Rakieta Space Launch System (SLS) wróciła po raz drugi na wyrzutnię startową SLC-39B na kosmodromie w Kennedy Space Center na Florydzie. NASA za tydzień podejmie drugie próbne odliczanie do startu księżycowej rakiety, połączone z pełnym tankowaniem.
Rakieta SLS to superciężka rakieta nośna NASA, która ma w przyszłości wykonywać załogowe misje księżycowe programu Artemis. W 2021 r. złożono jej pierwszy egzemplarz i na jej szczycie umieszczono statek Orion. Rakieta SLS ma w tym roku wynieść statek Orion w misję Artemis 1. Orion – jeszcze bez załogi na pokładzie – dokona w tym locie oblotu Księżyca.
Żeby jednak misja Artemis 1 mogła się odbyć konieczne jest wykonanie ostatnich testów rakiety. W pełni złożona rakieta SLS musi przejść test próbnego odliczania, podczas którego symuluje się odliczanie przed rzeczywistym startem. Test ten kończy się 10 sekund przed symulowanym startem, tuż przed uruchomieniem silników Głównego Członu. Podczas tego próbnego odliczania testowane są systemy rakiety, statku Orion, mobilnej wieży startowej ML-1 oraz infrastruktury naziemnej, która odpowiada za zatankowanie systemu i przygotowanie go do lotu.
Zilustrowany profil misji Artemis 1. Źródło: NASA.
Pierwsza próba generalna nieudana
17 marca 2022 r. rakieta SLS po raz pierwszy znalazła się po złożeniu na swojej platformie startowej SLC-39B. 1 kwietnia podjęto pierwszą próbę odliczania. Niestety, musiała ona zostać przerwana z powodu awarii wentylacji w mobilnej wieży startowej. 4 kwietnia próbowano ponowić próbę, ale tym razem błędy załogi naziemnej zniweczyły plany.
Trzecie podejście wykonano 12 kwietnia. Tym razem udało się zrobić najwięcej, a rakieta nawet zaczęła być tankowana. Tankowanie jednak po krótkim czasie przerwano z powodu wykrycia wycieku przy dolnej płycie połączeń paliwowych.
Po wszystkich problemach NASA zdecydowała, że rakieta wraz z mobilną wieżą wrócą do hangaru pionowej integracji VAB, gdzie inżynierowie zbadają wszystkie napotkane problemy i wykonają potrzebne naprawy. Oprócz wielu drobnych problemów pojawiły się dwa większe: po drugiej próbie zaciął się zawór wodoru w górnym stopniu ICPS i wymagało to dokładniejszego zbadania oraz okazało się, że firma dostarczająca gazowego azotu na potrzeby wentylowania rozmaitych systemów przy rakiecie nie wyrabia się z produkcją/dostawą podczas przedłużających się testów – potrzebne były więc usprawnienia w ich fabryce.
Rakieta SLS i pierwsza misja programu Artemis
Space Launch System (SLS) to superciężka rakieta NASA, która będzie wykorzystana do załogowych misji księżycowych Artemis. SLS składa się z kilku głównych komponentów: Głównego Członu, dwóch bocznych rakiet SRB na paliwo stałe i górnego stopnia ICPS. Część technologii tego systemu jest oparta na programie amerykańskich wahadłowców kosmicznych. Na przykład silniki RS-25D, które będą zasilały Główny Człon rakiety, to silniki biorące udział w misjach kosmicznych i napędzały wahadłowce.
Artemis 1 to ma być pierwsza misja programu Artemis. Będzie polegała na wykonaniu trwającego prawie 3 tygodnie lotu wokółksiężycowego statku Orion, bez załogi na jego pokładzie. Lot Artemis 1 będzie testem rozwijanych przez ostatnie kilkanaście lat systemów: superciężkiej rakiety SLS, statku przeznaczonego do dalekiej eksploracji Orion i stworzonej do celów tych misji infrastruktury naziemnej.
Trwają przygotowania do misji Artemis 1, a rakieta SLS jest teraz poddawana właśnie ostatnim testom.
Dobry krok w kierunku misji Artemis 1
Górna część rakiety SLS widoczna w hangarze VAB 3 czerwca, już podczas przygotowań do wyprowadzenia (widoczne odsunięte platformy dostępowe na całej wysokości rakiety. Źródło: NASA/Frank Michaux.
