הצעד הראשון לחזרה לירח: מה ידוע על משימת ארטמיס

UPD: עקב גילוי מחדש של דליפת מימן, בוטל שיגור הרקטה, שתוכנן ל-09/03/2022.תאריך חדש

על מנת לעמוד בדרישות הבטיחות הנוכחיות, עקב ביטול הטיסה לאחר תיקון התקלה, נאס"א תצטרךהחזירו את הרקטה והחללית משטח השיגור בחזרה למבנה ההרכבה האנכית לפני ניסיון השיגור הבא.

החלון הבא לשליחת רקטה לירח יהיה פתוח: מ-19 בספטמבר עד 4 באוקטובר או מ-17 באוקטובר עד 31 באוקטובר.

תוכנית החלל ארטמיסלהיות משימת החלל הראשונה מאז אפולו 17 ב-1972 להעלות אדם על הירח. למרות העובדה שמדינות רבות במהלך 50 השנים האחרונות חקרו באופן פעיל את הלוויין של כדור הארץ, כוכבי לכת אחרים והשמש, ואפילו יצאו מעבר להליוספירה, אף משימה מאוישת אחת לא השאירה מסלול נמוך של כדור הארץ בכל הזמן הזה.

תוכנית ארטמיס אושרה רשמית בשנת 2017, אך רבים ממרכיביה הוכנו שנים לפני כן.לדוגמה, החללית אוריון, המבצעת את המשימה העיקרית, נכנסה לתוכנית מבתחילה, ההנחה הייתה כי החללית תיסע לירח בחזרה בשנת 2016, אך מסיבות שונות, תאריך הטיסה נדחה כל הזמן. 

לבסוף, בשנת 2022, נאס"א, יחד עם שותפי הפרויקט - סוכנויות החלל הקנדיות, האירופיות והיפניות - הכריזו על מוכנות לשיגור.

שלב ראשון - "ארטמיס-1"

התוכנית מורכבת מסדרה של שלוש משימות,מה שיגדל במורכבות. השקת Artemis-1 היא הצעד הראשון ובדיקה מקיפה של כל האלמנטים. המשימה מורכבת מרכב השיגור של מערכת שיגור החלל (SLS), החללית אוריון ומערכות בקרת קרקע. שום דבר מזה לא היה בשימוש בעבר.

ייחודה של המשימה טמון בכך שהיא חייבתלשגר חללית מאוישת למסלול הרחוק ביותר עבור כל הטיסות המאוישות. לאחר השיגור, רכב השיגור ה-SLS החזק ביותר יצטרך לשלוח את אוריון לטיסה לצד הרחוק של הירח. במהלך המשימה, החללית תטוס במרחק של 450,000 ק"מ מכדור הארץ. נזכיר שהמרחק מכדור הארץ לירח הוא בזמנים שונים בין 360 ל-400 אלף ק"מ, עוד 64 אלף ק"מ שהספינה תעשה מעבר לצד הרחוק של הירח.

כתוצאה מטיסה כה מורכבת, הספינה,מיועד לטיסה אנושית, יהיה בחלל ללא עגינה בתחנה במשך כמעט 38 ימים. זה ארוך יותר מכל כלי הרכב המאוישים שנבנו בעבר. ובמהלך הטיסה חזרה הוא יאיץ לשיא של 40,000 קמ"ש ויגיע לטמפרטורות גבוהות יותר ממקבילותיו.

תכנית המשימה "ארטמיס-1". תמונה: נאס"א

כיצד תצא המשימה?

לְהַשִׁיק

רכב השיגור SLS תוכנן במיוחד עבורשליחת מטענים גדולים לירח. התצורה של הגרסה הראשונה של SLS - בלוק 1, שתשמש במשימה הנוכחית, יכולה להתרומם למסלול ולשגר עד 38 אלף טונות מטריות של מטען לירח. במקביל, הוא יכול להאיץ חללית כבדה למהירות של כ-36 אלף קמ"ש, הנחוצה כדי להיכנס למסלול הירח.

