S ploščadi 39B je nekoč poletela odprava Apollo 10. Foto: Nasa
Raketa SLS (Space Launch System) čaka na izstrelitveni ploščadi 39B na Cape Canaveralu (Florida, ZDA). Izstrelitev je predvidena ob 00.24 po našem času, časovno okno bo odprto dve uri. Če današnji poskus spodleti, bodo nove priložnosti na voljo vsak dan do vključno 6. aprila in nato še 30. aprila. Nasa je pri izstrelitvi omejena s položajem Lune glede na Zemljo.
Oglas
Video: Uradni Nasin prenos, ki se bo začel ob 19. uri
Video: Stalen prenos z izstrelišča
Na odpravi Artemis II bodo ljudje prvič po letu 1972 leteli do Lune. Na Luni pa ne bodo pristali, niti ne bodo vstopili v njeno orbito, temveč jo bodo obleteli in se nemudoma odpravili nazaj proti Zemlji.
To bo prva priložnost za večino Slovencev, da si ogledajo človeško odpravo na Luno. Prejšnja priložnost je bila leta 1972 z misijo Apollo 17, kar pomeni, da jo najbrž pomnijo starejši od 65 let.
Odprava bo trajala deset dni, oblet Lune bo potekal šesti dan, najbolj napeti del pa bo – poleg izstrelitve – vrnitev v ozračje na koncu misije.
Na odpravi bodo preizkusili sisteme, ki skrbijo za posadko in vzdržujejo življenju primerne razmere, pa tudi preverili, ali vesoljska ladja Orion kot celota deluje po načrtih. Opravili bodo tudi preizkuse vpliva vesoljskega sevanja na zdravje posadke.
Artemis II je druga v zaporedju vse zahtevnejših odprav človeka zunaj neba Zemlje. V okviru programa Artemis se bo človek vrnil na Luno in na njej zgradil postojanko. Tam se bo učil dolgotrajnega življenja na drugem nebesnem telesu z izkoriščanjem lokalnih surovin v lunarnem prahu in zalogah vodnega ledu.
Gre za kulminacijo desetletij razvoja in skoraj 80 milijard potrošenih dolarjev, ki so jih Američani v vsem tem času vložili v svoj lunarni program. Vse skupaj pa poteka ob robu vesoljske tekme s Kitajsko. Azijska velesila je namreč napovedala, da bo poslala Kitajca na Luno do leta 2030. Če Artemis 2 spodleti, bodo Američani v resnih težavah in spoprijeti z možnostjo, da bodo zaostali.
Nasa je poskušala SLS z vesoljsko ladjo Orion vred izstreliti že januarja in februarja, a jo je zagodlo puščanje vodika. Foto: Nasa/Joel Kowsky
IDEALNA ČASOVNICA PRVEGA DNE POLETAMinus 50 ur – Prihod osebja, začetek odštevanja, vklop električnih sistemov SLS-a in Oriona.
Minus 35 ur – Napolnitev baterij Oriona, glavne stopnje SLS-a in zgornje stopnje.
Minus 16 ur – Pri izstrelišču ostane samo nujno osebje.
Minus 13 ur – Začasna prekinitev odštevanja, da lahko preverijo, ali so vsi sistemi pripravljeni na natakanje goriva. Začetek ohlajanja napeljave za gorivo.
Minus 10 ur – Začetek natakanja tekočega kisika in vodika, zbrana ekipa, ki bo pomagala posadki.
Minus 5 ur 40 minut – Posadka si obleče skafandre za polet.
Minus 4 ure – Posadka se vkrca v Orion.
Minus 40 minut – Podporno osebje zapusti izstrelišče, začetek 30-minutne prekinitve odštevanja.
Minus 17 minut – Vodja izstrelitve izvede GO/NO GO anketo med nadzorniki poleta.
Minus 10 minut – Začne se poslednji del odštevanja. Če se ta prekine za več kot tri minute, morajo spet začeti pri minus 10 minutah.
Minus 8 minut – Umik ploščadi za dostop osebja do vesoljske ladje Orion.
Minus 6 minut – Orion preklopi na lastno napajanje.
Minus 4 minute 30 sekund – vključen sistem za pobeg v sili.
Minus 5 minut 57 sekund – Dotakanje vodika v glavno stopnjo ustavljeno.
Minus 4 minute – Dotakanje kisika v glavno stopnjo ustavljeno.
Minus 3 minute 30 sekund – Dotakanje kisika v zgornjo stopnjo ustavljeno.
Minus 2 minuti 2 sekundi – Zgornja stopnja na lastnem napajanju.
Minus 2 minuti – Potisnika na lastnem napajanju.
Minus minuta 30 sekund – Glavna stopnja na lastnem napajanju.
Minus 50 sekund – Dotakanje vodika v zgornjo stopnjo ustavljeno.
Minus 33 sekund – Preklop na avtomatizirano odštevanje in zaporedje dogodkov.
Minus 30 sekund – SLS-ov računalnik za polet začne izvajati avtomatizirano zaporedje dejanj.
Minus 15 sekund – Dotok vode pod vznožje rakete.
Minus 12 sekund – Prižig odvečnih plinov pod raketo.
Minus 10 sekund – Izdan ukaz za prižig motorjev glavne. stopnje
Minus 6,36 sekunde – Motorji glavne stopnje delujejo.
—
0 – Prižig stranskih potisnikov, vzlet.
—
9 sekund – Prečen izstrelitveni stolp, obračanje rakete.
56 sekund – Nadzvočna hitrost.
70 sekund – Največja aerodinamična obremenitev.
2 minuti 8 sekund – Ločitev stranskih potisnikov.
3 minute 13 sekund – Orionovi zaščitni paneli odvrženi.
3 minute 18 sekund – Ločitev stolpa za pobeg v sili.
6 minut 10 sekund – Padec stranskih potisnikov v morje.
8 minut 6 sekunde – Ugasnitev motorjev glavne stopnje.
8 minut 15 sekund – Ločitev zgornje stopnje.
8 minut 28 sekund – Podaljšanje šobe motorja zgornje stopnje.
20 minut – Orion začne 12-minutni postopek postavite panelov sončnih celic.
49 minut – Prižig motorja zgornje stopnje, dvig perigeja.
