Orion (Raumschiff)
| Orion[1] | |
|---|---|
 | |
| Beschreibung | |
| Verwendung: | Personentransport in eine Mondumlaufbahn und zum Lunar Orbital Platform-Gateway |
| Trägerrakete: | Delta IV Heavy (beim ersten und unbemannten Flug) Space Launch System |
| Besatzung: | bis zu 4 Personen |
| Erstflug: | 5. Dezember 2014 (unbemannt) 4. Quartal 2024 (bemannt, geplant) |
| Status: | Testphase |
| Abmessungen | |
| Höhe: | ≈ 3,3 m |
| Durchmesser: | ≈ 5 m |
| Volumen unter Druck: | 19,55 m³ (≈ 3 × Apollo) |
| Massen | |
| Rettungssystem (LAS): | 7062 kg |
| Crewmodul (CM): | 8913 kg (Mond) / 9706 kg (ISS) |
| Servicemodul (SM): | 12.336 kg (Mond) / 8807 (ISS) |
| Raketenadapter: | 1639 kg |
| Gesamt: | 29.950 kg (Mond) / 27.214 kg (ISS) |
| Triebwerke | |
| Rettungssystem (LAS) (?) | ? |
| Servicemodul (N2O4/MMH) | 27 kN (OMS des Shuttle) Backup: 8*0,4 kN (von ATV) |
| Orion CEV Design 2009 | |
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Das Orion MPCV (vormals nur als Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) bezeichnet) ist ein US-amerikanisches bemanntes Raumfahrzeug der NASA, das in Zusammenarbeit mit der ESA gebaut wird. Dieses wurde im Rahmen des Constellation-Programms und der Studie ESAS[2] zuerst unter dem Namen Crew Exploration Vehicle (CEV) und dann Orion CEV konzipiert und teilweise entwickelt. Nach aktueller Planung soll es im Rahmen des Artemis-Programms zum Transport von Personen zum Mond dienen, in Analogie zum Raumschiff Apollo. Ein erster unbemannter Mondflug war für August 2022 geplant und wurde, nach mehreren Startverschiebungen, letztlich am 16. November 2022 gestartet.[3]
Der Name des Raumschiffs wurde in Anlehnung an eine der hellsten Sternenkonstellationen, das Sternbild Orion, gewählt.[1] Der Name wurde 2006 versehentlich vor der offiziell geplanten Veröffentlichung von dem Astronauten Jeffrey Williams, der sich zu diesem Zeitpunkt im All befand, bekannt gegeben und anschließend von der NASA bestätigt.[4]
Ursprüngliche Planung
Die Entwicklung wurde in sogenannte Spiral-Phasen eingeteilt.
- Exploration Spiral 1 (CEV Earth Orbit Capability): Entwicklung eines bemannten Raumschiffs zum Einsatz im niedrigen Erdorbit bis 2014 als Vorbereitung auf den Mondflug.
- Exploration Spiral 2 (Extended Lunar Exploration): Landung und anschließender Aufenthalt von Menschen auf dem Mond für mindestens vier Tage (2015 bis 2020).
- Exploration Spiral 3 (Long Duration Lunar Exploration): Längere (bis zu einigen Monaten) Mondmissionen, die als Test für spätere Marsflüge dienen sollen (nach 2020).
- Exploration Spiral 4 (Crew Transportation System Mars Flyby): Vorbeiflüge am Mars (nach 2020).
- Exploration Spiral 5 (Human Mars Surface Campaign): Bemannte Marslandung (nach 2020).
Das CEV befand sich seit 2004 in der Entwurfsphase. Im Jahr 2005 wurden die Entwurfskonzepte der Industrie an die NASA übergeben, danach wählte die NASA die Konzepte von Lockheed Martin und von einem Team gebildet von Northrop Grumman und Boeing zur Weiterentwicklung aus. Ursprünglich wollte man diese beiden Konzepte bis 2008 finanzieren, wobei 2008 ein unbemannter Testflug mit Prototypen beider Raumfahrzeuge stattfinden sollte. Nach den Ergebnissen der Entwicklung und der Testflüge sollte entschieden werden, welches Konzept weiterzuverfolgen sei.
