Jak funguje kosmická loď Orion od NASA – a proč je důležitá

Více než půl století po poslední misi Apollo žádná kosmická loď nenesla lidi za nízkou oběžnou dráhu Země. Tato mezera skončila s Orionem, pilotovanou kapslí postavenou společností Lockheed Martin pro program Artemis NASA. Orion, navržený k přepravě astronautů na Měsíc a nakonec hlouběji do sluneční soustavy, je nejpokročilejší pilotované vozidlo, jaké kdy bylo zkonstruováno pro cestování do hlubokého vesmíru.

Anatomie kosmické lodi

Orion se skládá ze tří hlavních částí. Kabina posádky je kuželovitá tlaková kapsle, která pojme až čtyři astronauty. Pod ní se nachází servisní modul, postavený Evropskou kosmickou agenturou, který zajišťuje pohon, elektrickou energii ze čtyř křídel solárních panelů a tepelnou regulaci. Vrcholem sestavy během startu je záchranný systém při startu, věž raket na tuhé palivo, která může v případě problémů na rampě nebo během stoupání stáhnout kabinu posádky do bezpečí během milisekund.

Přežití žáru hlubokého vesmíru

Návrat z Měsíce znamená vstup do zemské atmosféry rychlostí přibližně 40 000 km/h – mnohem vyšší než návrat z Mezinárodní vesmírné stanice. Při této rychlosti dosahuje teplota na spodní straně kosmické lodi přibližně 2 760 °C. Tepelný štít Orionu o průměru 5 metrů je největší, jaký byl kdy pro pilotované vozidlo postaven. Používá ablativní materiál zvaný AVCOAT, směs křemičitých vláken a pryskyřice spojenou s pláštěm z uhlíkových vláken v téměř 200 předem opracovaných blocích. Jak se štít zahřívá, vnější vrstvy se zuhelnatí a odlupují, odvádějí s sebou energii a udržují kabinu chladnou.

Podpora života daleko od domova

Systém řízení prostředí a podpory života (ECLSS) Orionu řídí vzduch, vodu, teplotu a vlhkost pro mise trvající až 21 dní s posádkou na palubě. Oxid uhličitý je odstraňován ze vzduchu v kabině, kyslík je doplňován a odpadní teplo je vyzařováno do vesmíru prostřednictvím kapalinových okruhů a externích radiátorů na servisním modulu. Protože hluboký vesmír vystavuje posádky galaktickému kosmickému záření a nepředvídatelným událostem slunečních částic, konstrukce Orionu zahrnuje strategicky umístěné polyetylenové panely a další stínící materiály. Během sluneční bouře se astronauti mohou ukrýt za nejhustšími částmi kosmické lodi, aby snížili svou dávku záření.

Navigace za oběžnou dráhou Země

Na nízké oběžné dráze Země se kosmické lodě spoléhají na hustou síť pozemních stanic a satelitů GPS pro určování polohy. Orion se musí navigovat tam, kam signály GPS nedosahují. Nese sledovače hvězd – kamery, které identifikují hvězdné vzory pro určení orientace – a optický navigační systém, který fotografuje Měsíc a Zemi proti hvězdnému poli pro výpočet polohy. Tyto nástroje v kombinaci s pravidelným sledováním z sítě obřích radiových antén NASA Deep Space Network umožňují řídicím letu určit polohu Orionu s přesností na několik kilometrů i ve vzdálenosti Měsíce.

Skip Re-Entry: Řízený odraz

Na rozdíl od kapslí Apollo, které se zřítily přímo do atmosféry, používá Orion techniku zvanou skip re-entry (odrazový vstup do atmosféry). Kapsle se ponoří do horní atmosféry, sníží rychlost a poté se krátce odrazí zpět nahoru, než znovu sestoupí pro konečný přistávací manévr. Tato dvoufázová metoda snižuje špičkové síly zpomalení působící na posádku a, což je zásadní, umožňuje mnohem přesnější místo dopadu do oceánu – do vzdálenosti asi dvou kilometrů od cílového bodu. Větší přesnost znamená, že záchranné lodě mohou být umístěny blíže, čímž se zkrátí doba, po kterou astronauti čekají v oceánu.

Proč na Orionu záleží i po Artemidě

Orion je víc než jen měsíční taxi. Jeho modulární design – opakovaně použitelná kabina posádky spárovaná s vyměnitelným servisním modulem – vytváří platformu, kterou může NASA přizpůsobit pro mise na lunární vesmírnou stanici, k asteroidům nebo nakonec směrem k Marsu. Každý let generuje inženýrská data o tom, jak hardware a lidské tělo fungují v hlubokém vesmíru, data, která žádný jiný aktivní program nemůže poskytnout. Zatímco komerční partneři staví přistávací moduly a habitaty, Orion zůstává vozidlem, které přepravuje posádky z povrchu Země na okraj hlubokého vesmíru a bezpečně je přivádí domů.