Артемида (космическая программа)

Программа «Артемида» организована вокруг серии миссий. Эти космические миссии будут возрастать по сложности, и их планируется проводить с интервалом в год или более. НАСА и его партнёры запланировали миссии от «Artemis 1» до «Artemis 5». Также были предложены более поздние миссии. Каждая миссия сосредоточена на запуске ракеты-носителя Space Launch System с космическим кораблем «Орион». Миссии после «Artemis 2» будут зависеть от миссий поддержки, запущенных другими организациями и космическими кораблями для вспомогательных функций.

Миссия «Artemis 1» (16 ноября 2022 года — 11 декабря 2022 года) стала испытанием SLS и Orion без экипажа и первым испытательным полётом обоих кораблей. Целью миссии являлся вывод «Ориона» на лунную орбиту, а затем его возвращение на Землю. SLS использовала вторую ступень ICPS, которая выполнила транслунную инжекцию, чтобы отправить «Орион» в лунное пространство. «Орион» вышел на ретроградную дальнюю полярную лунную орбиту и провёл на ней шесть дней, прежде чем вернуться на курс к Земле. Капсула Orion отделилась от своего служебного модуля, снова вошла в атмосферу для аэродинамического торможения и успешно приземлилась под парашютами. Общая продолжительность миссии составила 25.5 дней^[4].

«Artemis 2» (1 — 10 апреля 2026 года) стал первым пилотируемым испытательным полётом SLS и космического корабля Orion. Четыре члена экипажа провели обширные испытания на окололунной орбите, а затем «Орион» был переведён на траекторию свободного возврата вокруг Луны, которая вернула «Орион» обратно на Землю для повторного входа в атмосферу и приводнения^[5].

«Artemis 3» будет посадкой на Луну с экипажем. Миссия зависит от миссии поддержки по размещению системы посадки человека (HLS) на около-прямолинейной гало-орбите (NRHO) Луны до запуска SLS/Orion. После того, как HLS достигнет NRHO, SLS/Orion отправит космический корабль Orion на стыковку с HLS. Два астронавта перейдут на HLS, который спустится на поверхность Луны и проведут на поверхности около 6,5 суток. Астронавты совершат как минимум два выхода в открытый космос на поверхности, прежде чем HLS поднимется, чтобы вернуть их на место встречи с Орионом. Орион вернёт четырёх астронавтов на Землю^[6].

«Artemis 4» — миссия с экипажем на станцию ​​​​Lunar Gateway на около-прямолинейной гало-орбите Луны с использованием блока SLS 1B. Предварительная миссия поддержки доставит первые два модуля шлюза. Дополнительная мощность блока 1B позволит SLS/Orion поставить модуль шлюза I-HAB для подключения к шлюзу^[7].

От «Artemis 5» до «Artemis 9» и далее предлагается высадить астронавтов на поверхность Луны, где они смогут воспользоваться преимуществами растущего количества инфраструктуры, которая должна быть построена миссиями поддержки. Она будет включать в себя места обитания, вездеходы, научные инструменты и оборудование для добычи ресурсов^[8].

Миссии поддержки включают роботизированные посадочные модули, доставку модулей для станции Gateway, логистику Gateway, доставку HLS (Human Landing System, «Система посадки человека») и элементов лунной базы. Разработка большинства этих миссий выполняется по контрактам НАСА с коммерческими поставщиками.

В рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS) несколько автоматических посадочных модулей доставят на поверхность Луны научные инструменты и роботизированные вездеходы. В рамках программы запланированы дополнительные миссии CLPS для доставки полезной нагрузки на лунную базу. К ним относятся модули обитания и вездеходы для поддержки миссий с экипажем.

«Система посадки человека» (Human Landing System, HLS) — это космический корабль, который может доставлять членов экипажа из около-прямолинейной гало-орбиты на поверхность Луны, поддерживать их на поверхности и возвращать обратно. Для каждой посадки с экипажем требуется один HLS, хотя некоторые или все космические корабли могут быть многоразовыми. Каждый HLS должен быть запущен с Земли и доставлен в около-прямолинейную гало-орбиту за один или несколько запусков. Первоначальный коммерческий контракт был заключён со SpaceX на две миссии Starship HLS — одну без экипажа и одну с экипажем (в рамках «Артемиды-3»). Каждая из этих двух миссий требует одного запуска HLS и нескольких запусков с заправкой, все на пусковых установках SpaceX Starship. По состоянию на июнь 2022 года НАСА также воспользовалось опционом в рамках первоначального контракта на ввод в эксплуатацию модернизированной конструкции Starship HLS и третьей демонстрационной лунной миссии, в соответствии с новыми правилами устойчивости, которые оно разрабатывает. Параллельно НАСА намерена разработать ещё один проект HLS вне SpaceX, для обеспечения избыточности и конкуренции^[9].

