UPD: W związku z wielokrotnym wykryciem wycieku wodoru zaplanowany na 09.03.2022 start rakiety został odwołany. Nowa data
Kolejne okno na wysłanie rakiety na Księżyc będzie otwarte: od 19 września do 4 października lub od 17 października do 31 października.
Program kosmiczny Artemisstać się pierwszą misją kosmiczną od czasu Apollo 17 w 1972 roku, aby umieścić człowieka na Księżycu. Pomimo faktu, że wiele krajów w ciągu ostatnich 50 lat aktywnie badało satelitę Ziemi, inne planety i Słońce, a nawet wykroczyło poza heliosferę, przez cały ten czas żadna misja załogowa nie opuściła niskiej orbity Ziemi.
Program Artemis został oficjalnie zatwierdzony w r2017 r., ale wiele jego elementów zostało przygotowanych wiele lat wcześniej. Na przykład statek kosmiczny Orion, który realizuje główną misję, został przeniesiony do programu z innej misji, Constellation. Początkowo zakładano, że statek kosmiczny poleci na Księżyc już w 2016 roku, jednak z różnych powodów termin lotu był stale przesuwany.
Wreszcie w 2022 r. NASA wraz z partnerami projektu – kanadyjskimi, europejskimi i japońskimi agencjami kosmicznymi – ogłosiła gotowość do startu.
Pierwszy krok - "Artemis-1"
Program składa się z serii trzech misji,co zwiększy złożoność. Premiera Artemis-1 to pierwszy krok i kompleksowe przetestowanie wszystkich elementów. Misja składa się z rakiety nośnej Space Launch System (SLS), statku kosmicznego Orion i systemów kontroli naziemnej. Żadna z tych rzeczy nigdy wcześniej nie była używana.
Wyjątkowość misji polega na tym, że musi:wystrzel potencjalnie załogowy statek kosmiczny na najdalszą orbitę dla wszystkich lotów załogowych. Po starcie najpotężniejszy pojazd startowy SLS będzie musiał wysłać Oriona w lot na drugą stronę Księżyca. Podczas misji statek kosmiczny przeleci 450 000 km od Ziemi. Przypomnijmy, że odległość od Ziemi do Księżyca wynosi w różnym czasie od 360 do 400 tys. km, kolejne 64 tys. km pokona statek poza dalszą stroną Księżyca.
W wyniku tak złożonego lotu statek,przeznaczony do lotów przez ludzi, będzie w kosmosie bez dokowania ze stacją przez prawie 38 dni. To dłużej niż którykolwiek z wcześniej zbudowanych pojazdów załogowych. A podczas lotu powrotnego przyspieszy do rekordowych 40 000 km/h i osiągnie wyższe temperatury niż jego odpowiedniki.
Schemat misji „Artemis-1”. Zdjęcie: NASA
Jak pójdzie misja?
początek
Pojazd startowy SLS jest specjalnie zaprojektowany dlawysyłanie dużych ładunków na Księżyc. Konfiguracja pierwszej wersji SLS – Block 1, która będzie wykorzystywana w obecnej misji, może wznieść się na orbitę i wystrzelić na Księżyc do 38 tysięcy ton ładunku. Jednocześnie może rozpędzić ciężki statek kosmiczny do prędkości około 36 tys. km/h, co jest niezbędne do wejścia na orbitę Księżyca.
Pojazd nośny jest napędzany przez parępięciosekcyjne dopalacze i cztery silniki RS-25. Solidne boostery spalą paliwo i rozdzielą się za około dwie minuty, podczas gdy na głównej scenie i RS-25 skończy się paliwo po około ośmiu minutach. Po zresetowaniu dopalaczy, paneli modułu serwisowego i systemu przerwania startu, silniki sceny głównej zostaną wyłączone, a scena główna oddzieli się od statku kosmicznego, pozostawiając Orion podłączony do pośredniego stopnia napędu kriogenicznego (ICPS).
Stopień kriogeniczny to układ napędowyMa 13 metrów wysokości i 5 metrów średnicy i składa się z jednego silnika zasilanego ciekłym wodorem i tlenem. Po rozdzieleniu się rdzenia statek kosmiczny okrąży Ziemię i rozmieści panele słoneczne, a instalacja kriogeniczna zapewni mu wystarczający impuls, aby opuścić orbitę ziemską i skierować się w stronę Księżyca.
Jednocześnie manewr ten jest wycelowany w taki sposób, aby statek poruszał się w kierunku, w którym może zostać wychwycony przez przyciąganie naturalnego satelity.
Uruchom schemat pojazdu i czas uruchomieniakostki badawcze. Cztery satelity służą do eksploracji Księżyca (szare), trzy do promieniowania, a trzy do demonstracji technologii. Zdjęcie: NASA, Kevin O'Brien
W kosmosie
Orion oddzieli się od fazy kriogenicznej w przybliżeniudwie godziny po uruchomieniu. W tym samym czasie, wraz z modułem, moduł wspomagający powinien wystrzelić na orbitę dziesięć sześcianów, maleńkich satelitów, aby zbadać Księżyc. W miarę oddalania się od orbity ziemskiej moduł serwisowy będzie monitorował i korygował kurs.
Podróż na Księżyc potrwa kilka dni, wpodczas których inżynierowie ocenią systemy statku kosmicznego. W punkcie najbliższego zbliżenia Orion przeleci nad powierzchnią satelity w odległości około 97 km. Następnie wykorzystuje grawitację, aby wejść na orbitę wsteczną poza dalszą stroną Księżyca. Według obliczeń powinien oddalić się od satelity o 64 tys. km. Poprzedni rekord ustanowiony przez misję Apollo 13 wynosił tylko 26 000 km.
W drodze powrotnej na Ziemię Orion otrzyma kolejnypomoc grawitacyjna z księżyca. Aby to zrobić, wykona drugi bliski przelot, odpalając swoje silniki dokładnie w odpowiednim momencie, aby wykorzystać grawitację satelity i przyspieszyć w kierunku Ziemi. Moduły obsługi będą musiały wybrać trajektorię lotu, która pozwoli im bezpiecznie powrócić w atmosferę naszej planety.
Artystyczna ilustracja statku kosmicznego Orion z księżycem w tle. Zdjęcie: NASA
Lądowanie
Misja zakończy się sprawdzianem możliwości Oriona.bezpiecznie wrócić na Ziemię. Po wszystkich manewrach grawitacyjnych sonda rozkręci się do prędkości około 40 tys. km/h. Po wejściu w atmosferę będzie musiał zwolnić do 480 km/h. W takim przypadku temperatura zewnętrznej powłoki wzrośnie do około 2800°C.
Gdy statek kosmiczny przejdzie tę fazęlatając z ekstremalnym upałem, przednia pokrywa przedziału chroniąca jego spadochrony zostałaby zrzucona. Pierwsze dwa spadochrony hamulcowe Oriona otworzą się na wysokości 7,6 km iw ciągu minuty zmniejszą prędkość do 160 km/h. Następnie muszą się odpiąć, aby statek mógł wypuścić trzy główne spadochrony, co powinno pozwolić na precyzyjne lądowanie w zasięgu wzroku statku ratunkowego u wybrzeży San Diego.
Artystyczna ilustracja lądowania statku kosmicznego Orion. Zdjęcie: NASA
Dlaczego potrzebujemy misji testowej
Głównym celem lotu testowego jest sprawdzeniezdolność osłony termicznej Orion do wytrzymania ekstremalnych warunków podczas powrotu urządzenia do atmosfery ziemskiej. Chociaż naukowcy przeprowadzili wszystkie możliwe testy na Ziemi. Żadna sztuczna instalacja nie jest w stanie w pełni odtworzyć wszystkich warunków, z jakimi statek poruszający się z kosmiczną prędkością będzie musiał pokonać podczas procesu gwałtownego hamowania.
