Statek Orion w 10. dniu misji Artemis 1 wszedł na docelową orbitę wokół Księżyca. Spędzi na niej prawie tydzień i pobije rekord odległości od Ziemi lotu Apollo 13.
Trwa pierwsza misja programu Artemis. Rakieta SLS wyniosła w kierunku Księżyca statek załogowy Orion. Celem lotu misji Artemis 1 jest przetestowanie działania statku w warunkach misji kosmicznej poza bliskie otoczenie Ziemi. Jeżeli lot się uda, to już w 2024 roku w misji Artemis 2 w kierunku Księżyca na statku Orion polecą ludzie!
25 listopada 2022 roku statek Orion uruchomił swój główny silnik w Europejskim Module Serwisowym (ESM), wchodząc na docelową orbitę wokół Księżyca – DRO (distant retrograde orbit). Statek spędzi na niej sześć dni. Cały czas trwają testy rozmaitych systemów na Orionie oraz prowadzone są eksperymenty na jego pokładzie.
Już 26 listopada Orion pobije rekord odległości statku załogowego od Ziemi. Do tej pory należał on do misji Apollo 13, której statek oddalił się od naszej planety na ponad 400 tysięcy kilometrów.
W stronę Księżyca i na wstępną orbitę wokół niego
Rakieta SLS wystartowała z misją Artemis 1 16 listopada 2022 roku. Był to udany debiut nowej superciężkiej rakiety NASA. Górny stopień ICPS po dwóch odpaleniach wypuścił statek na prawidłowej trajektorii balistycznej do Księżyca.
W pierwszych dniach lotu Orion wykonał trzy manewry korekcji trajektorii orbity. 20 listopada o 20:09 czasu polskiego statek znalazł się w strefie Hilla Księżyca, czyli obszarze, gdzie to już Księżyc jest źródłem dominującej siły grawitacyjnej działającej na statek.
Podczas lotu w kierunku Księżyca wykonano wiele testów. Sprawdzono różne tryby działania systemu kontroli termicznej, przetestowano działanie szperaczy gwiazd ustalających orientację statku w różnych warunkach termicznych, a także skontrolowano funkcjonowanie systemu nawigacji optycznej za pomocą czarno-białej kamery OpNav. Na pokładzie statku detektory gromadziły dane na temat promieniowania i warunków w kapsule.
21 listopada Orion wykonał manewr Outbound Powered Flyby. Statek tuż przed maksymalnym zbliżeniem się do powierzchni Księżyca na odległość 130 kilometrów uruchomił silnik OMS-E na 2 minuty i 30 sekund. To wystarczyło, by wejść na wstępną orbitę wokół Księżyca.
Powierzchnia Księżyca zarejestrowana przez kamerę nawigacyjną podczas szóstego dnia misji 21 listopada 2022 roku. Źródło: NASA
W drodze na docelową orbitę
21 listopada inżynierowie sprawdzilistan paliwa po wykonaniu manewru wejścia na wstępną orbitę. Okazało się, że zużyto około 1680 kilogramów, a zatem 34 kilogramy mniej niż przewidywano. W tej chwili Orion ma 900 kilogramów rezerwy na manewry – 90 kilogramów więcej niż wynosiła rezerwa w czasie startu. W siódmym dniu misji Orion wykonał piąty manewr korekcji trajktorii OCT-5 za pomocą zewnętrznych silniczków R-4D-11. Działały przez niecałe sześć sekund, by zmienić prędkość lotu o metr na sekundę. Kontynuowano testy systemu nawigacyjnego.
Nadal sprawdzano zachowanie szperaczy gwiazd w różnych warunkach ustawienia statku względem Słońca. Kolejne testy dotyczyły też kamery nawigacyjnej. Na Ziemię dotarł też pełny film z wschodu Ziemi nad powierzchnią Księżyca. Zjawisko to zostało zaobserwowane po wejściu na pierwszą, wstępną orbitę.
Źródło: NASA
Kontrolerzy lotu przeprowadzili też ważny test Search Acquire and Track (SAT). To specjalna procedura autonomicznego poszukiwania kontaktu z antenami naziemnymi przez statek w przypadku, gdy łączność z nimi zostanie zostanie utracona, Orion dozna chwilowej utraty energii elektrycznej i resetu komputera pokładowego lub z jakiegoś innego powodu komunikacja z Ziemią zostanie przerwana na dłużej.