1 ura 47 minut 57 sekund – prižig motorja zgornje stopnje, dvig apogeja
2 uri 8 minut 23 sekund – Padec glavne stopnje v morje.
3 ure 24 minut 15 sekund – Ločitev Oriona in zgornje stopnje. Začetek medsebojnih manevrov.
4 ure 35 minut – Konec manevrov.
4 ure 52 minut – Zgornja stopnja prižge pogon in se preusmeri.
5 ur – Zgornja stopnja se napoti proti morju.
5 ur 4 minute – Začetek oddaje štirih satelitov, po enega na minuto.
13 ur 44 sekund – Prižig pogona za dvig perigeja.
25 ur 37 minut – Prižig pogona Oriona za pot proti Luni.Načrtovan potek izstrelitve
Postopek prižiga in izstrelitve sicer ni enak, je pa v grobem podoben izstrelitvi Space Shuttlov. Nasa je pred 10 leti pripravila podroben, tehnični dokumentarec, ki je na voljo tukaj, in lahko radovednežem odstrne številne tančice.
Odštevanje do izstrelitve je natančno koreografiran postopek, v katerem vse sisteme dodobra preverijo in pripravijo na delovanje, rezervoarje napolnijo z gorivom, počasi ohladijo pogonske sisteme na delovno temperaturo, raketo in vesoljsko ladjo preklopijo na notranje napajanje ter nasploh budno pazijo, da gre vse po načrtu. Redko dejansko gre. Najhujša težava je pogonsko gorivo, mali vodik, ki se prerad izmuzne skozi najmanjše špranje v napeljavi. Že na misiji Artemis I so morali izstrelitev večkrat prekiniti in prestaviti. Da bo vodik puščal, je skoraj zagotovljeno, Nasa na to računa in je vnaprej določila še sprejemljivo stopnjo uhajanja.
SLS med odhodom iz delavnice (Vehicle Assembly Building) pred tedni. Do ploščadi jo je prepeljal goseničar z maso 2700 ton. Foto: Nasa/Kim Shiflett
Zares napeto bo 33 sekund pred izstrelitvijo. Takrat se je začelo gosto, računalniško nadzorovano zaporedje dogodkov. Opazovalcem bo morda vse skupaj minilo, kot bi mignil, a vsako dejanje je zelo pomembno. 15 sekund pred izstrelitvijo se bo začelo zalivanje velikih količin vode pod vznožje rakete, da se infrastruktura zaščiti pred vročino, pa tudi zmanjša hrup.
Na minus 12 sekundah bomo pod motorji lahko uzrli pirotehniko. Žareči delci kovine bodo sproti prižgali odvečen vodik, ki se bo nabiral pod raketo, in tako preprečili neželeno eksplozijo, ki lahko poškoduje motorje. Prizor bo zelo podoben tistim iz časa Space Shuttlov. SLS je namreč osnovan ravno na tehnologiji Vesoljskih čolničkov.
Na minus 10 sekundah bo računalnik začel zapleten postopek prižiga štirih motorjev RS-25, pravzaprav recikliranih motorjev SSME, ki so že večkrat pognali omenjene Space Shuttle v vesolje. Najstarejši med njimi je prvič letel že pred 30 leti. Na minus 6,36 sekunde se bodo motorji en za drugim koreografirano prižgali, toda raketa še ne bo poletela.
Nadzorno središče misije (po dvigu rakete nad izstrelitveni stolp vse do padca v morje) je v Houstonu (Teksas). Tu nadzorniki v realnem času sprejemajo težke odločitve, ki bodo od odprave Artemis III lahko pomenile tudi življenje ali smrt posadke. Foto: Nasa
Motorji RS-25 se namreč ne zaženejo nemudoma, temveč gredo skozi zapleten postopek (več o njem v povezavi v okvirčku levo). Pet sekund potrebujejo, da dosežejo 100-odstotno moč. To se bo zgodilo sekundo pred izstrelitvijo. Tudi takrat se SLS še ne bo dvignil. Masa celotnega sestava rakete, vesoljske ladje in goriva bo namreč 2604 tone, glavna (oziroma jedrna, ang. core stage) stopnja s štirimi motorji RS-25 pa zmore slabih 930 ton potiska. Brez pomoči bi vse skupaj nasedlo na Zemlji.
Prava predstava se bo začela ob času 0. Takrat se bosta prižgala mogočna stranska potisnika (SRB) na trdo gorivo in v drobcu sekunde dosegla polno moč. Zagotovila bosta kar 75 odstotkov od skoraj 4000 ton (39,1 meganewtona) potiska, ki ga zmore raketa, njuna bogato rumena plamena bosta popolnoma presvetlila štiri vodikove. Štirje motorji RS-25 bodo dosegli 109 odstotkov moči. Masivni mastodont bo pospeševal počasi, potreboval bo celih 9 sekund, da bo prečil izstrelitvi stop s hitrostjo “samo” dobrih 130 kilometrov na uro.
Nadzorno središče za izstrelitev rakete stoji na Cape Canaveralu in nadzira postopke, dokler se raketa ne dvigne nad izstrelitveni stolp. Na fotografiji ena izmed številnih simulacij, ki so jih opravili. Foto: Nasa/Kim Shiflett
Prvi del poleta je za raketo najnapornejši, še vedno bo nosila večino goriva in se prebijala skozi najgostejši del ozračja. Kljub temu bo hitro pospeševala – raketi rečejo tudi nadzorovana eksplozija – in pri tem kurila tone goriva vsako sekundo. Po 70 sekundah se je s hitrostjo 1700 kilometrov na uro prerinila skozi območje največjega stresa zaradi aerodinamičnih sil. Takrat bo na višini 13 kilometrov. Stranska potisnika bosta samodejno, zaradi notranje postavitve goriva, začasno zmanjšala potisk in ga pozneje spet povečala. Po 2 minutah in 8 sekundah oziroma na višini 45 kilometrov sta porabila večino goriva – skupaj ga imata več kot 1200 ton. Postala sta odvečna masa, se ločila od srednje stopnje in padla proti morju.
Nekoliko olajšana srednja stopnja bo s hitrostjo 5100 kilometrov na uro nadaljevala pot skozi vse pojenjajoče ozračje. Pri tem bo svoje štiri motorje RS-25 pognala do 109 odstotkov potiska. Naposled bo dosegla točko, ko bo lahko odvrgla tudi Orionove zaščitne panele, pa še motor za pobeg v sili. Ta je bil na konici Oriona in bi se prižgal, če bi šlo med izstrelitvijo kaj hudo, hudo narobe, ter urno potegnil vesoljsko ladjo stran od katastrofe.
Video: Nasin oris odprave
Nekaj dodatnih pravil za odštevanje
– Če se odštevanje ustavi med minus 6 minut in minus 1 minuto 30 sekund in prekinitev traja več kot 3 minute, se ura vrne na minus deset minut.
– Če se odštevanje ustavi med minus minuto 30 sekund in minus 33 sekund (ko se predvidoma vključi avtomatizirana izvedba), lahko uro vrnejo nazaj na minus 10 minut.
– Če se odštevanje ustavi po vključitvi avtomatizirane izvedbe, torej po minus 33 sekund, je poskus izstrelitve odpovedan.
Video: Za boljšo vizualizacijo uvoda izstrelitve je na voljo posnetek prižiga rakete, pritrjene na betonsko stojalo (od 51.00 naprej)
Pot Oriona boste lahko v živo spremljali s to Nasino aplikacijo.
Ogromna srednja stopnja bo gorivo potrošila po osmih minutah. Na višini 185 kilometrov in pri hitrosti 28.322 kilometrov na uro bo ugasnila, padla proti morju ter poslala veteranske motorje RS-25 na poslednjo pot – in s tem nekaj zgodovine raziskovanja vesolja.
Orion bo nadaljeval skupaj z zgornjo stopnjo ICPS, pravzaprav nekoliko prilagojeno drugo stopnjo rakete Delta IV. Po 20 minutah bo raztegnil štiri panele sončnih celic. Tudi to dejanje bo kritično, brez tega ne bo proizvodnje električne energije. (Stare vesoljske ladje Apollo so imele vodikove gorivne celice.)
Orionova pot je zasnovana s posebnim poudarkom na varnosti. Nasa namreč ni popolnoma prepričana, da bo pogon vesoljske ladje zanesljivo deloval. Orion bo zato prvi dan preživel v seriji vse daljših tirnic, ki ga lahko hitro in samodejno vrnejo na Zemljo, če gre kaj zelo narobe. Prva tirnica Oriona, združenega z ICPS-jem, bo oblike 27 krat 2222 kilometrov.
Za primerjavo: odprave Apollo so na kratko obkrožile Zemljo v nizki tirnici in se hitro napotile proti Luni.
Po 49 minutah bo Artemisov ICPS za 30 sekund prižgal motor in nekoliko dvignil prizemlje, torej Zemlji najbližjo točko tirnice, na 185 kilometrov, kar še vedno zagotavlja vrnitev domov. Obenem bo podrl rekord višine vesoljske ladje s posadko v tirnici okoli Zemlje. Dozdajšnega (1408 kilometrov) drži odprava Polaris Dawn, ki je potekala leta 2024, in na kateri je letel prav trenutni vodja Nase Jared Isaacman.
Ko bosta združena ICPS in Orion po uri in 58 minutah dosegla perigej, torej Zemlji najbližjo točko tirnice na 185 kilometrih, bo vrhnja stopnja vnovič prižgala pogon, tokrat za kar 20 minut. Ustvarila bo tirnico, kakršno v zgodovini človeškega raziskovanja še ni bilo. Imela bo obliko 0 krat 70.376 kilometrov. Zakaj pa so se odločili za takšno nenavadno pot?
Ker gre za prvo potovanje človeka v globoko vesolje po dolgem, dolgem času, se Nasa resnično želi do obisti prepričati, da je varno. Med drugim želi temeljito preizkusiti pogon vesoljske ladje Orion, še preden se odleti proti Luni. A tega ne more storiti, dokler se ICPS in Orion ne ločita. In zato bo poslednja orbita okoli Zemlje posebne oblike. Orion bo poslala vse do 70 tisoč kilometrov oddaljenosti, kar omogoča dvoje. Prvič, od tam se Orion lahko požene proti Mesecu z lastnim pogonom. In drugič, ta orbita je še vedno takšne oblike, da se lahko vesoljska ladja – spet, v primeru hudih težav – samodejno vrne na Zemljo v pičlih 12 urah.
V tem času pa bodo vesoljsko ladjo temeljito pretresli. Izvedli bodo preizkuse vseh sistemov za vzdrževanje življenju primernih razmer. In kar je še pomembnejše, testirali bodo Orionov pogonski sistem, ki je poleg glavnega motorja obsega še osem manjših pomožnih motorjev in 24 potisnikov za usmerjanje. Orion se bo po ločitvi zadrževal v bližini stopnje ICPS in izvajal manevre okoli nje. Uporabil jo bo torej kot simuliran lunarni pristajalnik, na katerega se bo nekoč treba priklopiti. Manevri bodo trajali 70 minut.
Posadka bo zavzela posebno razporeditev. Poveljnik in pilot bosta menjala sedeže. Pilot Glover bo ročno upravljal plovilo, poveljnik Wiseman bo dajal navodila in nadzoroval, specialista Kochova in Hansen pa bosta lebdela poleg prej omenjenih. Kochova bo kontrolirala rigoroznost in časovnico, Hansen pa bo gledal skozi okna in se z lastnimi očmi prepričal, da se niso preveč približali ICPS-ju.
ICPS bo po petih urah v vesolje oddal štiri majhne satelite (več o njih tukaj). Na odpravi Artemis I so jih oddali kar deset, a jih je večina odpovedala, ker so se jim zaradi nenehnih prestavitev izpraznile baterije. Zanimanja je bilo tokrat posledično manj. Po opravljenem delu bo ICPS še poslednjič izdihnil ognjeno sapo in se preusmeril stran od vesoljske ladje.
Po 13 urah bo Orion vnovič prižgal pogon in dvignil perigej na 160 kilometrov. Preostalih 12 ur bodo potrošili za široko plejado preizkusov opreme.
