Orion (avaruusalus)

Orion-avaruusalus (Multi-Purpose Crew Vehicle, MPCV) on Nasan Artemis-ohjelmassa käytettävä miehitetty avaruusalus. Se koostuu laskuvarjolla mereen laskeutuvasta miehistökapselista sekä Euroopan avaruusjärjestön kehittämästä huoltomoduulista. Orion on tarkoitettu nelihenkiselle miehistölle matalaa Maan kiertorataa edemmäs suuntautuviin lentoihin.

Orionia kehitettiin vuosina 2005–2009 Constellation-ohjelmassa, jonka lakkauttamisen yhteydessä Nasan matalalle Maan kiertoradalle suuntautuvien miehitettyjen avaruuslentojen valmistelua alettiin siirtää yksityisten yritysten vastuulle. Vuodesta 2017 lähtien virallisesti olemassa olleeseen Artemis-ohjelmaan kuuluu Orion-avaruusaluksen lisäksi uusi kantorakettiperhe Space Launch System, Kuuta kiertävä avaruusasema Lunar Gateway ja yksityisen yrityksen kehittämän kuulaskeutuja.

Historia

Constellation-ohjelma 

Avaruussukkuloiden käyttöajan lähestyessä loppuaan Nasa valmisteli niiden seuraajaksi Apollo-aluksen kaltaista järjestelmää jatkamaan Yhdysvaltojen miehitettyjä avaruuslentoja.

Orionin suunnittelun tarjouskilvan päätyttyä NASA aloitti kaksi rinnakkaista projektia 13. kesäkuuta 2005:
Northrop Grumman ja Boeing suunnittelivat Spiral One-alusta. Projektiin osallistuivat myös italialainen Alenia Spazio, ARES Corporation, Charles Stark Draper Laboratory ja United Space Alliance.
Lockheed Martin yhdessä eurooppalaisen EADSin (Airbus Group) kanssa suunnittelivat toista versiota. Muita projektin osanottajia olivat United Space Alliance, Honeywell, Orbital Sciences Corporation, Hamilton Sundstrand ja Wyle Laboratories.

31. elokuuta 2006 NASA päätti tilata aluksen Lockheed Martin -yhtiöltä.

8. syyskuuta 2009 NASAn miehitettyjen lentojen tulevaa rahoitusta arvioiva komitea jätti Yhdysvaltain hallitukselle raporttinsa. Johtopäätös oli, että Kansainvälisen avaruusaseman käyttöön, sukkuloiden korvaajien kehittämiseen, miehitettyyn kuulentoon ja mahdollisiin miehitettyihin lentoihin Marsiin  olisi tarvittu paljon enemmän rahaa kuin oli aiemmin arveltu. Kehitystyön kustannukset ylittivät silloisen budjetin.

Constellation-ohjelman suunnitelman mukaan Orionin oli tarkoitus olla valmis testaukseen vuonna 2008 ja lentovalmis vuonna 2014. Sukkuloiden käyttö lopettiin vuoden 2011 loppuun mennessä. Vuoden 2009 lopussa Orionin kehitys oli 1-2 vuotta myöhässä aikataulusta ja ohjelman toteutus päätettiin lopettaa vuonna 2010.

Artemis-ohjelma 

Artemis-ohjelma perustettiin presidentti Donald Trumpin 11. joulukuuta 2017 allekirjoittaman avaruusdirektiivin myötä. Ohjelman tavoitteena on viedä ihminen Kuun pinnalle ensi kertaa vuoden 1972 jälkeen ja ylläpitää siellä pysyvää toimintaa. Ohjelmaan otettiin muokattuina mukaan tärkeimmät osat Constellation-projektista, kuten Orion-kapseli ja kantorakettiperhe. Orion tulee Kuuhun palatessaan operoimaan yksityisen yrityksen valmistaman kuulaskeutujan eli Human Landing Systemin (HLS) kanssa. Laskeutujaa kehittävät erikseen kolme Nasan valitsemaa yhdysvaltalaista avaruusalan yritystä: Blue Origin, Dynetics ja SpaceX.

16. marraskuuta 2022 miehittämätön Artemis I -tehtävä laukaistiin Kennedyn avaruuskeskuksesta, jossa Space Launch System -raketilla laukaistiin Orion-alus kohti Kuuta. Alus saavuttaa etäisimmän pisteen noin kymmenessä päivässä ja viettää kaksi viikkoa Kuun kiertoradalla, jonka jälkeen se palaa Maahan. Alus otetaan talteen ja sitä tutkitaan seuraavaa Artemis-lentoa varten.

Aikataulu 

 2006–2007 — avaruusaluksen konfiguraation valinta ja esisuunnittelu
 2011 Lockheed-Martin sai avaruuskapselin rakennemallin valmiiksi.
2014 — joulukuun 5. — EFT-1, ensimmäinen miehittämätön Orionin avaruuslento. Kantorakettina toimi Delta IV Heavy  ja Orion lensi molempien Van Allenin vyöhykkeiden läpi mm. säteilysuojauksen koettamiseksi. Laukaisu oli klo 12.05 ja pehmeä mereen laskeutuminen 16.29 UTC.

Suunnitelmia:

2019 — AA-2, miehittämätön keskeytetty lento avaruuteen (suurimman dynaamisen paineen nopeudella)
2020 — EM-1 (Exploration Mission-1), miehittämätön lento Kuun ympäri käyttäen Space Launch System-kantorakettia
2023 — EM-2, ensimmäinen miehitetty lento

Aluksen rakenne 

Orion on suunniteltu Maan kiertorataa kauemmas ulottuviin lentoihin, mukaan lukien miehitetty kaksisuuntainen lento Marsiin. Orionin perusrakenteet muistuttavat Apollo-kapselia, mutta kooltaan Orion on sitä paljon suurempi. Se muodostuu miehistö- ja huoltokapselista. Miehistökapselissa on tilaa 8,9 m³ ja se voi kuljettaa neljää astronauttia kolmen viikon lennolla. Aikaa voidaan pidentää lisäämällä muita kapseleita. Se on suunniteltu kymmenen kertaa vanhaa avaruussukkulaa turvallisemmaksi nousu- ja paluuvaiheessa. Miehistökapseli sisältää tiedelaitteet ja ruokatarpeet sekä toimii telakointivälineenä. Laukaisunkeskeytysjärjestelmä (Launch Abort System) on miehistökapselin kärjessä laukaisun ajan. Huoltokapselin mukana ovat aurinkopaneelit, hengitysilmaan tarkoitettu happi ja rakettimoottori.

Maahan palaa ainoastaan miehistökapseli, joka ensin jarruttaa nopeutta lämpökilven avulla ja sitten laskuvarjojen varassa. Orion laskeutuu mereen, vaikka alun perin ajateltiin sen laskeutuvan maan pinnalle samaan tapaan kuin venäläiset Sojuz-avaruusalukset.

Lähteet

Aiheesta muualla 

NASA Receives Crew Exploration Vehicle Proposals News article by Leonard David, Space.com
Getting Space Exploration Right - view on spiral development  
NASA Calls on Private Sector to Help Make Exploration Affordable
NASA Studying Unmanned Solution to Complete Space Station as Return to Flight Costs Grow

Artemis-ohjelma
Project Constellation
Orion