Orion je nově vyvíjená kosmická loď USA určená k dopravě kosmonautů k ISS a k Měsíci. Výhledově by měla být použitelná i pro pilotované lety k Marsu a dalším vzdálenějším cílům (např. k některému z asteroidů). První pilotovaný let lodi Orion k ISS by se měl uskutečnit do roku 2014.

V roce 2005 byla v NASA v rámci studie ESAS (o návratu američanů na Měsíc) navržena i nová kosmická loď pro lety do vzdálenějších oblastí kosmu. Koncepčně vychází z tvaru kabiny Apollo, ale je o něco větší a výkonnější. Má být schopna dopravit až 6 kosmonautů ke stanici ISS a až 4 kosmonauty k Měsíci a zpět (u Měsíce loď zůstává na oběžné dráze a kosmonauti přistávají na povrchu měsíce ve speciálním modulu [LSAM], který není přímou součástí transportní lodi). Loď byla pracovně nazývána Crew Exploration Vehicle (CEV) a v roce 2006 byla oficiálně pojmenována Orion (podle známého souhvězdí). Nosičem lodi má být raketa Ares 1 (dříve označovaná jako Crew Launch Vehicle - CLV).

Za hlavního dodavatele lodi Orion byla 31.8.2006 vybrána firma Lockheed Martin (která v soutěži NASA zvítězila nad konkurenčním konsorciem Northrop Grumman/Boeing). Základní kontrakt na vývoj lodi má hodnotu 3,9 mld. USD a předpokládá stavbu dvou exemplářů, jednoho nákladního (pro lety k ISS) a jednoho pilotovaného (do září 2013).

V následujícím textu je popsána stávající představa firmy Lockheed Martin o řešení lodi Orion (tak, jak byla prezentována na tiskové konferenci NASA 31.8.2006).

Loď Orion se tvarem podobá lodi Apollo z 60. let 20. století, ale těží z využití nových technologií (v oblasti počítačů, elektroniky, zabezpečení životních podmínek, pohonu a tepelné ochrany).

Při startu se Orion skládá ze čtyř hlavních částí. Na špičce je věžička záchranného systému LAS (Launch Abort System), následuje kónická kabina pro posádku CM (Crew Module) spojená s válcovým servisním modulem SM (Service Module) obsahujícím hlavní pohonný systém lodi. Spojení s nosnou raketou zajišťuje přechodový adaptér SA (Spacecraft Adapter). Na oběžné dráze (a dál) už operuje jen CM a SM.

Toto uspořádání lodi a tvar kabiny je zatím nejbezpečnějším a nejspolehlivějším řešením pro start i návrat lidí z oběžné dráhy, zvláště při vyšších rychlostech, jako například při letu od Měsíce. Umístění na špičce nosné rakety znemožňuje poškození lodi případnými odpadávajícími úlomky tepelné izolace nádrží a záchranný systém LAS je schopen zajistit bezpečné přistání kosmonautů i při havárii nosné rakety v kterékoliv fázi startu. Kónická návratová kabina bez křídel odstraňuje případné problémy s poškozením nosných ploch a přitom při využití současných technologií dovoluje i poměrně přesné přistání.

Detaily konstrukce jednotlivých částí lodi Orion

Záchranný systém LAS (Launch Abort System)

LAS má tvar dlouhé trubky, připojené ke špičce kabiny CM. V kritické situaci (např. při havárii nosné rakety) je schopen prudce odnést kabinu s kosmonauty do bezpečné výšky a vzdálenosti od rakety tak, aby kabina pak mohla bezpečně přistát na svých padácích. Hlavní motor systému LAS vyvine tah cca 2,25 MN (230 tun) po dobu 2 sekundy. Čtyři hlavní trysky motoru jsou skloněny o 30° mimo kabinu CM tak, aby spaliny kabinu nepoškodily. Celý systém LAS obsahuje ještě vlastní řídicí motorky pro směrování odletu od nosné rakety a také oddělovací motor k bezpečnému vzdálení systému LAS po odhození od kabiny CM. Systém LAS má celkovou hmotnost 6176 kg, z toho je 3696 kg suchá hmotnost konstrukce a 2480 kg pohonných látek. Při normálním průběhu vzletu se nepoužitý systém LAS odhazuje krátce po dohoření prvního stupně a zážehu druhého stupně nosné rakety Ares 1.

