LOrion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) è un veicolo spaziale con equipaggio, parzialmente riutilizzabile, costruito dalla NASA per essere usato sulle missioni del programma Artemis. È basato sul Crew Exploration Vehicle del programma Constellation, che avrebbe dovuto essere stato impiegato per il trasporto di astronauti in orbita lunare. Secondo i mutati piani della NASA (programma Artemis) sarà invece utilizzato in nuovi voli lunari con equipaggio, in vista di un futuro sbarco su Marte.

Al momento della cancellazione del programma Constellation l'intenzione dell'amministrazione Obama era di limitare l'Orion a compiti di "navetta di salvataggio" per la Stazione spaziale internazionale, lasciando il compito di sviluppare veicoli con equipaggio all'industria privata. Tuttavia, nel settembre 2010 il Senato degli Stati Uniti votò per ripristinare i finanziamenti per missioni oltre l'orbita bassa terrestre, rendendo obbligato per queste il ricorso all'Orion, già in fase avanzata di sviluppo, e allo Space Launch System, un razzo vettore, concettualmente simile all'Ares V, pensato per il Constellation.

Il primo volo di collaudo di una capsula Orion, senza equipaggio, è avvenuto il 5 dicembre 2014; il veicolo è stato lanciato da Cape Canaveral con un razzo Delta IV Heavy e ha compiuto due orbite terrestri raggiungendo un'altitudine di 5700 km prima di ammarare nell'Oceano Pacifico, al largo della California.

Il primo volo effettuato verso la Luna è avvenuto il 16 novembre 2022 con la missione Artemis I.

Il primo volo con equipaggio era previsto per il 2024.

Storia In seguito al disastro dello Space Shuttle Columbia, e al rapporto conclusivo della relativa commissione di inchiesta, la Casa Bianca procedette a una revisione del programma spaziale americano. Il 14 gennaio 2004 il presidente George W. Bush annunciò il programma Vision for Space Exploration, in cui venivano tracciate le nuove linee guida sull'esplorazione spaziale umana.

All'interno del VSE fu annunciata l'intenzione di mettere a punto e testare un nuovo veicolo spaziale, denominato genericamente Crew Exploration Vehicle, che sarebbe stato impiegato sia come navetta con la Stazione Spaziale Internazionale, dopo il ritiro dello Shuttle, sia per trasportare astronauti oltre l'orbita terrestre per la prima volta dal programma Apollo.

Il CEV di fatto rimpiazzò il programma Orbital Space Plane, rimasto solo allo stadio concettuale, che intendeva sviluppare uno spazioplano per l'uso in orbita bassa terrestre in sostituzione dello Shuttle.