Программа «Артемида» включает в себя несколько основных компонентов ранее отменённых программ и миссий НАСА, включая программу «Созвездие» и миссию по перенаправлению астероидов. Первоначально утверждённая программа «Созвездие» включала разработку «Арес-1», «Арес-5» и исследовательского корабля «Орион». Программа работала с начала 2000-х до 2010 года^[10].

В мае 2009 года президент США Барак Обама учредил Комитет Августина для решения нескольких задач, включая поддержку Международной космической станции, развитие миссий за пределами низкой околоземной орбиты (включая Луну, Марс и околоземные объекты) и использование коммерческой космической отрасли в рамках определённых бюджетных ограничений. Комитет пришёл к выводу, что программа «Созвездие» сильно недофинансирована и что высадка на Луну в 2020 году невозможна. Впоследствии она была приостановлена^[11].

15 апреля 2010 года президент США Обама выступил в Космическом центре Кеннеди, объявив о планах администрации в отношении НАСА и отменить элементы программы «Созвездие», не относящиеся к Ориону, на том основании, что программа стала нежизнеспособной. Вместо этого он предложил дополнительное финансирование в размере 6 миллиардов долларов США и призвал к разработке новой программы ракет-носителей большой грузоподъёмности, которая должна быть готова к строительству к 2015 году, с пилотируемыми полётами на орбиту Марса к середине 2030-х годов.

11 октября 2010 года президент Обама подписал закон, который включал требования к немедленной разработке Space Launch System в качестве следующей ракеты-носителя для космического корабля "Спейс шаттл"и продолжению разработки пилотируемого исследовательского корабля. Закон также вложил средства в космические технологии и возможности робототехники, связанные с общей структурой исследования космоса, обеспечил постоянную поддержку коммерческих орбитальных транспортных служб, коммерческих служб снабжения и расширил программу развития коммерческих экипажей^[12].

30 июня 2017 года президент США Дональд Трамп подписал указ о воссоздании Национального космического совета под председательством вице-президента Майка Пенса. Первый бюджетный запрос администрации Трампа оставил в силе программы пилотируемых космических полётов эпохи Обамы: коммерческие службы пополнения запасов, развитие коммерческого экипажа, систему космического запуска и космический корабль «Орион» для полётов в дальний космос, одновременно сокращая исследования в области наук о Земле^[13].

11 декабря 2017 года президент Дональд Трамп подписал Директиву 1 о космической политике, изменение национальной космической политики, которое предусматривает комплексную программу под руководством США с партнёрами из частного сектора по возвращению людей на Луну с последующими миссиями на Марс и далее. Политика призывает администратора НАСА «возглавить инновационную и устойчивую программу исследований с коммерческими и международными партнерами, чтобы обеспечить человеческую экспансию по Солнечной системе и вернуть на Землю новые знания и возможности». Эти усилия направлены на более эффективную организацию государственных, частных и международных усилий по возвращению людей на Луну и закладке основы возможного исследования Марса людьми. Директива 1 космической политики санкционировала кампанию, ориентированную на Луну. Программа (позже названная «Артемида») опирается на устаревшие программы космических кораблей США, включая космическую капсулу «Орион», космическую станцию ​​"Gateway", коммерческие услуги по полезной нагрузке на Луну, а также создаёт совершенно новые программы, такие как система посадки человека. Ожидается, что разрабатываемая система космического запуска будет служить основной ракетой-носителем для Orion, в то время как коммерческие ракеты-носители будут запускать различные другие элементы программы^[14].

