Po nieudanych próbach startu w sierpniu i wrześniu, schowaniu rakiety przed jednym huraganem i wystawieniu ją na działanie innego, rakieta SLS jest wreszcie gotowa do odliczania. Kolejna próba startu misji Artemis 1 odbędzie się 16 listopada!
16 listopada - start misji Artemis 1
16 listopada 2022 r. NASA i międzynarodowi partnerzy po raz trzeci spróbują wystartować superciężką rakietą nośną Space Launch System (SLS). Rakieta SLS w misji nazwanej Artemis 1 wyniesie statek Orion bez załogi na pokładzie w kierunku Księżyca. Orion wejdzie na orbitę wokół naszego naturalnego satelity, tam przejdzie rozmaite testy i zostaną w nim przeprowadzone eksperymenty naukowe i testy technologii.
Misja Artemis 1 będzie próbą generalną przed kolejnym lotem rakiety SLS. W drugiej misji Artemis 2 - obecnie planowanej na 2024 r. - rakieta SLS wyniesie Oriona z czteroosobową załogą na misję oblotu Księżyca. Będzie to pierwsza taka wyprawa od czasu programu Apollo.
Lot Artemis 1 potrwa łącznie 25 dni 11 godzin i 36 minut. 5 pierwszych dni zajmie dolot do Księżyca. Potem w serii manewrów orbitalnych 25 listopada zostanie osiągnięta docelowa orbita wokółksiężycowa, tzw. Distant Retrograde Orbit. Orion spędzi na niej prawie tydzień. Orbitę DRO opuści 1 grudnia, a powrót na Ziemię zacznie 5 grudnia. Statek wróci na Ziemię i wyląduje w Oceanie Spokojnym 11 grudnia.
Jak będzie wyglądał pierwszy lot rakiety SLS?
NASA wyznaczyła 16 listopada na docelowy termin startu rakiety SLS. Managerowie programu spotkali się 13 listopada, żeby dokonać przeglądu przygotowań do startu. Obecnie występują dwa problemy, które mogą uniemożliwić lot: odczepienie się fragmentów uszczelnienia na wieży ucieczkowej pod wpływem huraganu i błędnie działające jedno z połączeń elektrycznych przy połączeniu tankowania ciekłym wodorem Głównego Członu.
Pierwszy problem zostanie oceniony jeszcze w poniedziałek, ale agencja wstępnie oceniła, że można go zignorować. Drugi problem nie przeszkodzi w starcie, ale inżynierowie chcą wymienić to połączenie elektryczne jeszcze w poniedziałek. Jeżeli warunki pogodowe albo problemy techniczne nie pozwolą na start 16 listopada, to obecnie rezerwowym terminem startu jest 19 i 25 listopada. Okno startowe umożliwiające wykonanie planowanej misji rozciąga się do 27 listopada.
16 listopada okno startowe dogodne do startu misji otwiera się o 7.04 rano czasu polskiego i trwa 2 godziny, do 9.04. Na Florydzie, w miejscu startu rakiety będzie wtedy środek nocy.
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 drugiej misji Artemis 2 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 działania statku podczas wszystkich faz misji i test procedur 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 jednak 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.
Jak wyglądały przygotowania do misji Artemis 1?
Program Artemis jest ogromnym przedsięwzięciem na wielu poziomach. Misja Artemis 1 to debiut zestawu: rakieta SLS i statek Orion. Jest ona zwieńczeniem pracy trwającej kilkanaście lat - związanej z projektem, budową i testami wszystkich komponentów. Historia niektórych wykorzystanych technologii sięga jeszcze czasów Apollo, przez program wahadłowców kosmicznych i anulowany program Constellation z rakietami serii Ares.
Tutaj przedstawiamy listę kamieni milowych osiągniętych w ciągu ostatnich kilku lat przygotowań do tej misji.
2 lipca 2019 r. - Test systemu ucieczkowego statku Orion w locie
12 stycznia 2020 r. - Przybycie Głównego Członu pierwszego egzemplarza rakiety SLS na testy na hamowni rakietowej w Stennis Space Center
24 czerwca 2020 r. - Zakończenie testów strukturalnych zbiorników rakiety SLS
Czerwiec 2020 r. - Dostarczenie segmentów bocznych rakiet SRB na teren kosmodromu Cape Canaveral
2 września 2020 r. - Test odpalenia testowego egzemplarza rakiety SRB w Promontory
16 stycznia 2021 r. - Pierwszy test odpalenia Głównego Członu rakiety SLS w Stennis (przerwany)
18 marca 2021 r. - Drugi test oddalenia Głównego Członu rakiety SLS (udany)
27 kwietnia 2021 r. - Przybycie Głównego Członu na teren kosmodromu Cape Canaveral
13 czerwca 2021 r. - Połączenie rakiet bocznych SRB z Główny Członem
7 lipca 2021 r. - Połączenie górnego członu ICPS z Głównym Członem
Wrzesień 2021 r. - Testy integracyjne zestawu rakiety SLS i mobilnej wieży startowej
20 października 2021 r. - Połączenie statku Orion z rakietą SLS
20 grudnia 2021 r. - Próbne odliczanie do startu rakiety SLS w budynku VAB
18 marca 2022 r. - Próbne wyprowadzenie rakiety SLS i mobilnej wieży ML-1 na stanowisko startowe
1 i 4 kwietnia 2022 r. - Pierwsze próbne tankowania rakiety SLS na stanowisku startowym (nieudane)
12 kwietnia 2022 r. - Trzecie próbne tankowanie rakiety SLS na stanowisku startowym (tylko częściowo udane)
6 czerwca 2022 r. - Drugie wyprowadzenie rakiety na stanowisko startowe do próbnego tankowania
20 czerwca 2022 r. - Czwarte próbne tankowanie rakiety SLS na stanowisku startowym (udane)
2 lipca 2022 r. - Powrót rakiety SLS do hangaru VAB
17 sierpnia 2022 r. - Trzecie wyprowadzenie rakiety na stanowisko startowe (do startu)
29 sierpnia 2022 r. - 1. nieudana próba odliczania do startu rakiety SLS
3 września 2022 r. - 2. nieudana próba odliczania do startu rakiety SLS
21 września 2022 r. - Próbne tankowanie rakiety SLS po naprawie wycieków
26 września 2022 r. - Powrót rakiety SLS do budynku VAB przed nadejściem huraganu Ian
3 listopada 2022 r. - 4. wyprowadzenie rakiety SLS na stanowisko startowe (do 3. próby startu)
Na podstawie: NASA
Opracował: Rafał Grabiański
Więcej informacji:
Na zdjęciu tytułowym: Rakieta SLS wraz z mobilną wieżą startową ML-1 na wyrzutni SLC-39B. Źródło: NASA/Joel Kowsky.