Ponadto naukowcy planują pracowaćinterakcja na wszystkich etapach lotu. Zarówno Orion, jak i SLS nigdy wcześniej nie były używane. Chociaż zasady operacji są szczegółowo określone, przed wysłaniem misji z udziałem człowieka NASA chce się upewnić, że nic nie zagrozi życiu astronautów.
Wykorzysta ją na przykład statek kosmiczny Orionkamery zamontowane na czterech skrzydłach układu słonecznego w celu monitorowania stanu modułu załogi i modułu serwisowego. Przeprowadzone zostaną dwa badania – pierwsze po opuszczeniu przez statek strefy śmieci kosmicznych, a drugie przed powrotem. Pomogą wykryć wszelkie uderzenia mikrometeorytów lub śmieci orbitalnych.
Ponadto na misję zabierze załogę ztrzy manekiny. Komandor Munikin Campos zajmuje miejsce kapitana w Orionie. Ma na sobie nowy skafander kosmiczny i wyposażony w dwa czujniki promieniowania. Jego fotel jest również wyposażony w czujniki rejestrujące dane dotyczące przyspieszenia i wibracji podczas misji.
Razem z Campos w ramach promieniowaniaEksperyment Matroshka AstroRad (MARE) jeździ na dwóch fantomowych torsach: Helga i Zohar. Zohar nosi kamizelkę chroniącą przed promieniowaniem wyposażoną w czujniki, które pozwalają określić ryzyko promieniowania w drodze na Księżyc.
Załoga statku testowego. Zdjęcie: NASA, Frank Michaux
Szereg dodatkowych badań jest związanych z:testowanie systemów komunikacji ze statkiem oraz modułów przechwytywania obrazu. Na przykład inżynierowie planują przetestować system WiFi statku, stabilizator, który ustala kierunek kamer i przesyłanie dużych plików między Ziemią a Orionem.
Jak zobaczyć?
Zebrano pierwszą próbę uruchomienia misji Artemis-1na wybrzeżu w pobliżu Centrum Kosmicznego Kennedy'ego od 100 do 200 tysięcy osób. Przypomnijmy, NASA miała wystrzelić statek kosmiczny w poniedziałek 29 sierpnia, ale odliczanie zostało zatrzymane z powodu problemów z silnikiem statku.
Urzędnicy samorządowi uważają, żeSobotnia premiera może przyciągnąć jeszcze więcej, nawet 400 000 osób. Dla wszystkich, którzy nie mogą osobiście udać się na Cape Canaveral na Florydzie, NASA organizuje transmisję na żywo.
Transmisja na żywo powinna rozpocząć się 3 września o godzinie 19:15 czasu moskiewskiego od zatankowania statku kosmicznego. A okno startowe będzie otwarte od 21:17 do 23:17.
Co dalej?
Jeśli misja się powiedzie, to w następnejNASA planuje wysłać załogową misję „Artemis-2” z załogą na pokładzie. Będzie musiała całkowicie powtórzyć trasę pierwszej misji i przeprowadzić dodatkowe testy przed najważniejszym etapem programu.
A w 2024, zgodnie z planem, zostanie wysłana na Księżyctrzecia misja, która będzie musiała dostarczyć załogę już nie na orbitę, ale na powierzchnię księżyca za pomocą specjalnego modułu do opadania. Jeśli się powiedzie, dalszy rozwój programu obejmuje coroczne starty i stworzenie bazy księżycowej.
Czytaj więcej:
Pierwsze zdjęcia podziemnej części Marsa zaskoczyły naukowców
Galaktyka położona 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi „zwinęła się” w pierścień Einsteina
Roślina na Marsie produkuje tlen w tempie przeciętnego drzewa
Na okładce: artystyczna ilustracja lotu statku kosmicznego Orion. Zdjęcie: Overwatchfan123, CC BY-SA 4.0, za pośrednictwem Wikimedia Commons