Kabina pro posádku CM (Crew Module)

Kabina CM má tvar kužele s useknutou špičkou. U základny má průměr 5 m a celková délka je cca 3,3 m. Stěny jsou skloněny v úhlu 32,5°. V přední části kabiny je umístěn stykovací uzel slučitelný s uzly na adaptérech PMA stanice ISS. V zadní části je umístěn ablativní tepelný štít konstruovaný jako výměnná skořápka, která se vymění po každém letu. V konstrukci kabiny jsou z 20 % použity kompozitní materiály. V plášti jsou celkem 4 obdélníková okna. Orientační motorky jsou navrženy jako kyslíkometanové a poskytují celkovou zásobu rychlosti (delta V) cca 50 m/s. Přistávací systém obsahuje 3 hlavní padáky. Celkový tlakovaný objem kabiny je cca 19,5 m³ z toho čistý obytný prostor je cca 10 m³. Suchá hmotnost kabiny CM je 7891 kg, pohonné látky mají hmotnost 175 kg a zásoby kyslíku, dusíku a vody pro posádku činí až 128 kg. Celková kalkulovaná startovací hmotnost kabiny je 8485 kg. Přistávací hmotnost CM je 7336 kg. Náklad z Měsíce může mít hmotnost až 100 kg.

Servisní modul SM (Service Module)

Servisní modul má tvar válce o průměru 5 m a délce cca 3,5 m (plus tryska motoru dlouhá cca 2,5 m). Modul SM obsahuje hlavní pohonný systém lodi Orion, který je odvozen z manévrovacích motorů OMS raketoplánu, a paracuje s hypergolickými pohonnými látkami (MMH/N₂O₄). Celkové delta V, které je SM schopen zajistit lodi Orion, je 1855 m/s, což stačí pro spojení s EDS/LSAM na oběžné dráze kolem Země, pro samostatné manévry na oběžné dráze kolem Měsíce a pro závěrečný odlet k Zemi (TEI). Podíl kompozitních materiálů na konstrukci servisního modulu je 31 %. Hlavní napájení v kosmu zajišťují dva kruhové panely fotovoltaických článků o celkové ploše 36 m² a výkonu 9,15 kW. Servisní modul mimo jiné dále obsahuje radiátory termoregulačního systému (plocha 31 m², chladicí výkon 6,3 kW), manévrovací motorky RCS, antény komunikačního systému, poziční světla a doplňkové nádrže na kyslík.

Přechodový adaptér SA (Spacecraft Adapter)

Kónický adaptér mezi nosnou raketou Ares 1 a lodí Orion má na straně lodi průměr 5 m, na straně rakety průměr 5,5 m a délku cca 3,3 m. Hmotnost adaptéru činí 581 kg.

Celá loď (včetně záchranného systému) je dlouhá cca 20 metrů, má maximální průměr 5 metrů a startovací hmotnost cca 25 tun.

Je pravděpodobné, že některé detaily konstrukce lodi Orion se v průběhu vývoje změní. Na této stránce se pokusím případné změny sledovat a zahrnout je do popisu aktuálního stavu.

---

Typické využití lodi Orion pro lety ke stanici ISS:
- transport až 6 kosmonautů pro výměnu posádky stanice (nahoru i dolů)
- životnost po připojení k ISS až 210 dnů
- záchranná loď pro celou posádku stanice (6 osob)
- doprava nákladu pro zásobování stanice