Orion - romfartøy

Orions mannskapsseksjon blir grundig prøvet. Her simuleres en landing i vann ved NASAs Langley Research Center i Virginia.
av . fri
Illustrasjon av Orion med en serviceseksjon-variant levert av ESA.
av . fri
Orion-romfartøyet med avbruddsseksjonen øverst til høyre, deretter mannskapsseksjonen og en variant av serviceseksjonen. Nederst til venstre ses noe av strukturen som danner overgangen til toppen av bæreraketten.
av . fri
Den innerste, trykksatte delen av mannskapsseksjonen.
av . fri

Orion, egentlig Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle), amerikansk bemannet romfartøy under utvikling og prøving (2015) for bruk lenger ut enn lav jordbane, for eksempel på ferder til Månen, en asteroide eller Mars. Skal dessuten være en reserve for kommersielle romfartøyer i transporten av forsyninger/utstyr til og mannskaper til/fra Den internasjonale romstasjonen.

Historikk

Ble lansert som CEV (Crew Exploration Vehicle) av president George W. Bush i den såkalte Vision for Space Exploration talen han holdt 14. januar 2004, etter at granskningskommisjonen for Columbia-ulykken hadde levert sin rapport og det lå i kortene at romfergen trengte en avløser. Meningen var at fartøyet skulle være utviklet og prøvet innen 2008, slik at første bemannede ferd kunne gjennomføres senest 2014.

Romfartøyet fikk en nøkkelrolle i Constellation-programmet, som var NASAs plan for hvordan USA skulle nå mål skissert i Vision for Space Exploration. Ifølge en revidert versjon av Constellation-programmet skulle CEV først brukes til transport av astronauter til/fra Den internasjonale romstasjonen, deretter ferder til Månen, så til Mars og andre bestemmelsessteder enda lenger unna. Bæreraketter skulle være Ares I og Ares V, med konstruksjon basert på både Saturn V og romferge-teknologi. Den største raketten, Ares V, skulle være i stand til å plassere hele 188 tonn i en lav jordbane, sammenlignet med Saturn Vs 118 tonn og romfergens 24,4 tonn.

Navnet Orion (blant annet etter stjernebildet og kommandoseksjonen på Apollo 16) ble benyttet da NASA 31. august 2006 meldte at Lockheed Martin var valgt som hovedkontraktør for et romfartøy med form som en Apollo kommandoseksjon. 15. november 2006 ble det bestemt at Boeing skulle bygge varmeskjoldet.

NASA planla ulike Orion-varianter for forskjellige oppdrag – Orion Block I skulle brukes til frakt av mannskaper og forsyninger til Den internasjonale romstasjonen eller i andre oppdrag i lav jordbane, mens Block II og III skulle benyttes på ferder lenger ut. En måneferd var for eksempel tenkt gjennomført på Apollo-maner med et forholdsvis stort, todelt landingsfartøy kalt Altair. Orion-romfartøyet skulle være gjenbrukbart og i stand til å lande på land ved hjelp av fallskjermer og et støtputesystem.

Augustine-komitéen, oppnevnt av en nylig tiltrådt president Barack Obama, konkluderte i sin endelige rapport av oktober 2009 med at Constellation-programmet ikke ville la seg gjennomføre uten en betydelig økning av bevilgningene. Dermed ble programmet kansellert (11. oktober 2010) og etterfulgt av en vesentlig mindre utfordrende US National Space Policy blant annet uten Ares bærerakettene og månelandingen med Altair.

Orion ble beholdt, fordi det fremdeles var behov for et nytt, bemannet romfartøy. Transport av forsyninger til Den internasjonale romstasjonen, senere også mannskaper, var riktignok besluttet overtatt av kommersielle romfartøyer, men målsettingen for ferder lenger ut var forandret – nå var det snakk om ferder til Månen uten landing og til en nær-Jorden asteroide innen 2025. Mars var fremdeles siktepunktet i et lengre tidsperspektiv. Men konstruksjonen måtte endres noe, og betegnelsen ble Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle).

Oppskytningen vil skje med en ny bærerakett som har betegnelsen SLS (Space Launch System). Raketten skal utvikles i to hovedvarianter, den første med en løfteevne på 70 tonn, den andre 130 tonn til lav jordbane.

Konstruksjon

Oppskytningen av en ubemannet Orion på prøveferden EFT-1 med en Delta IV Heavy bærerakett fra Cape Canaveral Air Force Station 5. desember 2014.
EFT-1 launch av . Falt i det fri (Public domain)
Orion-kapselen like før landingen i Stillehavet på EFT-1 ferden.
Orion Crew Module descent av . Falt i det fri (Public domain)

Et komplett Orion romfartøy består av tre hoveddeler – mannskapsseksjonen, serviceseksjonen og avbruddsseksjonen.

Den kjegleformede mannskapsseksjonen minner om en Apollo kommandoseksjon, men er større – det innvendige volumet er over 2,5 ganger Apollos. Formen kan synes som et tilbakeskritt fra romfergeepoken, og Orion-kapselen vil da heller aldri, hva last og manøvreringsmuligheter angår, kunne konkurrere med romfergen. Orion er imidlertid enklere og rimeligere både i produksjon og drift. Den bygges med nyere materialer, bedre produksjonsmetoder og bør være sikrere. I hvert fall ikke så sårbar som romfergen.

Kapselen rommer opptil seks astronauter. Instrumentene og styringssystemene er digitale, et slags toalett har erstattet de forhatte Apollo-posene og datamaskinene er langt mer avanserte. Atmosfæren har omtrent samme sammensetning og trykk som luft ved jordoverflaten. Koblingssystemet er automatisk, med mulighet for manuell inngripen i nødsituasjoner.

Hovedmaterialet er en aluminium/litium-legering maken til den som ble benyttet i romfergens utvendige drivstofftank, og de ytre sideflatene er dekket med det samme, filtlignende Nomex-materialet som romfergens overside og sidekanter. Det utskiftbare varmeskjoldet er av ablasjonstypen og er bygget opp av silisiumoksid-fibre i en kunstharpiks presset inn i bikubelignende åpninger på et lag av glassfiber og fenolharpiks. Altså noe lignende varmeskjoldet på Apollos kommandoseksjon. De gjenbrukbare hovedskjermene i landingssystemet minner om dem brukt av Apollo og romfergens faststoffmotorer. Det er tre stykker, og prøver har vist at Orion kan lande trygt med bare to i funksjon. Landing vil normalt skje i havet utenfor kysten av Syd-California, og hver Orion-kapsel skal kunne brukes opptil ti ganger. Varmeskjoldet er for engangsbruk.

Orions serviceseksjon skal, i likhet med Apollos, sørge for strømforsyning og manøvreringsevne. Den rommer dessuten tanker for oksygen og nitrogen til atmosfæren i mannskapsseksjonen, drivstofftanker og tanker for vann til bruk av mannskapet og til kjøling av for eksempel elektroniske systemer, men også utstyr til rensing og resirkulering av så vel kapselatmosfære som avløpsvann og urin. I motsetning til Apollos bruk av brenselceller for produksjon av strøm (og vann), vil strømproduksjonen i Orions serviceseksjon skje med solcellepaneler.

Serviceseksjonen er sylinderformet, og vil i stor grad bestå av en aluminium/litium legering. Den blir frakoblet mannskapsseksjonen like før møtet med atmosfæren ved slutten av ferden. Seksjonen vil trolig bli laget i varianter tilpasset formålet, og på første prøveferd, EFT-1 (Exploration Flight Test 1, se nedenfor) var en forenklet utgave bygget av Lockheed Martin. 16. januar 2013 opplyste NASA at serviceseksjonen for EM-1 (Exploration Mission 1) i 2018 vil bli levert av ESA, og 18. november 2014 undertegnet den europeiske romorganisasjonen en kontrakt med Airbus Defence and Space om bygging av videre serviceseksjoner. Konstruksjonen blir, i hvert fall delvis, basert på ESAs ATV.

Avbruddsseksjonen har til oppgave å skille mannskapsseksjonen fra bæreraketten hvis det skulle oppstå en kritisk situasjon på oppskytningsplattformen eller i de første fasene av oppskytningen. Består av et deksel som omgir mannskapsseksjonen og et slags redningstårn med blant annet en kraftig avbruddsmotor, små motorer for stillingskontroll og en motor for å fjerne dekslet og tårnet i en høyde av ca. 90 km.

Første prøveferd

Spesialfartøyet USS Anchorage ble benyttet ved bergingen av Orion-kapselen etter EFT-1 prøveferden 5. desember 2014. Dette bildet er tatt under en tidligere bergingsøvelse. 
Orion Crew Module recovery av . Falt i det fri (Public domain)

EFT-1, første oppskytning av et ubemannet Orion-romfartøy i prøveøyemed, ble gjennomført 5. desember 2014 fra Cape Canaveral Air Force Station. Bærerakett var en Delta IV Heavy. Noe av det viktigste ved ferden var å prøve varmeskjold, fallskjermsystemet og Orions datamaskiner.

Romfartøyet ble plassert i en jordbane med høyeste punkt i 5800 km for å oppnå en tilbakevendingshastighet på 8,9 km/s, omkring 84 prosent av den som inntreffer ved en retur fra Månen. Ferden på noe over to omløp ble avsluttet etter 4 timer og 24 minutter med en landing i Stillehavet 442 km utenfor kysten av Baja, California, der kapselen ble berget av spesialfartøyet USS Anchorage.

På tross av enkelte mindre avvik ble EFT-1 betegnet som meget vellykket.

Orion-fakta                                                         

MANNSKAPSSEKSJONEN

  • Kapselens diameter: 5,0 m
  • Beboelig volum: 8.95 m2

SERVICESEKSJONEN

  • Oppskytningsvekt: 12,3 tonn
  • Drivstoffvekt: 7,9 tonn

AVBRUDDSSEKSJONEN

  • Oppskytningsvekt: 7,3 tonn

HELE ORION

  • Besetning: 02.jun
  • Bemannet operasjonstid: 21-210 dager
  • Største startvekt: 31,4 tonn

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg