Artemis II возвращается на Землю после исторической 10-дневной миссии вокруг Луны

После 10 дней полета, преодолев более 800 000 километров и совершив исторический облет Луны, Artemis II готовится к возвращению на Землю в пятницу вечером. Космический корабль Orion CM-003 "Integrity", служивший домом для четырех членов экипажа с 1 апреля, войдет в атмосферу Земли над Тихим океаном и совершит приводнение у побережья Сан-Диего, Калифорния.

Приводнение "Integrity" запланировано на пятницу, 10 апреля, в 17:07 по тихоокеанскому времени (00:07 UTC в субботу, 11 апреля). Вход в атмосферу, то есть момент, когда "Integrity" начнет пересекать атмосферу Земли, начнется за 13 минут до приводнения, в 16:54 по тихоокеанскому времени (11:54 UTC). В этот момент Orion будет двигаться со скоростью более 38 000 км/ч, что станет самым быстрым входом в атмосферу, совершенным пилотируемым космическим аппаратом со времен миссии "Аполлон-17" в 1972 году.

Краткий обзор миссии Artemis II

Artemis II стартовала на ракете Space Launch System (SLS) с стартового комплекса 39B (LC-39B) в Космическом центре Кеннеди в среду, 1 апреля, в 18:35 по восточному времени (22:35 UTC). Внутри Orion "Integrity" находились три астронавта НАСА — командир Рид Уайсмен, пилот Виктор Гловер и специалист миссии Кристина Кох — а также астронавт Канадского космического агентства (CSA) специалист миссии Джереми Хансен.

Все компоненты SLS и Orion отработали штатно во время запуска и подъема. SLS вывел "Integrity" на настолько точную траекторию, что несколько запланированных коррекций орбитальной траектории были отменены.

После демонстрации маневрирования вблизи верхней ступени SLS Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) в первый день полета, "Integrity" включил основной двигатель AJ10 европейского служебного модуля (ESM) во второй день полета для выполнения маневра транслунной инъекции — первого за более чем 52 года. В течение следующих нескольких дней экипаж Artemis II проводил различные эксперименты, демонстрации и испытания с Orion, подтверждая работоспособность ключевых систем и процедур для будущих миссий Artemis к Луне.

Наконец, на шестой день полета, после входа в сферу гравитационного влияния Луны накануне, "Integrity" и его экипаж совершили облет Луны. Во время запланированного семичасового периода наблюдений экипаж рассматривал ближнюю и дальнюю стороны Луны через иллюминаторы Orion, фотографируя лунную поверхность и обсуждая с научными группами на Земле различные области, представляющие научный интерес. Во время периода радиомолчания, когда Луна блокировала обзор Земли для "Integrity", экипаж достиг самой дальней точки своего путешествия — 406 771 км от Земли, побив рекорд "Аполлона-13" как самый дальний пилотируемый космический полет в истории. На ближайшей точке к Луне "Integrity" находился на расстоянии 6 545 км от лунной поверхности.

Период облета Луны завершился солнечным затмением, в течение которого, с точки зрения экипажа, Луна закрывала Солнце на 57 минут. Затмение позволило провести наблюдения солнечной короны и земного света — отраженного от Земли света, который освещает ночную сторону лунной поверхности. Во время всего облета Луны экипаж регулярно делал фотографии и видео, некоторые из которых уже были опубликованы НАСА.

На обратном пути с Луны экипаж провел дополнительные демонстрации и эксперименты с Orion, включая демонстрацию защиты от радиации. Экипаж также уделил время обсуждению результатов облета Луны с научной группой, обмениваясь заметками и анализируя сделанные снимки. Члены экипажа также участвовали в нескольких запланированных мероприятиях по связям с общественностью и пресс-конференциях во время полета туда и обратно.

Возвращение на Землю

Десятый день полета, день входа в атмосферу и посадки, начнется с того, что Кристина Кох и Джереми Хансен продолжат подготовку "Integrity" к возвращению на Землю. Это включает извлечение груза и сетчатых креплений, установку кресел в центре Orion и закрепление свободных предметов в капсуле. Экипаж также просмотрит расписание входа в атмосферу, примет участие в брифинге по погодным условиям для спасательной операции и получит информацию о статусе поисково-спасательных сил в Тихом океане.

Как и при запуске, перед посадкой космического аппарата должно быть соблюдено ряд погодных условий. Для операций по приводнению и спасению Artemis II высота волн, скорость ветра и облачность должны находиться в определенных заранее установленных пределах, а выбранное место приводнения должно обеспечивать хорошую видимость. В частности, не должно быть осадков или гроз в радиусе 55,56 км от выбранного места посадки, высота волн должна быть ниже 1,8 м, а скорость ветра — ниже 25 узлов.

"Integrity" выполнит третью и последнюю коррекцию траектории возвращения по истечении 8 часов 20 минут 33 секунд с момента старта миссии (MET). Этот финальный маневр обеспечит правильную траекторию "Integrity" для входа в атмосферу Земли. Artemis II не потребует торможения с помощью двигателя для схода с орбиты, как многие миссии на низкой околоземной орбите, поскольку траектория возвращения была установлена маневром транслунной инъекции во второй день полета. Любые коррекции траектории, выполненные с третьего дня полета, были лишь незначительными для поддержания правильного курса космического аппарата.

Надев свои оранжевые скафандры и пристегнувшись к креслам, экипаж и "Integrity" будут полностью готовы к посадке. "Integrity" и его ESM разделятся за 42 минуты до приводнения, и в 16:37 по тихоокеанскому времени (11:37 UTC) капсула выполнит маневр коррекции траектории и серию поворотов для создания дистанции с ESM. ESM сгорит в атмосфере во время входа и не будет подлежать восстановлению.

