Już 29 sierpnia 2022 r. planowany jest pierwszy start zestawu rakiety Space Launch System i statku Orion. Misja Artemis 1 będzie generalną próbą przed ponownym wysłaniem ludzi w okolice Księżyca. Tutaj znajdziesz wszystkie najważniejsze informacje o tej misji.
Co wydarzy się 29 sierpnia?
29 sierpnia 2022 r. NASA i międzynarodowi partnerzy przeprowadzą pierwszy lot superciężkiej rakiety Space Launch System i statku Orion. W misji nazwanej Artemis 1 statek Orion bez załogi na pokładzie zostanie wysłany w kierunku Księżyca. Tam wejdzie na orbitę wokół naszego naturalnego satelity, przejdzie rozmaite testy i za jego pomocą przeprowadzone zostaną eksperymenty naukowe. Rakieta SLS i statek Orion będą wykorzystane w przyszłości do misji załogowych, dzięki którym człowiek wróci w okolice Księżyca i potem na jego powierzchnię.
Misja Artemis 1 potrwa łącznie 42 dni, z czego prawie 3 tygodnie statek Orion będzie znajdował się na orbicie wokół Księżyca. Powrót i wodowania kapsuły Oriona nastąpi 10 października.
Jak będzie wyglądać lot rakiety SLS w misji Artemis 1?
Okno startowe misji (czyli czas, w którym w danym dniu może wystartować rakieta w locie w kierunku Księżyca) przypada 29 sierpnia na czas między 14:33 i 16:33 czasu polskiego. Zespół misji celuje na początek tego okna, a więc 14:33, ale lot może opóźnić się do 2 godzin ze względu na problemy techniczne albo złe warunki pogodowe.
Rakieta SLS wystartuje z kompleksu startowego SLC-39B na terenie kosmodromu Kennedy Space Center na Florydzie. To z tego miejsca startowały rakiety Saturn V z misjami Apollo i wahadłowce kosmiczne. Wydarzenia lotu rakietowego będą rozciągały się na czas około 2 godzin, ale najważniejsze elementy wystąpią w pierwszych kilkunastu minutach.
Rakieta SLS wzniesie się w powietrze za pomocą czterech silników RS-25 Głównego Członu i dwóch rakiet bocznych SRB na paliwo stałe. Najbardziej energetyczna faza lotu będzie trwała pierwsze 2 minuty. Potem swoje paliwo wyczerpią rakiety boczne i oddzielą się od rakiety. Główny Człon będzie kontynuował rozpędzanie zestawu.
Główny Człon rakiety przestanie działać po 8 minutach i 14 sekundach. Rakieta będzie wtedy już na wysokości 157 km i osiągnie niemal prędkość orbitalną. Po wykonaniu zadania Główny Człon oddzieli się od rakiety i w systemie pozostanie górny człon rakietowy ICPS i statek Orion na jego szczycie.
Kiedy rakieta znajdzie się w odpowiedniej pozycji w pobliżu pułapu swojej trajektorii, niecałą godzinę po starcie uruchomi silnik w stopniu ICPS, aby wejść na wstępną orbitę okołoziemską. Odpalenie to trwać będzie zaledwie kilkanaście sekund.
Już pół godziny później ICPS uruchomi swój silnik kolejny raz. Tym razem by wykonać manewr Trans-Lunar Injection, który wprowadzi statek Orion w trajektorię lotu w kierunku Księżyca. Po tej pracy, około 2 godziny po starcie stopień ICPS wypuści statek Orion w samotną drogę.
Jakie są cele misji Artemis 1?
Od powodzenia misji Artemis 1 zależeć będzie przyszłość całego załogowego programu eksploracji Księżyca. Od razu po nim w 2024 roku NASA chce wykonać pierwszy załogowy lot statku Orion z oblotem Księżyca. W 2025 roku natomiast ma być wykonane ponowne lądowanie człowieka na Księżycu.
Głównym celem misji Artemis 1 jest: test osłony termicznej statku Orion z powrotu z trajektorii księżycowej oraz demonstracja operacji statku Orion podczas wszystkich faz misji i test procedury odzyskania kapsuły Orion po wodowaniu na Ziemi.
NASA po raz pierwszy sprawdzi dzięki tej misji działanie osłony termicznej, która chronić będzie kapsułę podczas powrotu na Ziemię z trajektorii księżycowej. Na kapsułę działa wtedy bardzo duże obciążenie termiczne z racji znacznie większej prędkości powrotu niż z lotów, w których wraca się z orbity okołoziemskiej. Systemy statku Orion zostaną również przetestowane w dalekim locie poza otoczenie Ziemi. Jest to bardzo ważne, jeśli chcemy do tego statku wsadzić już w następnym locie załogę.
Główny cel misji nie zostanie zrealizowany jeśli zawiodłaby rakieta SLS. Lot Artemis 1 będzie pierwszym testem tego systemu nośnego. Rakieta SLS to najpotężniejsza aktywna obecnie rakieta nośna na świecie.
Jak zbudowana jest rakieta SLS?
Space Launch System (SLS) to superciężka rakieta NASA, która będzie głównie wykorzystywana do przeprowadzania załogowych misji programu Artemis. SLS składa się z kilku głównych komponentów.
Centralną, największą część rakiety stanowi Główny Człon. To stopień rakietowy napędzany przez cztery silniki RS-25D zasilane ciekłym wodorem i ciekłym tlenem. Silniki RS-25D to zmodyfikowane silniki używane wcześniej w amerykańskich wahadłowcach kosmicznych.
Do boku Głównego Członu przymocowane są dwie boczne rakiety pomocnicze na paliwo stałe SRB (Solid Rocket Boosters). To one odpowiadają za większość generowanego ciągu przez rakietę w początkowej fazie lotu. Rakiety SRB to również technologia odziedziczona z programu wahadłowców. Od swoich poprzedników nowe rakiety SRB różnią się tym, że są o 20% większe i nie są wyposażone w systemy odzyskiwania (tzn. są jednokrotnego użytku).
Zadanie wprowadzenia na orbitę statku Orion kończy górny człon rakiety SLS, którym jest w wersji 1 człon Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS). ICPS to zmodyfikowany górny człon rakiety Delta IV. Podobnie jak Główny Człon jest on zasilany kriogeniczną mieszanką ciekłego wodoru i ciekłego tlenu.
Jak zbudowany jest statek Orion?
Statek Orion to załogowy statek kosmiczny przeznaczony do misji poza bliskie otoczenie Ziemi. Jest to pierwszy taki statek zbudowany od czasów programu Apollo. Orion składa się z trzech głównych elementów: wieżyczki LAS, kapsuły załogowej i modułu serwisowego.
Wieżyczka LAS to awaryjny system ucieczkowy, którego jedynym zadaniem jest wyrwanie statku Orion od rakiety SLS i oddalenie go na bezpieczną odległość jeżeli coś złego działoby się z rakietą w początkowej fazie lotu lub jeszcze na stanowisku startowym. Obudowa wieżyczki LAS chroni też statek Orion swoją osłoną aerodynamiczną w locie w gęstych warstwach atmosfery. W przypadku misji Artemis 1 wieżyczka LAS pozostanie jednak nieaktywna. Jej zadania testowano w osobnych misjach testowych.
Za napędzanie statku Orion, dostarczenie zasilania, zasobów, komunikację i inne zadania lotu kosmicznego odpowiedzialny jest Europejski Moduł Serwisowy. EMS powstaje w ramach partnerstwa europejskiej agencji ESA i NASA. Moduł wyposażony jest w silnik OMS-E, za pomocą którego wykonywane będą główne manewry orbitalne. Silnik ten pochodzi również z wahadłowców kosmicznych. Po za nim w napędzie modułu znajduje się jeszcze 32 mniejszych silniczków do drobniejszych manewrów i zmiany orientacji całego statku. Zasilanie dostarczać będzie zestaw czterech skrzydeł paneli słonecznych.
Jedyną hermetyzowaną częścią statku Orion jest moduł załogowy. To tam znajdować będzie się załoga podczas kolejnych misji programu Artemis. Kapsuła Oriona może pomieścić do 4 astronautów na maksymalnie 21-dniowy lot. W kapsule astronauci mogą kontrolować lot. Jest ona wyposażona w zaawansowany system podtrzymywania życia, przystosowany do dalekich misji kosmicznych. Nie będzie on jednak testowany w locie Artemis 1. Moduł załogowy Oriona jest jedynym elementem wracającym na Ziemię z misji. Kapsuła jest obudowana osłoną termiczną, która umożliwia powrót z trajektorii księżycowej i hamowanie w ziemskiej atmosferze. W ostatniej fazie lotu zestaw 11 spadochronów ma zadanie ostatecznie wyhamować kapsułę i umożliwić miękkie wodowanie w oceanie.
Posłuchaj podcastu Kosmiczne Rozmowy o pierwszej misji programu Artemis!
Na podstawie: NASA/ESA
Opracował: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Rakieta SLS i statek Orion na stanowisku startowym SLC-39B przed misją Artemis 1. Zdjęcie wykonano 26 sierpnia 2022 r. Źródło: NASA/Bill Ingalls.
