User login

You are here

«Артемида 1»

Artemis 1
Сегодня со стартовой площадки 39B (англ.) космического центра Кеннеди (Флорида) намечен запуск «Артемиды 1» — первого беспилотного облёта Луны по американской программе «Артемида», предполагающей высадку людей на Луну и создание обитаемой окололунной орбитальной станции. Выше — траектория полёта, взятая из Твиттера. В верхнем левом углу дата.

На сайте НАСА есть описание всех 17 этапов миссии «Артемида 1», включая схему полёта (англ.). Первые 4 миссии программы «Артемиды» используют сверхтяжёлую ракету-носитель «Space Launch System» (РН «SLS») и четырёхместный космический корабль «Орион»:

  • «Артемида 1», старт 29 августа 3, 6, 20 сентября 2022, длительность 26–42 дней, облёт Луны роботами и манекенами, а также вывод на разные орбиты десяти кубсатов
  • «Артемида 2», старт в мае 2024, длительность 10 дней, облёт Луны с экипажем
  • «Артемида 3», 2025, длительность ≈30 дней, экипаж из 4 человек, высадка 2 человек на Луну с помощью «Human Landing System» (англ.) от SpaceX
  • «Артемида 4», 2027, экипаж из 4 человек, стыковка с орбитальной станцией «Lunar Gateway» и доставка на неё международного жилого модуля I-HAB (англ.)

Первые три миссии используют ICPS (англ.) производства ULA в качестве разгонного блока (второй, верхней ступени). «Артемида 4» вместо неё должна использовать более усовершенствованную EUS (англ.) — разработка НАСА, производство Боинга.

«Артемида 4» будет последней миссией, когда НАСА взлетает на собственной ракете — этот традиционный подход оказался накладным для бюджета США. Производство РН «SLS» после «Артемиды 4» будет передано частной компании «Deep Space Transport LLC» (англ.), а НАСА оставляет за собой право выбирать, с какой из частных компаний заключать договор для трёх последующих лунных миссий.

Update. Старт отложили, перенесли на 3 сентября. Официальные сайты миссии «Артемида 1», на английском: на сайте НАСА, отдельный сайт.

Update2. Отложили, перенеся на 6 сентября. И опять отложили на 20 сентября. Перенос на 17 октября.

Метки публикаций: 

Comments

Красивая траектория. Модификация free-return trajectory, не с одним а c двумя гравманеврами и соответственно двумя сближениями с Луной.
Во времена Апполонов такое посчитать и провернуть, наверное, было сложно.
Интересно, она выбрана просто чтоб по-дольше миссия продлилась, или тут еще какой-то выигрышь в бюджете delta-V получается?

Vitasam's picture

Да, красиво очень

Vitasam's picture

А существует в природе что-то 8-битное для подобных расчётов?

Не в курсе про 8bit. Наверное, что-то есть, но такой софт чаще всего проприетарный.
Знаю, что расчет траектории для Artemis-1 делался в Copernicus Trajectory Design and Optimization System:
https://www.nasa.gov/centers/johnson/copernicus/index.html
NASA его раздают бесплатно, но только университетам, гос.подрядчикам и пр.
Вещь, судя по описанию, замечательная. Жаль, что найти пока не получилось.

Примерно такой я и вижу конечную цель МК-261, как этот Коперникус.
( ͡° ͜ʖ ͡°)_/¯

После отладки макета XS на Свитче, разработки железа и Каллисто-2, достижения метакомпиляции входного языка и прошивки — написание библиотек для астрономии и космонавтики, с открытым исходным кодом и возможностью независимой проверки на отечественном железе всего, что происходит в космосе. Как информации от НАСА, JAXA, ЕКА и Роскосмоса, так и исторических свидетельств, планов, научной фантастики.

И здесь подход Форта удобней Бейсика, так как он гибче и позволяет подстраивать язык под задачу. В принципе, уже можно начать что-то писать из классических алгоритмов небесной механики на стандартном Форте (англ.). Потом осуществим стыковку, так как перевод на Каллисто ожидается несложным.