Če se bo vse izšlo, potem bo Orion po 25 urah dobil slavni ukaz, znan iz odprav Apollo: Go for TLI! (Dovoljenje za manever TLI, Translunar Injection). Ljudje bodo po 55 letih vnovič šli proti Luni.
Do Lune in nazaj
Komunikacija bo potekala prek Nasinih omrežij Deep Space Network (ena od anten na fotografiji) in Near Space Network. Foto: NASA/Canberra Deep Space Communication Complex
Tudi popotovanje do Lune in nazaj je načrtovano z mislijo na varnost. Vesoljska ladja se bo namreč v vsakem primeru vrnila k Zemlji s pomočjo Lunine gravitacije. Pot je torej podobna tisti, ki jo je leta 1970 ubrala znana odprava Apollo 13. Potrebni bodo le manjši popravki trajektorije, ki jih bodo vsakodnevno izvajali s krajšimi prižigi pogona.
Popotovanje do Lune bo trajalo nekaj dni. Astronavti bodo v vmesnem času izvedli nekaj eksperimentov. Med drugim bodo izpeljali nekatere medicinske postopke, med njimi oživljanje, kar ne bo preprosto, saj ni težnosti, ki bi “pacienta” ohranila na tleh, vsak pritisk na prsni koš pa izvajalca potisne stran. Preverili bodo, kako hitro si lahko nadenejo zaščitne obleke z notranjim tlakom, za vsak slučaj, če iz kapsule uide zrak, denimo v primeru trka z meteroridom. Astronavti bodo veliko časa potrošili tudi za preverbo in vežbo opazovanja ter slikanja Lune (več o tem pozneje). Vesoljska ladja bo testirala komunikacijske kanale, ki se uporabljajo v sili.
Čas za oblet Lune
Pisalo se je leto 1968, ko so astronavti misije Apollo 8 posneli tole fotografijo, Zemljin vzhod (Earthrise). Odprava Artemis II je precej podobna Apollu 8. Razlika je v tem, da je Apollo 8 dejansko vstopil v orbito okoli Lune, Artemis II pa bo švignil okoli in domov. Foto: MMC RTV SLO
Štiri dni in sedem ur v polet se bo napetost začela stopnjevati. Takrat bo Orion vstopil v območje, kjer Lunina težnost prevlada nad Zemljo. 15 ur pozneje se bo začel oblet. Astronavti bodo prvič v zgodovini z lastnimi očmi videli osvetljeno oddaljeno stran Lune. Med odpravami Apollo je namreč bila večinoma v temi. Opazovali bodo površje, pojave na njem, kraterje, lunarna morja, vzpetine in jih fotografirali. Luni se bodo najbolj približali 5 dni, 1 uro in 23 minut v polet (6513 kilometrov). Tri minute pozneje bodo podrli rekord. Orion bo s 406.841 kilometri postal vesoljska ladja s posadko, ki je šla najdlje od Zemlje, 6669 kilometrov dlje od Apolla 13. Vse to se bo dogajalo med komunikacijskim mrkom, saj bo Luna ustavila radijske valove. In ko se bodo nadobudni vesoljeplovci pojavili na drugi strani, bodo videli zgodovinski prizor, vzhod Zemlje, ovekovečen na številnih fotografijah, ki so med programom Apollo osupnile svet in sprožile številna okoljevarstvena gibanja. Morda bomo prizor uzrli tudi na videoposnetku, morebiti celo v živo, saj je Orion opremljen s precej bolj zmogljivimi komunikacijskimi sistemi.
Tisti trenutek bodo vesoljci že na poti domov. Medtem, ko bo vesoljska ladja zapuščala območje prevladujočega težnostnega privlaka Lune, si bodo vzeli dan počitka, ki ga bodo prekinili le za pregled nad postorjenimi opazovanji.
Na sedmi in osmi dan poleta je vredno izpostaviti tri dogodke. Astronavti bodo na kratko prevzeli nadzor nad Orionom in ga ročno pilotirali. Pozneje pa bodo poročali, kako so zadovoljni s posebnimi kompresijskimi hlačami, namenjenimi zmanjšanju škodljivih učinkov mikrogravitacije na telo. Za zdravje bodo sicer vsak dan po pol ure telovadili na napravi, nekakšnem veslaču.
Notranjost Oriona. Na spodnjem delu je viden mali oddelek, ki vključuje stranišče. Tu naj bi se astronavti nagnetli in zavarovali pred sevanjem. Foto: Nasa
Sledilo bo postavljanje zaklonišča proti vesoljskemu sevanju. Orion nima zaščite Zemljinega magnetnega polja in zato prejema višje doze radiacije, tako Sončevega sevanja kot kozmičnih žarkov, težjih, visokoenergijskih delcev, ki pridejo iz oddaljenega vesolja. Posadka bo zato izvedla vajo: natrpala se bo v mali oddelek vesoljske ladje pod sedeži, še prej pa ga bo čim bolj obložila: z vrečami smeti, opreme in drugih predmetov. To je vaja za primer močnejšega Sončevega izbruha, ki se med odpravo dejansko lahko zgodi.
Krajšemu odmoru sledi tretji vrhunec odprave: vrnitev na Zemljo. Medtem ko bo oblet zaznamovalo čudenje in raziskovanje, bo vrnitev verjetno minila v napetem pričakovanju, stiskanju pesti in upanju, da bo res šlo vse po načrtih. Namreč, astronavti bodo imeli le en poskus, in če ta spodleti, se misija lahko konča katastrofalno. S smrtjo posadke. Orion bo s hitrostjo več kot 40.000 kilometrov na uro drvel proti Zemlji, korak nazaj tu ne obstaja.
Osmi dan odprave bodo zato astronavti skupaj z nadzornim središčem budno šli skozi vsak najmanjši korak, vsako dejanje, vsak indikator, in vse skupaj večkrat preverili. Ko si bodo nadeli vesoljske obleke, ki skrbijo za tlak v primeru dekompresije v kapsuli, bo šlo zares. To bo osem dni, 22 ur in 30 minut od izstrelitve.
9 dni, 1 uro in 13 minut v misijo se bosta ločila kapsula Orion in Evropski podporni modul, kapsula se bo nato nekoliko oddaljila, da med spustom ne bi prišlo do trka. Pol ure pozneje se bo Orion srečal z ozračjem. In to bo trenutek, ko se bodo na Nasi – pa tudi še kje drugje – marsikomu znojile roke in šle kocine pokonci. Zakaj?
