אוריון (חללית)

אוריון MPCV (באנגלית: Orion Multi-Purpose Crew Vehicle - רכב צוותי רב תכליתי) היא חללית המפותחת על ידי לוקהיד מרטין עבור נאס"א - סוכנות החלל האמריקאית. החללית מבוססת על תכנונים ובדיקות שהושלמו עבור החללית אוריון CEV (Crew Exploration Vehicle) כחלק מתוכנית קונסטליישן שבוטלה, ואשר החלו ב-2005. פיתוח ה-MPCV הוכרז על ידי נאס"א ב-24 במאי 2011. טיסתה הראשונה והבלתי מאוישת של החללית, שקיבלה את הזיהוי EFT-1 (Exploration Flight Test 1), שוגרה על גבי משגר דלתא 4 כבד ב-2014. החללית יועדה להיכנס לשירות פעיל לא יאוחר מ-31 בדצמבר 2016 אך בגלל הצורך בפיתוח משגר, ציפייה זו לא נענתה.

החללית אוריון מיועדת לשאת צוות של עד 6 אסטרונאוטים למסלול סביב הירח כחלק מתוכנית ארטמיס, לאסטרואידים, ובסופו של דבר גם למאדים. החללית תשמש גם כחללית גיבוי לנשיאת צוותים ואספקה לתחנת החלל הבינלאומית. החללית יועדה לשיגור בתחילה על גבי משגר ארס 1, אך עם ביטול תוכנית קונסטליישן, ועימה תוכנית פיתוח משגרי הארס, ב-11 באוקטובר 2010, החלו בנאס"א לתכנן משגר חדש, ה-SLS, שיתבסס ברובו על פיתוחים קיימים מתוכנית מעבורות החלל, ואשר הוצג רשמית ב-14 בספטמבר 2011.
ב-5 בדצמבר 2014 עשתה נאס"א טיסת מבחן ראשונה לא מאוישת לחללית אוריון אשר עברה בהצלחה.

ב-20 ביולי 2019 הוכרזה התוכנית כשלימה.

היסטוריה
250px|ממוזער|שמאל|הדמיית החללית אוריון עוגנת בתחנת החלל הבינלאומית.

250px|ממוזער|שמאל|הדמיית נחיתה מאוישת על אסטרואיד עם החללית אוריון.
250px|ממוזער|שמאל|הדמיית החללית אוריון במסלול סביב מאדים.

CEV ותוכנית קונסטליישן

ב-14 בינואר 2004, בעקבות הפקת הלקחים מאסון מעבורת החלל קולומביה, הציג נשיא ארצות הברית דאז, ג'ורג' וו. בוש, את החזון לחקר החלל. החזון כלל את פיתוח תוכנית קונסטליישן, שתחזיר את ארצות הברית אל הירח ובעתיד הרחוק יותר אל אסטרואידים ואל מאדים. בתוכנית נכלל פיתוחה ובנייתה של חללית מאוישת חדשה, שתסייע להשלים מטרות אלו. החללית יועדה גם להחליף את מעבורות החלל שהיו עתידות לפרוש עד 2010 (בפועל המעבורת האחרונה פרשה רק ביולי 2011). החללית יועדה לפעול יחד עם החללית הנוספת שפיתוחה החל - אלטאיר - שהייתה מנחיתה את צוותי החללית על הירח במשימות הירחיות.

ב-9 בדצמבר 2004 פרסמה נאס"א טיוטה ראשונית של דוח עבודה על ה-CEV, וכחודש וחצי לאחר מכן, ב-21 בינואר 2005 פרסמה את טיוטת המכרז לפיתוח החללית. המכרז הרשמי פורסם ב-1 במרץ 2005, ועל המתמודדים היה לענות עד ל-2 במאי 2005.

נאס"א תכננה כי שתי המתמודדות על פיתוח החללית יבצעו הדגמה בפועל של חלליתם במסלול או בטיסה תת-מסלולית עד 1 בספטמבר 2008, אך בגלל הרצון להכניס את ה-CEV לפעולה מוקדם ככל הניתן, ציין מנהל נאס"א מייקל גריפין כי נאס"א תבחר את ההצעה המנצחת כבר ב-2006. בצורה זו תוכל נאס"א גם לחסוך כמיליארד דולר שישמשו להאצת פיתוח ה-CEV הנבחר, וגם לצמצם את הפער שבין טיסתה האחרונה של מעבורת החלל (שתוכננה ל-2010) לבין טיסתה הראשונה של ה-CEV (שתוכננה ל-2014).

