Domů » Články » Program Artemis vrátí lidstvo na Měsíc, tentokrát nastálo. První mise odstartuje příští rok

Program Artemis vrátí lidstvo na Měsíc, tentokrát nastálo. První mise odstartuje příští rok

Lidé po Měsíci chodili naposledy v roce 1972 během mise Apollo 17. Od té doby uplynuly desítky let a pilotované lety na Měsíc dnes vnímáme spíše jako historii. První krok ke změně udělal v roce 2017 americký prezident Donald Trump, když v den 45. výročí posledního přistání na Měsíci podepsal Space Policy Directive 1. Tento dokument autorizoval NASA k zahájení příprav na návrat na Měsíc.

O několik měsíců později vystoupil šéf NASA Jim Bridenstine s projevem, v němž položil základy programu Artemis tak, jak ho známe dnes. Ten je velmi ambiciózní, v mnoha ohledech inovativní, a počítá s přistáním první lidské posádky již v roce 2024. NASA přitom původně mířila k roku 2028, ale již v roce 2018 akceptovala výzvu viceprezidenta Pence, který vyzval k urychlení programu o čtyři roky.

pence bridenstine nasa sls
Viceprezident USA Mike Pence a šéf NASA Jim Bridenstine. V pozadí lze vidět vizualizaci rakety SLS.

Program má v USA poměrně širokou podporu mezi zástupci obou politických stran. Část politiků i odborníků nicméně od počátku zpochybňovala právě velmi agresivně nastavený harmonogram. NASA však před několika dny zveřejnila více než sedmdesátistránkový dokument nazvaný Artemis Plan. V něm podrobně rozepisuje jednotlivé aspekty programu, a především pak ubezpečuje, že dodržení harmonogramu je reálné. První mise programu nazvaná logicky Artemis I je přitom plánována již na příští rok.

Přistát na Měsíci, a zůstat tam

Program Artemis získal své jméno po stejnojmenné řecké bohyni, která je dvojčetem boha Apollóna. Ten, jak asi tušíte, propůjčil své jméno pro dnes již legendární program, během nějž v rámci mise Apollo 11 přistáli první lidé na povrchu Měsíce. Zvolený název je logický z hlediska symbolického navázání na minulé úspěchy, nicméně programy spolu mnoho společného nemají.

Tip: Apollo 11 slaví 50 let: „obrovský skok pro lidstvo“ připravovalo 400 tisíc lidí

Apollo se zrodilo uprostřed studené války, a bylo demonstrací technologické nadřazenosti Spojených států nad Sovětským svazem. Ačkoliv mise samozřejmě přinesly i cenné vědecké poznatky, nikdy nebyly koncipovány s myšlenkou samotného vesmírného výzkumu na prvním místě. Z toho důvodu byly lety velmi drahé a součástí programu nebylo vybudování žádného mechanismu, který by umožnil víceméně rutinní lety na Měsíc a dlouhodobý vývoj.

saturn v apollo 11
Start Saturnu V s Apollem 11

Artemis oproti tomu cílí přesně na tyto aspekty. Ano, přistání po více než 50 letech bude samo o sobě obrovským úspěchem. NASA a americká vláda však od programu očekávají něco většího. Američané, samozřejmě spolu s astronauty partnerských zemí, chtějí na Měsíci již zůstat. V druhé polovině dvacátých let má na Měsíci a jeho oběžné dráze vzniknout trvalá infrastruktura. Ta umožní jednak kontinuální výzkum Měsíce včetně dlouhých expedic na jeho povrchu, ale především pak poslouží jako základna pro pilotované lety na Mars.

SLS konečně míří do finiše

Pro úspěšné započetí programu Artemis je velmi důležitá raketa Space Launch System (SLS). Ta se vyvíjí již od roku 2011 a americké daňové poplatníky stála již více než 431 miliard korun. Vývoj SLS je mnohem dražší a delší, než se předpokládalo, což v minulosti bylo i hlavní překážkou pro uskutečnění letů na Měsíc. Ostatně ještě loni v březnu viceprezident Pence v americkém Senátu řekl, že NASA zvažuje pro loď Orion použít alternativní rakety soukromých dodavatelů. Jmenovitě přitom zmínil Falcon Heavy od SpaceX a Delta IV Heavy od United Launch Alliance.

