NASA se chystá vypustit první pilotovanou raketu k Měsíci po 50 letech. Co je dobré vědět?

Cape Canaveral, Florida — Poprvé po více než 50 letech má NASA na startovní rampě v Kennedyho vesmírném středisku připravenou raketu pro pilotovaný oblet Měsíce.

Tato supertěžká nosná raketa nese název Space Launch System. Je naplněna více než 700 000 galony kapalného kyslíku a vodíku (zhruba 2,65 milionu litrů) a doplněna dvěma pomocnými urychlovacími stupni na tuhé palivo, které připomínají éru raketoplánů. Tento oranžovo-bílý kolos by mohl už 6. února vynést posádku mise Artemis II — astronauty NASA Reida Wisemana, Victora Glovera, Christinu Kochovou a astronauta Kanadské kosmické agentury Jeremyho Hansena — na jejich desetidenní cestu kolem Měsíce a dále od Země, než se kdy lidé dostali.

Stovky žen a mužů, kteří se podíleli na sestavení rakety, vzdorovaly 17. ledna zimnímu chladu, aby sledovaly, jak se stroj vyváží z montážní haly a přesouvá ke startovnímu komplexu. Přítomni byli také členové posádky Artemis II, vedoucí mise a administrátor NASA Jared Isaacman, aby tento milník společně připomněli.

Před samotným startem však zbývá ještě mnoho práce a přesné datum vypuštění zatím není definitivně stanoveno.

Zde je přehled toho, co je dobré vědět o misi Artemis II, i o přípravách a podmínkách, které stále stojí v cestě startu.

Co je Artemis II?

Artemis II je druhou misí programu Artemis agentury NASA. Program, pojmenovaný po starořecké bohyni Měsíce a dvojčeti Apollóna, nemá za cíl pouze návrat pilotovaných letů k Měsíci, ale také vybudování udržitelné a trvalé lidské přítomnosti na jeho povrchu a na lunární oběžné dráze ještě před rokem 2030.

Hlavní letový ředitel Jeff Radigan zdůraznil, že jde především o zkušební let. Wiseman, Glover, Kochová a Hansen budou první, kdo poletí na palubě rakety Space Launch System a kosmické lodi Orion, která se skládá z pilotované kabiny a servisního modulu dodaného Evropskou kosmickou agenturou.

Prioritami zkušební mise jsou zejména: ověřit, že kosmická loď i pozemní týmy dokážou udržet posádku po celou dobu letu a bezpečně ji vrátit na Zemi; prověřit operace a postupy nezbytné pro budoucí pilotované lunární mise; a otestovat nouzové systémy a postupy.

Součástí testů bude potvrzení připravenosti klíčových funkcí, jako jsou systémy podpory života, radiační stínění a manévrovací schopnosti potřebné pro budoucí dokování, stejně jako doladění každodenních postupů na palubě. To zahrnuje například optimální uložení skafandrů či plnění fyzických cvičebních povinností ve stísněném prostoru kabiny.

Posádka rovněž otestuje nové laserové komunikační pole, zapojí se do komunikace mezi loděmi s Mezinárodní vesmírnou stanicí a provede experimenty z oblasti lidské fyziologie. Tyto pokusy mají nejen prohloubit porozumění tomu, jak hluboký vesmír působí na lidské tělo, ale také zlepšit schopnost NASA přizpůsobovat léčbu jednotlivým astronautům.

„Je to zkušební let a budou se dít věci, které nečekáme,“ zdůraznil Radigan na tiskové konferenci 16. ledna. „Myslím, že jsme se na ně připravili, jak nejlépe jsme mohli, a velmi se těšíme, až tuto misi s posádkou úspěšně provedeme, získáme potřebné poznatky pro Artemis II a připravíme cestu pro další mise Artemis.“

Start Artemis II

Artemis II by mohla odstartovat nejdříve 6. února a nejpozději 6. dubna — pokud chce kosmická agentura dodržet svůj dlouhodobý slib, že mise odstartuje do konce dubna.

Kvůli parametrům daným cíli mise a technickým omezením nosné rakety vymezila NASA šestidenní startovní okna na začátku každého měsíce.

První sada startovních příležitostí připadá na 6., 7., 8., 10. a 11. února. Poté budou k dispozici termíny 6., 7., 8., 9. a 11. března a v případě potřeby ještě 1., 3., 4., 5. a 6. dubna.

Na základě parametrů daných cíli mise a technických omezení nosné rakety vymezila NASA šestidenní startovní okna na začátku každého měsíce, od února do dubna.

Omezujícími faktory jsou mimo jiné nutnost správného vzájemného postavení a rotace Země a Měsíce v den startu, aby mohl Space Launch System navést loď na správnou vysoce eliptickou oběžnou dráhu Země. Odtud se pak kosmická loď vydá po takzvané „volné návratové dráze“ kolem Měsíce, která končí zkrácenou návratovou trajektorií a přistáním do Tichého oceánu.

Současně platí, že kvůli solárním panelům servisního modulu, které zajišťují napájení, nesmí být kosmická loď se svým modulem ve stínu déle než 90 minut.

Kromě těchto podmínek musí lunární raketa ještě projít sérií testů a integrací systémů, než dostane povolení ke startu, včetně takzvané „mokré generální zkoušky“. Jde o nácvik, při němž pozemní týmy simulují podmínky startovního dne — včetně úplného natankování a vypuštění paliva, zapínání a vypínání klíčových systémů a nácviku závěrečných postupů, které by zajistily posádku v kabině.

Pokud by mokrá zkouška odhalila problém, například únik paliva — jak se stalo během mise Artemis I — musí být závada odstraněna, než bude možné pokračovat.

Zdržení může způsobit i počasí. Pokud například teplota na rampě po dobu 30 minut klesne pod stanovený limit (v rozmezí od 3 °C do 9 °C v závislosti na větru a relativní vlhkosti), nebude možné misi zahájit. Stejně tak může být start odložen nebo zrušen, pokud jsou do vzdálenosti 10 námořních mil od rampy zaznamenány blesky či bouřky.

Ačkoli NASA zveřejnila startovní okna pouze pro následující tři měsíce, ředitel startu Artemis Charlie Blackwell-Thompson uvedl, že vhodné startovní okno existuje v každém měsíci letošního roku a že raketa může zůstat vystavena povětrnostním vlivům na rampě po dobu dvou startovních oken, než by ji bylo nutné vrátit zpět do montážní haly.

Letový plán Artemis II

Ať už ke startu dojde kdykoli, vedení NASA očekává, že desetidenní let Artemis II začne nočním startem a skončí nočním přistáním do oceánu.

První dva dny mise popisují členové posádky i letoví ředitelé jako mimořádně náročné z hlediska pracovního zatížení.

První den začne více než tříhodinovou cestou ze startovního komplexu Launch Complex 39B v Kennedyho vesmírném středisku na vysoce eliptickou oběžnou dráhu Země, která dosáhne výšky zhruba 74 000 kilometrů. Pro srovnání: Mezinárodní vesmírná stanice obvykle obíhá ve výšce kolem 400 kilometrů nad Zemí.

Jakmile se loď dostane na tuto vysokou oběžnou dráhu, Wiseman, Glover, Kochová a Hansen provedou přibližně 23hodinovou kontrolu kosmické lodi, a to ještě relativně blízko Země. Součástí této kontroly je i to, co NASA označuje jako „demonstraci operací v blízkosti cíle“. Glover převezme ruční řízení lodi, aby otestoval manévrovací schopnosti kosmické lodi Orion v souvislosti s budoucím dokováním. Jako referenční bod využije odpojený horní stupeň rakety Space Launch System a přiblíží se k němu až na vzdálenost 30 stop (zhruba 9 metrů). Orion totiž bude muset být v budoucnu schopen připojit se k lunárnímu modulu, který vyvine buď SpaceX, nebo Blue Origin, aby mohly jeho posádky přistát na Měsíci.

Tato demonstrace učiní z Glovera prvního astronauta, který ručně pilotuje novou lunární kosmickou loď NASA, a zařadí ho tak po bok astronautů programu Apollo, kteří mu předcházeli.

Vedoucí mise uvedli, že astronauti dostanou během prvního dne odpočinkový interval přibližně čtyř hodin, než se probudí k provedení ještě jedné úpravy oběžné dráhy před přechodem na dráhu k Měsíci.

Pokud všechny kontroly a testy potvrdí, že je kosmická loď v pořádku, provede Artemis II svůj zážeh pro translunární injekci pouhých 25 hodin a 37 minut po začátku mise. Posádka tehdy zažehne hlavní motor lodi a vyšle ji na dráhu ze Země k Měsíci po takzvané volné návratové trajektorii.