ב-13 ביוני 2005 הודיעה נאס"א כי בחרה בשתי מתמודדות שימשיכו לשלב המתקדם - לוקהיד מרטין מול נורת'רופ גראמן ובואינג. כל קבוצה קיבלה 28 מיליון דולר להמשך פיתוח החללית ומשגרה עד לאוגוסט 2006, אז תבחר נאס"א באחת מהם שתמשיך בפיתוח.

ב-31 באוגוסט 2006 הודיעה נאס"א כי בחרה בלוקהיד מרטין כקבלן הראשי לפיתוח החללית, שקיבלה את השם אוריון, על שם קבוצת הכוכבים אוריון. שם זה שימש גם את רכב הנחיתה של משימת אפולו 16 שנחתה על הירח באפריל 1972. בואינג נבחרה לפתח את מגן החום של החללית ב-15 בספטמבר 2006. נאס"א תכננה לפתח קפסולות אוריון שונות בהתאם למשימות אליהן הן ישוגרו. בלוק I של החללית היה מיועד לשיגור למסלול LEO - אל תחנת החלל הבינלאומית, ובלוקים II ו-III יועדו למשימות עתידיות לחלל העמוק. לשיגור החללית פותח משגר חדש - הארס 1 - שיועד לשאת אותה למסלול LEO. דגם ניסויי של הארס 1 - ארס 1-X שוגר למשימת הניסוי הראשונה והיחידה שלו ב-28 באוקטובר 2009.

ב-1 בפברואר 2010 העלה נשיא ארצות הברית ברק אובמה הצעה לביטול תוכנית קונסטליישן, כולל החללית אוריון, החל מתקציב נאס"א לשנת 2011, אך מאוחר יותר באותה שנה, בנאום שנשא במרכז החלל קנדי, הודיע על מספר שינויים בהצעה, כך שהתוכנית תבוטל אך יעדיה (מלבד הקמת מושבת ירח) עדיין יהוו מטרה מרכזית בעתידה של נאס"א. ב-11 באוקטובר 2010 חתם הנשיא אובמה על חוק ההרשאה של נאס"א לשנת 2010 שהביאה את תוכנית קונסטליישן לסופה, אך השאירה את החוזים עליהם חתמה נאס"א קיימים, זאת עד שהקונגרס יחליט לבטלם.

MPCV
חוק ההרשאה של נאס"א לשנת 2010 אומנם ביטל את תוכנית קונסטליישן ואת ה-CEV, אך הנחה את נאס"א לפתח חללית רב תכליתית שתשמש את תוכנית החלל המאוישת של ארצות הברית. החוק הציב מספר דרישות לחללית:
 על החללית לשמש כחללית המרכזית למשימות מעבר למסלול LEO.
 לחללית צריכות להיות יכולות חלל בסיסיות כגון עגינה וביצוע פעילות חוץ רכבית כחלק ממשימות אל מעבר למסלול LEO.
 על החללית להתאים גם לפעילויות אספקה והחלפת צוותים לתחנת החלל הבינלאומית אם יש בכך צורך.
 על החללית להבנות כך שניתן יהיה לשדרגה בקלות עם ההתפתחות הטכנולוגית.
החוק הציב גם את הדרישה כי החללית תהיה פעילה לחלוטין לא יאוחר מ-31 בדצמבר 2016.

ב-24 במאי 2011 הודיעה נאס"א כי החלה בפיתוח ה-MPCV, שתתבסס על התכנונים והבדיקות שכבר בוצעו עבור החללית אוריון. לוקהיד מרטין נבחרה להמשיך בפיתוח החללית. ב-14 בספטמבר 2011 הודיעה נאס"א כי בחרה בעיצוב למשגר החדש - ה-SLS - שישא את החללית לחלל.

ייעוד ומשימות
כשהחל פיתוח ה-CEV, מטרתה הייתה להחליף את מעבורות החלל במשימות אספקה והחלפת צוותים לתחנת החלל הבינלאומית, ובעתיד, במסגרת תוכנית קונסטליישן, לבצע טיסות מאוישות אל הירח ואל ומאדים. בוועדת הסקירה של טיסות החלל המאוישות של ארצות הברית (Review of United States Human Space Flight Plans Committee) שהתקיימה ב-2009, ואשר מסקנותיה הובילו את ממשל אובמה לביטול תוכנית קונסטליישן, נבחרו מטרות חדשות לתוכנית החלל המאוישת של ארצות הברית - כלומר מטרות ויעדים חדשים לחללית אוריון. שלוש דרכים לפיתוח תוכנית החלל המאוישת מעבר למסלול LEO הוצעו:
 שיגור משימות מאוישות למאדים, כאשר בירח יבוצעו נחיתות רק על מנת לבחון טכנולוגיות נחיתה ולא למטרות מחקר.
 שיגור משימות מאוישות אל הירח למטרות מחקר, ופיתוח טכנולוגיות שיאפשרו לנחות ולחקור את מאדים.
 שיגור משימות מאוישות בהדרגתיות - קודם אל הירח, אחר כך אל נקודות לגראנז' וגופים קרובי ארץ, ולבסוף אל ירחיו של מאדים ואל מאדים עצמו.
לפי הצעות אלו, הייתה החללית אוריון משמשת גם כחללית גיבוי לחלליות האספקה של תחנת החלל הבינלאומית.