NASA SLS Booster Test

NASA, resp. dodavatelé Boeing a Lockheed Martin, v posledních 18 měsících ale udělali velké pokroky a SLS se již zdá mnohem životaschopnější. Aktuálně probíhají poslední pozemní testy, úspěšně dokončených již jich je pět z osmi. Poslední test, kterým bude několikaminutový statický zážeh všech čtyř motorů RS-25, pak má proběhnout během dvou měsíců.

space launch system SLS 09
Checklist zobrazující dokončené a zbývající testy SLS

Důkladně otestována byla i loď Orion, která již byla vyzkoušena i se servisním modulem. Ten se nazývá Evropský servisní modul (ESM), neboť ho vyvinula Evropská vesmírná agentura (ESA) a vyrobil Airbus. NASA dokončila i potřebné úpravy infrastruktury v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě a výcvikem prošel i personál, od techniků manipulujících s jednotlivými komponenty při kompletaci, po tým v řídícím středisku. Testovalo už se dokonce sestavení rakety s použitím modelů v reálné velikosti.

space launch system SLS 11
Převoz dokončeného prvního stupně rakety SLS

Nic by tak již zdánlivě nemělo bránit tomu, aby se postupovalo podle harmonogramu a během příštího roku odstartovala mise Artemis I.

První vlaštovka – Artemis I

Artemis I bude ještě bez posádky, na palubě Orionu budou místo astronautů různé přístroje. Vypuštěno bude také 13 satelitů CubeSat patřících především různým univerzitám a výzkumným střediskům. Část z nich poskytne důležitá data o okolním prostředí pro další lety programu Artemis.

artemis I map
Podrobný plánek mise Artemis I zveřejněný NASA

Artemis I odstartuje z Kennedyho vesmírného střediska, z nedávno renovovaného Startovacího komplexu 39B. SLS vynese loď Orion na oběžnou dráhu Země. Tam se zažehne motor RL10 druhého stupně rakety, což zajistí „odtržení“ z oběžné dráhy Země a nasměrování na trajektorii k Měsíci. Následně dojde k odpojení tohoto druhého stupně, z nějž ještě budou vypuštěny zmiňované satelity, a Orion následně zamíří k Měsíci. Na jeho oběžné dráze stráví asi šest dní a následně se vrátí zpátky na Zem.

space launch system SLS 01

NASA v dokumentu uvádí, že hlavní prioritou mise je otestovat vysokorychlostní vstup do zemské atmosféry. Orion vletí do atmosféry rychlostí Mach 32, tedy asi 39 500 km/h. Tepelný štít se přitom zahřeje na teplotu přesahující 2 700 °C. Nabízí se srovnání s nedávným letem Crew Demo 2, při němž posádka na palubě lodi Crew Dragon vstupovala do atmosféry rychlostí 27 000 km/h a tepelný štít dosáhl asi 1 900 °C.

Dalším cílem mise pak je pochopitelně získání reálných dat z provozu SLS a letu k Měsíci.

Artemis II – podruhé již s posádkou

Zatímco v programu Apollo před prvním pilotovaným letem k Měsíci (Apollo 8), proběhl ještě pilotovaný let na nízkou oběžnou dráhu Země (Apollo 7), v programu Artemis se přistoupí k letu posádky do lunárního prostředí již hned v druhé misi.

space launch system SLS 02

Artemis II odstartuje v roce 2023 a mise bude trvat přibližně deset dní. Po prvotním dosažení oběžné dráhy Země proběhne jeden oblet, po němž se zažehne motor druhého stupně, čímž se Orion postupně dostane na vysokou oběžnou dráhu Země. Zde se druhý stupeň oddělí od lodi a před tím, než bude naveden do zemské atmosféry, poslouží ještě jednou.

Posádka ho využije při testu manuálního manévrování. S využitím palubních přístrojů, kamer, ale i výhledu z oken proběhne simulace přiblížení a následného vzdálení se od druhého stupně, což poskytne důležitá data a poslouží jako trénink na dokování, které bude součástí dalších misí programu.

artemis II map
Podrobný plánek druhé mise Artemis ve stavu k tomuto září

Po dokončení tohoto testu ovládání převezme opět řídící tým na Zemi. Posádka stráví na vysoké oběžné dráze Země zbytek dne, během nějž budou testovány různé systémy lodi, především s důrazem na ty zajišťující podporu života. Posádka také sundá skafandry a převleče se do běžného oblečení, v němž zůstane až do dne návratu na Zem.

Mimo dosah GPS

Zajímavé je, že během pobytu na vysoké oběžné dráze Země bude Orion mimo dosah GPS a komunikačních satelitů TDRS používaných NASA běžně. Tím pádem se také otestuje komunikace přes Deep Space Network (DSN). Ta bude kriticky důležitá při samotném letu k Měsíci, protože bude sloužit nejen ke komunikaci, ale i aktualizaci navigačních dat.

deep space network
Jedna ze tří stanic soustavy Deep Space Network. Antény se nachází v USA, Španělsku a Austrálii.

