Przejdź do treści

Statek Orion zszedł z orbity DRO wokół Księżyca

orion

1 grudnia 2022 roku statek Orion uruchomił swój główny silnik OMS-E, aby zejść z orbity DRO (distant retrograde orbit) wokół Księżyca, na której znajdował się od 25 listopada. Teraz statek zbliży się do powierzchni Srebrnego Globu na nieco ponad 100 kilometrów i wykona drugi manewr, który skieruje go na drogę powrotną na Ziemię.

Trwa misja Artemis 1 – pierwsza księżycowa misja statku Orion. Celem tego lotu jest przetestowanie działania statku w warunkach misji poza bliskiej otoczenie Ziemi. Podczas startu tej misji po raz pierwszy przetestowano też superciężką rakietę Space Launch System. Jeżeli wszystkie główne cele zostaną zrealizowane, to już w misji  Artemis 2 w 2024 roku pierwszy raz od zakończenia programu Apollo w kierunku Księżyca polecą ludzie!

1 grudnia o 21:53 czasu polskiego statek Orion uruchomił swój główny silnik OMS-E w Europejskim Module Serwisowym (ESM). Odpalenie trwało minutę i 45 sekund i spowodowało prawidłowe zejście z DRO w kierunku zbliżenia do Księżyca do manewru Return Powered Flyby Burn, który skieruje Oriona na trajektorię powrotu na Ziemię.


W drodze na orbitę DRO

Przypomnijmy krótko misję od początku. Lot Artemis 1 rozpoczął się startem na rakiecie SLS 16 listopada 2022 roku. W udanym debiucie systemu statek Orion został skierowany na trajektorię w kierunku Księżyca.

img
Orion podczas rozkładania paneli słonecznych w trakcie lotu rakietowego. Źródło: NASA

Lot w kierunku Księżyca trwał około czterech dni. 20 statek listopada znalazł się w strefie Hilla Księżca, gdzie to Księżyc dominował już swoją siłą grawitacyjną nad polem grawitacji Ziemi. Podczas lotu wykonano wiele testów – sprawdzono różne tryby działania systemu kontroli termicznej, przetestowano szperacze gwiazd używane do nawigacji oraz skontrolowano system nawigacji optycznej OpNav. Na pokładzie statku detektory gromadziły dane na temat promieniowania i warunków w kapsule.

21 listopada Orion wykonał manewr Outbound Powered Flyby. Przed osiągnięciem największego przybliżenia do powierzchni Księżyca (na 130 kilometrów) uruchomiony został silnik OMS-E, by umożliwić wejście na wstępną orbitę wokół Księżyca. Przez następnych kilka dni Orion kontynuował lot, powoli podróżując się do apocentrum orbity. W tym czasie trwały oczywiście kolejne testy urządzeń i eksperymenty na pokładzie.

25 listopada silnik OMS-E został uruchomiony kolejny raz. Odpalenie trwające 1 minutę i 28 sekund pozwoliło na wejście na ostateczną orbitę DRO wokół Księżyca.

DRO to stabilna, wysoka orbita wokół Księżyca, ułożona między punktami równowagi grawitacyjnej układu Ziemia–Księżyc L1 i L2. Orbita ta różni się znacząco od niskich orbit wokółksiężycowych wykorzystywanych w lotach Apollo – Orion pozostaje na wysokości ponad 60 tysięcy kilometrów nad powierzchnią Księżyca.


6 dni na orbicie DRO

26 listopada, podczas jedenastego dnia misji Artemis 1, został pobity jeden ze starych kosmicznych rekordów. O 13:42 czasu polskiego Orion znalazł się 400 tysięcy kilometrów od Ziemi – dalej niż jakikolwiek inny załogowy statek kosmiczny. Rekord należał do tej pory do statku Apollo 13.

Już tego pierwszego dnia na DRO Orion wykonał pierwszy manewr utrzymujący orbitę. Mimo stabilności DRO każda orbita wymaga wykonywania okresowych niewielkich manewrów poprawiających. Silniczki zewnętrzne w Europejskim Module Serwisowym zostały w tym celu uruchomione na niecałą sekundę.

Oczywiście na DRO również kontynuowano sprawdzanie działania statku. W dwunastym dniu misji wykonano kolejną serię testów działania szperaczy gwiazd w różnych warunkach termicznych. Statek obracany jest do różnych orientacji względem Słońca, by wystawić różne szperacze na ogrzewanie przez naszą gwiazdę. Szperacze gwiazd używane są do ustalania położenia statku i razem z żyroskopami dostarczają informacji nawigacyjnych.

callisto orion
Wnętrze statku Orion podczas testów systemu asystenta głosowego Callisto z jego wbudowanym oświetleniem LED RGB kabiny. Zdjęcie wykonano w dwunastym dniu misji. Źródło: NASA

Kolejnym testem wykonanym w tym dniu misji była zmiana konfiguracji odpaleń silniczków reakcyjnych RCS, używanych do zmian orientacji i niewielkich korekt orbitalnych. Inżynierowie zmienili minimalny czas odpalenia i sprawdzili charakterystykę działania statku w zmienionym trybie.

