Orion (nave espacial)

Orion (oficialmente Orion multiuso tripulación del vehículo o Orion MPCV ) es una clase de parcialmente reutilizables cápsulas espaciales para ser utilizado en la NASA 's de vuelos espaciales tripulados programas. La nave espacial consta de un Módulo de tripulación (CM) diseñado por Lockheed Martin y el Módulo de servicio europeo (ESM) fabricado por Airbus Defence and Space . Capaz de soportar una tripulación de seis personas más allá de la órbita terrestre baja , Orion puede durar hasta 21 días desacoplado y hasta seis meses atracado. Está equipado con paneles solares , un sistema de acoplamiento automatizado yinterfaces de cabina de vidrio modeladas a partir de las utilizadas en el Boeing 787 Dreamliner . Un solo motor AJ10 proporciona la propulsión primaria de la nave espacial, mientras que ocho motores R-4D-11 y seis módulos de motores de sistemas de control de reacción personalizados desarrollados por Airbus proporcionan la propulsión secundaria de la nave espacial. Aunque es compatible con otros vehículos de lanzamiento , Orion está diseñado principalmente para lanzarse sobre un cohete Space Launch System (SLS), con un sistema de escape de lanzamiento de torre .

Orión
Nave espacial Orion de la NASA en el Centro Espacial Kennedy
La nave espacial Orion para Artemis 1 , octubre de 2020
Fabricante
OperadorNASA [1]
AplicacionesExploración con tripulación más allá de LEO [2]
Especificaciones
Tipo de nave espacialTripulado
Masa de lanzamiento
  • CM: 22,900 libras (10,400 kg)
  • ESM: 34,085 libras (15,461 kg)
  • Total (con LAS): 73,735 lb (33,446 kg)
  • Masa lunar inyectada: 58.467 libras (26.520 kg)
Secado masivo
  • CM: 20.500 libras (9.300 kg) de peso de aterrizaje
  • ESM: 13,635 libras (6,185 kg)
Capacidad de carga útilCarga útil de retorno de 220 lb (100 kg)
Capacidad de la tripulación2–6 [4]
Volumen
  • Presurizado: 690,6 pies cúbicos (20 m 3 ) [5]
  • Habitable: 316 pies cúbicos (9 m 3 )
EnergíaSolar
RégimenÓrbita de transferencia lunar , órbita lunar
Vida de diseño21,1 días [3]
Dimensiones
Largo10 pies 10 pulgadas (3,30 m)
Diámetro16 pies 6 pulgadas (5,03 m)
Producción
EstadoEn producción
Construido4
En orden6-12 (+3 pedidos antes de 2019) [6]
Lanzado1
Lanzamiento inaugural5 de diciembre de 2014
Nave espacial relacionada
Derivado de
Parche del Triángulo de Orión.svg

Orión fue concebido originalmente [ ¿cuándo? ] por Lockheed Martin como una propuesta para que el Vehículo de Exploración de Tripulación (CEV) se utilice en el programa Constellation de la NASA . La propuesta de Lockheed Martin derrotó a una propuesta competitiva de Northrop Grumman , y fue seleccionada por la NASA en 2006 para ser el CEV. Originalmente diseñada con un módulo de servicio con un nuevo "motor principal Orion" y un par de paneles solares circulares, la nave espacial iba a ser lanzada sobre el cohete Ares I. Tras la cancelación del programa Constellation en 2010, Orion fue rediseñado en gran medida para su uso en la iniciativa Viaje a Marte de la NASA; más tarde llamado Luna a Marte. El SLS reemplazó el Ares I como principal vehículo de lanzamiento de Orión, y el módulo de servicio fue reemplazado con un diseño basado en la Agencia Espacial Europea 's Automated Transfer Vehicle . En 2014 se lanzó una versión de desarrollo del CM de Orion durante el Exploration Flight Test-1 , mientras que se han producido al menos cuatro artículos de prueba. A partir de 2020, se están construyendo tres naves espaciales Orion dignas de volar, y se ha pedido una adicional, [a] para su uso en el programa Artemis de la NASA ; el primero de ellos se lanzará en 2021 en Artemis 1 . El 30 de noviembre de 2020, se informó que la NASA y Lockheed Martin habían encontrado una falla con un componente en una de las unidades de datos de energía de la nave espacial Orion, pero la NASA aclaró más tarde que no espera que el problema afecte la fecha de lanzamiento de Artemis 1. [9] [10]

Interactive 3D models of the spacecraft, with the spacecraft on the right in exploded view.
Modelos interactivos en 3D de Orion, con la nave espacial completamente integrada a la izquierda y en vista de despiece a la derecha.