Naprawy przy rakiecie SLS i wieży startowej ML-1 rozciągnęły się na cały maj. Okazało się, że powodem awarii zaworu wodoru w stopniu ICPS nie jest wada samego zaworu, ale zanieczyszczenie, które trafiło do niego z uszkodzonej gumy uszczelniającej przy połączeniu węży tankowania górnego stopnia z wieżą startową. Nadal trwają prace mające ustalić powód tych uszkodzeń.
Wykonano też naprawę wycieku ciekłego wodoru przy Głównym Członie. Okazało się, że kołnierz otulający połączenia paliwowe na dole Głównego Członu rakiety nie był dostatecznie mocno dokręcony. Ciekły wodór jest bardzo podatny na wycieki i ciężko jest zbadać występowanie najmniejszych nieszczelności bez tankowania. Dlatego poczynione poprawki będą dopiero w pełni przetestowane podczas kolejnej próby tankowania.
Wreszcie w drugiej połowie maja udało się rozbudować infrastrukturę odpowiedzialną za produkcję gazowego azotu. Przeprowadzono także test długotrwałego dostarczania azotu na wyrzutnię startową SLC-39B. Wiele wskazuje na to, że gazowy azot nie będzie już problemem w przyszłych próbach tankowania.
Rakieta SLS znowu na wyrzutni startowej!
Rakieta SLS z mobilną wieżą ML-1 podczas ponownej podróży na stanowisko startowe SLC-39B. Źródło: NASA/Ben Smegelsky.
Wreszcie po dokonanych poprawkach 6 czerwca rakieta SLS i mobilna wieża startowa ML-1 zostały wyprowadzone z budynku VAB w kierunku przyszłego miejsca startu - wyrzutni SLC-39B. Podróż na największym na świecie pojeździe mechanicznym Crawler-1 trwała ponad 10 godzin. Całość przenoszona ważyła prawie 10 000 ton!
Teraz zespół naziemny przygotowuje zestaw do kolejnego próbnego odliczania. Jeżeli w tej chwili wszystko przebiega zgodnie z planem, to próba ta powinna zostać rozpoczęta 19 czerwca.
Próbne odliczanie potrwa dwie doby i jeśli zakończy się sukcesem, to rakieta z wieżą wrócą do hangaru VAB do ostatecznych przygotowań przed rzeczywistym lotem.
Kiedy najwcześniej wystartuje misja Artemis 1?
Żeby móc przeprowadzić pierwszą księżycową misję rakiety SLS i statku Orion gotowe muszą być nie tylko rakieta, statek i systemy naziemne, ale spełnionych musi być jeszcze kilka innych warunków.
Profil misji Artemis 1 wymaga startu w konkretnych oknach startowych, w których spełnione są następujące warunki:
- odpowiednia pozycja Księżyca względem Ziemi, umożliwiająca efektywne wejście statku Orion na orbitę wokółksiężycową,
- trajektoria lotu do Księżyca nie może przebiegać w cieniu Ziemi dłużej niż 90 minut, statek Orion potrzebuje generować energię słoneczną ze swoich paneli słonecznych,
- trajektoria lotu musi umożliwiać wykonanie manewru skip entry – statek Orion wykorzystuje opory w górnych warstwach atmosfery Ziemi, aby w niej wyhamować, ale pozostać na mniej energetycznej orbicie i później wykonać ostateczny manewr zejścia z orbity i lądowania,
- pierwszy lot musi odbyć się w takim czasie, by lądowanie statku Orion przypadało na godziny dzienne - to ułatwi przeprowadzenie operacji odzyskania statku Orion, załoga w ten sposób przećwiczy w przyszłości odzyskiwanie statku z załogą na pokładzie.
Najwcześniejsze możliwe okna startowe kiedy możemy spodziewać się, że rakieta SLS będzie przygotowana do lotu przypadają na:
- 26 lipca-10 sierpnia,
- 23 sierpnia-6 września,
- 20 września-4 października,
- 17 października-31 października.
Te dalsze okna startowe są oczywiście bardziej prawdopodobne. W optymistycznym, ale możliwym scenariuszu misja Artemis 1 wystartuje pod koniec sierpnia.
Więcej informacji:
Na podstawie: NASA/NSF
Opracował: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Rakieta SLS w drodze na rampę startową SLC-39B 6 czerwca 2022 r. Źródło: NASA/Ben Smegelsky.