Orion Crew Exploration Vehicle (Orion CEV) Il 9 dicembre 2004 la NASA emanò un documento preliminare sull'attività a favore di Orion e, successivamente, il 21 gennaio 2005 una richiesta di proposte, che si concretizzò il primo marzo 2005 con l'invito formale ai potenziali offerenti a dare una risposta entro il 2 maggio 2005. A settembre 2005 vennero pubblicati i risultati dell'"Exploration Systems Architecture Study", un documento che stabiliva le linee guida della successiva generazione di navette per portare l'uomo sulla Luna, su Marte e verso altre destinazioni. Questo studio implementava gli obiettivi delineati nel "Vision for Space Exploration". Inizialmente venne suggerito l'uso di un sistema di lancio derivato dallo Space Shuttle, costituito da un razzo a combustibile solido (simile agli SRB) e uno stadio superiore spinto da un propulsore di tipo SSME. La navetta doveva essere configurata per supportare l'esplorazione con equipaggio o trasportare carichi senza astronauti, in modo da poter essere impiegata per inviare materiali e astronauti sulla stazione spaziale, portare quattro persone sulla Luna e mantenere fino a sei astronauti in una missione su Marte. Il Programma Shuttle quindi venne abbandonato, sia per l'impossibilità dell'orbiter di spingersi oltre l'orbita bassa terrestre, sia per i costi elevati.Il 13 giugno 2005 la NASA rese nota la scelta di due società per l'ulteriore sviluppo di Orion: la Lockheed Martin ed il team formato da Northrop Grumman Corp. e Boeing, ciascuna delle quali ha ricevuto un contratto pari a 28 milioni di dollari a fronte della presentazione di un progetto completo per Orion e del lancio del veicolo entro i primi mesi del 2006; Entrambe avevano l'obbligo inoltre di elaborare un progetto che consentisse a Orion di prendere parte alla formazione di una spedizione verso la Luna, o tramite EOR, o LOR o senza tappe intermedie. I due team erano costituiti dalle seguenti aziende: Northrop Grumman insieme a Boeing come subcontraente per Spiral One, Alenia Spazio, ARES Corporation, Draper Laboratory e United Space Alliance Lockheed Martin insieme a EADS SPACE Transportation, United Space Alliance, Honeywell, Orbital Sciences, Hamilton Sundstrand and Wyle Laboratories. Nell'estate 2006 la NASA annunciò il nome della navetta e poco dopo, il 31 agosto 2006 venne pubblicato il vincitore dell'appalto: la Lockheed Martin, con cui la NASA aveva firmato un contratto fino al 2013 di 3,9 miliardi di dollari. Successivamente, nell'aprile 2007, il contratto fu esteso includendo due anni aggiuntivi alla fase di progetto e due voli aggiuntivi per il sistema di annullamento del lancio, per un valore totale di 4,3 miliardi di dollari fino al dicembre 2013.

All'inizio del 2006 fu pubblicata la seconda versione dei requisiti di progetto. In essa vennero indicati maggiori dettagli sulla navetta, tra cui la sua forma a capsula, di tipo "a corpo tozzo". I primi test iniziarono a febbraio 2006, tra cui 66 test nella galleria del vento di un modello per determinare la forma ottimale. A marzo 2007 venne completata la revisione dei requisiti di sistema della navetta Orion e fu iniziata al Glenn Research Center l'ampliamento di una struttura chiamata Space Power Facility che può simulare le condizioni presenti nello spazio. Questa struttura avrà il compito di condurre i test in ambiente simulato della navetta.

Post-cancellazione Constellation e Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (Orion MPCV) Dopo la cancellazione del programma Constellation, diversamente dai vettori Ares I, IV e V e il Earth Departure Stage, che vennero riconvertiti nel vettore pesante Space Launch System, la capsula Orion e il modulo Altair vennero riproposti e negli anni seguenti al 2011 vennero totalmente riprogettati. Nell'ottobre 2014 la capsula cambiò nome in Orion Multi Purpose Crew Vehicle, riprogettando interamente il modulo di servizio, ma lasciando invariato il modulo dell'equipaggio. Il 5 dicembre 2014 è avvenuto con successo il primo lancio senza equipaggio dell'Orion MPCV.

Descrizione LOrion Crew and Service Module (CSM) è costituito da due componenti principali: un modulo dell'equipaggio (Crew Module - CM) a forma di cono e un modulo di servizio (Service Module - SM) contenente il sistema di propulsione, i rifornimenti di bordo e i sottosistemi di supporto. L'architettura generale riprende quella del modulo di comando e servizio del programma Apollo, che per primo portò astronauti sulla Luna, ma con un diametro maggiore, un sistema di protezione termica aggiornato e tecnologie moderne. Neil Woodward, direttore dell'Integration Office del programma Space Shuttle, affermò che l'impiego di soluzioni già collaudate avrebbe contribuito a ridurre i rischi del programma.

Orion è progettata per supportare missioni di lunga durata nello spazio profondo, con fino a 21 giorni di attività con equipaggio e una vita utile quiescente del veicolo fino a sei mesi, durante i quali il supporto vitale per gli astronauti può essere fornito da un altro modulo, come il previsto Lunar Gateway.

