Артемида (космическая программа)

Артеми́да () — 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 облегчении пилотируемых полётов на Марс.

Программа «Артемида» — это сотрудничество космических агентств и компаний по всему миру, связанных друг с другом Соглашениями Артемиды () 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 Аргентина, Колумбия, Чехия, Испания, Украина, Южная Корея, Новая Зеландия, Бразилия, Польша, Мексика, Нигерия, Германия, Индия, Израиль, Руанда, Румыния, Бахрейн, Сингапур, Франция, Саудовская Аравия и Эквадор.

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 «Artemis 1» с роботами и манекенами на борту. Согласно плану, запуск «Artemis 2» с экипажем состоится в 2024 году, посадка «Artemis 3» с экипажем на Луну — в 2025 году, стыковка «Artemis 4» с Lunar Gateway — в 2027 году, а затем будущие ежегодные посадки на Луну.

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 «Artemis 1» до «Artemis 5». Также были предложены более поздние миссии. Каждая миссия сосредоточена на запуске ракеты-носителя Space Launch System с космическим кораблем «Орион». Миссии после «Artemis 2» будут зависеть от миссий поддержки, запущенных другими организациями и космическими кораблями для вспомогательных функций.

Миссии SLS 
Миссия «Artemis 1» (16 ноября 2022 года - 11 декабря 2022 года) стала испытанием SLS и Orion без экипажа и первым испытательным полётом обоих кораблей. Целью миссии являлся вывод «Ориона» на лунную орбиту, а затем его возвращение на Землю. SLS использовала вторую ступень ICPS, которая выполнила транслунную инжекцию, чтобы отправить «Орион» в лунное пространство. «Орион» вышел на ретроградную дальнюю полярную лунную орбиту и провёл на ней шесть дней, прежде чем вернуться на курс к Земле. Капсула Orion отделилась от своего служебного модуля, снова вошла в атмосферу для аэродинамического торможения и успешно приземлилась под парашютами. Общая продолжительность миссии составила 25.5 дней.

«Artemis 2» (2024 г.) станет первым пилотируемым испытательным полётом SLS и космического корабля Orion. Четыре члена экипажа проведут обширные испытания на окололунной 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.

«Artemis 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.

«Artemis 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.

От «Artemis 5» до «Artemis 9» и далее предлагается высадить астронавтов на поверхность Луны, где они смогут воспользоваться преимуществами растущего количества инфраструктуры, которая должна быть построена миссиями поддержки. Она будет включать в себя места обитания, вездеходы, научные инструменты и оборудование для добычи ресурсов.

Миссии поддержки 
Миссии поддержки включают роботизированные посадочные модули, доставку модулей для станции Gateway, логистику Gateway, доставку HLS (Human Landing System, «Система посадки человека») и элементов лунной базы. Разработка большинства этих миссий выполняется 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» (Human Landing System, 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 НАСА намерена разработать ещё один проект HLS вне SpaceX, для обеспечения избыточности и конкуренции.
 Разработка HLS: см.

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.

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.

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.

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.

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.

26 марта 2019 года вице-президент Майк Пенс объявил, что цель НАСА по высадке на Луну будет ускорена на четыре года с запланированной посадкой в 2024 году. 14 мая 2019 года администратор НАСА Джим Брайденстайн объявил, что новая программа будет называться Артемида в честь богини Луны в греческой мифологии, сестры-близнеца Аполлона. 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». 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. 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.

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.

Запуски 
Первоначально запуск «Artemis 1» был запланирован на конец 2021 года, но дата запуска была перенесена на 29 августа 2022 года. Проблемы с двигателем вызвали задержку этой даты. Следующее окно запуска — 3 сентября. Запуск 3-го сентября также перенесли из-за проблем с утечкой жидкого водорода при заправке топлива в основную ступень ракеты. Инженеры пытались загерметизировать восьмидюймовую трубу, но утечка повторилась еще трижды. Следующие возможности запуска — 5 и 6 сентября, после чего текущий период запуска закрылся до конца сентября.

Запуск Artemis I с кораблём «Орион» на борту состоялся 16 ноября 2022 года в 09:47 по МСК с пусковой площадки LC-39B Космического центра им. Кеннеди, Флорида, США. Корабль «Orion» провёл 25 дней в космосе, включая 3 дня на ретроградной орбите Луны. 11 декабря 2022 года в 20:41 по МСК корабль «Orion» успешно вернулся на Землю. Посадка была осуществлена в Тихий океан. Миссия Artemis I завершена успешно.

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». 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.

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.

Планируемые полёты

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.

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).

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.

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.

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.

 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).

См. также 

 Исследование Луны
 Вторая лунная гонка

Примечания 

 
2019 год в космонавтике
2010-е годы в США
2020-е годы в США
Появились в 2019 году в США