Po dokončení veškerých testů na vysoké oběžné dráze Země započne samotný let k Měsíci. Protože druhý stupeň rakety již touto dobou bude ze hry, postará se o nasměrování na správnou trajektorii servisní modul lodi Orion. Loď poletí po trajektorii volného návratu, což znamená, že po obletu Měsíce využije gravitace Země k návratu a nebude tak třeba zážeh motorů.

Statisíce kilometrů od Země

Let k Měsíci potrvá čtyři dny. Posádka se dostane asi 7 400 km za odvrácenou stranu Měsíce, čímž by měla stanovit rekord v této „disciplíně“. Posádce se v tuto chvíli také naskytne jedinečný výhled z okna. V popředí uvidí Měsíc a za ním ve vzdálenosti asi 370 000 km Zemi. Jakmile Orion Měsíc obletí, bude pokračovat zase zpátky směrem k Zemi, přičemž let potrvá opět přibližně čtyři dny.

space launch system SLS 03
Ilustrace zobrazující odhození bočních boosterů rakety SLS. Zde v nákladní verzi.

Počítá se s tím, že posádka bude na palubě Orionu během letu k Měsíci a zpět cvičit. Důvodem jsou jednak blahodárné účinky cvičení na lidské tělo při pobytu ve vesmíru, ale také další otestování systémů lodi. Při fyzické námaze se totiž do atmosféry lodi dostane velké množství oxidu uhličitého a vodních par, což umožní vyzkoušet, jak si systémy podpory života poradí s udržováním optimálního ovzduší i v trochu nestandardních podmínkách.

Jeden den na odpočinek, pak návrat

Posádka bude mít během mise omezené možnosti komunikace s rodinou. Během zpátečního letu tak bude celý jeden den vyhrazen pro osobní volno astronautů. Ti se tak podle dokumentu NASA budou mít možnost mentálně připravit na návrat na Zem a pomocí videohovoru se spojit s rodinami.

orion padaky
Testování padáků lodi Orion

Jeden den před návratem pak proběhnou testy ovládání lodi, tlakování na úrovně návratu, a také bude nutno upevnit veškeré volně umístěné předměty. V den návratu se posádka opět převleče do natlakovaných skafandrů a připoutá se na svých místech. Následně dojde k odpojení servisního modulu lodi. Pak už začne samotný vstup do atmosféry.

skafandr nasa artemis 02
Prototyp skafandru pro loď Orion

Loď Orion by měla vstoupit do zemské atmosféry ještě o něco rychleji, než při misi Artemis I. Z rychlosti přesahující 40 000 km/h pak samotný průlet atmosférou rychlost sníží na 520 km/h. Následně se otevřou padáky, které Orion zpomalí až na 32 km/h, v nichž loď dopadne na hladinu Tichého oceánu, kde už by měly čekat záchranné lodě. Rychlost dopadu je mimochodem o pár km/h vyšší než u lodi Crew Dragon. Tam posádka dopad popisovala jako lehkou autonehodu.

orion test zachrana
Testovací záchrana lodi Orion z moře

Astronauti během mise Artemis II „nalétají“ přes milion kilometrů.

Artemis III – vyvrcholení, které bude jen začátkem

V roce 2024 pak přijde tolik očekávaný „ostrý“ let s přistáním na Měsíci. Nové Apollo 11 do dějin vstoupí jako Artemis III. Již teď je jisté, že ve čtyřčlenné posádce bude žena. Ta se tak zároveň stane první ženou v historii, která se projde po měsíčním povrchu.

Mise odstartuje v druhé polovině roku 2024, předběžně se mluví o říjnu. Trvat bude asi třicet dní, přičemž týden z toho stráví část posádky přímo na Měsíci. Tato mise je o poznání složitější než dvě mise předchozí. Do hry zde už totiž ve větší míře vstupují „vedlejší“ projekty, které jsou důležité jednak pro tuto misi, ale především pak pro další rozvoj programu Artemis.

How We Are Going to the Moon - 4K

Jednotlivé podprojekty jsou zajímavé a zaslouží si vlastní popis, nicméně není možné je obsáhnout v jednom článku při zachování přiměřené délky. Projektům Human Landing System,The Gateway, Commercial Lunar Payload Services, LunaNET a dalším se proto budeme věnovat v následujícím článku, který se zaměří i na dlouhodobější výhled programu Artemis. Pro účely tohoto dílu se tak spokojíme vždy jen s krátkým vysvětlením a pozornost budeme věnovat především misi Artemis III jako takové.