Cesta k Měsíci potrvá kosmické lodi i její posádce tři dny. Během těchto pomyslných „dnů na moři“ astronauti provedou tři korekční zážehy dráhy, otestují komunikaci v rámci sítě pro hluboký vesmír a předvedou provozní postupy uvnitř zcela nové kosmické lodi, včetně rychlého oblékání skafandrů. Zároveň budou připravovat plány snímkování pro průlet kolem Měsíce v rámci očekávání geologických pozorování, která je čekají.

Kosmická loď vstoupí do gravitačního pole Měsíce čtyři dny a sedm hodin po startu a zhruba o 15 hodin později by měla Artemis II dosáhnout nejvzdálenějšího bodu od Země – vzdálenějšího, než jakého kdysi dosáhla pilotovaná mise programu Apollo.

Právě v této nově dosažené oblasti hlubokého vesmíru se posádka nejvíce přiblíží k Měsíci a provede průlet, přibližně pět dní po startu. Astronauti budou mít tři hodiny na pozorování odvrácené strany Měsíce.

Artemis II by měla dosáhnout vzdálenějšího bodu od Země, než jakého kdy jiní astronauti dosáhli.

Vedoucí mise uvedli, že Měsíc se posádce bude jevit zhruba jako basketbalový míč držený v natažené ruce, když budou prolétat ve výšce asi 6 400 až 9 600 kilometrů nad jeho povrchem. Astronauti budou plnit úkoly geologických pozorování podle pokynů lunárního vědeckého týmu na Zemi, který bude průběh sledovat a v reálném čase posílat žádosti z Houstonu — s výjimkou krátkého výpadku signálu, když se Měsíc ocitne přímo mezi posádkou a Zemí.

Odvrácená strana Měsíce, mylně označovaná jako „temná strana“, protože se předpokládá, že je ponořena do tmy, zatímco strana přivrácená k Zemi je osvětlena, by měla být podle očekávání osvětlená slunečním světlem, možná dokonce více než při kterékoli misi Apollo. Pokud se to potvrdí, mohl by průlet Artemis II odhalit části Měsíce, které dosud lidské oko nikdy nevidělo.

NASA však nebude s jistotou vědět, jak velká část odvrácené strany bude osvětlena, dokud nebude posádka na cestě, a vedoucí vědecké mise potvrdili, že viditelnost této strany nemá žádný vliv na datum startu.

Návrat domů potrvá další tři dny. Posádka provede další korekce dráhy, zúčastní se vědeckého rozboru lunárních pozorování a uskuteční demonstraci radiační ochrany i další ukázku ručního řízení.

Postupy pro návrat do atmosféry začnou osm dní a 22 hodin po startu, kdy si astronauti obléknou své letové obleky a začnou procházet kontrolní seznamy. Průlet atmosférou odstartuje ve výšce zhruba 122 000 metrů, něco málo přes devět dní a jednu hodinu po startu, a skončí řízeným přistáním do Tichého oceánu u pobřeží jižní Kalifornie necelých 20 minut poté.

Tepelný štít kabiny přitom dosáhne teploty až 3 000 stupňů Fahrenheita, tedy přibližně 1 650 °C.

Po Artemis II

Pokud se Artemis II ukáže jako úspěšná, vyšlape cestu pro misi Artemis III plánovanou na roky 2027 nebo 2028. Ta má za pomoci lunárního modulu od společností SpaceX nebo Blue Origin vrátit astronauty na povrch Měsíce. Následně má mise Artemis IV dopravit na oběžnou dráhu Měsíce první prvky stanice Gateway.

Postupem času … bychom měli být schopni realizovat opakovatelné a cenově dostupné lety k Měsíci i zpět.

Jared Isaacman,
administrátor, NASA

Všechny tyto i budoucí mise však budou záviset na úspěšném zkušebním letu kosmické lodi Orion v rámci Artemis II.

„Tohle je začátek velmi dlouhé cesty,“ řekl novinářům 17. ledna administrátor NASA Jared Isaacman. „Naši poslední pilotovanou expedici k Měsíci jsme zakončili misí Apollo 17, sedmnáctou v pořadí. A doufám, že jednou budou moje děti sledovat — možná za několik desetiletí — misi Artemis 100.“

„Architektura, kterou tady za námi vidíte, tedy Space Launch System a kosmická loď Orion, je teprve začátek,“ dodal. „Postupem času, s každou další takovou misí, se budeme učit nové věci, architektura nosných prostředků se bude vyvíjet a díky tomu bychom měli být schopni realizovat opakovatelné a cenově dostupné lety k Měsíci i zpět.“

–ete–