Später gab die NASA jedoch bekannt, die Einsatzbereitschaft des CEV bereits für das Jahr 2010 anzustreben. So wollte man die Lücke zwischen dem Ende des Shuttle-Programms und dem Beginn der CEV-Flüge möglichst kurz halten oder sogar ganz vermeiden. Deshalb, und um Geld zu sparen, wurde das Weiterverfolgen von zwei Projekten gestrichen, ebenso der Testflug von unbemannten Modellen des Raumschiffs. Im November 2005 gab die NASA die Exploration Systems Architecture Study (ESAS) heraus,[5] welche die genauen Anforderungen und Missionsprofile für das CEV beinhaltet. Am 31. August 2006 gab die NASA bekannt, dass Lockheed Martin für den Bau des Orion-Raumschiffs ausgewählt wurde.[6]
Die NASA plante, die Entwicklung des Orion-Raumschiffs nach folgendem Zeitplan durchzuführen:
- 2011 – Erster unbemannter Flug des Raumschiffs in die Erdumlaufbahn.
- 2014 – Erster bemannter Flug in die Erdumlaufbahn.
- 2014 – Erster unbemannter Flug des Mondschiffs.
- 2015 – Erster bemannter Flug des Mondschiffs.
- 2018 – Erste bemannte Mondlandung des Mondschiffs.
Konzepte
Anfang Mai 2005 wurden Details zu dem von Lockheed Martin vorgeschlagenen Projekt bekannt. Dieses Projekt sah die Entwicklung eines Raumgleiters mit Tragrumpf (englisch Lifting Body) für vier bis sechs Astronauten vor, der auf der Spitze einer konventionellen Trägerrakete ins All geschossen werden sollte. Die Landung war mit Hilfe von Fallschirmen und Airbags vorgesehen. Teile des Raumschiffs sollten wiederverwendet werden können. Bei einer Mondmission wären zudem ein Missionsmodul (Mission Module) und eine Antriebsstufe (Propulsion Stage) mit dem Treibstoff und den Triebwerken hinzukommen, die mit einer eigenen Trägerrakete gestartet und später an das CEV angedockt wären. Der komplette Mondzug bestehend aus dem CEV, dem Missonsmodul und der Antriebsstufe sollte ungefähr 40 t wiegen.[7][8]
Nach der Veröffentlichung der ESAS-Studie verwarf Lockheed den Lifting-Body-Ansatz und reichte ebenfalls ein Konzept ein, das auf einer Landekapsel basiert. Über das verworfene Konzept von Boeing ist lediglich bekannt, dass es sich von Anfang an um einen Landekapsel-Ansatz handelte, der sich sehr genau an die Vorstellungen der ESAS-Dokumente hielt.
