой, все на пусковых установках SpaceX Starship. По состоянию на июнь 2022 года НАСА также воспользовалось опционом в рамках первоначального контракта на ввод в эксплуатацию модернизированной конструкции Starship HLS и третьей демонстрационной лунной миссии в соответствии с новыми правилами устойчивости, которые оно разрабатывает. Параллельно компания намерена разработать ещё один проект HLS вне SpaceX для обеспечения избыточности и конкуренции[7].
История
Предыстория
Программа «Артемида» включает в себя несколько основных компонентов ранее отменённых программ и миссий НАСА, включая программу «Созвездие» и миссию по перенаправлению астероидов. Первоначально утверждённая программа «Созвездие» включала разработку «Арес-1», «Арес-5» и исследовательского корабля «Орион». Программа работала с начала 2000-х до 2010 года[8].
В мае 2009 года президент США Барак Обама учредил Комитет Августина для решения нескольких задач, включая поддержку Международной космической станции, развитие миссий за пределами низкой околоземной орбиты (включая Луну, Марс и околоземные объекты) и использование коммерческой космической отрасли в рамках определённых бюджетных ограничений. Комитет пришёл к выводу, что программа «Созвездие» сильно недофинансирована и что высадка на Луну в 2020 году невозможна. Впоследствии она была приостановлена[9].
15 апреля 2010 года президент США Обама выступил в Космическом центре Кеннеди, объявив о планах администрации в отношении НАСА и отменить элементы программы «Созвездие», не относящиеся к Ориону, на том основании, что программа стала нежизнеспособной. Вместо этого он предложил дополнительное финансирование в размере 6 миллиардов долларов США и призвал к разработке новой программы ракет-носителей большой грузоподъёмности, которая должна быть готова к строительству к 2015 году, с пилотируемыми полётами на орбиту Марса к середине 2030-х годов.
11 октября 2010 года президент Обама подписал закон, который включал требования к немедленной разработке Space Launch System в качестве следующей ракеты-носителя для космического корабля "Спейс шаттл" и продолжению разработки пилотируемого исследовательского корабля. Закон также вложил средства в космические технологии и возможности робототехники, связанные с общей структурой исследования космоса, обеспечил постоянную поддержку коммерческих орбитальных транспортных служб, коммерческих служб снабжения и расширил программу развития коммерческих экипажей[10].
30 июня 2017 года президент США Дональд Трамп подписал указ о воссоздании Национального космического совета под председательством вице-президента Майка Пенса. Первый бюджетный запрос администрации Трампа оставил в силе программы пилотируемых космических полётов эпохи Обамы: коммерческие службы пополнения запасов, развитие коммерческого экипажа, систему космического запуска и космический корабль «Орион» для полётов в дальний космос, одновременно сокращая исследования в области наук о Земле[11].
Переопределение и наименование Артемиды
11 декабря 2017 года президент Дональд Трамп подписал Директиву 1 о космической политике, изменение национальной космической политики, которое предусматривает комплексную программу под руководством США с партнёрами из частного сектора по возвращению людей на Луну с последующими миссиями на Марс и далее. Политика призывает администратора НАСА «возглавить инновационную и устойчивую программу исследований с коммерческими и международными партнерами, чтобы обеспечить человеческую экспансию по Солнечной системе и вернуть на Землю новые знания и возможности». Эти усилия направлены на более эффективную организацию государственных, частных и международных усилий по возвращению людей на Луну и закладке основы возможного исследования Марса людьми. Директива 1 космической политики санкционировала кампанию, ориентированную на Луну. Программа (позже названная «Артемида») опирается на устаревшие программы космических кораблей США, включая космическую капсулу «Орион», космическую станцию «Gateway», коммерческие услуги по полезной нагрузке на Луну, а также создаёт совершенно новые программы, такие как система посадки человека. Ожидается, что разрабатываемая система космического запуска будет служить основной ракетой-носителем для Orion, в то время как коммерческие ракеты-носители будут запускать различные другие элементы программы[12].
26 марта 2019 года вице-президент Майк Пенс объявил, что цель НАСА по высадке на Луну будет ускорена на четыре года с запланированной посадкой на 2024 год. 14 мая 2019 года администратор НАСА Джим Брайденстайн объявил, что новая программа будет называться Артемида в честь богини Луны в греческой мифологии, сестра-близнец Аполлона[13]. Несмотря на непосредственные новые цели, миссии на Марс к 2030-м годам все ещё планировались по состоянию на май 2019 года.