Let na Měsíc s přestupem

Pro misi Artemis III se počítá se čtyřčlennou posádkou. Ta opět odstartuje z Kennedyho vesmírného střediska na palubě lodi Orion vynesené raketou SLS. Postup bude do značné míry podobný, jako u předcházející mise. Změna nastane ve chvíli, kdy loď Orion dorazí na oběžnou dráhu Měsíce.

space launch system SLS 07

Zde totiž bude muset dojít k „přestupu“. Loď Orion samozřejmě na Měsíci přímo přistát nedokáže a na rozdíl od Apolla 11 nebude při této misi lunární modul vynášen na stejné raketě. Místo toho bude už na oběžné dráze připraven samostatný lunární modul. Ten bude vyvinut a dopraven soukromou společností v rámci programu HLS – Human Landing System. Ve hře jsou aktuálně tři možnosti, včetně upravené Starship od SpaceX.

Nehledě na to, který z účastníků nakonec kontrakt na stavbu HLS získá, bude tento modul umět dokovat s lodí Orion. HLS se tedy na oběžné dráze spojí s Orionem a dva ze členů přestoupí do lunárního modulu, s nímž se vydají na Měsíc.

orion gateway
Ilustrace zobrazuje orbitální stanici Gateway, na pravé straně se k ní přibližuje loď Orion

Na tomto místě je také vhodné upozornit, že existuje malá šance, že tento mechanismus nebude použit. Na oběžné dráze Měsíce totiž vznikne vesmírná stanice Gateway, která bude mimo jiné sloužit právě k přestupům posádek. Na oběžnou dráhu Měsíce má být v základní formě umístěna již v roce 2023, takže by teoreticky mohla posloužit už i pro Artemis III. NASA v dokumentu zmiňuje obě možnosti, přičemž flexibilitu jí zajišťuje schopnost HLS dokovat jak s Orionem, tak přímo s Gateway.

„První“ přistání hned na týden

Ať už tedy přestup na oběžné dráze Měsíce proběhne jakkoliv, dva členové na palubě lunárního modulu HLS zamíří na Měsíc. Přistanou v oblasti měsíčního jižního pólu, který je zajímavý zejména kvůli přítomnosti vody v ledové formě. Přesné místo přistání ještě nebylo vybráno, vhodné zóny vybírá mezinárodní tým, a kromě současných poznatků se počítá i se zhodnocením dat ze sond vyslaných v nejbližších letech v rámci programu CLPS, o němž bude řeč v druhém díle článku.

skafandr nasa artemis 01
Šéf NASA Jim Bridenstine a jedna z inženýrek stojících za vývojem skafandrů pro pohyb na Měsíci. Na snímku je prototyp určený pro testy na Zemi.

Vhodné místo k přistání musí být dostatečně silně osvětleno slunečním svitem. To je důležité jednak kvůli tomu, že jde o jediný zdroj elektrické energie, ale také pro zajištění maximálně teplotně stabilního prostředí. Zároveň však musí být v blízkosti i permanentně zastíněné regiony, v nichž má probíhat výzkum. Další požadavky jsou pak asi jasné, povrch zvoleného místa musí být poměrně rovný a nesmí na něm být žádné balvany ani prolákliny.

Vybrat skutečně plně vyhovující lokalitu je velmi důležité, neboť astronauti mají v tomto místě strávit šest a půl dne. Po celou dobu musí být zajištěna komunikace se Zemí i zdroj elektřiny.

Sto kilogramů vybavení, desítky kilo vzorků

Lunární modul HLS na povrch Měsíce dopraví kromě dvou astronautů i sto kilogramů vybavení. To bude zahrnovat vědecké přístroje, i běžné nářadí. Modul navíc bude muset být schopen pojmout na zpáteční cestě i vzorky, přičemž se počítá s tím, že astronauti odeberou asi 35 kg materiálu.

hls hero 00000 0
Umělecké znázornění lunárního modulu HLS blížícího se k Měsíci. Jak bude vypadat skutečně určí až probíhající soutěž.

Vědecký aspekt mise Artemis III totiž bude zaměřen převážně na geologii. Kromě sběru kamenů a provádění sond se očekává také příležitost porovnat stav materiálů uvnitř permanentně zastíněných oblastí ve srovnání s těmi vystavenými světlu. Astronauti by tak pokud možno měli odebrat „spárované“ vzorky materiálů, kdy vždy jedna část bude pocházet z věčného stínu, zatímco druhá z běžné oblasti. Získané poznatky budou důležité nejen jaksi obecně, ale také pro praktické návrhy výstavby trvalé infrastruktury na Měsíci, s níž se v programu Artemis počítá.