Orion usa la misma configuración básica que el módulo de servicio y comando de Apolo (CSM) que primero llevó a los astronautas a la Luna, pero con un diámetro aumentado, un sistema de protección térmica actualizado y una serie de otras tecnologías modernas. Será capaz de soportar misiones en el espacio profundo de larga duración con hasta 21 días de tiempo activo de la tripulación más 6 meses de vida de la nave espacial inactiva. [11] Durante el período de inactividad, el soporte vital de la tripulación sería proporcionado por otro módulo, como el Deep Space Habitat propuesto . Los sistemas de soporte vital, propulsión, protección térmica y aviónica de la nave pueden actualizarse a medida que se disponga de nuevas tecnologías. [12]

La nave espacial Orion incluye módulos de servicio y tripulación, un adaptador de nave espacial y un sistema de aborto de lanzamiento de emergencia. El Orion 's módulo de la tripulación es más grande que Apolo y puede soportar más miembros de la tripulación para misiones de corta duración o de larga duración. El módulo de servicio europeo impulsa y alimenta la nave espacial, además de almacenar oxígeno y agua para los astronautas, Orion depende de la energía solar en lugar de las celdas de combustible que permiten misiones más largas.

Módulo de tripulación (CM)

Interior de la maqueta de Orion en octubre de 2014.
Prueba del sistema de paracaídas de Orion.

El módulo de tripulación Orion (CM) es una cápsula de transporte reutilizable que proporciona un hábitat para la tripulación, proporciona almacenamiento para consumibles e instrumentos de investigación y contiene el puerto de atraque para los traslados de la tripulación. [12] [13] [14] El módulo de la tripulación es la única parte de la nave espacial que regresa a la Tierra después de cada misión y tiene una forma de cono truncado de 57,5 ° con un extremo de popa esférico romo, 5,02 metros (16 pies 6 pulgadas) en de diámetro y 3,3 metros (10 pies 10 pulgadas) de longitud, [15] con una masa de aproximadamente 8,5 toneladas métricas (19.000 libras). Fue fabricado por Lockheed Martin Corporation en Michoud Assembly Facility en Nueva Orleans . [16] Tendrá un 50% más de volumen que la cápsula Apolo y llevará de cuatro a seis astronautas. [17] Después de un extenso estudio, la NASA ha seleccionado el sistema de ablación Avcoat para el módulo de tripulación Orion. Avcoat, que se compone de fibras de sílice con una resina en un panal de fibra de vidrio y resina fenólica , se utilizó anteriormente en las misiones Apollo y en el orbitador del transbordador espacial para los primeros vuelos. [18]

El CM de Orion utilizará tecnologías avanzadas, que incluyen:

  • Sistemas de control digital de cabina de vidrio derivados de los del Boeing 787 . [19]
  • Una función de "acoplamiento automático", como las de Progress , el Vehículo de transferencia automatizada y Dragon 2 , con la posibilidad de que la tripulación de vuelo se haga cargo en caso de emergencia. La tripulación ha atracado todas las naves espaciales estadounidenses anteriores.
  • Instalaciones mejoradas para la gestión de residuos, con un inodoro en miniatura estilo camping y el "tubo de alivio" unisex utilizado en el transbordador espacial.
  • A nitrógeno / oxígeno ( N
    2    / O
    2    ) atmósfera mixta a nivel del mar (101,3  kPa o 14,69  psi ) o presión reducida (55,2 a 70,3 kPa o 8,01 a 10,20 psi).
  • Computadoras mucho más avanzadas [ aclaración necesaria ] que en los vehículos de la tripulación anteriores. [ cita requerida ]

El CM estará construido con una aleación de aluminio y litio . Los paracaídas de recuperación reutilizables se basarán en los paracaídas utilizados tanto en la nave espacial Apollo como en los impulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial , y estarán construidos con tela Nomex . Los desembarques de agua serán el medio exclusivo de recuperación para el Orion CM. [20] [21]

Para permitir que Orion se acople con otros vehículos, estará equipado con el sistema de acoplamiento de la NASA . La nave espacial empleará un sistema de escape de lanzamiento (LES) junto con una "cubierta protectora de refuerzo" (hecha de fibra de vidrio ), para proteger el Orion CM de las tensiones aerodinámicas y de impacto durante los primeros 2+1 ⁄ 2 minutos de ascenso. Sus diseñadores afirman que el MPCV está diseñado para ser 10 veces más seguro durante el ascenso y el reingreso que el transbordador espacial . [22] El CM está diseñado para ser renovado y reutilizado. Además, todos los componentes de Orion se han diseñado para ser lo más modulares posible, de modo que entre el primer vuelo de prueba de la nave en 2014 y su viaje proyectado a Marte en la década de 2030, la nave espacial se puede actualizar a medida que se disponga de nuevas tecnologías. [12]

A partir de 2019, está previsto que el Monitor atmosférico de la nave espacial se utilice en el Orion CM. [23]

Módulo de servicio europeo (ESM)

Concepto artístico de una nave espacial Orion que incluye el módulo de servicio europeo con la etapa superior criogénica provisional adjunta en la parte posterior

En mayo de 2011, el director general de la ESA anunció una posible colaboración con la NASA para trabajar en un sucesor del Vehículo Automatizado de Transferencia (ATV). [24] El 21 de junio de 2012, Airbus Defence and Space anunció que se les habían adjudicado dos estudios separados, cada uno por valor de 6,5 millones de euros, para evaluar las posibilidades de utilizar la tecnología y la experiencia obtenida del trabajo relacionado con ATV y Columbus para futuras misiones. El primero examinó la posible construcción de un módulo de servicio que se utilizaría en conjunto con el Orion CM. [25] El segundo examinó la posible producción de un vehículo orbital polivalente y versátil. [26]