4 февраля 2021 года администрация Джо Байдена одобрила программу «Артемида»[14]. В частности, пресс-секретарь Белого дома Джен Псаки выразила «поддержку [этих усилий] администрацией Байдена».
16 апреля 2021 года НАСА заключило контракт со SpaceX на разработку, производство и выполнение двух полётов на Луну с помощью лунного посадочного модуля Starship HLS[15]. Blue Origin и Dynetics опротестовали решение Счётной палаты США 26 апреля. После того, как Счётная палата отклонила протесты, Blue Origin подала в суд на НАСА из-за присуждения награды, и НАСА согласилось прекратить работу над контрактом до 1 ноября 2021 года, пока судебный процесс продолжался. Судья отклонил иск 4 ноября 2021 года, и НАСА возобновило работу со SpaceX[16].
В дополнение к первоначальному контракту SpaceX НАСА заключило два раунда отдельных контрактов в мае 2019 г. и сентябре 2021 г. по аспектам HLS для поощрения альтернативных конструкций отдельно от первоначальных усилий по разработке HLS. В марте 2022 года компания объявила, что разрабатывает новые правила устойчивости и проводит как модернизацию Starship HLS (вариант в рамках первоначального контракта с SpaceX), так и новые конкурирующие альтернативные конструкции. Это произошло после критики со стороны членов Конгресса по поводу отсутствия избыточности и конкуренции и побудило НАСА обратиться за дополнительной поддержкой[17].
Запуски
Первоначально запуск «Артемиды-1» был запланирован на конец 2021 года, но дата запуска была перенесена на 29 августа 2022 года[18]. Проблемы с двигателем вызвали задержку этой даты. Следующее окно запуска — 3 сентября[19].
Запуск 3-го сентября также перенесли из-за проблем с утечкой жидкого водорода при заправке топлива в основную ступень ракеты[20]. Инженеры пытались загерметизировать восьмидюймовую трубу, но утечка повторилась еще трижды[21]. Следующие возможности запуска — 5 и 6 сентября, после чего текущий период запуска закрывается до конца сентября, или уже с 17 по 31 октября[22].
Полёты по программе
Тестирование «Ориона»
Прототип модуля Orion Crew Module был запущен в ходе Exploration Flight Test 1 5 декабря 2014 года на вершине тяжёлой ракеты «Дельта-4»[23]. Его система управления реакцией и другие компоненты были испытаны на двух средних околоземных орбитах, достигнув апогея 5800 км и пересёк радиационные пояса Ван Аллена, прежде чем совершить высокоэнергетический вход в атмосферу на скорости 32 000 км/ч[24].
В ходе испытаний Ascent Abort-2, проведённых 2 июля 2019 года, была проверена последняя версия системы прерывания запуска на 10000-килограммовом прототипе Orion при максимальной аэродинамической нагрузке с использованием специальной ракеты-носителя Minotaur IV, созданной Orbital ATK[25].
Планируемые полёты
Миссия | Эмблема | Дата запуска | Экипаж | Ракета-носитель | Продолжительность | Цель |
---|---|---|---|---|---|---|
«Артемида-1» | 19 сентября 2022 | — | SLS Block 1 | ≈ 42 дня | Миссия без экипажа: выход на лунную орбиту и возвращение | |
«Артемида-2» | Будет разработана | Май 2024[26] | ТВА | SLS Block 1 | ≈ 10 дней | Облёт Луны экипажем из 4 астронавтов |
«Артемида-3» | Будет разработана | 2025[26] | ТВА | SLS Block 1 | ≈ 30 дней | Лунная орбита — 4 астронавта
Посадка на Луну — 2 астронавта |
«Артемида-4» | Будет разработана | 2027[27] | ТВА | SLS Block 1B | ≈ 30 дней | Лунная орбита — 4 астронавта
Доставка модуля I-HAB к Gateway |
«Артемида-5» | Будет разработана | 2028 | ТВА | SLS Block 1B | ≈ 30 дней | Посадка на Луну c лунным вездеходом и доставка заправочного модуля ESPRIT к Gateway[28] |
«Артемида-6» | Будет разработана | 2028 | ТВА | SLS Block 1B | ≈ 30 дней | Посадка на Луну с доставкой шлюзового модуля к Gateway |
Лунные скафандры
15 октября 2019 года НАСА представило прототипы двух скафандров, которые будут использоваться для лунной миссии «Артемида» и на основе которых планируется сконструировать скафандры для полёта на Марс. Главное отличие от скафандров первого поколения — возможность полноценного передвижения по поверхности (а не прыжками) и разделение единого скафандра на корабельный и для работы на поверхности. При разработке скафандров НАСА активно сотрудничает с российскими разработчиками космических скафандров из НПП «Звезда»; российские и американские разработчики обмениваются техническими данными[29].