בנאום שנשא אובמה ב-15 באפריל 2010 בו הציג את מדיניות ממשלו כלפי תוכנית החלל המאוישת של ארצות הברית, לא נבחרה במדויק אף אחת מההצעות, אך הוברר כי החללית אוריון לא תיועד למשימות למסלול LEO. במקום זאת, חלליות שפיתוחם כבר החל במסגרת תוכנית פיתוח החלליות המאוישות המסחרית (Commercial Crew Development) ישמשו את נאס"א לשיגור צוותים ואספקה אל תחנת החלל הבינלאומית. בין החלליות המסחריות הנמצאות בפיתוח ניתן למנות את הדרגון של SpaceX, הסטארליינר של בואינג והדרים צ'ייסר של SNC.

הטיסה הראשונה התרחשה בשנת 2022 בפרויקט ארטמיס 1.

מבנה החללית
החללית אוריון כוללת 4 חלקים: צמד תאי הצוות והשירות (Crew / Service Module) של החללית (הנקראים בקיצור CSM) הכולל תא צוות חרוטי (CM) ותא שירות גלילי (SM), וכן מערכת המילוט של החללית ומתאם החללית. צמד ה-CSM דומה מאוד לצמד תאי הפיקוד והשירות של החללית אפולו, אך מערכותיו ויכולתיו מתקדמות הרבה יותר. החללית מתוכננת כך שתוכל לשהות בחלל העמוק לזמנים ממושכים של עד 6 חודשים. מערכות החללית מתוכננות כך שיהיו ניתנות לשדרוג בקלות עם התקדמות הטכנולוגיה.

תא הצוות
250px|ממוזער|שמאל|דגם של תא הצוות של האוריון MPCV עם מתאם בראשו לקראת ניסוי במערכת המילוט של החללית.
תא הצוות של אוריון יוכל לשמש 4 עד 6 אנשי צוות (לעומת 3 בחללית אפולו ו-7 במעבורת החלל). תא הנוסעים מתוכנן כך שיוכל להיות בשימוש עד כ-10 פעמים, בניגוד לשאר חלקי החללית שיהיו חד-פעמיים. למרות הדמיון בעיצובו לתא הנוסעים של חלליות אפולו, התא הנוכחי מציג שיפורים ומאפיינים מתקדמים הרבה יותר מקודמו:
 "קוקפיט זכוכית" - מערכת הצגת נתונים דיגיטלית ומתקדמת, המבוססת על המערכת הקיימת במטוסי בואינג 787.
 יכולת עגינה אוטומטית דומה לזאת שבשימוש החלליות פרוגרס ו-ATV (ובשונה מכל החלליות האמריקאיות הקודמות: ג'מיני, אפולו ומעבורת החלל).
 מתקנים משופרים לטיפול בפסולת, הכוללים בית שימוש מיוחד לחלל וזאת לעומת "שקיות אפולו" השנואות שהיו בשימוש בחלליות אפולו ואספו את הצואה של האסטרונאוטים, ו"תאי נוחות" לאיסוף השתן של האסטרונאוטים. תאי נוחות אלו נמצאים בשימוש גם בתחנת החלל הבינלאומית.
 אטמוספירה פנימית בגובה פני הים המכילה חמצן וחנקן.
 מערכות מחשב מתקדמות ביותר.
תא הצוות יבנה מסגסוגת אלומיניום/ליתיום המשמשת את משגרי הדלתא 4 והאטלס 5. התא יכוסה בשכבות חומר דמוי נומקס, בדומה לזה שכיסה את מעבורת החלל באזורים שנחשפו לחום לא רב מידי, כמו דלתות תא המטען. מצנחי התא (שיהיו גם כן רב פעמיים) מבוססים על מצנחי החללית אפולו ומצנחי רקטות ההאצה של מעבורות החלל. הים יהווה את אתר הנחיתה היחיד של תא הצוות של החללית.