רכב השיגור מונע על ידי זוגבוסטרים בעלי חמישה חלקים וארבעה מנועי RS-25. המאיצים המוצקים ישרפו את הדלק שלהם ויפרדו תוך כשתי דקות, בעוד שבמה המרכזית וה-RS-25 ייגמר הדלק תוך כשמונה דקות. לאחר איפוס המאיצים, לוחות מודול השירות ומערכת הפסקת השיגור, מנועי הבמה הראשית יכבו והבמה הראשית תיפרד מהחללית, ותותיר את האוריון מחובר לשלב הנעה קריוגני ביניים (ICPS).

השלב הקריוגני הוא מערכת הנעה בגובה 13 מטר ובקוטר 5 מטר, המורכבת מלאחר הפרדת שלב הליבה, החללית תבצעלהקיף את כדור הארץ ולפרוס את הפאנלים הסולריים שלו, והמפעל הקריוגני ייתןמספיק דחיפה כדי לעזוב את מסלול כדור הארץ ולהתקדם לעבר הירח. 

יחד עם זאת, התמרון הזה מכוון בצורה כזו שהספינה נעה בכיוון שבו ניתן לקלוט אותה על ידי משיכה של לוויין טבעי.

תרשים רכב שיגור וזמן שיגורקוביות מחקר. ארבעה לוויינים מיועדים לחקר הירח (אפור), שלושה הם לקרינה ושלושה מיועדים להדגמות טכנולוגיות. תמונה: נאס"א, קווין אובריאן

בחלל

אוריון ייפרד מהשלב הקריוגני בערךשעתיים לאחר ההשקה. במקביל, יחד עם המודול, מודול המאיץ אמור לשגר עשרה קוביות, לוויינים זעירים, למסלול כדי לחקור את הירח. כאשר הוא מתרחק ממסלול כדור הארץ, מודול השירות ינטר ויתקן את המסלול.

טיול לירח ייקח מספר ימים, תוךבמהלכו יעריכו מהנדסים את מערכות החללית. בנקודת ההתקרבות הקרובה ביותר, אוריון יטוס מעל פני הלוויין במרחק של כ-97 ק"מ. לאחר מכן הוא משתמש בכוח הכבידה כדי להיכנס למסלול מדרדר מעבר לצד הרחוק של הירח. לפי חישובים, הוא אמור להתרחק מהלוויין ב-64 אלף ק"מ. השיא הקודם שקבעה משימת אפולו 13 עמד על 26,000 ק"מ בלבד.

בדרך חזרה לכדור הארץ, אוריון יקבל עוד אחדסיוע כבידה מהירח. כדי לעשות זאת, הוא יבצע טיסה קרובה שניה, ויפעיל את המנועים שלו בדיוק בזמן הנכון כדי לרתום את כוח המשיכה של הלוויין ולהאיץ לכיוון כדור הארץ. מודולי השירות יצטרכו לבחור מסלול טיסה חוזרת שיאפשר להם להיכנס בבטחה מחדש לאטמוספירה של הפלנטה שלנו.

איור אומנותי של חללית אוריון עם הירח ברקע. תמונה: נאס"א

נְחִיתָה

המשימה תסתיים בבדיקת יכולתו של אוריון לחזור בשלום לכדור הארץ.לאחר כל תמרוני הכבידה, תאיץ החללית למהירות של כ-40,000 קילומטרים.לאחר הכניסה לאטמוספירה, הוא אמור להאט ל-480 קמ"ש.במקביל, טמפרטורת העור החיצוני תעלה לכ-2,800 מעלות צלזיוס. 

לאחר שהחללית עברה את השלב הזהכשהוא טס בחום קיצוני, כיסוי התא הקדמי המגן על המצנחים שלו ייזרק. שני מצנחי הבלמים הראשונים של האוריון ייפתחו בגובה 7.6 ק"מ ובתוך דקה יורידו את המהירות ל-160 קמ"ש. לאחר מכן, עליהם להתיר כדי לאפשר לספינה לשחרר שלושה מצנחים עיקריים, שאמורים לאפשר נחיתה מדויקת בטווח ראייה של ספינת החילוץ מול חופי סן דייגו.

איור אמנותי של נחיתת החללית אוריון. תמונה: נאס"א

למה אנחנו צריכים משימת מבחן

המטרה העיקרית של טיסת המבחן היא לבדוקהיכולת של מגן החום של אוריון לעמוד בתנאים קיצוניים במהלך החזרת המכשיר לאטמוספירה של כדור הארץ. למרות שהחוקרים ערכו את כל הבדיקות האפשריות על כדור הארץ. אף מתקן מלאכותי אחד לא יכול לשחזר לחלוטין את כל התנאים שבהם תצטרך ספינה הנעה במהירות קוסמית להתגבר בתהליך של האטה מהירה.

בנוסף, החוקרים מתכננים לעבודאינטראקציה בכל שלבי הטיסה. גם אוריון וגם SLS מעולם לא היו בשימוש בעבר. למרות שכללי המבצע מפורטים בפירוט, לפני שליחת משימה הכוללת אדם, נאס"א רוצה לוודא ששום דבר לא יאיים על חיי האסטרונאוטים.

לדוגמה, החללית אוריון תשתמש במצלמות המותקנות על ארבע הכנפיים של המערך הסולרי כדי לעקוב אחר מצב מודול הצוות ומודול השירות.ייערכו שני מחקרים, הראשון לאחר עזיבת הספינה את הספינהאזור פסולת חלל, והשני לפני החזרה.לזהות התנגשויות עם מיקרומטאוריטים או פסולת מסלולית. 

בנוסף, צוות של שלוש בובות יעלה על המשימה.המפקד קמפוס של המוניקין תופס את מושב הקפטן בתוך האוריון.הוא לבוש בחליפת חלל חדשה ומצויד בשני חיישני קרינה.לכיסא שלו יש גם חיישנים להקלטת נתוני תאוצה ורטט במהלך המשימה. 

יחד עם קמפוס כחלק מהקרינהניסוי Matroshka AstroRad (MARE) רוכב על שני פלג גוף עליון: הלגה וזוהר. זוהר לובש אפוד הגנה מקרינה המצויד בחיישנים לקביעת סיכון קרינה בדרך לירח.

צוות ספינת הבדיקה. תמונה: נאס"א, פרנק מישו

מספר מחקרים נוספים קשוריםבדיקת מערכות תקשורת עם הספינה ומודולי לכידת תמונה. כך למשל, מהנדסים מתכננים לבדוק את מערכת ה-WiFi של הספינה, את המייצב שמקבע את כיוון המצלמות והעברת קבצים גדולים בין כדור הארץ ואוריון.

איך לראות?

הניסיון הראשון לשגר את משימת ארטמיס-1 נאסףעל החוף ליד מרכז החלל קנדי ​​מ-100 ל-200 אלף איש. כזכור, נאס"א עמדה לשגר את החללית ביום שני, 29 באוגוסט, אך הספירה לאחור הופסקה עקב בעיות במנוע הספינה.

פקידי השלטון המקומי מאמינים בכךההשקה בשבת יכולה להביא אפילו יותר, עד 400,000 איש. לכל אלה שלא יכולים לנסוע לקייפ קנוורל פלורידה באופן אישי, נאס"א מארחת שידור חי.

השידור החי אמור להתחיל ב-3 בספטמבר בשעה 19:15 שעון מוסקבה מתדלוק החללית. וחלון ההשקה יהיה פתוח מ-21:17 עד 23:17.

מה הלאה?

אם המשימה הצליחה, אז במשימה הבאהנאס"א מתכננת לשלוח משימה מאוישת "ארטמיס-2" עם צוות על הסיפון. היא תצטרך לחזור לחלוטין על מסלול המשימה הראשונה ולערוך מבחנים נוספים לפני השלב החשוב ביותר של התוכנית.

ובשנת 2024, על פי התוכנית, הוא יישלח לירחהמשימה השלישית, שתצטרך להעביר את הצוות כבר לא למסלול, אלא אל פני הירח באמצעות מודול ירידה מיוחד. אם יצליח, פיתוח נוסף של התוכנית כרוך בהשקות שנתיות ויצירת בסיס ירח.

קרא עוד:

התמונות הראשונות של החלק התת-קרקעי של מאדים הפתיעו את המדענים

גלקסיה הממוקמת במרחק של 12 מיליארד שנות אור מכדור הארץ 'התכרבלה' לטבעת איינשטיין

צמח על מאדים מייצר חמצן בקצב של עץ ממוצע

על הכריכה: איור אומנותי של מעוף החללית אוריון. תמונה: Overwatchfan123, CC BY-SA 4.0, דרך Wikimedia Commons