Orion (ruimteschip)

miniatuur|Artistieke voorstelling van de Amerikaanse Orioncapsule met de Europese servicemodule miniatuur|Een foto van Orion-Artemis I, genomen met een camera die op het uiteinde van een zonnecelpaneel van de Europese servicemodule is bevestigd. Het Multi Purpose Crew Vehicle (MPCV) Orion en voorheen bekend als het Crew Exploration Vehicle (CEV), is een gedeeltelijk herbruikbaar bemand ruimtevaartuig dat wordt gebruikt in het kader van het Artemisprogramma. Het ruimtevaartuig bestaat uit een Crew Module (CM) ontworpen door Lockheed Martin en de Europese servicemodule (ESM) vervaardigd door Airbus Defence and Space. Het is in staat om een bemanning van zes voorbij een lage baan om de aarde te ondersteunen. Orion wordt gelanceerd met een Space Launch System (SLS)-draagraket.

Ontstaansgeschiedenis Het CEV werd ontwikkeld na het fatale ongeluk met de Spaceshuttle Challenger in 1986. Samen met de Earth Departure Stage (EDS), de Lunar Surface Access Module (LSAM), en de Shuttle Derived Launch Vehicles (SDLV) Ares I en Ares V was Orion een onderdeel van het Project Constellation. De Ares I had in dat plan de draagraket voor Orion moeten worden en Orion zou aanvankelijk gebruikt worden om bemanningen naar het internationaal ruimtestation ISS te vervoeren. Orion is het enige onderdeel uit Project Constellation dat in 2010 niet werd geannuleerd.

Het contract om het ruimteschip te bouwen werd op 31 augustus 2006 door NASA gegund aan Lockheed Martin.

De functie van Orion is na het schrappen van het Constellation-project echter louter voor 'deep space'-missies, die verder gaan dan een lage baan om de aarde (Low Earth orbit - LEO). Voor bemande vluchten naar het International Space Station in LEO liet NASA sinds 2010 ruimteschepen ontwerpen, die door commerciële partijen worden gevlogen (Commercial Crew-programma).

Voor de Orionmissies wordt sinds 2011 een serie draagraketten ontwikkeld die de naam Space Launch System (SLS) draagt. De eerste vlucht van het SLS-Orion vertrok op 16 november 2022.

NASA heeft tot juli 2020 16,7 miljard dollar aan de ontwikkeling van Orion gespendeerd waarvan 6,3 miljard onder het Constellation-programma. NASA verwacht tot 2030 nog eens 12,8 miljard $ aan het programma kwijt te zijn.: NASA’s inspector general criticizes Orion cost accounting. SpaceNews, 16 juli 2020.

Europese servicemodule (ESM) Na de annulering van het Constellationprogramma werd ESA gevraagd een servicemodule (ESM) te ontwikkelen en bouwen voor ten minste twee exploratiemissies van Orion. Deze door Airbus gebouwde servicemodule is grotendeels identiek aan die van het ATV-ruimtevrachtschip, dat ESA gebruikte om het ISS te bevoorraden. Voor de voortstuwing van de ESM en capsule heeft NASA een voormalige AJ10-190-Orbiter Manœuvering System-raketmotor, die eerder dienstdeed als stuurmotor van de Spaceshuttle, opgeknapt en aangepast en geleverd aan Airbus Defence die de daadwerkelijke bouw van de Europese servicemodule in Bremen uitvoert.

EFT-1

miniatuur|Lancering van de Delta IV Heavy met daarop de Orioncapsule voor EFT-1 De eerste succesvolle testvlucht van Orion vond plaats op 5 december 2014 waarbij een Delta IV Heavy van United Launch Alliance als draagraket werd gebruikt. De Delta IV Heavy was op dat moment (en tot op heden) de krachtigste actieve raket op de markt.

De ruimtecapsule cirkelde tweemaal rond de Aarde, waarbij in de tweede ronde naar een hoogte van bijna zesduizend kilometer werd geklommen, met als doel tweemaal de binnenste Van Allen-gordel te doorkruisen, waardoor alle systemen hun straling-bestendigheid aantoonden en vervolgens terug te keren met een snelheid die tachtig procent van de terugkeersnelheid van een Maan-of-Marsmissie bedroeg (20.000 km/uur). Dit opdat het hitteschild en de parachutes zich konden bewijzen.

Na een vlucht van ongeveer 4 uur landde Orion in de Grote Oceaan. Het enige aan EFT-1 wat niet volgens plan ging, was dat een van de drijfballonnen na de landing in zee niet uitklapte.

De testcapsule die voor EFT-1 werd gebruikt wijkt op een aantal punten af van latere versies. Zo was deze capsuleconstructie zwaarder, omdat hij dan goedkoper te construeren was. Doordat er geen mensen, stoelen en life-support systemen aan boord waren was de totale massa (10.387 kg) toch gelijk.

Verder was er nog geen volwaardige servicemodule voor Orion, maar werd de tweede trap van de Delta IV Heavy als voortstuwingsmodule aangevuld met accu's gebruikt, omdat er geen life-support systemen nodig waren en de vlucht maar vier uur in beslag zou nemen.

Abort tests Voor de eerste bemande vlucht moet Orion twee launch-escape tests hebben ondergaan. Deze zijn beiden reeds voltooid.

PA-1 miniatuur|De launch pad abort-test in 2010 Op 6 mei 2010 werd PA-1 een launch pad abort test (test voor de redding van de astronauten bij het afbreken van een mislukkende lancering met crew) uitgevoerd, waarbij de door Orbital Sciences (nu Northrop Grumman Space Systems) gebouwde ontsnappingsraket werd getest. De ontsnappingsraket lanceerde een onbemande dummy Orioncapsule, waarop de beschermkap en de ontsnappingsraket loskoppelden en de Orion zijn landingsparachutes kon ontvouwen.NASA Completes Test of Orion Crew Capsule. Fox News, 6 mei 2010. De test vond plaats vanaf de White Sands Missile Range in New Mexico.

AA-2 miniatuur|Lancering van de ATB waarop de Orion-testcapsule (2019). Op 2 juli 2019 vanaf 11:00 UTC werd Ascent Abort test 2 (AA-2) uitgevoerd. AA-2 was een in-flight abort test waarbij de ontsnappingsmotoren zich moesten bewijzen, terwijl de Orion door een raket wordt gelanceerd. Deze test vond plaats vanaf Cape Canaveral Lanceercomplex 46. De Abort Test Booster (ATB) die hiervoor werd gebruikt was een aangepaste SR118-rakettrap van een voormalige Peacekeeper-ICBM, die werd geleverd door Northrop Grumman Innovation Systems. Afgedankte Peacekeeper-trappen worden ook in Minotaur-raketten hergebruikt. Ongeveer 55 seconden na de lancering trok de ontsnappingsmotor de Orion-boilerplaat weg van de boosterraket. De attitude-motor stabiliseerde de 'boiler plate' waarna de jettison-motor de ontsnappingstoren wegtrok van de 'boiler'plaat. Deze was niet met parachutes uitgerust en crashte zodoende in de oceaan. Voor het moment van impact werden nog 12 datarecorders afgeworpen, die daarop uit zee gevist konden worden.

Missies In maart 2019 kondigde de Amerikaanse vicepresident Mike Pence een versnelling van het project aan: het oorspronkelijke doel was tegen 2024 opnieuw mensen op de maan te laten landen. De reeds geplande “Exploration Missions” werden ondergebracht in het Artemisprogramma en kregen ook de naam van dat programma.

Op 23 september 2019 werden er bovenop de twee reeds in aanbouw zijnde Orioncapsules drie stuks besteld met de intentie om er in 2022 nog eens drie te bestellen. Dit oogstte veel kritiek van diverse media, omdat Orion herbruikbaar is en vijf of zelfs acht capsules meer is dan nodig voor slechts een missie per jaar. Volgens sommige media is het een zoethouder voor Texaanse senatoren die boos waren, dat de Artemismaanlander niet in Texas wordt gebouwd. Alle Artemisvluchten, waarvan 6 bemand, hebben aanzienlijke vertraging opgelopen.

Artemis I

miniatuur|De toenmalig beoogde baan van missies EM-1 (2016) en EM-2 (2023) Artemis I (voorheen Exploration Mission 1 of EM-1 genoemd) is de eerste SLS/Orion-vlucht. Deze was oorspronkelijk voor 2016 gepland. NASA is echter tegen vertraging-op-vertraging aangelopen waardoor de lanceringsdatum reeds meerdere malen verschoven werd.NASA plans to delay first SLS/Orion mission to 2019 spaceNewsEerste verdieping van draagraket voor nieuwe Amerikaanse maanmissie Artemis klaar Het Laatste Nieuws van 9 december 2019. Door de vele vertragingen bij de ontwikkeling, bouw en testfase van de SLS-raket was de lancering uiteindelijk pas op 16 november 2022.

Tijdens Artemis 1 werd Orion door een SLS block I onbemand in een baan om de maan en terug naar de aarde gestuurd en het vloog daarbij verder dan de Apollocapsules (1968-72) vlogen. Er werd drie maal achter de maan langs gevlogen. sinds 2 feb 2016 Marshall Space Flight Center De ruimtevlucht duurde 26 dagen. Het nieuwe, lichtere ablatieve hitteschild en de nieuwe lichtgewicht ramen van de capsule moesten zich bewijzen, evenals de SLS draagraket. Na de landing bleek er meer ablatie op sommige plekken van het hitteschild te zijn opgetreden. Het onderzoek hiernaar en de aanpassingen leverden vertraging van het gereedkomen voor Artemis II op.

miniatuur|De drukcabine van Orion (EM-1) wordt met zeven lasnaden geconstrueerd. Bouw In januari 2016 werd de drukcapsule voor deze vlucht in elkaar gelast. De conische constructie van deze capsule bestaat uit drie plaatdelen in plaats van de zes plaatdelen die voor de EFT-1-capsule werden gebruikt. Het totaal aantal lasverbindingen is hierdoor van 19 naar zeven teruggebracht. Hierdoor werd flink wat gewicht bespaard. Ook was de bouw van de eerste SLS-raket in oktober 2015 begonnen.

Artemis II

Artemis II (voorheen Exploration Mission 2 of EM-2 genoemd) is de eerste bemande testvlucht. Deze is gelanceerd op 2 april 2026 om 00.35 uur Nederlandse tijd vanaf het Kennedy Space Center in Florida en heeft een viertal ruimtevaarders in een 'vrije-terugkeer'baan om de Maan gestuurd. Tien dagen na de lancering zal de capsule in de Stille Oceaan landen.

NASA waarschuwde in de zomer van 2015 dat Artemis II door geldgebrek mogelijk zou moeten worden uitgesteld tot 2023, indien het congres niet met meer geld zou komen. Het Congres van Afgevaardigden heeft SLS/Orion daarop volledig gefinancierd. Desondanks liep de planning van het Artemisprogramma flink uit. Bij aanvang van het Artemisprogramma in 2019 werd de lancering voor 2023 voorzien.

Artemis III

Artemis III werd in 2024 als mogelijke extra testvlucht Artemis IIA voorgesteld en in 2026 op de planning gezet. Tijdens de missie zal een bemande Orion in een baan om de aarde met een of twee maanlanders koppelen. De missie zou indien er tijdig een maanlander gereed is in 2027 kunnen kunnen plaatsvinden.

Artemis IV

Tijdens missie Artemis IV zal een bemande Orion worden gekoppeld aan een maanlander waarin ten minste twee bemanningsleden overstappen. De maanlander koppelt vervolgens af en daalt af naar het maanoppervlak. De lander keert na een bezoek aan de maan weer terug naar de Orioncapsule en de maanwandelaars keren met de Orion terug naar aarde. De bouw van de capsule begon in het najaar van 2019. In mei 2019 gaf NASA-directeur Jim Bridenstine aan dat Artemis III in 2024 de beoogde bemande maanlanding, de eerste sinds Apollo 17 in 1972, zal omvatten en de eerste vrouw op de Maan gaat zetten. De aanvankelijk geplande aankoppeling bij de Lunar Gateway werd in 2020 voor deze vlucht geschrapt. Deze missie was oorspronkelijk voor vlucht Artemis III bedoeld maar werd door toevoeging van een extra testvlucht in 2026 naar Artemis IV doorgeschoven.

In 2021 werd SpaceX geselecteerd om de maanlander te leveren in de vorm van een aangepast Starship. De ontwikkeling van Starship liep echter vertraging op. NASA waarschuwde in 2025 dat wanneer SpaceX’ concurrent Blue Origin eerder een lander gereed zou hebben, NASA mogelijk besluit om die te gebruiken. Anno 2026 wordt als doeljaar voor Artemis IV 2028 aangeduid. Die planning hangt sterk af van de timing en resultaten van Artemis III

Latere missies In oktober 2022 heeft NASA drie Orion-ruimtevaartuigen besteld bij Lockheed Martin met een totale kostprijs van 1,99 miljard dollar. De capsules zullen worden gebruikt voor de Artemis-missies 6 tot en met 8 die tegen 2030 zullen plaatsvinden.

Trivia Op sociale media ging enige tijd voor in-flight abort test AA-2 de oproep rond, om de boosterraket voor die test Little Joe III te noemen. Dat zou in lijn zijn met de Little Joe-boosters die voor de abort tests van de Mercury- en Apollo-programma’s werden ingezet.

Zie ook