Из зарубежных Форт-систем на данном этапе имеет смысл использовать Gforth (англ.). Ощутимой разницей при переносе с Форта на Каллисто будет то, что в Gforth плавучка в отдельном стеке, а в МК-261 такой стек является основным.

Vitasam's picture

Действительно, интересный софт.

June 26, 26, 2020: Copernicus Version 5.0 is now available. This is a significant update to Copernicus and includes: A new modern Python-based GUI that is now cross-platform and fully functional on Windows, Linux, and macOS, 3D graphics upgrades including antialiasing and celestial body shadowing, a new Python scripting interface, many other new features and options, and bug fixes

Графический интерфейс на Питоне. Интересно, на чем само ядро написано?

P.S. Полез гуглить, а что вообще бывает на Питоне на эту тему, и нашлось такое: poliastro - Astrodynamics in Python:

poliastro is an open source (MIT) pure Python library for interactive Astrodynamics and Orbital Mechanics, with a focus on ease of use, speed, and quick visualization. It provides a simple and intuitive API, and handles physical quantities with units.
...
Some of its awesome features are:

- Analytical and numerical orbit propagation
- Conversion between position and velocity vectors and classical orbital elements
- Coordinate frame transformations
- Hohmann and bielliptic maneuvers computation
- Trajectory plotting
- Initial orbit determination (Lambert problem)
- Planetary ephemerides (using SPICE kernels via Astropy)
- Computation of Near-Earth Objects (NEOs)
And more to come!

Тут вот визуализировали траекторию Tesla Маска в космосе:
Тесла к Марсу

Сам Коперникус написан внезапно на Фортране — смеси из Фортрана-77 и Фортрана-95, по состоянию на январь 2018:
https://ntrs.nasa.gov/citations/20180000413
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20180000413/downloads/20180000413.pdf

Там очдревнее наследие с лохматых времён, которое иногда частично переписывают под современные языки и стандарты.

Vitasam's picture

То, что взяли древнее наследие - вполне понятно, но вот то, что Фортран дальше развивается - это интересно.

The latest standard is Fortran 2008 [ 5], the upcoming Fortran 2018 standard (formerly known as Fortran 2015) [ 6 ] is due to be published next year, and planning has begun for the next standard (Fortran 202x). Fortran has maintained a high degree of backward compatibility, with each revision being mostly a superset of the previous revision (so older code can still be compiled with a modern compiler).

Fortran is a high-level general purpose programming language very well suited for scientific, technical and high
performance computing ( HPC) [7–10 ]. The syntax is fairly intuitive and includes built-in vector and matrix handling
features, with less necessity than C-based languages to use potentially unsafe pointers, which lends itself to vectorization
and parallelization.

(source)

ЯМК — наш Фортран! :-) В Каллисто уже будут технические средства реализовать и вектора, и матрицы.

Они и в Каллисто Классик уже есть. Просто запускать надо на более быстром железе, чем МК-161.

Запуск «Артемиды 1» назначен на сегодня, 3 сентября, в 21:17. На русском языке трансляцию проведёт украинский канал «Alpha Centauri», начало в 20:45. Ссылка:
https://youtu.be/1o_4FabS3AA

Официальная трансляция НАСА на английском начнётся в 19:15. Ссылка:
https://youtu.be/CMLD0Lp0JBg

В принципе, её можно смотреть по НАСА ТВ:
https://youtu.be/21X5lGlDOfg

А здесь рассказано, как ещё можно смотреть НАСА ТВ:
https://www.nasa.gov/feature/how-to-stream-nasa-tv-and-launch-america/

Время везде московское, оно же киевское и ленинградское.

Всё на английском. Здесь сейчас камеры:
https://youtu.be/JWAA5P-iFJs

Здесь комментарии и живой чат:
https://youtu.be/E3iGlIdRHBg

Опять отменили. Минимум до понедельника теперь.