El 21 de noviembre de 2012, la ESA decidió desarrollar un módulo de servicio derivado de ATV para Orion. [27] El módulo de servicio está siendo fabricado por Airbus Defence and Space en Bremen , Alemania. [28] La NASA anunció el 16 de enero de 2013 que el módulo de servicio de la ESA volará primero en Artemis 1 , el lanzamiento debut del Space Launch System . [29]

Las pruebas del módulo de servicio europeo comenzaron en febrero de 2016, en la Space Power Facility . [30]

El 16 de febrero de 2017, se firmó un contrato de 200 millones de euros entre Airbus y la Agencia Espacial Europea para la producción de un segundo módulo de servicio europeo para su uso en el primer vuelo tripulado de Orion, Artemis 2 . [31]

El 26 de octubre de 2018, la primera unidad para Artemis 1 se ensambló en su totalidad en la fábrica de Airbus Defence and Space en Bremen. [32]

Lanzamiento del sistema de aborto (LAS)

En caso de una emergencia en la plataforma de lanzamiento o durante el ascenso, un sistema de suspensión de lanzamiento (LAS) separará el módulo de tripulación del vehículo de lanzamiento utilizando tres motores cohete sólidos : un motor de suspensión (AM), [33] un motor de control de actitud (ACM) y un motor de lanzamiento (JM). El AM proporciona el empuje necesario para acelerar la cápsula, mientras que el ACM se utiliza para apuntar el AM [34] y el motor de lanzamiento separa el LAS de la cápsula de la tripulación. [35] El 10 de julio de 2007, Orbital Sciences , el contratista principal de LAS, otorgó a Alliant Techsystems (ATK) un subcontrato de $ 62.5 millones para "diseñar, desarrollar, producir, probar y entregar el motor de aborto de lanzamiento", que utiliza un diseño de "flujo inverso". [36] El 9 de julio de 2008, la NASA anunció que ATK había completado la construcción de un banco de pruebas vertical en una instalación en Promontory, Utah para probar motores de aborto de lanzamiento para la nave espacial Orion. [37] Otro contratista de motores espaciales desde hace mucho tiempo, Aerojet , recibió el contrato de diseño y desarrollo del motor de desecho para el LAS. En septiembre de 2008, Aerojet , junto con los miembros del equipo Orbital Sciences , Lockheed Martin y la NASA , demostraron con éxito dos disparos de prueba a gran escala del motor de lanzamiento. Este motor se utiliza en todos los vuelos, ya que aleja la torre LAS del vehículo después de un lanzamiento exitoso y un aborto de lanzamiento. [38]

El Orion MPCV fue anunciado por la NASA el 24 de mayo de 2011. [39] Su diseño se basa en el Vehículo de Exploración de Tripulación del programa Constellation cancelado , [40] que había sido un contrato de la NASA adjudicado en 2006 a Lockheed Martin . [41] Lockheed Martin está construyendo el módulo de comando en las instalaciones de ensamblaje de Michoud , [42] mientras que Airbus Defence and Space está construyendo el módulo de servicio Orion con fondos de la Agencia Espacial Europea . [29] [43] El primer vuelo de prueba sin tripulación del MPCV (EFT-1) se lanzó sobre un cohete Delta IV Heavy el 5 de diciembre de 2014 y duró 4 horas y 24 minutos antes de aterrizar en su objetivo en el Océano Pacífico . [44] [45] [46] [47]

Planificación e historial de financiación

Para los años fiscales 2006 a 2020, Orion gastó fondos por un total de $ 18,764 millones en dólares nominales. Esto equivale a 21.477 millones de dólares ajustados a dólares de 2020 utilizando los índices de inflación New Start de la NASA. [48]

Para el año fiscal 2021, se solicitaron $ 1,401 millones [49] para el programa Orion.

Año fiscal Financiamiento (nominal, en millones de dólares) Financiamiento (en dólares de 2020, en millones de dólares) [48]Nombre de la línea de pedido
2006 839,2 1.122,5 CEV [50]
2007 714,5 920,2 CEV [51]
2008 1.174,1 1.460,1 CEV [52]
2009 1.747,9 2.133,1 CEV [52]
2010 1,640 1.974,4 CEV [52]
2011 1.196,0 1.417,4 MPCV [53]
2012 1200 1.406,7 Orion MPCV [54]
2013 1,138 1.314,3 Orion MPCV [55]
2014 1,197 1.355,8 Programa Orión [56]
2015 1.190,2 1.321,5 Programa Orión [57]
2016 1270 1.390,9 Programa Orión [58]
2017 1.350,0 1.451,4 Orión [59]
2018 1.350,0 1.416,9 Orión [60]
2019 1.350,0 1.385,2 Orión [49]
2020 1.406,7 1.406,7 Orión [61]
2021 1.406,7 1.406,7 Orión [62]
2006-2020 Total $ 18,764 Total $ 21,477

Se excluyen de los costos anteriores de Orion:

  1. La mayoría de los costos "para la producción, operaciones o mantenimiento de cápsulas de tripulación adicionales, a pesar de los planes para usar y posiblemente mejorar esta cápsula después de 2021"; [63] Los contratos de producción y operaciones se adjudicaron en el ejercicio fiscal 2020 [64]
  2. Costos del primer módulo de servicio y piezas de repuesto, que son proporcionados por la ESA [65] para el vuelo de prueba de Orion (alrededor de 1.000 millones de dólares EE.UU.) [66]
  3. Costos para ensamblar, integrar, preparar y lanzar el Orion y su lanzador (financiado por el Proyecto de Operaciones Terrestres de la NASA, [67] actualmente alrededor de $ 400M [68] por año)
  4. Costos del lanzador, el SLS , para la nave espacial Orion

Para 2021 a 2025, la NASA estima [69] presupuestos anuales para Orion de $ 1.4 a $ 1.1 mil millones. A finales de 2015, el programa Orion se evaluó a un nivel de confianza del 70% para su primer vuelo con tripulación en 2023. [70] [71] [72]

No hay estimaciones de la NASA para los costos anuales recurrentes del programa Orion una vez que esté operativo, para una cierta tasa de vuelo por año o para los costos promedio resultantes por vuelo. Sin embargo, un contrato de producción y operaciones [73] otorgado a Lockheed Martin en 2019 indicó que la NASA pagará al contratista principal $ 900 millones por las primeras tres cápsulas Orion y $ 633 millones por las siguientes tres. [74] En 2016, el gerente de desarrollo de sistemas de exploración de la NASA dijo que Orion, SLS y los sistemas terrestres de apoyo deberían costar "US $ 2 mil millones o menos" anualmente. [75] La NASA no proporcionará el costo por vuelo de Orion y SLS, y el administrador asociado William H. Gerstenmaier declaró que "los costos deben derivarse de los datos y no están disponibles directamente. Esto se hizo por diseño para reducir los gastos de la NASA" en 2017 . [76]

Artículos de prueba en tierra, maquetas y calderas

El personal de la NASA y el Departamento de Defensa se familiarizan con una maqueta de Orion de 18,000 libras (8,200 kg) construida por la Marina en un grupo de prueba en la División Carderock del Centro de Guerra de Superficie Naval en Potomac, Maryland.
El artículo de la prueba de caída de Orion durante una prueba el 29 de febrero de 2012
Artículo de prueba transportado en avión a la prueba de vuelo Pad Abort-1.
  • La instalación de maquetas de vehículos espaciales (SVMF) en el Centro Espacial Johnson incluye una maqueta de cápsula Orion a gran escala para el entrenamiento de astronautas. [77]
  • MLAS Se utilizó un modelo de Orion en el lanzamiento de la prueba MLAS.
  • Ares-IX El Orion Mass Simulator se utilizó en la prueba de vuelo del Ares IX.
  • Pad Abort 1 Se usó una placa de caldera de Orion para la prueba de vuelo de Pad Abort 1, el LAS fue completamente funcional, se recuperó la placa de caldera
  • Ascent Abort-2 Se usó una placa de caldera de Orion para la prueba de vuelo de Ascent Abort 2, el LAS fue completamente funcional, la placa de caldera se descartó
  • El artículo de prueba repetitivo (BTA) se sometió a pruebas de amerizaje en el Centro de Investigación de Langley . Este mismo artículo de prueba se ha modificado para admitir las pruebas de recuperación de Orion en pruebas de recuperación estacionarias y en curso. [78] El BTA contiene más de 150 sensores para recopilar datos sobre sus caídas de prueba. [79] Las pruebas de la maqueta de 18.000 libras (8.200 kg) se realizaron desde julio de 2011 hasta el 6 de enero de 2012. [80]
  • La pila de artículos de prueba en tierra (GTA), ubicada en Lockheed Martin en Denver, está siendo sometida a pruebas de vibración. [81] Está compuesto por el Vehículo de Prueba Terrestre Orion (GTV) combinado con su Sistema de Aborto de Lanzamiento (LAS). Las pruebas adicionales verán la adición de paneles simuladores del módulo de servicio y el Sistema de protección térmica (TPS) a la pila GTA. [82]
  • El artículo de prueba de caída (DTA), también conocido como el vehículo de prueba de caída (DTV) se sometió a caídas de prueba en el Yuma Proving Ground del ejército de los EE. UU . En Arizona desde una altitud de 25.000 pies (7.600 m). [82] Las pruebas comenzaron en 2007. Las rampas de descarga se despliegan alrededor de 20.000 y 15.000 pies (6.100 y 4.600 m). La prueba de los paracaídas escalonados incluye la apertura parcial y la falla completa de uno de los tres paracaídas principales. Con solo dos rampas desplegadas, el DTA aterriza a 33 pies por segundo (10 m / s), la velocidad máxima de toma de contacto para el diseño de Orion. [83] El programa de prueba de caída ha tenido varios fallos en 2007, 2008 y 2010, [84] lo que ha dado lugar a la construcción de una nueva DTV. El juego de paracaídas de aterrizaje se conoce como el Sistema de ensamblaje de paracaídas de cápsula (CPAS). [85] Con todos los paracaídas en funcionamiento, se logró una velocidad de aterrizaje de 17 mph (27 km / h). [86] Un tercer vehículo de prueba, el PCDTV3, se probó con éxito en una caída el 17 de abril de 2012. [87]

Vehículo de exploración de la tripulación Orion (CEV)


Diseño de Orion CEV a partir de 2009.