Die Ära seit Präsident Obama
Aufgrund einer Ankündigung von Präsident Barack Obama zu Beginn des Jahres 2010, das Constellation-Programm nicht mehr zu unterstützen, war die Fortführung des Orionkonzeptes und deren Entwicklungen unsicher. Im Januar 2011 übermittelte die NASA dem Kongress einen Report, der einen Vorschlag der Aufgabenerfüllung bezüglich des NASA Authorization Act 2010 enthielt: Das Raumschiff Orion CEV solle unter dem Namen Orion MPCV weiterbetrieben und das Space Launch System (SLS) seine Trägerrakete werden.[9]
2014 fand mit dem Exploration Flight Test 1 ein erster unbemannter Testflug in den Weltraum statt. Das Test-Servicemodul wurde von Lockheed Martin hergestellt.[10] Im Juli 2019 wurde ein Test des Rettungssystems (in-flight abort test) auf einer speziellen Variante der Rakete Minotaur durchgeführt.[11][12]
Europäisches Servicemodul (ESM)
Die europäische Weltraumagentur ESA liefert einen zentralen Teil des Raumschiffs, das Europäische Servicemodul (ESM), das für Antrieb, Klimatisierung und die Versorgung mit Strom, Wasser und Atemluft sorgt, und möchte im „Tausch“ auch europäische Astronauten mitfliegen lassen.[13] Das Modul wird bei Airbus Defence and Space (ehemals Astrium) in Bremen gebaut und basiert technisch auf dem zuvor dort hergestellten Raumfrachter Automated Transfer Vehicle (ATV).[14] Im November 2015 traf das erste Testmodul aus Europa mit einer Antonow An-124 in den USA ein.[15]
Im Juni 2015 wurde bekannt, dass die NASA der ESA eines der Orbital-Maneuvering-Systeme (OMS) des Space Shuttles zur Weiterverwendung im EM-1-Servicemodul zur Verfügung stellt. Dieses OMS war zuvor bereits bei 19 Shuttle-Missionen eingesetzt worden.[16] Es wurde 2017 über den Einsatz von bis zu vier derartigen Einheiten verhandelt.[17]
Anfang November 2018 wurde das Servicemodul für den ersten Mondflug (EM-1) des Orion-Raumschiffs von Bremen zum Kennedy Space Center/USA überführt.[18]
Missionsübersicht
Die Liste enthält den aktuellen Planungsstand der NASA-Administration, über den noch diskutiert wird und dessen Finanzierung nur bis zur Mission EM-2 als gesichert gilt. Eine endgültige Entscheidung darüber wird mit dem Beschluss des US-Gesetzgebers über den Haushalt 2019/2020 (beginnend im Oktober 2019) fallen. Zu einer Übersicht der ursprünglich für Orion geplanten, aber nach der Einstellung des Constellation-Programms verworfener Missionen, siehe Liste der Constellation-Missionen.
| Missionsname | Startdatum (UTC) | Besatzung | Rakete[19] | Dauer | Missionsprofil | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Exploration Flight Test 1 | 5. Dezember 2014 16:29 | unbemannt | Delta IV Heavy | 4 Stunden, 24 Minuten | Flugtest der Orion im Orbit der Erde | Erfolg |
| Ascent Abort-2 | 2. Juli 2019 11:00[20] | unbemannt | ATB | ca. 3 Minuten | Test des Rettungssystems im Flug | Erfolg[21] |
| Artemis 1[22] | 16. November 2022 06:47[3] | 3 Dummies[23] | SLS Block 1[22] | 25 Tage, 10 Stunden, 53 Minuten[24] | unbemannter Testflug mit Mondumrundung. | Erfolg |
| Artemis 2 | 4. Quartal 2024 | 4 | SLS Block 1 | erste Orion-Mission mit Astronauten, Umrundung des Monds | geplant | |
| Artemis 3 | frühestens Ende 2025 | 4 | SLS Block 1 | bemannte Landung in der Mondsüdpolregion | geplant | |
| Artemis 4 und folgende[25] | jährlich ab 2028 | 4 | SLS Block 1B | bemannte Missionen zum Mond | geplant |
Bildergalerie
Orion CEV Design 2009
Start eines Orion-Raumschiffs mit einer Ares-1 Rakete (NASA-Studie, Februar 2008, Grafik)
Orion-Raumschiff angekoppelt an die Altair-Mondlandefähre und die Earth Departure Stage (NASA-Grafik, Februar 2008)
Vorführmodell des Kommandomoduls im Langley Research Center
Test der Bergung nach einer Wasserlandung
Transport des Hitzeschildes in einer Super Guppy
Startendes Orion-Raumschiff mit europäischem Servicemodul und SLS-Zweitstufe (Grafik)
Selfie/Photo der Raumsonde am 16. November 2022, während der Artemis-1-Mission. Im Hintergrund die Erde.
Nach Artemis 1: Orion am 11. Dezember 2022 nach der Wasserlandung im Pazifik im Welldeck der USS Portland.