Čtyři vycházky v plánu, jedna v záloze

Astronauti samozřejmě necelý týden nestráví na nohou mimo modul. Žít a spát budou v lunárním modulu. Dokument zmiňuje specificky kabinu návratové části modulu, nicméně podle dostupných informací dva ze tří systémů aktuálně soutěžících v programu Human Landing System počítají s integrovaným, nikoliv modulárním řešením.

Z kabiny podniknou několik vycházek po měsíčním povrchu. NASA jako naprosté minimum uvádí dva výstupy (Extra-Vehicular Activity – EVA), pokud se ale povede dostatečně snížit hmotnost HLS, resp. získat prostor a nosnost pro dostatečně výkonné systémy podpory života, počítá se až se čtveřicí EVA. Astronauti by také měli mít k dispozici dostatečnou rezervu v systémech podpory života pro vykonání jedné další neplánované EVA. Ta by mohla nastat například v případě, že by bylo nutné něco neplánovaně před odletem opravit.

artemis base camp 04

S výstupy na měsíční povrch se počítá ve dnech 1, 2, 4 a 5. Druhá část pátého dne bude vyhrazena k úklidu plochy před odletem, nutné bude především odnést do dostatečné vzdálenosti vybavení, které na Měsíci zůstane. Zdánlivě vynechaný den 3 pak bude sloužit k odpočinku posádky, provádění vědeckých činností na palubě modulu a zřejmě i mediálním výstupům. Zbývající čas do 6,5denního limitu spotřebují procedury po přistání i před vzletem, jako je úprava tlaku v kabině, oblékání skafandrů apod.

Bude na astronauty čekat i „buggyna“?

Posádka stráví volným pohybem po Měsíci několik hodin. Jak velké okolí ale během tohoto času dokáže prozkoumat, je otázkou. Operační vzdálenost od lunárního modulu je totiž limitována nutností zůstat v relativní blízkosti modulu. To je důležité z hlediska bezpečnosti, aby případný návrat do bezpečného prostředí, například při poruše systému podpory života, netrval příliš dlouho.

artemis base camp 05
Astronaut vstupuje na měsíční povrch, v pozadí čeká připravené LTV

Vzdálenost, kterou astronauti urazí, však ovlivní především to, jestli budou muset chodit pěšky. V programu Artemis se totiž počítá s dvojicí dopravního prostředků. Prvním je Lunar Terrain Vehicle – LTV, neboli prostě otevřená „buggy“. Druhým je pak Habitable Mobility Platform – HMP, neboli obytná mobilní platforma, zkrátka uzavřený natlakovaný dopravní prostředek pro delší expedice.

A právě LTV by teoreticky mohl být na povrch Měsíce dopraven již před misí Artemis III. To by znamenalo, že by se posádka mohla vydat do vzdálenosti pěti až patnácti kilometrů od modulu, což by mělo být zcela v možnostech vozítka.

Třídenní návrat na Zem

Po uplynutí necelého týdnu posádka na Měsíci sbalí veškeré vzorky a část vybavení. Vybavení, které na Měsíci zůstane pro další mise, bude nutné zajistit v dostatečné vzdálenosti od modulu. Jakmile bude vše připraveno, posádka na palubě HLS odstartuje zpátky na oběžnou dráhu Měsíce. Tam se opět spojí s Orionem, resp. případně se stanicí Gateway a shledají se se zbytkem posádky.

artemis iii map
Plánek mise Artemis III zveřejněný NASA

Poté už nic nebude bránit vydání se na asi třídenní návrat na Zem. Přistání bude zřejmě opět obdobné, jako u mise Artemis II. Tímto okamžikem bude završena několikaletá snaha vrátit lidstvo na Měsíc. A pokud vše půjde dobře, bude to jen první milník v nové éře lidského objevování lunárního prostředí a vesmíru vůbec.

Toto byl první díl dvoudílného miniseriálu o programu Artemis. Druhý díl se bude věnovat „vedlejším“ projektům, ale také dlouhodobé vizi NASA pro tento program. Těšit se můžete už za týden.

Tomáš Krompolc

Fanoušek Androidu, Googlu a moderních technologií. Rád si poslechne tvrdší hudbu a mezi jeho nejoblíbenější seriály patří ty z produkce Netflixu. V současné době je spokojeným majitelem telefonu OnePlus 6.
Subscribe
Upozornit na
guest
21 Komentáře
Nejstarší
Nejnovější Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments