Jak złożona mechanika orbitalna Artemidy III przygotowuje lądowanie na Księżycu w 2025 r

13

To nie będzie łatwe. Następna misja NASA, Artemis III, obejmuje czterech astronautów, trzy różne statki kosmiczne i około dwóch tygodni manewrów orbitalnych, które sprawiają, że program Apollo wydaje się jedynie dojazdem do pracy.

Jeśli plan się powiedzie, zobaczymy pierwszy załogowy lot NASA, podczas którego załoga spotka się i zadokuje z dwoma różnymi lądownikami zdolnymi do przewozu ludzi. Na papierze brzmi to prosto. Ale w rzeczywistości tak nie jest. Misja ta wystawi na próbę wytrzymałość wszystkich kolejnych etapów programu.

Choreografia chaosu

W Artemis III nie chodzi o lądowanie. Chodzi o wykazanie funkcjonalności dokowania i przekazania kontroli. Statek kosmiczny Orion, wystrzelony na rakiecie SLS należącej do NASA, wejdzie na niską orbitę okołoziemską. Tam napotka dwa komercyjne lądowniki: Starship SpaceX i Blue Moon Blue Origin.

Celem jest złożony taniec orbitalny. Orion dokuje z Blue Moon. Następnie oddokuje. Potem znajduje Starship. I dopiero potem wraca do domu.

„Artemis III będzie tańcem z bogatą choreografią i złożoną sekwencją startową” – powiedział kierownik programu Artemis, Jeremy Parsons. „Jeden zły ruch, a wszystko runie w szwach.”

W historii tylko w jednej misji udało się wykonać manewr spotkania z wieloma statkami kosmicznymi: Sojuz T-15 w 1986 r. Kosmonauta odwiedził stację Salut-7, a następnie poleciał do Miru. Amerykanie próbowali tego samego z Gemini 10, ale wtedy nie udało im się zadokować z drugim urządzeniem. Wahadłowiec wykonywał misje przechwytywania satelitów, ale nic nie wymagało koordynacji wielu lotniskowców, takich jak Artemis III.

Artemis III potrzebuje takiej koordynacji. Lądowniki są wystrzeliwane za pomocą różnych rakiet, z różnych wyrzutni i przez różne agencje. New Glenn należący do Blue Origin wypływa z Cape Canaveral. NASA SLS startuje z Kennedy’ego. Statek kosmiczny z SpaceX? Być może Kennedy’ego. Ewentualnie Canaveral. Tego jeszcze nie wiemy.

Blue Moon przejmuje prowadzenie

Lądownik Blue Origin odlatuje pierwszy. Blue Moon Mark 2 (Mk) pozostaje na orbicie do 30 dni. To w zupełności wystarczy, aby sprawdzić systemy, potwierdzić ich funkcjonalność i upewnić się, że moduł nie eksploduje przed przybyciem załogi.

Skąd taka rezerwa czasu? Ponieważ lądowniki nie są wersjami ostatecznymi. To są prototypy. Blue Origin pracuje nad certyfikowanym lądownikiem księżycowym, ale misja demonstracyjna Mk 1 napotkała trudności. W maju rakieta New Glenn eksplodowała podczas testów silnika. Dyrektor generalny Dave Lind twierdzi, że naprawy są w toku, a loty mogą zostać wznowione do końca 2026 r., ale nieplanowane lądowanie Mk 1 ma kluczowe znaczenie dla uzyskania certyfikatu NASA. Żadnego nieplanowanego lądowania – żadnego lądowania załogowego. Kropka.

Orion wystartuje jako drugi, startując z kompleksu startowego 39B na przylądku Canaveral. Znajduje Błękitny Księżyc na niskiej orbicie okołoziemskiej. Rozpocznie się dokowanie. Moduł pozostaje na orbicie przez dwa dni. Prowadzone są testy systemów podtrzymywania życia, awioniki i kompatybilności.

I tak, skafandry kosmiczne są testowane. Kombinezon testowy aktywności poza pojazdem (EVA) zostaje wprowadzony na rynek wraz z Blue Moon. Inżynierowie potrzebują danych na temat interakcji skafandra w ciasnej kabinie, zanim ktokolwiek postawi stopę na powierzchni Księżyca.

Starship dołącza później

Starship wystartuje jako ostatni. Gdy Orion odłączy się od Blue Moon i ponownie dokuje do Starship, zaczyna się zabawa. A dokładniej faza testów.

SpaceX buduje obecnie dwie wieże serwisowe Starship na Florydzie. Jeden znajduje się w kompleksie 39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego. Drugi znajduje się na SLC-37. NASA nie ogłosiła jeszcze, z którego obiektu startowego zostanie wykorzystana Artemis III.

Starship Flight-12 wprowadził wersję 3 (V3). To jest projekt, który pojawi się w Artemis III. Jednak nie jest jeszcze gotowy dla ludzi. Wersja V3 nie posiada przedziału załogi. Zamiast tego Orion i Starship testują komunikację i manewrowanie. Sprawdzają adapter dokujący.

Ale V3 ma prawdziwy sprzęt księżycowy. Zawiera porty dokujące do przesyłu paliwa. Statek kosmiczny musi zatankować paliwo, aby wylecieć poza niską orbitę okołoziemską. NASA szacuje, że Artemis IV będzie wymagał co najmniej 15 startów w celu uzupełnienia paliwa. Przechowywanie paliwa kriogenicznego w kosmosie to kolejne wyzwanie, któremu oba lądowniki muszą sprostać, zanim misje załogowe będą bezpieczne.

Długa droga na Księżyc

Pomyślna interakcja z obydwoma lądownikami toruje drogę Artemis IV. To jest misja na rok 2028. Obecnie zaplanowano go na rok 2028, o ile nie wystąpią jakiekolwiek opóźnienia. Statek kosmiczny zostaje wybrany jako główny pojazd do faktycznego lądowania na Księżycu. To pierwsi ludzie na powierzchni od ponad pół wieku.

Jednak w przypadku Artemis III stawka jest czysto techniczna. Jeden start dla każdego lądownika. duża rezerwa czasu. Orion pozostaje na statku kosmicznym przez około jeden dzień. Następnie oddokuje. Przygotowania do powrotu do domu.

Rozpryskiwanie. Spadochrony. Ocean Spokojny u zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych.

Podobnie jak w Artemisie II. To samo co w Apollonie. Po prostu… inny sprzęt. Bardziej złożone. Bardziej ryzykowne.

Silnik rakietowy pracuje. Kapsułka jest oddzielona. Dwa tygodnie na orbicie ciągną się dla załogi naziemnej w wieczność.

Czy śluzy dokujące wytrzymają? Czy połączenie pozostanie otwarte? Czy Starship zdołał prawidłowo zatankować w próżni?

Zobaczymy.