Теперь до 19 сентября точно не запустят. Возможно, в октябре.
¯\_(ツ)_/¯

Плохо, я с траекторие так до конца и не разобрался. С JPL Horizons предполетные данные по предыдущим планируемым неуспешным запускам уже удалили.
Из того, что я успел проверить - после первого пролета около Луны, примерно в сотне с небольшим км от ее поверхности, аппарат выкидывает далеко за пределы системы Земля-Луна.
Т.е. там после этого явно планировалась серьезная коррекциия курса.
В общем, траектория не такая естественная, как я сначала предполагал - т.е. что первый гравманевр около Луны выкинет аппарат сразу на траекторию по которой он примерно через месяц снова проходит впритирку Луной, и на этот раз уже не ускоряется, а тормозится ей, и возвращается к Земле.

Вполне по науке. Сперва переходная орбита. Потом, как долетит до нужной точки — коррекция для выхода на планируемую орбиту DRO (Distant Retrograde Orbit). На ней «Орион» будет крутиться пол или полтора витка.

Это 10 этап на схеме НАСА (jpg), Lunar Orbit Insertion.

На обратном пути тоже будет коррекция после гравманёвра — RTC (Return Trajectory Correction), 14 этап. И это логично, так как гравманёвр сильно меняет траекторию и скорость. Чуть выше или ниже, чуть раньше или позже пролетишь — результат сильно различен. Коррекция по любому нужна, когда станет понятно, что на самом деле произошло и насколько результат отличен от желаемого. Запас топлива должен быть на худший вариант.

Edit. Возможно, в будущем научатся делать коррекцию во время гравманёвра — предсказывая в реальном времени его результат и подстраивая расход топлива для достижения наилучшего результата. Но финальной корректировки, для выхода на желаемую орбиту после её достижения (скорректировать вектор скорости при достижении нужных координат), не избежать.

Я так понял, что они при пролете рядом с Луной будут еще и обычный маневр выполнять. На плане под 9 написано "powered".
Причем, судя по моделированию в Орбитере этого первого пролета рядом с поверхностью Луны в рамках предыдущего несостоявшегося запуска, он не только большей частью проходил бы вне зоны видимости с Земли (над обратной стороной), так и еще в тени Луны, т.е. без энергии от солнечных панелей.
Как-то рисковано там маневры совершать. Пространства для ошибки вообще нет. И не совсем понятно, зачем он там именно "powered" нужен.
На DRO, насколько я понял изучив https://ssd.jpl.nasa.gov/tools/periodic_orbits.html , можно было бы выйти потом в любом месте, где траектория аппарата пересекала бы плоскость орбиты Луны, там целое семейство этих орбит:
DRO
(точка в центре - Луна, ромбики - L2 и L1)
Хорошо видно, что пролетев рядом с Луной напрямую без серьезного маневра на DRO не выйти и с нее не сойти.
Т.е. маневры 10 и 12 тоже получаются "major burn", не просто коррекция.
Но, видимо, выход на обычную лунную орбиту, как и возврат с нее к Земле, все же требует намного больше топлива чем при "парковке" на DRO.

Внимательнее посмотрел на план миссии. «Орион» пробудет на DRO от 6 до 19 дней, это немало. Видимо, это варианты с половиной витка и полтора витка. Значит, полный виток DRO занимает 12 дней.

Также на 6 этапе верхняя ступень (ICPS/DCSS, Interim Cryogenic Propulsion Stage от ULA) отделяется от «Ориона» (видимо топливо там ещё не всё израсходовано), чтобы независимо от корабля доставить десять кубсатов на лунную орбиту. Скорее всего, тоже DRO. Эта часть миссии обозначена A, B и C на схеме — пунктиром, без расшифровки. Возможно, какой-то из них будет обеспечивать связь, в том числе с обратной стороны Луны для этой и последующих миссий. Или сразу несколько кубсатов, с дублированием. Аналог Starlink и GPS?

Манёвр на обратной стороне норм и без связи. Это же не «Луноход», чтобы с Земли управляться. Тень тоже норм, надёжное питание только от аккумулятора или батарейки. Да и питание нужно небольшое, — только для электроники, управляющей двигателем.

