Orion (kozmická loď)

Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (Orion MPCV) je americká pilotovaná kozmická loď vyvíjaná od roku 2006 pre Národný úrad pre letectvo a vesmír (NASA) spoločnosťou Lockheed Martin. Orion, vynášaný raketami SLS, má dopravovať človeka do blízkosti Mesiaca a neskôr aj k Marsu.
Orion bol pôvodne súčasťou projektu Constellation. Mal nahradiť raketoplány po ich vyradení v roku 2011, pričom prvý pilotovaný let bol plánovaný na rok 2014. Plavidlo malo byť vynášané raketou Ares I z Kennedyho vesmírneho strediska. Orion mal zabezpečovať logistické lety k Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS), ale počítalo sa s ním aj pre plánované lety k Mesiacu, výhľadovo aj pre pilotovaný let k Marsu.
Loď Orion bola spolu s lunárnym modulom Altair (predtým Lunar Surface Access Module – LSAM) a nosnými raketami Ares I a Ares V súčasťou programu Constellation Národného úradu pre letectvo a vesmír, ktorého cieľom bolo vyvinutie novej generácie kozmických dopravných prostriedkov.
Finančné náklady a oneskorovanie vývoja viedli v roku 2010 k prehodnoteniu vesmírnej politiky Spojených štátov a k zrušeniu programu Constellation. Prezidentský návrh rozpočtu Spojených štátov na rok 2011 z 1. februára 2010 už v kapitole venovanej NASA výdavky na program Constellation nezahŕňal. V novej koncepcii americkej kozmonautiky, predstavenej Obamom v apríli 2011, Orion „prežil“ pod názvom "Multi-Purpose Crew Vehicle" ("MPCV", v preklade: "viacúčelová pilotovaná loď"). V rámci nového zadania má Orion slúžiť k výpravám k Mesiacu a prípadne aj k Marsu.
Podľa zadania kongresu musí byť tiež schopný dopravovať posádku na Medzinárodnú vesmírnu stanicu, to ale NASA považuje za krajné (a neefektívne) riešenie, ku ktorému by došlo iba v prípade, že by túto funkciu nemohli plniť súkromné ​​spoločnosti.
Opis lode.
Kozmická loď Orion pozostáva z dvoch základných častí modulu pre posádku (Crew Module – CM) a servisného modulu (Service Module – SM). Na štartovacej rampe a počas prvých fáz letu je navyše k tejto zostave pripojená veža záchranného raketového systému (LAS – Launch Abort System, dosl. "systém prerušenia štartu").
Modul pre posádku.
Modul pre posádku (Crew Module – CM) je podobný veliteľskému modulu lode Apollo, ale je väčší. Má tvar zrezaného kužeľa so základňou s priemerom 5,02 m a výškou 3,3 m (Apollo malo priemer 3,9 m a výšku 3,2 m). Momentálne má kapacitu štyri osoby na obdobie 21 dní (Apollo malo kapacitu 3 osoby na obdobie max. 14 dní), aj keď pôvodne sa počítalo až so šesťčlennou posádkou. Tiež môže zostať niekoľko mesiacov v hibernácii (napr. pripojená k ISS alebo pri ceste na Mars). V kabíne je zmes N2/O2 pri tlaku 101,3 kPa ako na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS).
Vstup a výstup je možný poklopom (pre výstup do voľného priestoru je možné celú kabínu odtlakovať). Ďalej vo vrchole kužeľa je spojovací systém (docking adapter), ktorým sa môže Orion spojiť s inou kozmickou loďou. Spojovací systém by mal byť androgýnny, takže sa môžu spojiť aj dve lode Orion navzájom.
Loď má byť vybavená modernou avionikou (navigačný systém a riadiaci počítač). Má zredukovaný počet tzv. "budíkov" a fyzických ovládacích prvkov (tzv. glass cockpit). Tiež má byť vybavená kamerami s vysokým rozlíšením.
Servisný modul.