Trzynastego dnia misji Orion osiągnął największe oddalenie od Ziemi podczas całej misji – 28 listopada około 22:00 czasu polskiego statek znalazł się 430 tysięcy kilometrów od Ziemi, co oznaczało też znalezienie się w połowie planowanego czasu spędzonego na DRO oraz półmetek misji w ogóle. NASA poinformowała też, że do tej pory udało się wykonać bardzo dużo testów systemu statku Orion i można było rozważyć dodanie siedmiu nowych testów technologicznych.

img
Orion na tle Ziemi i Księżyca. Zdjęcie wykonane przez jedną z kamer na panelach słonecznych trzynastego dnia misji. Źródło: NASA

Czternastego dnia misji kontynuowano rozpoczęte dwa dni wcześniej testy silniczków RCS odpalanych w alternatywnej konfiguracji. Wykonano też kolejną serię testów działania szperaczy gwiazd w różnych warunkach termicznych.

W ramach nowych celów dodano czternastego dnia lotu test wystawienia Oriona do nieplanowanych stresów termicznych. Zdecydowaną większość czasu Orion znajduje się w orientacji tail-to-sun (TtS), czyli tył statku z Europejskim Modułem Serwisowym jest zwrócony w stronę Słońca, dzięki czemu panele słoneczne mogą ustawić się w najbardziej optymalnej orientacji do Słońca. Również w ten sposób zaprojektowano statek i sposób, w jaki jest on ogrzewany przez Słońce.

W ramach nowego testu zmieniono tę orientację – nawet do 20 stopni odchylenia. W obecnej konfiguracji jeżeli statek Orion znajduje się poza położeniem TtS przez więcej niż trzy godziny, wymagany jest dziesięć godzin ponownie w orientacji TtS. Inżynierowie chcą lepiej poznać te wymagania i ocenić, czy uzyskane wyniki są zgodne z rezultatami symulacji przeprowadzonych przed lotem.


Zejście z orbity DRO

30 listopada zespół misji Artemis 1 spotkał się, by dokonać ogólnego przeglądu stanu misji i wydać zgodę na wykonanie manewru zejścia z DRO następnego dnia.

Piętnasty dzień misji był przeznaczony także na wykonanie kolejnego manewru korekcji orbity. Tym razem manewr ten był celowo znacznie dłuższy niż potrzeba. Silniczki zewnętrzne Europejskiego Modułu Serwisowego odpaliły na 95 sekund (wcześniej ich najdłuższe odpalenie trwało 17 sekund) w celu dodatkowej weryfikacji. Zdecydowano też tego dnia dodać cztery dodatkowe cele testowe lotu podczas powrotu na Ziemię.

img
Księżyc zarejestrowany przez kamerę nawigacyjną OpNav w piętnastym dniu misji Artemis 1. Źródło: NASA

Wreszcie nadszedł 1 grudnia, szesnasty dzień misji Artemis 1. O 20:53 czasu polskiego wykonano manewr zejścia z DRO. Odpalenie głównego silnika OMS-E trwało minutę i 45 sekund i zmieniło prędkość statku o prawie 140 metrów na sekundę. Został on skierowany na kolejne zbliżenie z Księżycem 5 grudnia. Wtedy wykonany zostanie drugi manewr, który wyśle Oriona w kierunku Ziemi i wodowania w Oceanie Spokojnym 11 grudnia.

Tego dnia oprócz odpalenia odbyła się też ósma i już ostatnia seria testów działania szperaczy gwiazd w różnych warunkach temperaturowych. Pod koniec dnia, już po dokładnych pomiarach radionawigacyjnych położenia statku, wykonano niewielką korekcję trajektorii przy pomocy silniczków zewnętrznych. Odpalenie to trwało zaledwie 5 sekund.

img
Panel słoneczny między Ziemią i Księżycem na zdjęciu z Oriona wykonanym podczas trzynastego dnia misji. Źródło: NASA


Kierunek Ziemia

Teraz stTEK kieruje się do drugiego podczas swojej misji zbliżenia z Księżycem, co nastąpi 5 grudnia. Orion znowu znajdzie się około 130 kilometrów od powierzchni naszego naturalnego satelity. Przed maksymalnym zbliżeniem silnik OMS-E zostanie uruchomiony ostatni raz, aby skierować Oriona na trajektorię lotu do Ziemi.

3 grudnia, w dniu publikacji tej relacji, Orion znajdzie się ponownie w strefie Hilla Księżyca. Statek opuścił ją po wejściu na DRO pod koniec listopada. Oczywiście przed wodowaniem 11 grudnia czekają nas kolejne testy różnych systemów. Orion cały czas wysyła dane gromadzone przez kamery na panelach słonecznych i kamerę nawigacyjną czy odczyty z rozmaitych sensorów. Część z eksperymentów, jak detektory promieniowania na manekinach czy eksperyment biologiczny, rejestrują dane na pokładzie statku i badacze uzyskają do nich dostęp dopiero po lądowaniu.

Na początek przyszłego tygodnia zaplanowano również trening załóg, które będą miały za zadanie odzyskać Oriona po jego wodowaniu.

 

Na podstawie: NASA

Opracowanie: Rafał Grabiański

 

Na zdjęciu tytułowym: Orion na tle Księżyca i Ziemi podczas trzynastego dnia misji Artemis 1. Źródło: NASA

Reklama