תא הצוות יהווה את נקודת העגינה של החללית עם חלליות אחרות ועם תחנת החלל הבינלאומית, ולכך מפותחת עבורו מערכת עגינה חדשה ומתקדמת יותר מזו ששימשה את מעבורות החלל. מעל תא הצוות ומערכת העגינה שבחרטומו, מורכבת מערכת המילוט, הדומה לזאת ששימשה את חלליות האפולו.

תא הצוות הוא גוף חרוטי ששיפועו 57.5°. קוטרו 5.02 מטרים, גובהו 3.3 מטרים, נפחו 8.9 מ"ק ומשקלו כ-8.5 טון. הוא נבנה על ידי חברת לוקהיד מרטין שזכתה במכרז לפיתוח החללית ב-2006.

התא מהווה את אזור המגורים של הצוות, מספק מקום אחסון למטען ורכיבים מדעיים ומשמש כתחנת עגינה. התא הוא החלק היחיד של החללית אוריון שחוזר לכדור הארץ בתום המשימה. התא יוכל לספק מגורים לצוותו במשך 21 יום עם אפשרות להרחבת הטיסה באמצעות תאי שרות ייעודיים. מפתחיו טוענים כי הוא פי 10 יותר בטוח ממעבורת החלל.

תא השירות
250px|ממוזער|שמאל|הדמיית אמן של תא השירות (SM) של החללית אוריון.
250px|ממוזער|שמאל|הדמיית מערכת המילוט בפעולה.
תא השירות יכיל את מערכות ההנעה העיקריות של החללית אוריון ואת מערכות קיום החיים לצוות האסטרונאוטים. התא יוכל לשמש גם כתא מטען וכבסיס לכלים מדעיים. כמו קודמו, תא השירות שהיה בשימוש בתוכנית אפולו, תא השירות של החללית אוריון הוא חד-פעמי, ולאחר סיום תפקידו הוא ייפרד מתא הנוסעים ויישרף באטמוספירה.

תא השירות ייבנה בסגסוגת אלומיניום/ליתיום, זאת על מנת להפחית במשקלה של החללית אוריון. בתא השירות יותקנו פאנלים סולאריים הדומים במבנם לאלה שהותקנו על גבי הגשושית פיניקס. החללית אוריון תהיה החללית המאוישת הראשונה בתוכנית החלל האמריקאית שתשתמש בפאנלים סולאריים, זאת על מנת לאפשר לנאס"א להסיר את השימוש בתאי דלק שמועדים לתקלות ולבעיות תפקודיות, וחלקים נוספים הקשורים לאותם תאים (בעיקר מכלי מימן נוזלי), מה שיאפשר לחללית להיות קצרה יותר, ובאותו זמן להיות בעלת יכולות תמרוניות טובות יותר.

מערכת ההנעה המרכזית של החללית אוריון, הנמצאת בתא השירות, תכלול מנוע בעל דחף של 33.3 קילו-ניוטון. תא השירות יכיל גם את מנועי התמרון של החללית, שיאפשרו לה לבצע תמרונים ושינויי מסלול בחלל. נאס"א מאמינה כי במקרה של תקלה במנוע המרכזי בזמן החזרה לכדור הארץ מן הירח, יוכלו מנועי התמרון להחליפו.

מכלי החמצן והחנקן שבתא השירות יספקו לצוות החללית אוויר לנשימה ולחץ אטמוספירי הקיים בגובה פני הים. מערכת האוורור בחללית אוריון תסנן את הפחמן הדו-חמצני שנפלט על ידי האסטרונאוטים מהאוויר שבחללית, ותשחרר לאוויר שבחללית חמצן וחנקן. בתא השירות תותקן מערכת דומה לזאת שבתחנת החלל הבינלאומית שתטהר את שתן אנשי הצוות ותהפוך אותם חזרה למי שתייה ומי קירור.

קוטר התא יהיה 5.03 מטרים ואורכו (כולל נחיר הפליטה של המנוע) יהיה 4.78 מטרים. עם פרישת הלוחות הסולאריים אורך החללית יהיה 17 מטרים. משקל התא יהיה 12,000 ק"ג מתוכם 8,300 דלק.

נאס"א החליטה להחליף את תא השירות המתוכנן בחללית ATV שפותחה על ידי סוכנות החלל האירופית, המשמשת לנשיאת אספקה אל תחנת החלל הבינלאומית. כתוצאה מבחירת ה-ATV בתור תא השירות יחסך זמן רב בפיתוח הכולל של ה-MPCV.

מערכת המילוט
במקרה של מצב חרום על כן השיגור, או במהלך הנסיקה, מערכת המילוט מפרידה את תא הצוות מהמשגר באמצעות מנוע רקטי עוצמתי יותר ממנוע טיל האטלס LV-3B ששימש לשיגורו של ג'ון גלן למסלול סביב כדור הארץ ב-1962. אם תא הצוות אינו בגובה מספק לפתיחת המצנחים, המערכת תעלה אותו לגובה המתאים ורק אז תשחרר אותו.

ב-2 ביולי 2019 בוצע ניסוי של מערכת המילוט, שבו שוגרה קפסולת הצוות של האוריון ומערכת המילוט על גבי רקטה קטנה, הניסוי עבר בהצלחה והחללית הופרדה מהרקטה זמן קצר אחרי השיגור, ונפלו לים.

משגרים
משגרים אלו הם המשגרים שיועדו ומיועדים לשגר את האוריון למשימותיה המאוישות. למשימת הניסוי הראשונה שלה ב-2014 שוגרה האוריון על גבי משגר דלתא 4 כבד.

 ארס 1 (בוטל) - בתכנון המקורי של תוכנית קונסטליישן, יועד הארס 1 לשאת את החללית אוריון למסלול סביב כדור הארץ. עם הגעת החללית למסלול היא הייתה נפגשת עם החללית אלטאיר (או עם רכב חלל אחר) ושלב העזיבה של כדור הארץ, ואז יחד עוזבים את מסלול כדור הארץ אל עבר מטרת המשימה. שלב העזיבה של כדור הארץ והחללית אלטאיר היו משוגרים על גבי משגר הארס 5. הארס 1 התבסס על פיתוחים קיימים. השלב הראשון התבסס על רקטות ההאצה של מעבורות החלל, ועבור השלב השני החל שדרוג מנוע ה-J-2 ששימש את משגרי הסטורן בתוכנית אפולו. המנוע החדש נקרא J-2X. ב-28 באוקטובר 2009 נוסה דגם של הארס 1 לראשונה תחת השם ארס 1-X, שדמה במבנהו החיצוני לארס 1 אך היה שונה מבחינה טכנית. עם ביטול תוכנית קונסטליישן בוטל פיתוח הארס 1 (והארס 5).

SLS - עם הפסקת פיתוח הארס 1 עלה הצורך בפיתוח משגר חדש שיחליף אותו וישא את החללית אוריון לחלל. על המשגר החדש היה להחליף גם את הארס 1 וגם את הארס 5 ולהתבסס על טכנולוגיות ורכיבים קיימים. ב-14 בספטמבר 2011 הודיעה נאס"א כי בחרה בעיצוב למשגר החדש. המשגר החדש מתבסס רבות על פיתוחים קיימים: שני מאיצי המשגר הם שדרוג של רקטות ההאצה של מעבורות החלל, ושלבו הראשון יתבסס על מכל הדלק החיצוני של מעבורת החלל ועל מנועיה הראשיים. השלב השני יכלול את מנוע ה-J-2X שפיתוחו נמשך. מפני שה-SLS היה מוכן לשיגור משימות מאוישות רק בסביבות 2020, החללית אוריון לא עמדה ביעד שהוצב לה להיכנס לשירות פעיל - 31 בדצמבר 2016.משגרי החללית אוריון170pxממוזערשיגור הארס 1-Xשיגור ה-SLS

עלויות
החל משנת 2005 מקבלת נאס"א מימון לפיתוח החללית. להלן התקציבים אותם ביקשה נאס"א החל מ-2005 לפיתוח החללית:
 2005 - 428 מיליון $ (6.6 מיליארד בפרישה של 5 שנים).
 2006 - 753 מיליון $.
 2007 - 875.5 מיליון $.
 2008 - 950.8 מיליון $.
 2009 - 1,101.4 מיליון $.
 2010 - 1,383.5 מיליון $.
 2011 - בשנה זו לא נכללה החללית אוריון (שהייתה חלק מתוכנית קונסטליישן שבוטלה) בתקציב נאס"א.
 2012 - 1,010.2 מיליון $.
 2013 - 1,024.9 מיליון $.

קישורים חיצוניים


 האתר הרשמי של החללית באתר נאס"א 
 החללית אוריון באתר לוקהיד מרטין 

 פרויקט קונסטליישן באתר נאס"א 
 נאס"א הודיעה כי חלליות אוריון לא ישוגרו לפני ספטמבר 2014, באתר CNN 



הערות שוליים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:תוכנית קונסטליישן
קטגוריה:חלליות מאוישות
קטגוריה:חלליות אמריקאיות
קטגוריה:תוכנית החלל האמריקאית