Valcový servisný modul (Service Module – SM) obsahuje pohonné systémy, solárne panely a zásoby. Pôvodne mal celý servisný modul dodať hlavný kontraktor celej lodi Lockeed Martin. Dňa 16. januára 2013 NASA oznámila, že väčšinu servisného modulu (všetko okrem štrukturálnych častí) dodá Európska kozmická agentúra. Tzv. Európsky servisný modul má vychádzať z bezpilotnej nákladnej lode ATV.
Systém prerušenia štartu.
V prípade poruchy nosnej rakety alebo iného nebezpečenstva na štartovacej rampe a počas úvodných fáz letu dôjde k aktivácii vežičky systému prerušenia štartu (LAS – Launch Abort System). Tá sa spoločne s modulom pre posádku oddelí od servisného modulu a nosnej rakety a odnesie ho do bezpečnej vzdialenosti (a výšky). Potom sa oddelí aj LAS a modul pre posádku sa znesie k zemi na padákoch.
Systém prerušenia štartu má tri raketové motory na pevné palivo, prerušovací motor (abort motor) je najsilnejší a v prípade núdze odnáša modul pre posádku do bezpečia. Riadiaci motor (attitude control motor) umožňuje natáčať kapsulu a udržiavať smer. Odhadzovací motor (jettison motor) slúži na oddelenie LAS od modulu pre posádku.
V porovnaní so systémom LES (Apollo) nie je LAS s kozmickou loďou spojený priehradovým nosníkom, ale sedí priamo na nej a trysky sú umiestnené navrchu prerušovacieho motora (s reverzovaným ťahom). Apollo LES používal na riadenie aerodynamickej plochy, LAS používa raketový motor na tuhé palivo s osemcestným ventilom, ktorý umožňuje meniť výsledný smer ťahu.
Prerušenie štartu zo štartovacej plochy NASA odskúšala vo štvrtok 6. mája 2010 na White Sands Missile Range v Novom Mexiku.
Po úvodnej, najdynamickejšej fáze letu sa LAS oddelí a následne je možné v prípade problémov naviesť loď na núdzovú obežnú dráhu (tzv. prerušenie na obežnú dráhu, abort-to-orbit).
Zmeny v návrhu.
V priebehu času došlo k sérii zmien v návrhu, vrátane mena (z CEV na MPCV), rozmerov lode, počtu členov posádky (zo 6 na 4). Ďalej sa uvažovalo aj o pristátí na súši, ale nakoniec bude Orion pristávať na vode, takisto ako Apollo.
Pôvodne mal Orion štartovať na raketách Ares I, teraz má štartovať na raketách SLS.
Vývojový harmonogram a plánované misie.
Pôvodne sa mal prvý pilotovaný let uskutočniť v roku 2014. Všetko sa ale zmenilo so zrušením projektu Constellation a vzhľadom k zmenám a škrtom došlo k značnému posunu.
Dňa 5. decembra 2014 odštartoval prvý nepilotovaný let (Exploration Flight Test-1 alebo EFT-1), ktorý preveril hlavne tepelný štít, palubné systémy, padáky a dôležité „separačné udalosti“ (odhodenie LAS, odhodenie krytov servisného modulu, odhodenie servisného modulu, odhodenie krytu padákov, otvorenie padákov). Loď bola navedená na eliptickú obežnú dráhu s apogeom 5 800 km, takže do atmosféry vstúpila rýchlosťou zodpovedajúcej 80 – 85 % rýchlosti pri návrate z Mesiaca.
Misia Artemis I sa uskutočnila 16. novembra 2022. Išlo o nepilotovaný let, prvý let Orionu na rakete SLS. Loď strávila vo vesmíre 25 dní, z toho väčšinu na retrográdnej obežnej dráhe okolo Mesiaca. Loď pristála na Zemi 11. decembra 2022.
Harmonogram misie Artemis II je plánovaný na rok 2024 a Artemis III na rok 2025.