Orion est un véhicule spatial de la NASA conçu pour transporter un équipage de quatre astronautes au-delà de l'orbite terrestre basse pour une mission de trois semaines. Il est placé en orbite par le lanceur lourd SLS. Utilisé dans le cadre du programme Artemis, il a pour rôle, de façon similaire au vaisseau Apollo, de transporter les équipages jusqu'à l'orbite lunaire et de les ramener sur Terre une fois leur mission accomplie. Deux vols sans équipage ont été effectués respectivement en (EFT-1) et (). Le premier vol avec équipage est lancé en (mission ).
À l'origine, Orion est développé dans le cadre du programme Constellation (2006), dont l'objectif est d'emmener des hommes sur la Lune à l'horizon 2022 et de remplacer la navette spatiale pour la relève des équipages de la Station spatiale internationale. En , le programme Constellation est abandonné et, après avoir envisagé d'annuler le développement du vaisseau, la NASA décide de poursuivre son développement pour de futures missions de survol de la Lune et des astéroïdes, et éventuellement le transport de l'équipage de la Station spatiale internationale. Finalement, le vaisseau est intégré dans l'architecture du programme Artemis, qui doit ramener des hommes à la surface de la Lune au plus tôt en 2027.
Orion reprend l'architecture du vaisseau Apollo avec une capsule conique contenant l'habitacle dans lequel séjourne l'équipage, un module de service dans lequel est rassemblé tout ce qui n'est pas nécessaire au retour sur Terre et une tour de sauvetage, qui est utilisée en cas de défaillance du lanceur. Le module de service est largué avant la rentrée atmosphérique. L'ensemble a une masse d'environ , dont pour le module de service. Le vaisseau Orion est conçu pour être lancé par le lanceur lourd SLS développé spécifiquement dans ce but. Contrairement à ses prédécesseurs, Orion utilise des panneaux solaires pour la production d'énergie. Il dispose d'un volume habitable plus que doublé par rapport au vaisseau Apollo et d'un système d'amarrage similaire à celui de la navette spatiale américaine. Le vaisseau Orion est conçu pour se poser en mer à son retour sur Terre et est réutilisable. Le module d'équipage est fourni par Lockheed Martin, tandis que le module de service, qui est dérivé de l'ATV, est fourni par Airbus Defence and Space dans le cadre d'un accord avec l'Agence spatiale européenne. Les coûts du développement du vaisseau Orion ainsi que les dépassements de planning ont à plusieurs reprises fait l'objet de critiques remettant en question la viabilité globale du projet (SLS compris). Le budget total affecté au projet s'élevait en 2024 à de dollars.
Le rôle assigné au vaisseau Orion est d'amener l'équipage sur une orbite lunaire haute, où deux des astronautes s'embarquent dans le vaisseau HLS chargé de les amener à la surface de la Lune. Ce transfert peut se faire directement ou après amarrage à la station spatiale Lunar Gateway, dont la date de mise à disposition reste incertaine. Le premier vol d'un vaisseau Orion, , qui est destiné à qualifier ses systèmes sans emporter d'équipage et qui constitue également le vol inaugural du lanceur SLS, a lieu en . , le premier vol avec équipage qui doit faire le tour de la Lune, est programmé en . La première mission destinée à amener des astronautes sur le sol lunaire est dont la date de lancement reste dépendante de l'avancement du projet HLS.
Contexte
Héritage du véhicule Apollo
gauche|vignette|Le CSM de la mission Apollo 17 en orbite autour de la Lune en . Dès le début de la course à l'espace à la fin des années 1950, la NASA étudie comment mettre au point un véhicule spatial habité, en particulier dans la perspective de l'exploration de la Lune. À la naissance du programme Apollo en , les études se concentrent sur un véhicule spatial qui irait directement se poser sur la Lune avant de rentrer sur Terre. Mais en le scénario du rendez-vous en orbite lunaire est préféré et le véhicule Apollo est scindé en deux : un atterrisseur, le module lunaire (LM) ; et un module de service surmonté d'une capsule, le module de commande et de service ( ou CSM). Deux fois plus massif que le LM, le CSM agit comme un vaisseau mère et se charge d'insérer les deux véhicules en orbite basse lunaire, puis les astronautes font l'aller-retour entre cette orbite et la surface de la Lune à bord du LM, avant de rentrer sur Terre à bord du CSM. Après la fin du programme Apollo, trois CSM sont utilisés pour des séjours à bord de la station spatiale Skylab, puis le dernier vole lors de la mission Apollo-Soyouz en , à chaque fois en orbite basse terrestre.
Le CSM du véhicule Apollo est beaucoup plus performant et polyvalent que les véhicules Mercury et Gemini qui l'ont précédé. Il peut transporter trois astronautes pendant 14 jours, ou jusqu'à plusieurs mois amarrés à une station spatiale, et aussi bien en orbite terrestre qu'en orbite lunaire. Il dispose d'un port d'amarrage formant un tunnel pressurisé, d'une tour de sauvetage, de grands réservoirs d'ergols lui offrant une manœuvrabilité considérable, et peut faire varier la composition et la pression de son atmosphère pour s'adapter au LM. Enfin il peut être lancé tout aussi bien par une fusée Saturn 1B qu'une fusée Saturn V. Il connaît deux défaillances majeures, causant la mort de trois astronautes lors d'Apollo 1 en raison de son atmosphère d'oxygène pur hautement inflammable et de son écoutille complexe, et manque de causer celle de l'équipage dApollo 13 après l'explosion d'un réservoir d'oxygène alimentant ses piles à combustibles. Considérant la difficulté de sa mission et sa complexité, le CSM du programme Apollo est généralement considéré comme une grande réussite technique ; mais sans autre utilité que le transport d'un équipage, non-réutilisable et au coût très élevé, il est retiré du service en faveur de la navette spatiale alors en développement.
Désillusion de la navette spatiale
vignette|La navette spatiale Challenger en orbite lors de la mission STS-7 en . Lors du programme Apollo le vol spatial habité est une fin en soi en raison du prestige qui l'accompagne dans le contexte de la course à l'espace avec l'Union Soviétique, après quoi l'accent est mis sur l'utilisation de l'espace. La NASA conçoit alors la navette spatiale, un véhicule partiellement réutilisable sensé abaisser les coûts de lancement et offrir une grande variété d'usages. Les astronautes deviennent des travailleurs de l'espace, chargés de piloter la navette, réparer ou récupérer des satellites, et réaliser des expériences scientifiques et technologiques. La navette est conçue et utilisée sans que la sécurité ne soit étudiée comme une variable déterminante, et considérée aussi fiable qu'un avion de ligne par la direction de l'agence qui cherche à la rentabiliser financièrement en assurant un grand nombre de lancements. L'accident de Challenger en met un terme à cette approche, la navette ne doit alors être plus utilisée que lorsque ses capacités uniques sont nécessaires. Peu à peu le vol habité lui-même redevient la justification première de la navette, d'abord avec les visites de la station spatiale russe Mir , puis l'assemblage de la station spatiale internationale (ISS).
L'accident de Columbia en illustre finalement que la navette est irrémédiablement trop dangereuse pour ses équipages, car indépendamment des problèmes de gestion du programme par l'agence, la sécurité n'a pas été un enjeu structurant lors de son développement. De plus, le concept de l'avion spatial présente des vulnérabilités majeures, en particulier le bouclier thermique exposé pendant toute la durée du vol alors qu'il est plus fragile que celui d'une capsule, et la difficulté d'incorporer un système d'éjection fiable pendant le lancement. La navette n'est également pas adaptée à la desserte en équipage d'une station spatiale, car elle ne peut rester amarrée pendant une longue durée pour servir de véhicule de sauvetage comme le Soyouz russe. La NASA a étudié avant l'accident différents projets d'avions spatiaux pour succéder à la navette, comme le X-33 ou le , mais ils n'aboutissent pas du fait des difficultés de développement et des contraintes budgétaires.
Historique Lancement et annulation du programme lunaire Constellation (2004-2010)
vignette|redresse=1.5|Le vaisseau Orion et le module lunaire Altair, composants du programme Constellation (vue d'artiste 2007).
En 2004, à la demande du président des États-Unis George W. Bush, qui souhaite que les États-Unis renouent avec les succès du programme Apollo, la NASA lance le programme Constellation, qui doit permettre à des équipages de réaliser des séjours de longue durée sur la Lune d'ici 2020. Ce programme doit également assurer le remplacement de la navette spatiale américaine, dont le retrait est programmé à la suite de l'accident de la navette spatiale Columbia. Le programme doit être financé grâce aux économies réalisées par l'arrêt des navettes spatiales puis par le retrait de la Station spatiale internationale.
Les caractéristiques des engins spatiaux du programme Constellation sont rendues publiques le . Le vaisseau spatial habité principal est désigné sous l'appellation de (CEV) avant d'être baptisé Orion le . Ce nom est celui d'une des navettes du film 2001, l'Odyssée de l'espace (1968), ainsi que d'une étude de vaisseau spatial propulsé par l'énergie nucléaire. La NASA annonce le que le véhicule sera construit par Lockheed Martin. En , la fabrication du bouclier thermique du vaisseau est confiée à la société Boeing pour un montant de . Le vaisseau spatial doit être placé en orbite par un nouveau lanceur baptisé . Les premiers essais sont alors prévus pour 2008 avec un vol non habité pour 2011, un vol habité pour et un premier retour des astronautes sur la Lune pour 2019, mais ces dates sont repoussées du fait de la faiblesse des ressources financières affectées au programme..
À la suite de son investiture, le président américain Barack Obama demande à la commission Augustine, créée à cet effet le et composée de spécialistes de l'astronautique issus de l'industrie de la recherche et de la NASA, d'examiner les conséquences du retrait de la navette spatiale américaine sur le programme de la Station spatiale internationale et d'effectuer une revue du programme Constellation, lequel est confronté à la fois à des problèmes budgétaires et de planification. Le comité rend son rapport le . En ce qui concerne le programme Constellation, ses principales conclusions sont que la NASA a besoin d'un complément budgétaire annuel de trois milliards de dollars pour pouvoir atteindre les objectifs qui lui sont fixés.. Elle constate que le lanceur , qui doit permettre le lancement du vaisseau Orion, rencontre des problèmes techniques qui devraient pouvoir être résolus mais que sa mise au point tardive diminue fortement son intérêt. Le comité estime préoccupant le coût de production du vaisseau Orion, par ailleurs soumis à de fortes contraintes (masse, coût de développement).. Le président Barack Obama annonce le qu'il va proposer l'annulation du programme Constellation en avançant trois motifs : un budget en dépassement, le retard pris sur les échéances et l'absence d'innovations intégrées dans le projet.. Le , le président Obama approuve le « », qui confirme l'arrêt du programme..
Un vaisseau sans affectation précise (2010-2016)