Уже скоро мы станем свидетелями весьма захватывающего зрелища. Впервые с 1972 года ракета с четырьмя астронавтами отправится в путешествие к Луне. Рассказываем о том, когда может состояться полет Artemis II и как он будет проходить.
Пусковые окна для полета к Луне
NASA не может запустить миссию к Луне в произвольно взятое время. Дата запуска определяется орбитальной механикой и взаимным положением небесных тел, что позволяет воспользоваться лунной гравитацией, чтобы затем вернуть корабль с астронавтами на Землю без использования его основного двигателя (это снижает риски для экспедиции).
Ближайшие стартовые окна для полета Artemis II к Луне будут открыты с 6 по 8 и с 10 по 11 февраля. Если ракету SLS не удастся запустить в указанные сроки, следующие пусковые окна будут открыты:
Март — 6, 7, 8, 9 и 11;
Апрель — 1, 3, 4, 5, 6 и 30.
Любопытно, что почти все ближайшие баллистические окна предполагают запуск Artemis II лишь в ночное время. Теоретически, миссия может быть запущена во время рассвета в конце баллистического окна 1 апреля. Окно 30 апреля дает возможность осуществить запуск незадолго до заката.
Точная дата запуска будет зависеть не только от технической готовности ракеты SLS и корабля Orion, так и от ряда внешних факторов — погодных условий, скорости ветра, облачности… Также во внимание будет приниматься солнечная активность. Полет Artemis II будет пролегать за пределами магнитного поля Земли. Если в период запуска миссии Солнце произведет мощные вспышки или будет существовать высокая вероятность их возникновения, почти наверняка NASA перенесет полет.
Запуск Artemis II
А теперь расскажем подробнее о том, как будет проходить непосредственно сам полет Artemis II. Приблизительно за 3,5 часа до запуска четыре астронавта поднимутся на борт корабля Orion, после чего техники закроют люк космического корабля. Активация двигателей первой ступени ракеты SLS будет осуществлена за 6 секунд до запуска — на этом этапе старт еще можно будет отменить. После того как произойдет зажигание боковых твердотопливных ускорителей, это уже станет невозможным.
Отделение твердотопливных ускорителей SLS произойдет на 129 секунде полета, когда ракета будет находиться на высоте 47,5 км. Примерно через минуту после этого произойдет сброс «башенки» — твердотопливной ракеты, установленной в верхней части головного обтекателя. Она используется в качестве системы аварийного спасения: в случае какого-либо ЧП ракета должна «выдернуть» капсулу с астронавтами и увести ее подальше от SLS. Сброс произойдет на высоте 87 км, что чуть ниже линии Кармана, принятой в качестве границы космического пространства.
На 495-й секунде полета произойдет отделение первой ступени. В этот момент Orion все еще будет находиться на суборбитальной траектории. Когда корабль достигнет апогея, состоится активация верхней ступени SLS. Через час будет выполнен еще один маневр поднятия высоты. Они выведут Orion на вытянутую околоземную орбиту с высотой перигея 185 км и высотой апогея 70 000 км. Для сравнения, МКС находится на круговой орбите высотой примерно 415 км.
На орбите вокруг Земли
По завершении маневров Orion отделится от верхней ступени, после чего начнется следующая стадия полета, которая продлится 23 часа. Вначале астронавты переведут корабль на ручное управление и проведут серию сближений с верхней ступенью SLS. Эти операции позволят получить уникальный опыт, который невозможно получить на Земле и предоставят ценные данные, которые пригодятся при планировании следующих миссий, предполагающие выполнение стыковки и расстыковки на лунной орбите.
После завершения сближений, экипаж вернет управление Orion диспетчерам миссии и проведет оставшееся время проверяя работоспособность всех компонентов космического корабля. Ключевое внимание будет уделяться системе жизнеобеспечения. Астронавты также протестируют связь и навигацию. Orion ненадолго выйдет за пределы зоны действия спутников систем GPS и TDRS, что позволит проверить технические возможности Сети дальней космической связи NASA.