La idea de un Vehículo de Exploración de Tripulación (CEV) se anunció el 14 de enero de 2004, como parte de la Visión para la Exploración Espacial después del accidente del Transbordador Espacial Columbia . [88] El CEV reemplazó efectivamente al plano espacial orbital conceptual (OSP), un reemplazo propuesto para el transbordador espacial. Se realizó un concurso de diseño y el ganador fue la propuesta de un consorcio liderado por Lockheed Martin. Más tarde fue nombrado "Orión" por la constelación estelar y el mítico cazador del mismo nombre, [89] y se convirtió en parte del programa Constellation bajo el administrador de la NASA Sean O'Keefe .

Constellation propuso usar el Orion CEV tanto en la tripulación como en las variantes de carga para apoyar a la Estación Espacial Internacional y como vehículo de la tripulación para regresar a la Luna. El módulo de tripulación / comando originalmente estaba destinado a aterrizar en tierra firme en la costa oeste de los EE. UU. Utilizando bolsas de aire, pero luego se cambió a amerizaje oceánico, mientras que se incluyó un módulo de servicio para soporte vital y propulsión. [20] Con un diámetro de 5 metros (16 pies 5 pulgadas) en lugar de 3,9 metros (12 pies 10 pulgadas), el Orion CEV habría proporcionado un volumen 2,5 veces mayor que el Apollo CM. [90] El módulo de servicio se planeó originalmente para usar metano líquido (LCH 4 ) como combustible, pero se cambió a propulsores hipergólicos debido a la infancia de las tecnologías de cohetes propulsados ​​por oxígeno / metano y el objetivo de lanzar el Orion CEV para 2012. [ 91] [92] [93]

El Orion CEV iba a ser lanzado en el cohete Ares I a la órbita terrestre baja, donde se encontraría con el módulo de aterrizaje lunar Altair lanzado en un vehículo de lanzamiento Ares V de carga pesada para misiones lunares.

Pruebas ambientales

La NASA realizó pruebas ambientales de Orion de 2007 a 2011 en la estación Plum Brook del Glenn Research Center en Sandusky, Ohio . La Instalación de Energía Espacial del Centro es la cámara de vacío térmica más grande del mundo . [94]

Lanzar prueba del sistema de aborto (LAS)

ATK Aerospace completó con éxito la primera prueba del sistema de suspensión de lanzamiento (LAS) de Orion el 20 de noviembre de 2008. El motor LAS podría proporcionar 500,000  lbf (2,200  kN ) de empuje en caso de que surja una situación de emergencia en la plataforma de lanzamiento o durante los primeros 300,000 pies (91 km) del ascenso del cohete a la órbita. [95]

El 2 de marzo de 2009, una maqueta de módulo de comando de tamaño completo y peso completo (Pathfinder) comenzó su viaje desde el Centro de Investigación Langley hasta el Campo de Misiles White Sands, Nuevo México, para capacitación en ensamblaje de vehículos de lanzamiento en el pórtico y para pruebas LAS. [96] El 10 de mayo de 2010, la NASA ejecutó con éxito la prueba LAS PAD-Abort-1 en White Sands Nuevo México, lanzando una cápsula Orion repetida (modelo) a una altitud de aproximadamente 6.000 pies (1.800 m). La prueba utilizó tres motores de cohete de combustible sólido: un motor de empuje principal, un motor de control de actitud y el motor de lanzamiento. [97]

Prueba de recuperación de salpicaduras

En 2009, durante la fase de constelación del programa, se diseñó la Prueba de recuperación de Orión posterior al aterrizaje (PORT) para determinar y evaluar los métodos de rescate de la tripulación y el tipo de movimientos que la tripulación del astronauta podría esperar después del aterrizaje, incluidas las condiciones fuera de la cápsula para el equipo de recuperación. El proceso de evaluación apoyó el diseño de las operaciones de recuperación del aterrizaje de la NASA, incluidas las necesidades de equipo, barco y tripulación.

La prueba PORT utilizó una plantilla a gran escala (maqueta) del módulo de tripulación Orion de la NASA y se probó en el agua en condiciones climáticas reales y simuladas. Las pruebas comenzaron el 23 de marzo de 2009, con una placa de caldera construida por la Marina de 18,000 libras (8,200 kg) en un grupo de prueba. Las pruebas en el mar se realizaron del 6 al 30 de abril de 2009 en varios lugares frente a la costa del Centro Espacial Kennedy de la NASA con cobertura de los medios. [98]

Cancelación del programa Constellation

Concepción artística de Orión (como fue diseñado en ese momento) en órbita lunar.