Siehe auch
- Deep Space Transport, Vorschlag für ein bemanntes NASA-Raumschiff für Mond- und Marsflüge
- Federazija (Raumschiff) (geplantes russisches Raumschiff ähnlich der Orion)
- Liste der Constellation-Missionen
- Crew Space Transportation System (Studie für ein bemanntes Raumfahrzeug von Roskosmos und ESA)
Weblinks
- NASA: Orion Crew Exploration Vehicle (englisch) – Archiv: Fotos, Videos und Kennzeichen
- Orion CEV in der Encyclopedia Astronautica (englisch) – Übersicht über die verschiedenen CEV-Entwürfe
- Orion Images and Video lockheedmartin.com, abgerufen am 3. Mai 2014
- NASA's New Launch Systems May Include the Return of the Space Tug (englisch) – NASA-Studien zu einem Träger für das Mondprogramm von SpaceRef.com, vom 7. August 2005
Einzelnachweise
- ↑ a b M. Braukus, B, Dickey, K. Humphries: NASA Names New Crew Exploration Vehicle Orion. In: nasa.gov. NASA, 22. August 2006, abgerufen am 3. April 2011 (englisch).
- ↑ NASA’s Exploration Systems Architecture Study – Final Report (Kap. 1.4). (PDF; 25,1 MB) In: nasa.gov. NASA, November 2005, abgerufen am 17. April 2011 (englisch).
- ↑ a b Joey Roulette, Steve Gorman: NASA’s next-generation Artemis mission heads to moon on debut test flight. In: reuters.com. Reuters, 16. November 2022, abgerufen am 16. November 2022 (englisch).
- ↑ Robert Z. Pearlman: NASA Confirms New Moon Vehicle is Orion. In: space.com. Future US, Inc., 23. August 2006, abgerufen am 17. April 2011 (englisch).
- ↑ NASA’s Exploration Systems Architecture Study – Final Report. In: nasa.gov. NASA, November 2005, archiviert vom am 11. Januar 2010; abgerufen am 17. November 2022 (englisch).
- ↑ Andreas Wilkens: Lockheed soll die „Orion“ bauen. In: heise online. Heise Medien GmbH & Co. KG, 1. September 2006, abgerufen am 16. November 2022.
- ↑ Leonard David: NASA Receives Crew Exploration Vehicle Proposals. In: space.com. Future US, Inc., 3. Mai 2005, abgerufen am 16. November 2022 (englisch).
- ↑ Davin Coburn: Lockheed Unveils Shuttle Replacement – Lockheed Martin unveils its proposed space shuttle replacement. In: popularmechanics.com. Popular Mechanics, 1. Juni 2005, abgerufen am 21. Januar 2020 (englisch).
- ↑ Preliminary Report – Regarding NASA’s Space Launch System and Multi-Purpose Crew Vehicle. (PDF; 293 kB) In: spacepolicyonline.com. NASA, Januar 2011, abgerufen am 4. April 2011 (englisch).
- ↑ NASA Signs Agreement for a European-Provided Orion Service Module. In: nasa.gov. NASA, 16. Januar 2013, abgerufen am 28. Januar 2019 (englisch).
- ↑ Jason Davis: Orion’s third flight will haul two pieces of a space station to lunar orbit. In: planetary.org. Planetary Society, 6. September 2018, abgerufen am 3. April 2019.
- ↑ George Dvorsky: NASA Successfully Completes Dramatic In-Flight Test of Orion’s Abort System. In: gizmodo.com. G/O Media Inc., 2. Juli 2019, abgerufen am 16. November 2022 (englisch).
- ↑ ESA plant weitere Raumflüge. In: orf.at. Österreichischer Rundfunk, 17. Januar 2018, abgerufen am 17. Januar 2018.
- ↑ Airbus and human spaceflight: From ATV to Orion. In: airbus.com. Airbus, 9. März 2018, abgerufen am 28. Oktober 2018 (englisch).
