Beim Artemis-II-Testflug der NASA im nächsten Jahr werden Astronauten zum ersten Mal eine Testfahrt mit der Raumsonde Orion durchführen. Während viele der Manöver des Raumfahrzeugs, wie etwa große Antriebsverbrennungen, automatisiert sind, wird ein wichtiger Test namens „Proximity Operations Demonstration“ die manuellen Handhabungsqualitäten von Orion bewerten.
Während der etwa 70-minütigen Demonstration, die etwa drei Stunden nach Beginn der Mission beginnen soll, wird die Besatzung Orion durch eine Reihe von Bewegungen befehligen, wobei sie die abgetrennte Oberstufe der SLS-Rakete (Space Launch System) als Markierung verwendet. Die als ICPS (Interim Cryo Propulsion Stage) bezeichnete Antriebsstufe im Weltraum umfasst ein etwa 60 cm großes Ziel, mit dessen Hilfe untersucht werden soll, wie Orion mit Astronauten an der Steuerung fliegt.
„Es gibt immer Unterschiede zwischen einer Bodensimulation und dem, wie ein tatsächliches Raumschiff im Weltraum fliegen wird“, sagte Brian Anderson, Orion-Rendezvous-, Proximity-Operations- und Docking-Manager im Orion-Programm am Johnson Space Center der NASA in Houston. „Die Demonstration ist ein Flugtestziel, das uns hilft, das Risiko für zukünftige Missionen zu reduzieren, die ein Rendezvous und Andocken an andere Raumfahrzeuge beinhalten.“
Nachdem Reid Wiseman, Victor Glover und Christina Koch von der NASA sowie der CSA-Astronaut Jeremy Hansen (Canadian Space Agency) sicher im Weltraum sind, wird die Oberstufe der Mondrakete zweimal feuern, um Orion auf eine hohe Erdumlaufbahn zu bringen. Dann trennt sich das Raumschiff automatisch von der Raketenstufe und feuert mehrere Trennbolzen ab, bevor Orion durch Federn in eine sichere Entfernung geschoben wird.
Während sich das Raumschiff und seine Besatzung entfernen, wird Orion einen automatischen Rückwärtssalto durchführen, um sich umzudrehen und auf die Bühne zu blicken. In etwa 300 Fuß Entfernung stoppt Orion seine Relativbewegung. Die Besatzung übernimmt die Kontrolle und nutzt die translatorischen und rotatorischen Handsteuerungen sowie das Anzeigesystem, um sehr kleine Bewegungen auszuführen, um sicherzustellen, dass Orion wie erwartet reagiert.
Als nächstes steuert die Crew Orion sehr langsam bis auf etwa 30 Fuß an die Bühne heran. Ein zwei Fuß großes Hilfsziel, das oben auf der Bühne montiert ist und dem Andockziel ähnelt, das von Raumfahrzeugen verwendet wird, die die Internationale Raumstation besuchen, wird ihr Ziel steuern.
„Die Besatzung wird das Ziel mithilfe einer Andockkamera betrachten, die im Andocklukenfenster oben am Mannschaftsmodul montiert ist, um zu sehen, wie gut sie auf das am ICPS montierte Andockziel ausgerichtet ist“, sagte Anderson. „Es ist ein guter Ersatz für das, was die Besatzungen sehen werden, wenn sie bei zukünftigen Missionen mit Starship an Artemis III und am Gateway andocken.“
Ungefähr 30 Fuß von der Bühne entfernt wird Orion anhalten und die Besatzung wird die guten Handhabungseigenschaften des Raumfahrzeugs überprüfen, um zu beurteilen, wie es sich in der Nähe eines anderen Raumfahrzeugs verhält. Kleine Manöver, die sehr nahe am ICPS durchgeführt werden, werden mithilfe der Triebwerke des Reaktionskontrollsystems auf dem europäischen Servicemodul von Orion durchgeführt.
Orion weicht dann zurück und lässt die Bühne drehen, um ihre thermischen Eigenschaften zu schützen. Die Crew wird der Bühne folgen, eine zweite Runde manueller Manöver mit einem anderen an der Seite der Bühne montierten Ziel einleiten, sich auf etwa 30 Fuß nähern, eine weitere Feinprüfung der Handhabungsqualität durchführen und sich dann zurückziehen.
Am Ende der Demonstration wird Orion einen automatischen Abflugvorgang durchführen, um sich vom ICPS zu entfernen, bevor die Bühne dann feuert, um über einem abgelegenen Ort im Pazifischen Ozean wieder in die Erdatmosphäre einzutreten. Während des Abflugs von Orion werden Ingenieure die Andockkamera der Raumsonde nutzen, um präzise Positionsmessungen zu sammeln, die bei Rendezvous-Aktivitäten bei zukünftigen Missionen in der Mondumgebung, wo es kein GPS-System gibt, als Navigationshilfe dienen werden.
Da die Artemis II Orion nicht an ein anderes Raumschiff andockt, ist sie nicht mit einem Andockmodul mit Lichtern ausgestattet und ist daher darauf angewiesen, dass das ICPS ausreichend von der Sonne beleuchtet wird, damit die Besatzung die Ziele sehen kann.
„Wie bei vielen unserer Tests ist es möglich, dass die Demonstration der Annäherungsoperationen nicht genau wie erwartet verläuft“, sagte Anderson. „Auch wenn wir nicht alle Teile der Demonstration schaffen, werden wir den Testflug wie geplant fortsetzen, um unsere Hauptziele zu erreichen, einschließlich der Evaluierung der Orion-Systeme mit der Besatzung an Bord in der Weltraumumgebung und der Gewährleistung der Sicherheit der Besatzung während des Fluges.“ Mission.“
Der etwa zehntägige Artemis-II-Flug wird die grundlegenden menschlichen Fähigkeiten der NASA zur Erforschung des Weltraums, die SLS-Rakete und das Orion-Raumschiff, zum ersten Mal mit Astronauten testen und den Weg für Mondoberflächenmissionen ebnen, einschließlich der Landung der ersten Frau, des ersten Menschen Farbe und erster internationaler Partnerastronaut auf dem Mond.