El 7 de mayo de 2009, la administración Obama reclutó a la Comisión Augustine para realizar una revisión independiente completa del programa de exploración espacial de la NASA en curso. La comisión descubrió que el Programa Constellation en ese momento estaba lamentablemente subpresupuestado con sobrecostos significativos, con un retraso de cuatro años o más en varios componentes esenciales, y es poco probable que sea capaz de cumplir con cualquiera de sus objetivos programados. [99] [100] Como consecuencia, la comisión recomendó una reasignación significativa de objetivos y recursos. Como uno de los muchos resultados basados ​​en estas recomendaciones, el 11 de octubre de 2010, el programa Constellation fue cancelado, poniendo fin al desarrollo de Altair, Ares I y Ares V. El vehículo de exploración de la tripulación Orion sobrevivió a la cancelación y fue transferido para ser lanzado. en el Space Launch System . [101]

Vehículo de tripulación multipropósito Orion (MPCV)

El programa de desarrollo de Orion se reestructuró a partir de tres versiones diferentes de la cápsula Orion, cada una para una tarea diferente, [102] al desarrollo del MPCV como una única versión capaz de realizar múltiples tareas. [5] El 5 de diciembre de 2014, una nave espacial Orion en desarrollo fue lanzada con éxito al espacio y recuperada en el mar después del aterrizaje en el Exploration Flight Test-1 (EFT-1). [103] [104]

Prueba de recuperación de amerizaje de Orion

Antes de EFT-1 en diciembre de 2014, se realizaron varias pruebas preparatorias de recuperación de vehículos, que continuaron con el enfoque de "gatear, caminar, correr" establecido por PORT. La fase de "rastreo" se realizó del 12 al 16 de agosto de 2013 con la Prueba de recuperación estacionaria (SRT). [ cita requerida ] La Prueba de Recuperación Estacionaria demostró el hardware y las técnicas de recuperación que se utilizarían para la recuperación del módulo de tripulación Orion en las aguas protegidas de la Estación Naval de Norfolk utilizando el USS Arlington tipo LPD-17 como barco de recuperación. [105]

Las fases de "caminar" y "correr" se realizaron con la prueba de recuperación en curso (URT). También utilizando un barco de clase LPD 17, los URT se realizaron en condiciones de mar más realistas frente a la costa de California a principios de 2014 para preparar al equipo de la Marina de los EE. UU. / NASA para recuperar el módulo de tripulación Orion de Exploration Flight Test-1 (EFT-1). Las pruebas URT completaron la fase de prueba previa al lanzamiento del sistema de recuperación Orion. [ cita requerida ]

EFT-1

Orion Lite

Historia

Orion Lite es un nombre no oficial utilizado en los medios de comunicación para una cápsula de tripulación ligera propuesta por Bigelow Aerospace en colaboración con Lockheed Martin . Se basaría en la nave espacial Orion que Lockheed Martin estaba desarrollando para la NASA . Sería una versión más ligera, menos capaz y más barata del Orion completo. [106]

La intención de diseñar Orion Lite sería proporcionar una versión reducida del Orion que estaría disponible para misiones a la Estación Espacial Internacional antes que el Orion más capaz, que está diseñado para misiones de mayor duración a la Luna y Marte . [107]

Bigelow había comenzado a trabajar con Lockheed Martin en 2004. Unos años más tarde, Bigelow firmó un contrato de un millón de dólares para desarrollar "una maqueta de Orion, una Orion Lite", [108] en 2009. [106]

La colaboración propuesta entre Bigelow y Lockheed Martin en la nave espacial Orion Lite ha terminado. [ cuando? ] Bigelow comenzó a trabajar con Boeing en una cápsula similar, la CST-100 , que no tiene herencia de Orion, y fue seleccionada bajo el programa de Desarrollo de Tripulación Comercial (CCDev) de la NASA para transportar tripulación a la ISS. [ cita requerida ]

Diseño

La misión principal de Orion Lite sería transportar a la tripulación a la Estación Espacial Internacional, oa estaciones espaciales privadas como el planeado B330 de Bigelow Aerospace. Si bien Orion Lite tendría las mismas dimensiones exteriores que Orion, no habría necesidad de la infraestructura de espacio profundo presente en la configuración de Orion. Como tal, el Orion Lite podría soportar tripulaciones más grandes de alrededor de 7 personas como resultado de un mayor volumen interior habitable y el peso reducido del equipo necesario para soportar una configuración de órbita terrestre exclusivamente baja. [109]

Recuperación

Para reducir el peso de Orion Lite, el escudo térmico más duradero del Orion sería reemplazado por un escudo térmico más liviano diseñado para soportar las temperaturas más bajas de la reentrada atmosférica de la Tierra desde la órbita terrestre baja. Además, la propuesta actual exige una recuperación en el aire , en la que otra aeronave captura el módulo Orion Lite descendente. [ cita requerida ] Hasta la fecha, este método de recuperación no se ha empleado para naves espaciales tripuladas, aunque se ha utilizado con satélites . [110]

MLAS

MLAS fue un vuelo de prueba del Max Launch Abort System (MLAS).

Ares IX

Ares IX fue un vuelo de prueba del cohete Ares.

Pad Abort-1

Pad Abort-1 (PA-1) fue una prueba de vuelo del sistema Orion Launch Abort System (LAS).

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Secuencia de despegue y entrada al espacio de Orión el 5 de diciembre de 2014

Prueba de vuelo de exploración-1

A las 7:05 a.m. EST del 5 de diciembre de 2014, la cápsula Orion fue lanzada sobre un cohete Delta IV Heavy para su primer vuelo de prueba y cayó en el Océano Pacífico unas 4,5 horas más tarde. Aunque no estaba tripulado, el vuelo de dos órbitas fue el primer lanzamiento de la NASA de un vehículo calificado para humanos desde el retiro de la flota del Transbordador Espacial en 2011. Orion alcanzó una altitud de 3.600 millas (5.800 km) y velocidades de hasta 20.000 mph. (8,900 m / s) en un vuelo que probó el escudo térmico, los paracaídas, los componentes de lanzamiento y las computadoras de a bordo de Orion. [111] Orion fue recuperado por USS  Anchorage y llevado a San Diego, California, para su regreso al Centro Espacial Kennedy en Florida. [112]

Ascent Abort-2 (Anulación de ascenso-2)

Ascenso Abort-2 (AA-2) fue una prueba del sistema Abort lanzamiento (LAS) de la NASA nave espacial Orion 's.

La prueba siguió a la prueba Pad Abort-1 de Orion en 2010 y a la Prueba de vuelo de exploración 1 en 2014, en la que la cápsula voló por primera vez al espacio. Precede a un vuelo sin tripulación de Orión alrededor de la Luna como la misión Artemis 1 , y allana el camino para el uso humano de Orión en misiones posteriores del programa Artemis .

El vuelo de prueba, que había estado sujeto a varios retrasos durante el desarrollo de Orion, tuvo lugar el 2 de julio de 2019 a las 07:00 hora local (11:00 UTC). El vuelo fue exitoso y el sistema de aborto del lanzamiento funcionó según lo diseñado. [113] [114]

Vuelos de prueba de desarrollo de Orion
Misión Parche Lanzamiento Tripulación Vehículo de lanzamiento Salir Duración
MLAS
  • 8 de julio de 2009 10:26 UTC
  • Instalación de vuelo de Wallops
N / A MLAS Éxito 57 segundos
Ares IX
  • 28 de octubre de 2009 15:30 UTC
  • Kennedy LC-39B
N / A Ares IX Éxito ~ 6 minutos
Pad Abort-1
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orion_Pad_Abort_1.png
  • 6 de mayo de 2010
  • Arenas blancas LC-32E
N / A Sistema de aborto de lanzamiento de Orion (LAS) Éxito 95 segundos
Prueba de vuelo de exploración-1
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Exploration_Flight_Test-1_insignia.png
  • 5 de diciembre de 2014, 12:05 UTC
  • Cabo Cañaveral SLC-37
N / A
  • Delta IV pesado
  • (Delta 369)
Éxito 4 horas 24 minutos
Ascent Abort-2 (Anulación de ascenso-2)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ascent_Abort-2.png
  • 2 de julio de 2019, 11:00 UTC
  • Cabo Cañaveral SLC-46
N / A Potenciador de prueba de aborto Orion Éxito 3 minutos 13 segundos
Concepto artístico de un astronauta en un EVA tomando muestras de un asteroide capturado; Orión al fondo.

Misión de redireccionamiento de asteroides cancelada

La misión de redireccionamiento de asteroides ( ARM ), también conocida como misión de recuperación y utilización de asteroides ( ARU ) y la iniciativa de asteroides , fue una misión espacial propuesta por la NASA en 2013. La nave espacial de la misión robótica de recuperación de asteroides (ARRM) se reuniría con una gran nave espacial cercana -Tierra el asteroide y usa brazos robóticos con pinzas de anclaje para recuperar una roca de 4 metros del asteroide. Un objetivo secundario era desarrollar la tecnología necesaria para llevar un pequeño asteroide cercano a la Tierra a la órbita lunar : "el asteroide fue una ventaja". Allí, podría ser analizado por la tripulación de la misión Orion EM-5 o EM-6 ARCM en 2026. [115]

Orion acercándose al Gateway durante Artemis 3

Próximas misiones

A partir de 2019, todas las misiones de Orion se lanzarán en el Sistema de Lanzamiento Espacial desde el Complejo de Lanzamiento 39B del Centro Espacial Kennedy . Todos los vuelos a gran escala se realizarán en el espacio profundo con el primer vuelo sin tripulación de Artemis 1 entrando en una órbita lunar y el primer vuelo tripulado Artemis 2 en un sobrevuelo lunar. Está previsto que Artemis 1 se lance en 2021; sin embargo, en julio de 2016, un informe de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental arrojó dudas sobre la fecha de lanzamiento inicial planificada y sugirió que una fecha temprana puede ser contraproducente para el programa. [116]