- ↑ Orion Hardware Arrival. In: nasa.gov. NASA, 10. November 2015, abgerufen am 2. Januar 2016 (englisch).
- ↑ NASA Gears Up to Test Orion’s Powerhouse. In: nasa.gov. NASA, 17. Juni 2015, abgerufen am 28. Januar 2019 (englisch).
- ↑ Rob Coppinger: ESA deal hinges on what Trump does with NASA’s human spaceflight plans. In: spacenews.com. Pocket Ventures LLC, 13. Februar 2017, abgerufen am 28. Januar 2019 (englisch).
- ↑ ESA-Servicemodul auf dem Weg in die USA. In: astronews.com. Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, 5. November 2018, abgerufen am 27. Januar 2019.
- ↑ NASA Fiscal Year 2024 Budget Summary. S. 7, abgerufen am 16. März 2023.
- ↑ Stephen Clark: Live coverage: NASA conducts Orion abort test over Cape Canaveral. In: spaceflightnow.com. Spaceflight Now, 1. Juli 2019, abgerufen am 16. November 2022 (englisch).
- ↑ James Cawley: Launch Abort System Demonstrates Ability to Pull Astronauts to Safety – Ascent Abort-2. In: nasa.gov. NASA, 2. Juli 2019, abgerufen am 2. Juli 2019 (englisch).
- ↑ a b Chris Bergin: Acronyms to Ascent – SLS managers create development milestone roadmap. In: nasaspaceflight.com. NASASpaceFlight, 23. Februar 2012, abgerufen am 5. August 2012 (englisch).
- ↑ James Cawley: Purposeful Passengers Hitch a Ride on NASA’s Artemis I Mission. In: nasa.gov. NASA, 16. August 2022, abgerufen am 22. November 2022 (englisch).
- ↑ NASA: Artemis I. In: nasa.gov. NASA, abgerufen am 12. Dezember 2022 (englisch).
- ↑ Forward to the Moon: NASA’s Strategic Plan for Lunar Exploration. (PDF; 8,7 MB) In: nasa.gov. NASA, Mai 2019, abgerufen am 26. Mai 2019 (englisch).
Ares I | Transportraumschiff Orion | Ares V | Earth Departure Stage | Mondlandefähre Altair
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A test version of NASA’s Orion spacecraft gears up to take a long road trip. Starting from NASA’s Langley Research Center in Hampton, Va., the mockup will take a four-week journey across the nation to Naval Base San Diego in California. There, the test article will be used to support NASA’s Underway Recovery Test in February 2014. The test will simulate the recovery of Orion during its first mission, Exploration Flight Test – 1 (EFT-1), scheduled for September 2014.
The uncrewed EFT-1 mission will take Orion to an altitude of approximately 3,600 miles above the Earth’s surface, reentering the atmosphere at a speed of over 20,000 miles per hour before landing in the Pacific Ocean.
During the recovery test in San Diego, the spacecraft will be set adrift in open and unstable waters, providing NASA and the Navy the opportunity to recover the capsule into the well deck of the USS San Diego. While deployed, the team will seek out various sea states in which to practice the capsule recovery procedure in an effort to build their knowledge base of how the capsule recovery differs in calm and rough seas and what are the true physical limits.
NASA and the Navy practiced recovery in calm seas during a Stationary Recovery Test in August where the spacecraft was set adrift in the waters of Naval Station Norfolk in Virginia and recovered into the docked well deck of the USS Arlington.
The Orion mockup will travel through Virginia, Tennessee, Arkansas, Texas, New Mexico, Arizona and then reach its final destination in California..jpg)
This first high-resolution image, taken on the first day of the Artemis I mission, was captured by a camera on the tip of one of Orion’s solar arrays. The spacecraft was 57,000 miles from Earth when the image was captured, and continues to distance itself from planet Earth as it approaches the Moon and distant retrograde orbit.
Orion
A mock-up of the Orion space capsule heads to its temporary home in a hangar at NASA's Langley Research Center in Hampton, Va.