Al momento del lancio, il veicolo Orion comprende il modulo dell'equipaggio, il modulo di servizio, un adattatore del veicolo spaziale e un sistema di abort d'emergenza (LAS) per la fase di ascesa. Il modulo dell'equipaggio è più grande rispetto a quello dell'Apollo e può ospitare un numero maggiore di astronauti sia per missioni di breve sia di lunga durata. Il modulo di servizio, nella sua configurazione operativa, è l'European Service Module, che fornisce propulsione ed energia elettrica al veicolo e immagazzina ossigeno e acqua per l'equipaggio. A differenza dell'Apollo, Orion utilizza pannelli solari al posto delle celle a combustibile, una scelta che consente missioni di durata significativamente maggiore.

Modulo dell'equipaggio

Il modulo dell'equipaggio (Crew Module - CM) di Orion, costruito dalla Lockheed Martin, è una capsula riutilizzabile che fornisce un ambiente abitabile per l'equipaggio, lo stoccaggio di consumabili e strumenti di ricerca e ospita il portello di docking per il trasferimento degli astronauti. È l'unico elemento del veicolo Orion a rientrare sulla Terra al termine di ogni missione.

Il modulo può trasportare quattro astronauti, un numero superiore ai tre del modulo dell'Programma Apollo. Pur mantenendo una configurazione simile a quest'ultimo, il CM di Orion integra numerose tecnologie moderne, tra cui: un sistema di controllo digitale di tipo glass cockpit, derivato da quello del Boeing 787; la capacità di docking automatico (autodock), analoga a quella dei veicoli Progress, Automated Transfer Vehicle (ATV) e Dragon 2, con la possibilità per l'equipaggio di assumere il controllo manuale in caso di emergenza; un'atmosfera mista azoto/ossigeno (N2/O2) a pressione equivalente a quella al livello del mare (, 14,7 psi) oppure ridotta (da a , 8,0-10,2 psi); computer di bordo e sistemi avionici di nuova generazione; un sistema per la gestione dei rifiuti, comprendente un piccolo WC compatto e un tubo di emergenza derivato da quello utilizzato sullo Space Shuttle.

Il modulo dell'equipaggio ha una forma a tronco di cono con angolo di 57,5°, con estremità posteriore smussata, un diametro di 5,02 metri, una lunghezza di 3,3 metri e una massa di circa 8,5 tonnellate. Il volume interno è superiore di circa il 50% rispetto a quello della capsula Apollo.

La struttura del CM è realizzata in lega di alluminio-litio, mentre la protezione termica è affidata al rivestimento ablativo AVCOAT, selezionato dalla NASA dopo approfonditi studi. Questo materiale, già impiegato nelle missioni Apollo e nelle prime missioni dello Space Shuttle, è composto da fibre di silice immerse in una matrice di resina all'interno di una struttura a nido d'ape.

Il recupero del modulo dell'equipaggio avviene esclusivamente tramite ammaraggio, utilizzando un sistema di paracadute riutilizzabili derivato da quelli delle capsule Apollo e dei booster a propellente solido dello Space Shuttle, realizzati in tessuto nomex.

Per consentire il docking con altri veicoli spaziali, Orion è equipaggiata con il NASA Docking System, mentre durante la fase di lancio il modulo dispone di un sistema di abort d'emergenza (Launch Abort System – LAS) e da una copertura aerodinamica protettiva (Boost Protective Cover). Nel suo complesso, Orion è progettata per offrire un livello di sicurezza durante l'ascesa e il rientro fino a dieci volte superiore a quello dello Space Shuttle.

Il modulo dell'equipaggio è concepito per essere ricondizionato e riutilizzato, con una progettazione modulare che consente l'aggiornamento dei sottosistemi nel corso del tempo, in funzione dell'introduzione di nuove tecnologie. È inoltre previsto l'impiego del Spacecraft Atmospheric Monitor, uno strumento per il monitoraggio continuo della qualità dell'atmosfera interna alla cabina.

Scudo termico