W nocy z siódmego na ósmy dzień misji doszło do czasowego, trwającej 47 minut utraty kontaktu z Orionem podczas rekonfiguracji połączenia między statkiem i stacją naziemną systemu Deep Space Network. Była to rutynowa czynność wykonywana już wielokrotnie. Komunikację przywrócono po zmianach w stacji naziemnej i inżynierowie badają przyczyny wystąpienia problemu.
22 listopada, podczas ósmego dnia misji, Orion opuścił strefę Hilla (strefę dominacji grawitacyjnej Księżyca) i kontynuował podróż do apocentrum swojej wstępnej orbity. Spokojniejszy dzień misji pozwolił na wykonanie kolejnego testu, tzw. tank slosh development flight test – sprawdza on zachowanie się paliwa w zbiornikach systemu napędowego podczas wykonywania przyspieszeń na statku. Płyn w warunkach nieważkości zachowuje się inaczej niż np. na Ziemi, a jego ruch może wpływać na efekty manewrów orbitalnych.
Niewidoczna z Ziemi strona Księżyca widoczna przez kamerę nawigacyjną statku Orion. Zdjęcie wykonano 22 listopada 2022 roku. Źródło: NASA
Dziewiąty dzień misji Artemis 1 był ostatnim przed wejściem na DRO. Orion wykonał kolejny manewr korekcji trajektorii OCT-6. Silniczki zewnętrzne zostały uruchomione na 17 sekund, zmieniając prędkość statku o niecałe trzy metry na sekundę. W tym dniu wykonane zostały kolejne testy szperaczy gwiazd.
Orion wszedł na orbitę DRO
W nocy z dziewiątego na dziesiąty dzień misji przetestowano działanie silniczków kontroli reakcyjnej RCS (używanych do manewrów zmiany orientacji) w alternatywnych trybach operacji. Przed wejściem na orbitę wykonano też kolejną serię testów szperaczy gwiazd.
Orion na tle Księżyca podczas ósmego dnia misji Artemis 1. Źródło: NASA
Wreszcie 25 listopada o 23:52 czasu polskiego Orion uruchomił główny silnik OMS-E w Europejskim Module Serwisowym. Silnik działał przez 1 minutę i 28 sekund i zmienił prędkość statku o 110 metrów na sekundę, co poskutkowało prawidłowym wejściem na docelową orbitę misji, czyli na DRO. Tuż przed wykonaniem manewru Orion znalazł się ponad 90 tysięcy kilometrów nad powierzchnią Srebrnego Globu.
DRO to stabilna wysoka orbita wokół Księżyca, położona między punktami równowagi grawitacyjnej układu Ziemia–Księżyc L1 i L2. Orbita ta różni się znacząco od niskich orbit wokółksiężycowych wykorzystywanych w lotach w ramach programu Apollo. W przypadku DRO statek Orion pozostaje na wysokości ponad 60 tysięcy kilometrów nad powierzchnią Księżyca.
Orion z widocznym jednym z czterech paneli słonecznych na tle Ziemi. Zdjęcie wykonano w dziewiątym dniu misji. Źródło: NASA
Orbita DRO ma jednak tę zaletę, że jest stabilna i nie wymaga wielu odpaleń napędu, by utrzymać się na przewidywanej pozycji. Orion spędzi na niej tylko pół okresu obiegu, czyli sześć dni.
Już w sobotę 26 listopada Orion pobije rekord statku Apollo 13, który do tej pory był załogowym statkiem kosmicznym, który znalazł się najdalej od Ziemi w historii - dokładnie 400 171 kilometrów.
Co dalej?
Misja Artemis 1 potrwa do 11 grudnia. Teraz niecały tydzień Orion będzie znajdował się na orbicie DRO, gdzie zostaną wykonane kolejne serie testów i eksperymentów. Następnie przy pomocy dwóch manewrów orbitalnych statek skieruje się z powrotem w kilkudniową drogę na Ziemię. Misja zakończy się wejściem w ziemską atmosferę, hamowaniem za pomocą statku, a potem spadochronów i wodowaniu na Oceanie Spokojnym.
Na podstawie: NASA
Opracowanie: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Orion na tle Księżyca podczas ósmego dnia misji Artemis 1. Źródło: NASA