In late 2008, the full-size structural model will be jettisoned off a simulated launch pad at the U.S. Army's White Sands Missile Range in New Mexico to test the spacecraft's astronaut escape system, which will ensure a safe, reliable method of escape for astronauts in case of an emergency.
NASA's Constellation program is building the Orion crew vehicle to carry humans to the International Space Station by 2015 and to the moon beginning in 2020.
JSC2009-E-145322 (June 2009) --- This engineering model shows a view (with call-outs) of components of the Orion crew exploration vehicle separated. From the bottom left to top right are the spacecraft adapter, service module, crew module and launch abort system. Appears to be the 607 design.
NASA’s Orion spacecraft for the Artemis I mission was successfully recovered inside the well deck of the USS Portland on Dec. 11, 2022 off the coast of Baja California. After launching atop the Space Launch System rocket on Nov. 16, 2022 from the agency’s Kennedy Space Center in Florida, Orion spent 25.5 days in space before returning to Earth, completing the Artemis I mission.
Artist concept of the Orion MPCV in Earth orbit, with the European Service Module and the Interim Cryogenic Propulsion Stage.
Exploded view of NASA's Orion spacecraft in its launch configuration. This is a revised design from around May 2009. From left: spacecraft adaptor and launch shrouds, service module, crew module, and launch abort system.
Project Orion logo
NASA and Department of Defense personnel familiarize themselves with a Navy-built, 18,000-pound Orion mock-up in a test pool at the Naval Surface Warfare Center's Carderock Division in West Bethesda, Md. Ocean testing will begin April 6 off the coast of NASA's Kennedy Space Center in Florida. The goal of the operation, dubbed the Post-landing Orion Recovery Test, or PORT, is to determine what kind of motions the astronaut crew can expect after landing, as well as conditions outside for the recovery team. The experience will help NASA design landing recovery operations including equipment, ship and crew necessities.
Ares 1 (February 2008)
MSFC-0800205 (8 Feb. 2008) -- A concept image shows the Ares I crew launch vehicle during ascent. Ares I is an in-line, two-stage rocket configuration topped by the Orion crew exploration vehicle and launch abort system. The Ares I first stage is a single, five-segment reusable solid rocket booster, derived from the space shuttle. Its upper stage is powered by a J-2X engine. Ares I will carry the Orion with its crews of up to six astronauts to Earth orbit.
The heat shield for NASA's Orion spacecraft was loaded onto a Super Guppy plane in Manchester, N.H. on Dec. 4, for transport to Kennedy Space Center in Florida. The heat shield, the largest of its kind ever built, is being unloaded Thursday, Dec. 5, and is scheduled for installation on Orion in March 2014.
The heat shield will be used in September 2014 during Exploration Flight Test-1, a two-orbit flight that will take an uncrewed Orion capsule to an altitude of 3,600 miles. The returning capsule is expected to encounter temperatures of almost 4,000 degrees Fahrenheit as it travels through Earth's atmosphere at up to 20,000 mph, faster than any spacecraft in the last 40 years.
Data gathered during the flight will influence decisions about design improvements on the heat shield and other Orion systems, authenticate existing computer models, and innovative new approaches to space systems and development. It also will reduce overall mission risks and costs for future Orion missions, which include exploring an asteroid and Mars.Three spacecraft adapter jettison fairings are being prepared for installation and will be moved into place by technicians with Lockheed Martin, lead contractor for Orion. They will be secured around the spacecraft, encapsulating the European Service Module to protect it from the harsh environment as the spacecraft is propelled out of Earth’s atmosphere atop the Space Launch System (SLS) rocket during NASA’s Artemis I mission. The next time the solar array wings will be visible will be when Orion is in space. Artemis I will test the Orion spacecraft and SLS as an integrated system ahead of crewed flights to the Moon. Under the Artemis program, NASA will land the first woman and the next man on the Moon in 2024. Image Credit: NASA / Radislav Sinyak