Vroči finale
Orion se bo z ozračjem srečal pri hitrosti okoli 11 kilometrov na sekundo. Najprej se bo od ozračja odbil, kot se ploski kamen odbije od površine jezera, in tako nekoliko zmanjšal hitrost. Nato bo dejansko vstopil v atmosfero. Takrat bo štafeto prevzel toplotni ščit – okrogla struktura na dnu kapsule. Orion bo namreč narival zrak, s tem ioniziral molekule plina in jih močno segrel, s čimer se bo toplotni ščit soočal s temperaturami preko 2700 stopinj Celzija. Če toplotni ščit odpove, je izid samo en: uničenje vesoljske ladje. Na poletu Space Shuttla Columba leta 2003 je odpovedalo samo nekaj ploščic toplotnega ščita, kar je bilo dovolj, da je plazma vdrla v notranjost in stalila aluminijevo strukturo – in tudi Orionova je iz aluminija.
Zapovrh ima Orionov toplotni ščit hibe. Po misiji Artemis I so v njem našli jamice, ki jih ne bi smelo biti. Ugotovili so, da se znotraj strukture sproščajo plini, ki sunkovito prodrejo na površje in povzročajo neenakomerno obrabo. Toplotni ščit sicer deluje z ablacijo, odletavanjem materiala, ki s seboj odnese tudi toplotno energijo. Nasa je zadnja leta potrošila za izračune, s katerimi je pojasnila, zakaj je to tveganje še vedno sprejemljivo, in nekoliko prilagodila nalet Oriona v ozračje. S tem pa ni prepričala čisto vseh, nekateri bivši astronavti so s pojasnili nezadovoljni in javno pozivajo k menjavi toplotnega ščita. Vsekakor je, s hibami vred, ta ščit varno pripeljal misijo Artemis I na Zemljo. A tistih nekaj ključnih minut, ko bo Artemis II obdan s kokonom iz plazme in brez komunikacij z Zemljo, bo veliko ljudi, tudi na Nasi, zagotovo nemirnih.
Cel seznam ciljev in prioritet odprave je na voljo v tem PDF-dokumentu.
Po uvodnem zaviranju s trenjem si bo Orion zagotovil pojemek s kar 11 padali iz kevlarja.
Na višini 9 kilometrov in pri hitrosti 520 kilometrov na uro se bodo sprožila tri padala, ki bodo s sabo odnesla zgornji poklop vesoljske ladje. Na višini 7,6 kilometra pri hitrosti 495 kilometrov na uro sledita dve padali. Namenjeni sta zgolj stabilizaciji vesoljskega plovila pred odprtjem glavnih padal. In še ni konec. Na višini 2,9 kilometra bodo aktivirana tri vlečna padala, s pomočjo katerih bodo pri hitrosti 210 kilometrov na plano prišla tri … glavna padala. Ta so široka kar 35 metrov, in bodo poskrbela za padec v morje s hitrostjo 27 kilometrov na uro, kar bo za astronavte še vedno nekoliko neprijetno, a obenem varno. Pristanek na morski glasini je predviden 9 dni, 1 uro in 46 minut od izstrelitve.
IDEALNA ČASOVNICA LUNARNEGA DELA MISIJE
Naveden čas pomeni časovno oddaljenost od T0, torej od trenutka izstrelitve. To se ne vedno prekriva z Nasini dnevi poletov, ki so sinhronizirani z delovnim ritmom posadke.
Dan poleta 2
– 1 dan
, 1 ura 37 minut: prižig pogona Oriona za pot proti Luni
– 1 dan, 23 ur, 25 minut: prižig pogona za popravek poti
Dan poleta 3
– 2 dneva, 7 minut: Prižig pogona za popravek poti
– 2 dneva, 2 uri 5 minut: Posadka opravi preizkus postopkov oživljanja
– 2 dneva, 5 ur 25 minut: Preizkus komunikacije v sili prek Nasinega omrežja DSN
Dan poleta 4
– 3 dni, 12 minut: prižig pogona Oriona za popravek poti
– 3 dni, 3 ure, in 5 ur (dve izmeni): Posadka ponovi načrt opazovanja in snemanja Meseca
Dan poleta 5
– 3 dni, 20 ur 30 minut: Posadka si bo urno nadela vesoljsko obleko in v njej dvignila tlak, test za primer sile.
– 4 dni, 5 ur 23 minut: prižig pogona Oriona za popravek poti
– 4 dni, 6 ur 59 minut: Orion vstopi v območje prevladujočega težnostnega privlaka Lune
Dan poleta 6
– 4 dni, 22 ur: Začetek obleta in opazovanj Lune
– 5 dni, 1 ura 23 minut: Orion najbližje Luni
– 5 dni, 1 ura 26 minut: Največja oddaljenost od Zemlje
Dan poleta 7
– 5 dni, 19 ur 47 minut: Orion zapusti območje prevladujočega težnostnega privlaka Lune
– 5 dni, 21 ur 10 minut: Pregled nad opravljenimi znanstvenimi opazovanji Lune
– 6 dni, 4 ure 23 minut: Prižig pogona za popravek smeri
Dan poleta 8
– 7 dni, 1 ura 50 minut: Preizkus zaščite pred sevanjem
– 7 dni, 4 ure 20 minut: Preizkus ročnega pilotiranja Oriona
Dan poleta 9
– 8 dni, 2 uri: ocena medicinskih hlač
– 8 dni, 4 ure 33 minut: popravek smeri
Dan poleta 10
– 8 dni, 20 ur 33 minut: popravek smeri
– 8 dni, 22 ur 30 minut: posadka si nadene vesoljske obleke in preveri seznam opravil za vrnitev na Zemljo
– 9 dni, 1 ura 13 minut: ločitev kapsule Orion in Evropskega podpornega modula
– 9 dni, 1 ura 16 minut: kapsula se oddalji od podpornega modula
– 9 dni, 1 ura 33 minut: vstop v ozračje
– 9 dni, 1 ura 46 minut: padec v morje
Mogočni SLS
SLS zmore 95 ton tovora v nizkozemeljsko tirnico. Najstarejši motor seže v leto 1998, sicer pa so trije veterani, en pa nov, sestavljen iz rezervnih delov. Foto: TV Slovenija
SLS ali Space Launch System je dvostopenjska supertežka nosilna raketa. Visoka je 98 metrov. Ob izstrelitvi ustvari 39,1 meganewtona oziroma štiri tisoč ton potiska, 15 odstotkov več od starega Saturna V in 20 odstotkov več kot sistem Space Shuttle. , a manj od Starshipove stopnje Super Heavy, ki zagotavlja 73,5 meganewtona oziroma 7500 ton potiska.
Motorji RS-25. Foto: Nasa/Cory Houston
SLS je v praksi precej manj zmogljiv od starega Saturna V, saj lahko proti Luni pošlje 27 ton tovora, medtem ko je velikan iz programa Apollo zmogel kar 44 ton. Foto: Nasa
Srednja stopnja (core stage) je visoka 65 metrov in 8,4 metra široka in s tem precej podobna rezervoarju za gorivo Space Shuttlov. Večino prostornine zavzemata rezervoarja za tekoči vodik in tekoči kisik. Poganjajo jo štirje motorji RS-25, reciklirani in nadgrajeni primerki s prejšnjih izstrelitev Space Shuttlov (te so poganjali trije motorji). Posamezen RS-25 ustvari 2,281 meganewtona oziroma 233 ton potiska. Med spajanjem vodika in kisika ustvarja vodno paro, ki iz šobe leti s hitrostjo 16.000 kilometrov na uro. Srednja stopnja vsebuje tudi avioniko (računalniško opremo za samodejno izvedbo poleta).
Motorji RS-25 so narejeni za večkratno uporabo. Iz programa Space Shuttle jih je ostalo za štiri izstrelitve SLS-ov. Nasa in proizvajalec, Aerojet Rocketdyne, sta sklenila pogodbo za proizvodnjo novih, prilagojenih za en polet in posledično cenejših, pa tudi zmogljivejših.
SLS lahko v proti Luni pošlje 27 ton. Zmogljivejši nadgradnji, ki bi lahko dosegli 42 ter 46 ton, sta bili pred kratkim odpovedani zaradi zamud in naraščajočih stroškov.
Stranska potisnika
Najstarejši kos na tokrat uporabljenem stranskem potisniku seže v leto Foto: Nasa
Na straneh srednje stopnje sta 5-delna stranska potisnika (SRB). Visoka sta 64 metrov in široka 3,6 metra. Skupaj proizvedeta 32 meganewtonov oziroma 3260 ton potiska, kar je več kot tri četrtine vsega potiska v prvih dveh minutah poleta. Za to na sekundo pokurita šest ton trdega goriva (polibutadien akrilonitril). Po navedbah Nase sta največja in najsilnejša potisnika na trdo gorivo v zgodovini. Proizvaja jih ameriška družba Orbital ATK, del Northrop Grummana.
Z notranjo postavitvijo goriva nadzorujejo potisk na določeni stopnji poleta in ga tako med največjim aerodinamičnih stresom zmanjšajo, nato spet povečajo.
Tudi segmenti stranskih potisnikov so dediščina Space Shuttlov. Takrat so bili opremljeni s padali in po poletu znova uporabljeni. Space Shuttli so imeli 4-segmentne SRB-e. Dodaten segment pri SLS-u ne pomeni daljšega gorenja, zagotavlja pa več potiska.
5-segmentna različica je bila pripravljena in tudi preizkušena že davno pred SLS-om, saj je bila del programa Constellation (Konstelacija) pod predsednikom ZDA Georgeem W. Bushem. Bila je osnova rakete Ares I-X, ki je poletela samo enkrat.
Nasa ima dovolj segmentov za osem misij Artemis, a verjetno ne bodo potrošili vseh, ker Nasa načrtuje prehod na rakete zasebnih ponudnikov. Tako so odpovedane tudi načrtovane nadgradnje na osnovi nesojene rakete Omega (Northrop Grumman).
SRB-i niso zgrajeni v enem kosu, ker jih po ZDA prevažajo po železnici.
Vesoljska ladja Orion
Orion pri Luni. Na misiji Artemis naj bi premeril več kot milijon kilometrov. Fotografija je bila posneta na odpravi Artemis I. Foto: Nasa
Vesoljska ladja Orion spominja na stare Apolle, a je večja in modernejša. Prostora ima za šest članov posadke, ki lahko v njej letijo do 21 dni (zaradi omejitev sistemov za vzdrževanje življenju primernih razmer). Je trenutno edina vesoljska ladja, ki lahko pošlje ljudi na potovanja zunaj Zemljine orbite.
Kapsula na vrhu, podporni modul spodaj. Foto: Nasa
Sestavljena je iz treh glavnih elementov. Prvi je modul za posadko (crew module). Je pet metrov širok in tri metre visok in ima tudi več uporabne prostornine od poveljniškega modula Apolla (6 kubičnih metrov proti devet kubičnih metrov) Masa znaša 10,4 tone. Pohvali se lahko tudi s straniščem, medtem ko so astronavti Apolla potrebo opravljali v vrečke (kar je pripeljalo do incidenta v kategoriji straniščnega humorja). Modul za posadko je večkrat uporaben.
Drugi sestavni del je Evropski podporni modul (European Service Module). Glavni izvajalec je Airbus, podizvajalci so v desetih evropskih državah. Velik je štiri metre, masa znaša 13,5 tone. Zagotavlja proizvodnjo 11 kilovatov električne energije s štirimi paneli sončnih celic, vsebuje tudi rezervoarje kisika in pogonskih sredstev.
Notranjost Oriona si lahko ogledate v tej obsežni galeriji.
Glavni motor AJ10-190 izhaja iz programa Space Shuttle in zagotavlja 26.6 kilonewtona oziroma 2,7 tone potiska. V pomoč in rezervo je vgrajenih osem manjših motorjev, ki so tam za slučaj odpovedi glavnega motorja. V servisnem modulu je še 24 manjših potisnikov, ki zagotavljajo usmerjanje. Glavni motor AJ10-190 je izbrala Nasa oziroma posredno ameriška politika, anj pa letijo kritike zaradi šibkosti. (Apollo je uporabljal več kot trikrat močnejši AJ10-137).
Evropski prispevek k programu Artemis je nadomestil del sredstev, ki bi jih morala Esa prispevati k programu Mednarodne vesoljske postaje (MVP).
EPM je nastal iz evropske vesoljske ladje ATV, ki je oskrbovala Mednarodno vesoljsko postajo.
Tretji sestavni del je sistem za pobeg v sili, bel stolp na vrhu. Vsebuje motor na trdo gorivo, ki se – če gre med izstrelitvijo nekaj zelo narobe – sproži v tisočinkah sekunde. Z močjo 1,8 tone povleče vesoljsko ladjo stran od katastrofe, denimo razpadajoče rakete, in jo pri tem usmerja z dodatnim motorjem.
Video: Kako je znotraj kapsule
Video: Kako izgleda stranišče
Ozadje Artemisa in negotova prihodnost
Eugene Cernan, poslednji človek na Luni. Foto: Nasa
Program Artemis je izid desetletij političnih preigravanj, boja za denar in iskrenih želja po obuditvi Apollovega sna.
Ljudje so doslej šestkrat hodili po Mesecu. Vse to se je dogajalo med letoma 1969 in 1972. Decembra letos bo minilo točno 54 let, odkar je poslednjo človeško stopinjo na Luni pustil astronavt Gene Cernan, in sicer na odpravi Apollo 17. Ameriška politika je program ukinila zaradi stroškov in drugih prioritet, denimo vojne v Vietnamu. Nasa si je takrat nekoliko oddahnila, saj se je zavedala, da bo zaradi omejenega znanja in tehnologije prej ali slej prišlo do smrti v vesolju. A Apollova generacija se je počutila izdano, po izjemnem naporu in premagovanju zahtevnih tehničnih ovir je dobila košarico. Astronavti so dotlej mislili, da je Luna le prvi korak, da bodo že v 80. letih osvajali Mars. Sanje so se razblinile. Poleg zgoraj omenjenih stroškov je bilo na delu tudi domoljubje, del politike in Nase ni bil navdušen nad tem, da so raketo Saturn osnovali Nemci pod vodstvom Wernherja von Brauna. Želeli so proizvod domače pameti, obenem pa precej cenejše vesoljsko plovilo, ki bo večkrat uporabno in bo letelo po več desetkrat na leto. Nasi je to do neke mere koristilo, saj ji je odprlo možnost, da se uči dolgotrajnega bivanja v vesolju kar na nebu Zemlje, v nizkozemeljski tirnici, ki je cenejša za oskrbovanje in od koder se lahko astronavti v primeru sile urno vrnejo na varno.
Tokrat uporabljeni SLS vsebuje kose z več deset različnih misij Space Shuttle. Na fotografiji Atlantis. Foto: Nasa/Rusty Backer and Michael Gayle
Tako je nastal program Space Shuttle. Snovati so ga začeli že med Apollom in tako razvili številne tehnologije, ki so v uporabi še danes (prav na raketi SLS). Toda Space Shuttle ni izpolnil vseh pričakovanj. Ni bil poceni, letel je le nekajkrat na leto in bil v središču dveh odmevnih nesreč. Njegovi snovalci so sicer zatrjevali, da bi ga morala Nasa razvijati v nove, učinkovitejše različice, da je program finančno podhranjen in da sta bili nesreči v temelju posledici človeškega dejavnika. A ni zaleglo, po nesreči raketoplana Columbia leta 2003 je padla odločitev, da se program ukine. In tu se začenja zgodba SLS-a.
Program Space Shuttle je zagotavljal veliko dobro plačanih delovnih mest po ZDA, ki bi ob ukinitvi izpuhtela. Ne le to, v zgodovino bi šlo tudi pridobljeno tehnično znanje, t. i. know how, in proizvodne kapacitete, vzpostavljene skozi desetletja. Točno tako, kot so izpuhtele po ukinitvi Apolla in Saturna V. Nezadovoljni so bili tako nekateri ameriški senatorji, ki so doživljali bes lokalne volilne baze, kot številni ljubitelji raziskovanja vesolja, ki so se bali novega mrtvila.
Kitajska razvija raketo Dolgi pohod-9, ki naj bi zmogel 150 ton tovora v nizkozemeljsko tirnico, in načrtuje postavitev lunarne vasice na prelomu desetletja. Nova vesoljska tekma, tokrat poteka med ZDA in Kitajsko. Foto: CALT
In tako je bil pod predsednikom Georgeem W. Bushem napisan program Constellation. Bil je velikopotezen: predvideval je oskrbovanje Mednarodne vesoljske postaje, pristanek na asteroidu, vrnitev na Luno in človeka na Marsu. Vse to z enovito opremo. Stranski potisnik Space Shuttlov je dobil še en segment in postal raketa Ares I. Z njo bi izstreljevali nove vesoljske ladje Orion, tako za odprave na MVP kot za lunarne in marsovske. (Orion je tako v razvoju že skoraj 20 let.) Glavni rezervoar Space Shuttlov bi predelali in povečali v prvo stopnjo ogromne rakete Ares V, uporabili pa bi ali pet motorjev RS-25 ali pa šest motorjev RS-68 (oboje proizvaja Aerojet Rocketdyne). Ares V bi zmogel kar 188 ton v nizkozemeljsko orbito in z velikim naskokom postal najzmogljivejša raketa vseh časov, kot so kazali tedanji načrti. In vse to pretežno z delovnimi mesti programa Space Shuttle.
Program Constellation je imel isto hibo kot Apollo, a še za razred velikosti večjo. Visoko ceno. Leta 2010, po nastopu novega predsednika ZDA Barracka Obame, je bil zato ukinjen. Ljubitelji vesolja in senatorji so ponovno zagnali vik in krik, pričakujoč novo mrtvilo. Politika se je odzvala, in tako je nastala raketa SLS. Zelo poenostavljeno: iz sestava Space Shuttle odstrani raketoplan, njegove motorje vgradi v podnožje rezervoarja za gorivo, zgolj povečaj stranske potisnike. Črtaj raketo Ares I in vesoljsko ladjo Orion posadi neposredno na SLS. Volk sit in koza cela.
Tudi ta načrt ni idealen. Zakaj? Ker so se razmere v vesoljski industriji po letu 2011, ko je bil osnovan, precej spremenile. Številni so začeli razmišljati o tehnologijah novega tisočletja. Mislili so na večkrat uporabne rakete in rezervoarje goriva v orbiti, ne na dediščino Apolla in Space Shuttlov. V Nasi in v kongresu so se bili politični boji. Zmagala je preizkušena preteklost.
Nasina notranja inšpekcija je izračunala stroške posamezne izstrelitve SLS-a: 4 milijarde dolarjev. Foto: Nasa/Cory Huston
Prvi Nasin vodja poletov, legendarni Chris Kraft, je že tedaj zmajal z glavo in izgovoril preroške besede: SLS bo požrl Naso pri živem telesu. Stroški bodo visoki, frekvenca letenja enkrat na nekaj let, doseženega bo malo. To se je tudi zgodilo. SLS, ki bi se moral v nebo prvič pognati leta 2016, je svoj ognjeni krst doživel leta 2022, drugi polet pa šele letos. Do leta 2022 je bilo za razvoj in izdelavo porabljenih 21 milijard dolarjev, in še dodatnih 21 milijard za Orion (novejši zračuni niso na voljo).
Podporniki pa po drugi strani opominjajo, da je bilo za SLS porabljenega precej manj denarja kot za primerljivi Saturn V in da gre za enkraten projekt, ki mu v zadnjih desetletjih ni para (… oziroma mu ni bilo para do pred nekaj let). Takšni projekti pač ne morejo biti poceni. Ponujajo še en razmislek: potrebna je podpora politike. Če ne bi ohranili delovnih mest in zadovoljili ključnih senatorjev, programa Artemis sploh ne bi bilo. Tako pa imajo ZDA – in svet – po 50 letih spet opremo, denar in nabrano “gibalno količino”, da človeka pošljejo iz orbite Zemlje.
To krhko ravnotežje med kritiki in podporniki, ki je vztrajalo desetletja, pa se je pred kratkim porušilo. Vzrok je Kitajska. Azijska velesila se tudi lahko pohvali s programom raziskovanja Meseca s posadko in namerava poslati ljudi na tla Lune do leta 2030. Tekma je postala tesna in napeta, kar je naposled kanilo tudi ameriški politiki, ki je naenkrat postala precej manj tolerantna do cincanja in počasne molže državnega denarja, kot sta si jo privoščila glavna izvajalca, Boeing in Northrop Grumman. Politična podpora SLS-u in Orionu je prav v zadnjih mesecih hlapela kot kafra. Naposled je novi vodja Nase, Jared Isaacman, napovedal, da bo SLS letel samo še toliko, kot bo res nujno potrebno, nato pa bodo presedlali na rakete zasebnih ponudnikov. Načrtovano vesoljsko postajo v tirnici okoli Lune, Lunarni portal (Lunar Gateway), so “začasno” poslali na hladno, in več pozornosti namenili gradnji talne infrastrukture na Luni. Tudi Orionu dolgoročno ne kaže preveč dobro.
Program Artemis namreč vsebuje element, ki ga lahko preraste in izrine, kot kukavičji mladič v gnezdu. SpaceX-ovo vesoljsko ladjo Starship. Nasa je, v veliko presenečenje, prav Starship izbrala za svoj lunarni pristajalnik.
Simbolična podoba Starshipa na Luni. Starship je uradno del programa Artemis. Foto: SpaceX
Starship je izstrelitveni sistem, ki bo po načrtih precej zmogljivejši od SLS-a, ob zadostni kadenci pa naj bi stal pičlih deset milijonov na polet. V kombinaciji z orbitalnim dotakanjem goriva naj bi lahko v globoko vesolje, torej do Lune in dlje, poslal več deset ljudi ali pa več kot sto ton tovora. Tega niti Ares V ne bi zmogel. Napovedi so skoraj neverjetne, a Nasa stavi nanje. Vrnitev človeka na Luno na misiji Artemis IV leta 2028 je zdaj odvisna prav od Starshipa. Ko (če) bo mogočni Starship iz drobnega Oriona v Lunini orbiti prejel astronavta in ju spustil do tal Lune, bo prizor bodel v oči. Zakaj plačati nekaj milijard dolarjev za SLS in Orion, če lahko čisto vse za nekaj redov velikosti ceneje opravi Starship? Nekdanji administrator Nase Charles Bolden, nekdanji podpornik SLS-a, dandanes meni, da se bo zgodilo prav to.
Sorodna novica
Pretres v programu Artemis, hiter napredek Kitajcev in težave za evropsko Probo-3
Scenarij pa temelji na predpostavki, da bo Starship izpolnil obljube – in da bo varen. Kaj pa, če ne bo? V tem za Naso grozljivem scenariju bi na agenciji objokovali odločitev, da niso šli v razvoj pristajalnika po starem, dobrem, a dražjem pristopu iz časov Apolla, in najbrž gledali, kako na Luni stoji rdeča zastava.
Nasprotniki SLS-a ponujajo vprašanje, kaj vse bi lahko Nasa naredila, če ne bi vlagala denarja v SLS in Orion? Ekonomisti temu rečejo oportunitetni stroški. Morda bi že imeli na pladnju plejado sodobnih tehnologij začenši z dotakanjem goriva v orbiti. Morda.
A brez SLS-a in Oriona danes ne bi brali tega članka in nestrpno pričakovali plamenov mogočne rakete, prizorov, kakršne so nazadnje uzrli pred 50 leti. In prgišče še živih veteranov odprav Apollo, med drugim David Scott (Apollo 9 in 15), Russell Schweickart (Apollo 9), Buzz Aldrin (Apollo 11), Fred Haise (Apollo 13), Charles Duke (Apollo 16), Harrison Schmitt (Apollo 17), pa tudi Gene Kranz, vsi čez 90 let, ne bi moglo predati štafete. Uzreti, kako se ogenj njihovih sanj znova razplamteva.
Program Artemis predvideva tudi razvoj tehnologij za vesoljsko ladjo, ki bo šla do Marsa in nazaj enkrat v prihodnjem desetletju. Če je ne bo prehitel Starship. Foto: Nasa
Oglas