Затем "Integrity" будет двигаться к атмосфере Земли, продолжая ускоряться до момента входа в атмосферу. За несколько мгновений до начала входа в атмосферу "Integrity" достигнет максимальной скорости в миссии — 38 405 км/ч.

Вход в атмосферу начнется, когда "Integrity" будет находиться на высоте 122 км над поверхностью Земли. В 16:53 по тихоокеанскому времени (11:53 UTC), когда из-за атмосферного трения вокруг внешней оболочки капсулы начнет образовываться плазма, "Integrity" войдет в запланированный период радиомолчания, который, как ожидается, продлится около шести минут. "Integrity" будет вынужден войти в этот период радиомолчания, поскольку внешняя плазма блокирует радиосвязь с капсулой и из нее. Капсула будет испытывать пиковые нагрузки во время этого шестиминутного периода, и экипаж, как ожидается, будет испытывать перегрузки до 3,9 G.

Как только "Integrity" выйдет из зоны радиомолчания и связь с экипажем будет восстановлена, капсула продолжит спуск сквозь атмосферу, после чего сбросит передний аэродинамический обтекатель. В 17:03 по тихоокеанскому времени (00:03 UTC), на высоте 6,70 км, будут развернуты три тормозных парашюта, начиная процесс замедления "Integrity" до скорости приводнения. Минутой позже, на высоте 1,83 км, тормозные парашюты будут отброшены, и развернутся основные парашюты. После полного раскрытия скорость "Integrity" значительно снизится, и капсула будет мягко спускаться сквозь атмосферу со скоростью около 32 км/ч.

Наконец, после исторического путешествия, охватившего более 800 000 км, Artemis II совершит приводнение в Тихом океане у побережья Сан-Диего, Калифорния, в 17:07 по тихоокеанскому времени (00:07 UTC).

Сразу после посадки будет отключена и обезопасена система управления реактивным движением "Integrity", которая использует токсичные гиперголические топлива. Рядом с зоной приводнения "Integrity" будет находиться корабль USS John P. Murtha, с которого будут отправлены поисково-спасательные группы к месту посадки на вертолетах и катерах. Экипаж Artemis II будет выведен из "Integrity" и доставлен на борт USS John P. Murtha на вертолете в течение двух часов после приводнения, где они пройдут медицинское обследование.

После получения разрешения от медицинских служб по итогам обследования после приводнения, экипаж будет доставлен на побережье Калифорнии, чтобы сесть на самолет и отправиться в Космический центр Джонсона НАСА в Хьюстоне, Техас. Тем временем "Integrity" будет обесточен, восстановлен и доставлен на берег позднее.

Расследование теплового щита Orion и изменения траектории

Artemis I, беспилотный предшественник Artemis II, стартовала в ноябре 2022 года с Orion CM-002 и успешно приводнилась в Тихом океане в начале декабря. После послеполетных инспекций Orion после входа в атмосферу и приводнения инженеры НАСА отметили значительное обугливание и чрезмерную потерю абляционного материала AVCOAT, используемого на тепловом щите капсулы. Хотя НАСА сообщило, что температура внутри жилого отсека Orion никогда не превышала допустимых пределов, агентство провело масштабное расследование проблем с тепловым щитом Artemis I.

Artemis I стала первым случаем, когда НАСА использовало траекторию входа с "прыжковым" профилем для возвращения в атмосферу Земли. Во время входа в атмосферу Orion погружался в верхние слои атмосферы Земли, используя аэродинамическое сопротивление для замедления, а затем использовал свою подъемную силу для увеличения высоты и "выпрыгивания" из атмосферы. Затем капсула совершила второе и последнее погружение в атмосферу, кульминацией которого стало приводнение в Тихом океане. Этот "двухэтапный" профиль входа в атмосферу обеспечивает большую гибкость траектории и увеличенный радиус действия, а также снижает общую нагрузку G-сил, испытываемых астронавтами внутри капсулы.

Расследование НАСА показало, что значительное обугливание и потеря материала AVCOAT были вызваны именно этим "прыжковым" профилем входа. Во время первого погружения Orion в атмосферу внешний слой капсулы и тепловой щит подвергались нагреву от атмосферного трения. Хотя скорость нагрева снаружи уменьшилась между первым и вторым погружениями, материал AVCOAT сохранял тепловую энергию и выделял газы, связанные с его абляционными свойствами. Однако из-за отсутствия проницаемости (или пористости) AVCOAT эти газы задерживались внутри материала, и когда атмосферное давление начало увеличиваться во время второго погружения, материал AVCOAT в тепловом щите треснул и начал неравномерно аблдировать.

По завершении расследования НАСА объявило, что будет использовать ту же конструкцию теплового щита на основе AVCOAT, что и на Artemis I, на Orion, предназначенном для полета на Artemis II. Вместо замены теплового щита было принято решение изменить траекторию входа капсулы в атмосферу. Эта измененная траектория предусматривает более крутой угол спуска "Integrity" при входе в атмосферу по сравнению с Orion CM-002 на Artemis I, что ограничит воздействие на тепловой щит нагревательной среды, вызвавшей эрозию, наблюдаемую на Artemis I. Эта измененная траектория входа в атмосферу не будет использовать "прыжковую" технику, применявшуюся на Artemis I.

В дополнение к нашей прямой трансляции на YouTube, аккаунты NSF в социальных сетях, особенно в X, будут публиковать регулярные обновления о возвращении Artemis II на Землю.