Впервые высокий или небольшой рост не будут помехой для будущих астронавтов — новый скафандр смогут использовать люди от первого перцентиля для женщин (женщины, которые ниже ростом, чем 99 % женщин в человеческой популяции) до 99-го для мужчин (мужчины, которые выше, чем 99 % всех мужчин на Земле)[30].
Лунный скафандр (Exploration Extravehicular Mobility Unit, xEMU) способен поддерживать работу на Луне длительностью до 8 часов, плюс ещё один час ресурса зарезервирован для нештатных ситуаций. Вес прототипа составляет 91 кг без учёта веса систем жизнеобеспечения. Использовано техническое решение, пионерами которого стали советские разработчики: астронавт буквально заходит в скафандр через дверцу в задней части. Также он не имеет молний и кабелей, на которые ранее жаловались астронавты, и лучше защищён от радиации и всеразъедающей лунной пыли. Скафандр рассчитан на эксплуатацию при температуре от −157°С до +121°С.
Второй скафандр (Orion Crew Survival System, OCSS) будет использоваться в космическом корабле «Орион» преимущественно при взлёте и посадке. В случае необходимости астронавт может находиться в нём до 6 дней. Скафандр также защищён от радиации и защищает в случае разгерметизации, хотя и не на таком уровне, как лунный скафандр. При создании скафандра для «Ориона» разработчики руководствовались трагическим опытом гибели спейс-шаттла «Колумбия». Расследование показало, что при катастрофе астронавты получили фатальное переохлаждение и травмы от деталей скафандров, и НАСА переделало скафандры таким образом, чтобы они не могли нанести травму и могли сохранять автономность даже в случае разгерметизации[31][32].
Луноходы
В ноябре 2023 года на Южный полюс Луны будет запущен луноход VIPER для поиска водяного льда. На ровере будут установлены нейтронный спектрометр, предназначенный для замера содержания водорода в поверхностных слоях, а также работающий в ближнем инфракрасном диапазоне спектрометр, предназначенный для поиска следов летучих веществ. На аппарате будет установлен бур, способный проникать на глубину до 1 м и масс-спектрометр для анализа полученных при бурении образцов[33].
Лунная база
- После 2028 года — создание на Луне постоянной базы, рассчитанной на 15 лет эксплуатации.
Финансирование программы
- В мае 2019 года президент США Дональд Трамп объявил о намерении направить в бюджет НАСА дополнительно 1,6 млрд долларов на программы освоения Луны и Марса. Эту сумму Белый дом запросит у Конгресса в дополнение к 21 млрд долларов, которые будут выделены на финансирование деятельности НАСА в 2020 финансовом году. 16 октября 2019 года глава НАСА Джим Брайденстайн заявил, что НАСА запрашивает в следующем финансовом году дополнительно 1,6 млрд долларов на ускоренную программу полётов астронавтов на Луну — высадка планируется в 2024 году вместо 2028[34].
- 23 сентября 2019 года НАСА предоставило компании Lockheed Martin право выполнить контракт на строительство минимум шести и максимум 12 кораблей Orion в период по 30 сентября 2030, предназначенных для запусков к Луне в рамках программы «Артемида». Контракт определяет стоимость трёх Orion (миссии с III по V) в $2,7 млрд и ещё двух — в $1,9 млрд (миссии с VI по VIII)[35][36].
См. также
Примечания
- ↑ NASA: Artemis Accords . NASA. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ NASA’s Artemis program will return astronauts to the moon and give us the first female moonwalker (англ.). NBC News. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Philip Sloss. NASA evaluating schedule, launch date forecasts for Artemis 2 (англ.) ?. NASASpaceFlight.com (31 мая 2021). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Jeff Foust. NASA outlines plans for lunar lander development through commercial partnerships (англ.) ?. SpaceNews (22 июля 2019). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Office of Inspector General (OIG). [https://www.oversight.gov/sites/default/files/oig-reports/IG-21-004.pdf NASA’S MANAGEMENT OF THE GATEWAY PROGRAM FOR ARTEMIS MISSIONS] // NASA.
- ↑ NASA's Strategic Plan for Human Exploration // NASA.
- ↑ Sean Potter. NASA Provides Update to Astronaut Moon Lander Plans Under Artemis . NASA (23 марта 2022). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Clara Moskowitz published. NASA Stuck in Limbo as New Congress Takes Over (англ.). Space.com (7 января 2011). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Obama signs Nasa up to new future, BBC News (11 октября 2010). Дата обращения 31 августа 2022.
- ↑ S.3729 - 111th Congress (2009-2010): National Aeronautics and Space Administration Authorization Act of 2010 . www.congress.gov (11 октября 2010). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Stephen Clark. Trump signs order reviving long-dormant National Space Council – Spaceflight Now (англ.) ?. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Loren Grush. NASA administrator on new Moon plan: ‘We’re doing this in a way that’s never been done before’ (англ.). The Verge (17 мая 2019). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Robert Z. Pearlman published. NASA Names New Moon Landing Program Artemis After Apollo's Sister (англ.). Space.com (14 мая 2019). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Jeff Foust. White House endorses Artemis program (англ.) ?. SpaceNews (4 февраля 2021). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Eric Berger. NASA selects SpaceX as its sole provider for a lunar lander (англ.) ?. Ars Technica (16 апреля 2021). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Michael Sheetz. Bezos' Blue Origin loses NASA lawsuit over SpaceX $2.9 billion lunar lander contract (англ.). CNBC. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Mike Wall published. NASA wants another moon lander for Artemis astronauts, not just SpaceX's Starship (англ.). Space.com (23 марта 2022). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Stephen Clark. NASA’s moon rocket rolls back to Vehicle Assembly Building for repairs – Spaceflight Now (англ.) ?. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Jeff Foust. Next Artemis 1 launch attempt set for Sept. 3 (англ.) ?. SpaceNews (31 августа 2022). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ https://twitter.com/nasa/status/1566083321502830594 . Twitter. Дата обращения: 3 сентября 2022.
- ↑ Р. И. А. Новости. НАСА вновь отложило запуск ракеты к Луне . РИА Новости (20220903T1826). Дата обращения: 3 сентября 2022.
- ↑ Вторая попытка запуска миссии «Артемида-1» отменена . www.astronews.ru. Дата обращения: 3 сентября 2022.
- ↑ Orion Returns to Earth after Successful Test Flight (англ.). The Planetary Society. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Miriam Kramer published. Splashdown! NASA's Orion Spaceship Survives Epic Test Flight as New Era Begins (англ.). Space.com (5 декабря 2014). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Orbital to Provide Abort Test Booster for NASA Testing (англ.). Northrop Grumman Newsroom. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ 26,0 26,1 Jeff Foust. NASA delays human lunar landing to at least 2025 (англ.) ?. SpaceNews (9 ноября 2021). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Jeff Foust. NASA foresees gap in lunar landings after Artemis 3 (англ.) ?. SpaceNews (20 января 2022). Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ Gateway Buildup Animation (рус.) ?. Дата обращения: 31 августа 2022.
- ↑ НАСА активно сотрудничает с российскими разработчиками скафандров . РИА Новости (16 октября 2019). Дата обращения: 17 октября 2019. Архивировано 17 октября 2019 года.
- ↑ Космонавт Крикалев похвалил уровень разработки лунного скафандра НАСА . РИА Новости (23 октября 2019). Дата обращения: 23 октября 2019. Архивировано 23 октября 2019 года.
- ↑ НАСА представило скафандры для лунной миссии . РИА Новости (15 октября 2019). Дата обращения: 16 октября 2019. Архивировано 16 октября 2019 года.
- ↑ Создатели лунного скафандра НАСА рассказали, каково его носить . РИА Новости (16 октября 2019). Дата обращения: 16 октября 2019. Архивировано 16 октября 2019 года.
- ↑ NASA разрабатывает самоходный аппарат для поисков залежей льда на южном полюсе Луны . ТАСС (17 октября 2019). Дата обращения: 18 октября 2019. Архивировано 5 ноября 2021 года.
- ↑ NASA запросило еще $1,6 млрд для ускорения программы полетов на Луну . ТАСС (16 октября 2019). Дата обращения: 17 октября 2019. Архивировано 17 октября 2019 года.
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>
; для сносокавтоссылка2
не указан текст - ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>
; для сносокавтоссылка3
не указан текст