Update. На английской Википедии есть список кубсатов. Вроде, они не для какой-то общей миссии, если не считать таковой финансовую поддержку «Артемиды». Кто в лес, кто по дрова.

Да, тоже читал. Все разные, с разным delta-V бюджетом для разных исследовний.
Жаль только, что вряд ли они все "вылупятся". Их запихнули в Орион год назад, причем так, что часть из них после этого перезарядить невозможно.
Запуск уже кучу раз откладывался. В каком состоянии там батареи - никто не знает. Разбирать все, перезаряжать и запихивать обратно уже тоже не будут.

Около точки A на схеме 7 чёрточек, около B две и около C одна. В сумме получается 10, количество кубсатов.

Видимо, на этих этапах кубсаты и запускают на их индивидуальные орбиты. Верхняя ступень ICPS им сообщает основную скорость, а дальше они сами маневрируют, у кого из них есть работающие микродвигатели.

Vitasam's picture

За год может все случиться с батареями. А солнечные электропанели на кубсаты вряд ли ставят?

Солнечные батареи есть.
Но кубсаты же при отстыковке должны загрузить свои бортовые системы, раскрыть панели, сориентировать их куда нужно, все это на том, что останется за год в тех батареях.
Писалось, что пять из этих Кубсатов из-за их размещения перезарядить нельзя:
https://spaceflightnow.com/2022/08/23/cubesats-on-artemis-1-to-pursue-bo...
Но это было до решения везти все обратно в VAB. Возможно, решат все-таки заодно и эту часть разобрать и перзарядить бедолаг.

На Horizons обновили предполетные данные для запуска 27 сентября.
Прогнал маневры около Луны в Orbiter, действительно там при пролете над поверхностью Луны будет еще совершаться маневр торможения, порядка 150 м/с со сходом с гиперболы и выходом на скорость чуть меньше параболической (до 0.96 эксцентриситета орбиты).
Ну и потом в апоселении примерно в 78 тыс.км. от центра Луны маневр примерно в 160 м/с с выходом на DRO.

По Гринвичу запуск «Артемиды 1» запланирован теперь на 5 сентября 21:12.

По Москве это будет уже вторник 6 сентября 0:12.

Новая дата старта «Артемиды 1» — понедельник 17 октября.

Новая дата запуска «Артемиды 1» — понедельник 14 ноября.

Кажется, самая головоломная траектория у NEA Scout запланирована. Это один из CubeSat, что планируется запустить с Artemis-1.
Мало того, что на нем солнечный парус, так он потом после первого маневра около Луны в течении следующего года проходит рядом с ней еще 2 раза, выполняя гравманевры, и только потом летит к астероиду.
Untitled2

Предрасчетная траектория c NASA Horizons теперь так выглядит:
record-20221105123556

Теперь запуск 16 ноября 2022, 09:04 по Москве (06:04 UTC).

NASA, на английском:
https://www.youtube.com/live/kvaz66nMEls

На русском, в 9:30
https://www.youtube.com/live/1o_4FabS3AA

«Artemis 1 was successfully launched from Kennedy Space Center on 16 November 2022 at 1:47:44 am EST (6:47:44 UTC).»

Старт был сегодня, в 9:47:44 по Москве. С площадки 39B, как планировалось. Ракета SLS Block 1 / RS-25D + разгонный блок ICPS / RL10B-2 + корабль «Орион» + 10× кубсатов.

В «Орионе» три манекена: капитан Moonikin Campos, Helga и Zohar. Десять кубсатов:

Vitasam's picture

есть? Из красивого нашлась схема миссии в высоком разрешении.

На английской Википедии есть две гифки под заголовком «Animation of Artemis I». Это то, что нужно?

План миссии хорош, им и пользуюсь.

Vitasam's picture

Спасибо! Гифки хорошие. План миссии я поставил себе обоями в Windows

Vitasam's picture

"Орион" успешно завершил первый пролёт Луны перед выходом на DRO.