На этом этапе также будет осуществлено развертывание попутной нагрузки — нескольких кубсатов, предоставленных странами, являющимися участниками Соглашений Артемиды.
Если проверки не выявят каких-то существенных проблем, NASA даст зеленый свет следующему этапу миссии — полету к Луне. На второй день Orion активирует свой основной двигатель и выполнит маневр, который направит его к спутнице нашей планеты. Корабль будет двигаться по траектории, напоминающей гигантскую восьмерку. Что касается верхней ступени SLS, то NASA также активирует ее двигатель и направит в атмосферу над несудоходным районом Тихого океана, чтобы избежать ее превращения в космический мусор.
Полет к Луне и назад
В ходе полета к Луне корабль выполнит три небольшие коррекции курса. Перед тем, как на пятый день полета экипаж уйдет спать, Orion войдет в сферу влияния Луны, где ее сила притяжения станет сильнее силы притяжения Земли.
Точное расстояние, на котором экипаж Artemis II пролетит мимо Луны, будет зависеть от даты запуска. В каждое из возможных баллистических окон Луна будет находиться в разном месте, и дистанция пролета будет соответственно меняться: она может составить от 6500 до 13 000 км. Это на сотни тысяч километров ближе, чем любой человек приближался к спутнику нашей планеты с 1972 года. На этом расстоянии Луна будет казаться экипажу размером с баскетбольный мяч, находящийся на вытянутой руке.
Максимальное сближение состоится, когда Orion будет пролетать над обратной стороны Луны. В этот момент в зависимости от времени запуска экипаж потеряет связь с Землей на 30–50 минут. В течение этого промежутка астронавты будут фотографировать и снимать на видео обратную сторону Луны, а также проводить наблюдения. Примерно в это время экипаж Artemis II должен побить рекорд по удаленности от Земли, установленный еще Apollo 13.
Траектория полета Artemis II построена таким образом, что экипажу не потребуется выполнять какие-либо маневры с использованием основного двигателя, что исключает риск аварии и возможность того, что они «застрянут» у Луны. Когда корабль обогнет Луну и выйдет из сферы ее влияния, его «подхватит» земная гравитация и направит к нашей планете. Как и во время полета к Луне, на этом участке экипаж выполнит три небольшие коррекции курса для более точного наведения. Последний маневр будет выполнен на 10-й день полета, за пять часов до посадки.
Незадолго до входа в атмосферу астронавты отделят служебный модуль Orion. Это обнажит теплозащитный экран капсулы экипажа. На пике он будет подвергаться воздействию температур до 2800 °C. Это примерно на тысячу градусов выше чем у миссий, возвращающихся с МКС. Подобная разница объясняется тем, что Orion войдет в земную атмосферу на намного более высокой второй космической скорости. Поскольку раскаленная плазма полностью окутает корабль, на несколько минут NASA полностью потеряет с ним связь.
Если все пройдет хорошо, вначале Orion выпустит два тормозных, а затем три основных парашюта. Капсула с четырьмя астронавтами приводнится в Тихом океане, после чего будет подобрана кораблями.
После возвращения
Миссия Artemis II во многом носит испытательный характер. Она должна продемонстрировать надежность Orion и его способность поддерживать межпланетные миссии. Полет также будет иметь огромное символическое значение. Впервые за более чем полвека люди покинут окрестности нашей планеты. Миссия Artemis II может способствовать увеличению популяризации космических исследований.
Artemis II должна будет открыть дорогу для следующей миссии Artemis III, в рамках которой планируется высадка двух астронавтов на южный полюс Луны. На данный момент она запланирована на 2027 года. Правда, в реальности дата практически наверняка изменится, поскольку многие элементы экспедиции еще не готовы — начиная от корабля Starship HLS и заканчивая лунными скафандрами. Но вполне возможно, что успех Artemis II станет тем важным стимулом, который ускорит ее подготовку.