Lista de misiones del programa Artemis
Misión Parche Fecha de lanzamiento Tripulación Vehículo de lanzamiento Duración
Artemis I Exploration Mission-1 patch.png Noviembre de 2021 N / A Tripulación SLS Block 1~ 25d
Artemis II Septiembre 2023 TBA Tripulación SLS Block 1 ~ 10d
Artemis III Octubre 2024 TBA Tripulación SLS Block 1 ~ 30d

Propuesto

Una propuesta curada por William H. Gerstenmaier antes de su reasignación el 10 de julio de 2019 [117] sugiere cuatro lanzamientos de la nave espacial Orion tripulada y módulos logísticos a bordo del SLS Block 1B hacia el Gateway entre 2024 y 2028. [118] [119] El Artemis  4 tripulado al  7 se lanzaría anualmente entre 2025 y 2028, [120] probando la utilización de recursos in situ y la energía nuclear en la superficie lunar con un módulo de aterrizaje parcialmente reutilizable. Artemis  7 entregaría en 2028 una tripulación de cuatro astronautas a un puesto avanzado lunar en la superficie conocido como Lunar Surface Asset. [120] El Lunar Surface Asset sería lanzado por un lanzador indeterminado [120] y se usaría para misiones extendidas tripuladas en la superficie lunar. [120] [121] [122] [123] También es posible otra misión de reparación del telescopio espacial Hubble . [124]

Misiones propuestas
Misión Fecha de lanzamiento Tripulación Vehículo de lanzamiento Duración
Artemis IV Marzo 2026 TBA Tripulación SLS Block 1B ~ 30d
Artemis V 2026 TBA Tripulación SLS Block 1B ~ 30d
Artemis VI 2027 TBA Tripulación SLS Block 1B ~ 30d
Artemis VII 2028 TBA Tripulación SLS Block 1B ~ 30d
Representación artística del Orion CEV acoplado a un vehículo de transferencia a Marte propuesto

Posibles misiones a Marte

La cápsula Orion está diseñada para apoyar futuras misiones de envío de astronautas a Marte, probablemente para la década de 2030. Dado que la cápsula Orion proporciona sólo unos 2,25 m 3 (79 pies cúbicos) de espacio habitable por miembro de la tripulación, [125] será necesario el uso de un módulo Deep Space Habitat adicional con propulsión para misiones de larga duración. La pila completa de naves espaciales se conoce como Deep Space Transport . [126] El módulo de hábitat proporcionará espacio y suministros adicionales, así como también facilitará el mantenimiento de la nave espacial, las comunicaciones de la misión, el ejercicio, la capacitación y la recreación personal. [127] Algunos conceptos para módulos DSH proporcionarían aproximadamente 70,0 m 3 (2,472 pies cúbicos) de espacio habitable por miembro de la tripulación, [127] aunque el módulo DSH se encuentra en su etapa conceptual inicial. Los tamaños y configuraciones de DSH pueden variar ligeramente, según las necesidades de la tripulación y la misión. [128] La misión puede lanzarse a mediados de la década de 2030 o finales de la de 2030. [129]

Imagen De serie Estado Vuelos Tiempo en vuelo Notas Gato.
GTA Activo 0 Ninguno Artículo de prueba en tierra, utilizado en pruebas en tierra del diseño del módulo de tripulación Orion con módulos de servicio simulados. [130] [131]Commons-logo.svg
Desconocido Retirado 1 57 Texto estándar utilizado en el lanzamiento de prueba de julio de 2009 del sistema Max Launch Abort ; no tenía un módulo de servicio.
CM / LAS Gastado 1 ~ 6m Repetición utilizada en el lanzamiento de Ares IX ; no tenía un módulo de servicio.
Desconocido Retirado 1 2 m, 15 s Texto estándar utilizado en Pad Abort-1 ; no tenía un módulo de servicio. [132] [133]Commons-logo.svg
001 Retirado 1 4 h, 24 m, 46 s Vehículo utilizado en Exploration Flight Test-1 . Primer Orión en volar al espacio; no tenía un módulo de servicio. [134] [135]Commons-logo.svg
STA Activo 0 Ninguno Artículo de prueba estructural, utilizado en las pruebas estructurales del diseño completo de la nave espacial Orion. [ cita requerida ]Commons-logo.svg
Desconocido Gastado 1 3 m, 13 s Plantilla utilizada en Ascent Abort-2 ; no tenía un módulo de servicio. Destruido intencionalmente durante el vuelo. [136] [137]Commons-logo.svg
002 Activo 0 Ninguno Vehículo que se utilizará en Artemis 1 . [135] [138]Commons-logo.svg
003 Bajo construcción 0 Ninguno Vehículo que se utilizará en Artemis 2 . First Orion planeó llevar tripulación. [138]Commons-logo.svg
004 Bajo construcción 0 Ninguno Vehículo que se utilizará en Artemis 3 . [138] Algunos elementos se enviaron a Michoud en agosto de 2020. [139]Commons-logo.svg
  Vehículo de prueba  Vehículo de vuelo espacial

  • Lista de naves espaciales tripuladas  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Ley de autorización de la NASA de 2010
  • Cápsula espacial  - Tipo de nave espacial
  • Política espacial de la administración de Barack Obama

 Este artículo incorpora  material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .

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