04.08.2024. - НАСА ведет обратный отсчет до полета на Луну

НАСА ведет обратный отсчет до полета на Луну

Время запуска еще не назначено, но уже готово оборудование для создания самой мощной ракеты, которая когда-либо отправляла людей в космос во время полета к Луне, подобного которому не случалось более 50 лет.

Самая большая часть ракеты Space Launch System, основная ступень длиной 212 футов, 24 июля была доставлена в огромный сборочный цех, где начнутся работы по ее подготовке к запуску Artemis II, который запланирован не ранее сентября 2025 года.

"Время уже пошло", - сказал руководитель программы SLS НАСА Джон Ханикатт. "Нам предстоит проделать большую работу, чтобы подготовить ракету к полету".

Основная ступень оснащена четырьмя двигателями RS-25, переоборудованными мельбурнской компанией L3Harris Aerojet Rocketdyne из списанного оборудования программы Space Shuttle. Два из этих двигателей ранее участвовали в 20 совместных полетах шаттлов, в то время как другая пара дебютирует.

Двигатель 2047 был запущен на STS-135, заключительном запуске программы на шаттле "Атлантис" в 2011 году.

KSC также знакома с корпусами двух твердотопливных ракетных ускорителей, изготовленных компанией Northrop Grumman. Ранее они использовались для полетов космических шаттлов, но их регулярно доставали из океана для ремонта. Эти два ускорителя расположены в разбивке на пять сегментов, каждый к северу от VAB, в центре вращения, обработки и разгона.

В совокупности основная ступень и ускорители обеспечивают тягу в 8,8 миллиона фунтов при старте.

Их следующий запуск сделает SLS самой мощной ракетой, которая когда-либо отправляла людей в космос. Астронавты НАСА Рид Уайзман, Виктор Гловер и Кристина Кох вместе с канадским астронавтом Джереми Хансеном отправятся в капсулу Orion производства Lockheed Martin, которая, как планируется, совершит 10-дневный облет Луны.

Дуг Херли, бывший астронавт НАСА, а ныне исполнительный директор Northrop Grumman, который участвовал в обоих полетах шаттлов и в первом полете человека в космос на корабле SpaceX Crew Dragon, попытался дать астронавтам представление о том, на что может быть похож их полет.

"Поездка на ускорителе в течение 126 секунд, я просто сказал, что это будет самая невероятная поездка в вашей жизни. Потому что от ускорения действительно разбегаются глаза", - сказал Херли.

При полетах на шаттлах использовались ускорители, состоящие из четырех сегментов, по сравнению с пятью, которые используются на SLS, а с Orion на верхней ступени основной ступени это будет больше похоже на полеты астронавтов Apollo на ракете Saturn V.

"Находясь на вершине рейтинга и чувствуя управление... не могу дождаться, когда услышу эту историю", - сказал он.

Их цель - обеспечить работу систем жизнеобеспечения капсулы "Орион", отправив миссию "Артемида III" не ранее сентября 2026 года. Цель этой миссии - вернуть людей, включая первую женщину, на поверхность Луны впервые со времени полета "Аполлона-17" в 1972 году.

Однако четверка Artemis II по-прежнему будет находиться на расстоянии более 230 000 миль от Земли, и, хотя она не совершит посадку на Луну, полет за пределы низкой околоземной орбиты - это подвиг, который также не был совершен людьми со времен последнего полета "Аполлона". Гловер станет первым чернокожим мужчиной, совершившим это путешествие, Кох - первой женщиной, а Хансен - первой канадцем. Все 24 астронавта, совершившие это путешествие во время девяти полетов "Аполлона" на Луну в период с 1968 по 1972 год, были белыми американцами. В ходе шести из этих миссий 12 человек были отправлены на поверхность Луны.

Задержки и неопределенность

Дата первого полета человека в космос, назначенная на 2025 год, почти на год отстает от графика, намеченного после успешного запуска Artemis I в ноябре 2022 года.

Считалось, что примерно двухлетнего промежутка между дебютом без экипажа и первым полетом с экипажем было достаточно, чтобы изучить данные Artemis I и решить любые проблемы. Но ряд серьезных проблем на этом пути стал очевиден, и НАСА до сих пор не нашло окончательного решения по одной из них.

Это связано с тем, что защитное покрытие теплозащитного экрана Orion потеряло гораздо больше материала, некоторые из них были размером с кулак, чем ожидалось. Конечным решением для капсулы Orion станет главная костяшка домино, которая задержит процесс укладки SLS для подготовки к запуску.

Менеджеры не начнут собирать его по вертикали, пока не узнают, что в довершение всего появится космический корабль, но, несмотря на то, что это происходит уже во второй раз, менеджеры НАСА ожидают, что столкнутся с некоторыми препятствиями.

"Всегда что-то случается, знаете ли, что-то на что-то проливается, какой-то тест прошел не так, как планировалось", - сказал Крис Чианчиола, заместитель руководителя программы SLS. "Таким образом, вы постоянно проводите сортировку. Ты же не хочешь ждать, пока доберешься до стартовой площадки, чтобы узнать, что у тебя проблема."

На данный момент ожидается, что готовая капсула Orion будет доставлена на VAB к 31 октября. Если НАСА не сообщит о задержке, то первая установка твердотопливных ракетных ускорителей на VAB может начаться в сентябре. НАСА установило ограничитель срока службы твердотопливных ракетных ускорителей на один год - часы, которые начинают отсчитывать время в тот момент, когда второй сегмент устанавливается поверх первого.

Ожидается, что это произойдет поздней осенью, что позволит уложиться в сроки запуска Artemis II.

Еще одним ограничивающим фактором при сборке является возвращение к мобильной пусковой установке VAB, на которой будут установлены SLS и Orion. В настоящее время она находится на стартовой площадке KSC 39-B, и ей пришлось пройти ряд ремонтных работ после того, как ракета-носитель Artemis I разорвала ее части в клочья.

"Это самые большие твердотопливные ракетные двигатели на планете, и когда этот аппарат отрывается от мобильной пусковой установки, этот шлейф должен куда-то уходить", - сказал Шон Куинн, руководитель программы по наземным системам разведки (EGS), базирующейся в KSC. "Когда автомобиль поднимается выше, этот шлейф распространяется, и это очень, очень сильная сила. ...Забудьте на мгновение о жаре, но если бы там стоял человек, его бы унесло ветром в царство небесное".

Экипажам EGS также пришлось установить устройства аварийного выхода, такие как зиплайновые ограждения и сменные рычаги доступа для экипажа, чтобы у людей на борту был шанс выжить, если что-то пойдет не так на площадке.

Куинн сказал, что работа "почти завершена", и мобильная пусковая установка должна быть доставлена на завод вовремя для укладки.

Стоимость и критика

Программа Artemis теперь контролирует большую часть годового бюджета НАСА в этом году, впервые превысив общий бюджет научных миссий в качестве наиболее финансируемого сегмента агентства. Утвержденный бюджет НАСА на 2024 финансовый год составляет более 7,6 миллиарда долларов из общего бюджета НАСА в 24,875 миллиарда долларов.

Поскольку в программе Artemis задействовано так много коммерческих партнеров, она пользуется большой поддержкой Конгресса, который в конечном итоге утверждает бюджет. Таким образом, несмотря на то, что в этом финансовом году запрос администрации Байдена на финансирование науки был сокращен более чем на 500 миллионов долларов, предвыборные программы Artemis были профинансированы почти полностью.

Управление генерального инспектора НАСА продолжило проверку растущих расходов на программу Artemis, и в отчете за 2023 год говорится, что полеты Artemis III обойдутся стране в 93 миллиарда долларов с момента ее запуска в 2012 году.

Это на миллиарды больше, чем предполагалось, из-за задержек и роста затрат, связанных с подготовкой к запуску Artemis I. Ракета SLS составляет 26% от общей стоимости в размере 23,8 миллиарда долларов, при этом значительная часть средств была потрачена на оборудование для первого и второго запуска.

Согласно результатам аудита, каждый будущий запуск SLS обойдется более чем в 2,5 миллиарда долларов, хотя НАСА разработало план по сокращению этих расходов вдвое, что OIG сочло "крайне нереалистичным" и представляющим угрозу для его планов по исследованию дальнего космоса.

Однако в ходе аудита было отмечено, что, хотя SLS на данный момент является единственным жизнеспособным вариантом для НАСА, конкуренция со стороны SpaceX Starship и Blue Origin New Glenn rockets может помочь выровнять условия для реализации планов НАСА.

"Хотя SLS является единственной доступной в настоящее время ракетой-носителем, отвечающей потребностям миссии Artemis, в ближайшие 3-5 лет могут появиться другие коммерческие альтернативы, которые будут легче, дешевле и многоразового использования", - говорится в отчете. - Поэтому НАСА, возможно, захочет рассмотреть вопрос о том, должны ли другие коммерческие варианты стать частью его средне- и долгосрочных планов по поддержке его амбициозных целей в области освоения космоса".

И SpaceX, и Blue Origin уже участвуют в будущих миссиях Artemis, и каждая из них отвечает за создание системы посадки человека, которая доставит астронавтов с Orion на поверхность Луны. Другая компания, Axiom Space, отвечает за создание новых лунных скафандров.

"Во всяком случае, успех Artemis I, вероятно, сблизил нас с теми, кого люди назвали бы нашими "конкурентами", - сказал Ханикатт. "Потому что теперь мы - одна большая команда, работающая ради общей цели".

Конечными заявленными планами НАСА по программе "Артемида", разработанными при администрации Обамы, по-прежнему является высадка человека на Марс к 2040 году.

Надежный путь вперед

Несмотря на все задержки и перерасход средств, которые привели к созданию Artemis I, SLS получила высокую оценку за выполненную работу.

"На Artemis I man мы поразили нашу цель в космосе в районе хвоста комара, что меня просто поразило", - сказал Ханикатт. "Когда у вас есть что-то, что движется со скоростью 17 500 миль в час, и вы можете попасть в нужную точку в пространстве с точностью менее 0,03%".

Это означало, что аппаратное обеспечение основной ступени, ее двигатели и твердотопливные ракетные ускорители работали так, как было задумано, и требовали меньшего количества изменений для дальнейшего создания деталей для следующих миссий.

"Уровень доверия значительно повысился. Я имею в виду, намного", - сказал он. "Скептики? Я думаю, нам нужно было сначала показать им, на что способна ракета".

Продолжается работа как над основным этапом для Artemis III, так и над так называемой версией SLS Block 1B для Artemis IV, которая включена в календарь запусков НАСА на 2028 год. Это придаст SLS дополнительную грузоподъемность благодаря внедрению новой исследовательской верхней ступени, которая может добавить 22 000 фунтов груза при полетах на Луну на капсуле Orion.

"Я бы хотел, чтобы мы ускорили разработку (Artemis IV)", - сказал Ханикатт. "Я сказал своей команде, что, исходя из имеющихся у нас ресурсов, я хочу, чтобы наше оборудование использовалось как дрова".

Двигатели, ранее использовавшиеся в программе shuttle от Aerojet Rocketdyne, по крайней мере, уже используются в ходе четвертой миссии Artemis и только ожидают установки на основные ступени, когда Boeing запустит их.

Northrop Grumman, тем временем, располагает твердотопливными ракетными ускорителями, уже изготовленными в рамках Artemis IV, на своих складах в Юте. Компании даже пришлось снизить темпы разработки, чтобы соответствовать заявлению НАСА.

"Вы начинаете запускать твердотопливные ракетные двигатели, и тогда кажется, что все в порядке, теперь вам нужно решить, куда поместить эти большие устройства", - сказал Херли. Northrop, однако, уже начала тестовые работы над тем, что станет ускорителями для девятого полета Artemis, и именно тогда у компании закончатся бывшие в употреблении корпуса шаттлов, и она начнет производить более легкие композитные ускорители.

Он сказал, что проведение первого запуска было важно просто для того, чтобы показать людям, на что способна SLS.

"Я уверен, что за этим запуском наблюдало множество людей, которые никогда не видели шаттла — этот характерный треск ускорителей и то, как он осветил небо", - сказал он. "Просто зная, к чему мы, наконец, пришли с запуском "Артемиды", которую я запускаю, я имею в виду, что мы уже давно говорили о возвращении на Луну, как страна, как космическое агентство, и было приятно наконец увидеть, как этот запуск состоялся".

Он с нетерпением ждет, когда SLS возьмется за следующую главу.

"Это стало свидетельством того, что все команды, как в НАСА, так и в частных компаниях, наконец-то воплотили это в жизнь", - сказал Херли. "Итак, мы испытываем огромное предвкушение, волнение и энтузиазм в отношении того, что будет дальше, - запуска экипажа на ракету.

Источник