26 марта 2019 года вице-президент Майк Пенс объявил, что цель НАСА по высадке на Луну будет ускорена на четыре года с запланированной посадкой в 2024 году. 14 мая 2019 года администратор НАСА Джим Брайденстайн объявил, что новая программа будет называться Артемида в честь богини Луны в греческой мифологии, сестры-близнеца Аполлона^[15]. Несмотря на непосредственные новые цели, миссии на Марс к 2030-м годам все ещё планировались по состоянию на май 2019 года.

4 февраля 2021 года администрация Джо Байдена одобрила программу «Артемида»^[16]. В частности, пресс-секретарь Белого дома Джен Псаки выразила «поддержку [этих усилий] администрацией Байдена».

16 апреля 2021 года НАСА заключило контракт со SpaceX на разработку, производство и выполнение двух полётов на Луну с помощью лунного посадочного модуля Starship HLS^[17]. Blue Origin и Dynetics опротестовали решение Счётной палаты США 26 апреля. После того, как Счётная палата отклонила протесты, Blue Origin подала в суд на НАСА из-за присуждения награды, и НАСА согласилось прекратить работу над контрактом до 1 ноября 2021 года, пока судебный процесс продолжался. Судья отклонил иск 4 ноября 2021 года, и НАСА возобновило работу со SpaceX^[18].

В дополнение к первоначальному контракту SpaceX НАСА заключило два раунда отдельных контрактов в мае 2019 г. и сентябре 2021 г. по аспектам HLS для поощрения альтернативных конструкций отдельно от первоначальных усилий по разработке HLS. В марте 2022 года компания объявила, что разрабатывает новые правила устойчивости и проводит как модернизацию Starship HLS (вариант в рамках первоначального контракта с SpaceX), так и новые конкурирующие альтернативные конструкции. Это произошло после критики со стороны членов Конгресса по поводу отсутствия избыточности и конкуренции и побудило НАСА обратиться за дополнительной поддержкой^[19].

Первоначально запуск «Artemis 1» был запланирован на конец 2021 года, но дата запуска была перенесена на 29 августа 2022 года^[20]. Проблемы с двигателем вызвали задержку этой даты. Следующее окно запуска — 3 сентября^[21]. Запуск 3-го сентября также перенесли из-за проблем с утечкой жидкого водорода при заправке топлива в основную ступень ракеты^[22]. Инженеры пытались загерметизировать восьмидюймовую трубу, но утечка повторилась еще трижды^[23]. Следующие возможности запуска — 5 и 6 сентября, после чего текущий период запуска закрылся до конца сентября^[24].

Запуск Artemis I с кораблём «Орион» на борту состоялся 16 ноября 2022 года в 09:47 по МСК с пусковой площадки LC-39B Космического центра им. Кеннеди, Флорида, США^[25].. Корабль «Orion» провёл 25 дней в космосе, включая 3 дня на ретроградной орбите Луны. 11 декабря 2022 года в 20:41 по МСК корабль «Orion» успешно вернулся на Землю. Посадка была осуществлена в Тихий океан. Миссия Artemis I завершена успешно^[26].

Прототип модуля Orion Crew Module был запущен в ходе Exploration Flight Test 1 5 декабря 2014 года на вершине тяжёлой ракеты «Дельта-4»^[27]. Его система управления реакцией и другие компоненты были испытаны на двух средних околоземных орбитах, достигнув апогея 5800 км и пересёк радиационные пояса Ван Аллена, прежде чем совершить высокоэнергетический вход в атмосферу на скорости 32 000 км/ч^[28].

В ходе испытаний Ascent Abort-2, проведённых 2 июля 2019 года, была проверена последняя версия системы прерывания запуска на 10000-килограммовом прототипе Orion при максимальной аэродинамической нагрузке с использованием специальной ракеты-носителя Minotaur IV, созданной Orbital ATK^[29].

15 октября 2019 года НАСА представило прототипы двух скафандров, которые будут использоваться для лунной миссии «Артемида» и на основе которых планируется сконструировать скафандры для полёта на Марс. Главное отличие от скафандров первого поколения — возможность полноценного передвижения по поверхности (а не прыжками) и разделение единого скафандра на корабельный и для работы на поверхности. При разработке скафандров НАСА активно сотрудничает с российскими разработчиками космических скафандров из НПП «Звезда»; российские и американские разработчики обмениваются техническими данными^[37].

Впервые высокий или небольшой рост не будут помехой для будущих астронавтов — новый скафандр смогут использовать люди от первого перцентиля для женщин (женщины, которые ниже ростом, чем 99 % женщин в человеческой популяции) до 99-го для мужчин (мужчины, которые выше, чем 99 % всех мужчин на Земле)^[38].

Лунный скафандр (Exploration Extravehicular Mobility Unit, xEMU) способен поддерживать работу на Луне длительностью до 8 часов, плюс ещё один час ресурса зарезервирован для нештатных ситуаций. Вес прототипа составляет 91 кг без учёта веса систем жизнеобеспечения. Использовано техническое решение, пионерами которого стали советские разработчики: астронавт буквально заходит в скафандр через дверцу в задней части. Также он не имеет молний и кабелей, на которые ранее жаловались астронавты, и лучше защищён от радиации и всеразъедающей лунной пыли. Скафандр рассчитан на эксплуатацию при температуре от −157°С до +121°С.

Второй скафандр (Orion Crew Survival System, OCSS) будет использоваться в космическом корабле «Орион» преимущественно при взлёте и посадке. В случае необходимости астронавт может находиться в нём до 6 дней. Скафандр также защищён от радиации и защищает в случае разгерметизации, хотя и не на таком уровне, как лунный скафандр. При создании скафандра для «Ориона» разработчики руководствовались трагическим опытом гибели спейс-шаттла «Колумбия». Расследование показало, что при катастрофе астронавты получили фатальное переохлаждение и травмы от деталей скафандров, и НАСА переделало скафандры таким образом, чтобы они не могли нанести травму и могли сохранять автономность даже в случае разгерметизации^[39][40].

21 апреля 2026 года NASA сообщило, что из‑за возможных задержек в проектировании и тестировании скафандров компанией Axiom Space демонстрационные полёты программы «Артемида» и на МКС могут состояться не ранее 2031 года. В отчёте ведомства отмечается, что контракт на разработку лунных скафандров был заключён с Axiom Space в 2022 году, в 2024 году компания совместно с итальянским домом моды Prada продемонстрировала дизайн снаряжения, способного выдерживать экстремальные температуры на южном полюсе Луны и обеспечивать работу астронавтов в открытом космосе не менее восьми часов^[41].

В ноябре 2023 года на Южный полюс Луны должен был быть запущен луноход VIPER для поиска водяного льда. На ровере планировалось установить нейтронный спектрометр, предназначенный для замера содержания водорода в поверхностных слоях, а также работающий в ближнем инфракрасном диапазоне спектрометр, предназначенный для поиска следов летучих веществ. Кроме того, на аппарате был установлен бур, способный проникать на глубину до 1 м и масс-спектрометр для анализа полученных при бурении образцов^[42]. Однако запуск сначала был отложен, а в июле 2024 года NASA объявило, что сворачивает проект, в который уже было вложено 450 млн долларов, из-за сложностей с финансированием^[43].

• После 2028 года — создание на Луне постоянной базы, рассчитанной на 15 лет эксплуатации.

• В мае 2019 года президент США Дональд Трамп объявил о намерении направить в бюджет НАСА дополнительно 1,6 млрд долларов на программы освоения Луны и Марса. Эту сумму Белый дом запросит у Конгресса в дополнение к 21 млрд долларов, которые будут выделены на финансирование деятельности НАСА в 2020 финансовом году. 16 октября 2019 года глава НАСА Джим Брайденстайн заявил, что НАСА запрашивает в следующем финансовом году дополнительно 1,6 млрд долларов на ускоренную программу полётов астронавтов на Луну — высадка планируется в 2024 году вместо 2028^[44].

• 23 сентября 2019 года НАСА предоставило компании Lockheed Martin право выполнить контракт на строительство минимум шести и максимум 12 кораблей Orion в период по 30 сентября 2030, предназначенных для запусков к Луне в рамках программы «Артемида». Контракт определяет стоимость трёх Orion (миссии с III по V) в $2,7 млрд и ещё двух — в $1,9 млрд (миссии с VI по VIII).
• Закон о бюджете США на 2026 год выделил на программу порядка 10 млрд долларов^[45].
• В проекте бюджета на 2027 финансовый год было предложено сократить бюджет NASA на 23%, до 18,8 млрд долларов. В эту сумму входят и 8,5 млрд долларов на программу Artemis, которая предполагает высадку астронавтов на Луну к концу 2028 года^[46].