Návrat člověka na Měsíc je blíž, než si myslíme: Artemis II bude předtestem pro trvalý pobyt

Návrat člověka na Měsíc je blíž, než si myslíme: Artemis II bude předtestem pro trvalý pobyt

Zdroj obrázku: Photo by NASA on Unsplash

Jsme připraveni na návrat na Měsíc? Od poslední mise Apollo uplynulo 53 let a od té doby na náš satelit nevstoupila lidská noha.


Rok 2027 by mohl být rokem, kdy se vše změní, což bude záviset na tom, co se stane v příštích několika měsících. Za necelých 30 dní se otevře startovací okno pro druhou misi projektu Artemis, nástupce programu Apollo. A ta odpoví na velkou otázku: Jsme připraveni?

Srovnání s Apollem není jen sentimentální. Tyto mise dokázaly, že se tam můžeme dostat, stanout na Měsíci a vrátit se zpět. Artemis si naopak klade za cíl něco ambicióznějšího: naučit se trvale žít a pracovat v měsíčním prostředí. Je to rozdíl mezi víkendovým výletem a založením malé vesnice na předměstí. Abychom toho dosáhli, musíme si nejprve odpovědět na základní otázku: Jsme schopni s dnešní technologií zopakovat výkon, který jsme v učebnicích dějepisu považovali za samozřejmost?

Právě v tomto bodě přichází na řadu Artemis II. Nebude to mise, která znovu položí botu na regolit, ale bude to mise, která nám řekne, zda celý systém – raketa, loď, postupy, výcvik a koordinace – zvládne to, co přijde příště. Pokud Artemis II selže, celý lunární plán NASA se zadrhne. Pokud uspěje, otevře dveře do desetiletí, kdy Měsíc už nebude vzdáleným místem, ale opakovaným cílem.

Související článek

Einstein měl pravdu: Výstup na horu vás přenese v čase. Ale ne tak, jak byste čekali
Einstein měl pravdu: Výstup na horu vás přenese v čase. Ale ne tak, jak byste čekali

Cestování časem není jen doménou sci-fi filmů – podle Einsteinovy relativity se s časem skutečně dá manipulovat. Gravitace i rychlost ovlivňují jeho tok, a i když jsou rozdíly minimální, věda je dokáže přesně změřit – třeba mezi základnou a vrcholem mrakodrapu.

Pod názvem Artemis II dokončuje NASA start rakety Orion, která s délkou téměř 100 metrů vynese poprvé po více než půl století na oběžnou dráhu Měsíce čtyři lidi. Čtyři astronauti stráví ve vesmíru 10 dní, aby připravili půdu pro misi Artemis III, která by, pokud vše půjde dobře, mohla dostat lidi na Měsíc za něco málo přes rok. Tyto mise jsou odrazovým můstkem pro ještě ambicióznější projekt. S misí Artemis IV zahájíme stavbu vesmírné stanice na oběžné dráze Měsíce. Projekt, který se na rozdíl od misí Apollo nesnaží pouze o to, abychom se dostali na naši družici, ale také o zavedení technologií nezbytných k tomu, abychom mohli začít „obývat“ vesmír.

Tato stanice se nazývá Gateway a bude jakousi „mini Mezinárodní vesmírnou stanicí“ obíhající kolem Měsíce. Bude sloužit jako přístav pro budoucí mise, vědecká laboratoř a zkušební stanice pro technologie, které by nás jednou mohly dostat na Mars. Myšlenka spočívá v tom, že místo toho, aby kosmické lodě přilétaly a odlétaly přímo ze Země na povrch Měsíce, mohou na Gateway přistát, změnit konfiguraci, doplnit palivo a pokračovat v cestě. Je to mnohem flexibilnější systém než Apollo, určený pro velmi krátké jednorázové mise.

Kdo je na palubě?

Artemis II se do historie zapíše také svou posádkou. Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Kochová a Jeremy Hansen budou nejen prvními lidmi, kteří se po více než půlstoletí vypraví na Měsíc, ale představují také epochální změnu v průzkumu vesmíru.

  • Reid Wiseman (NASA) bude velitelem. Námořní pilot a veterán Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) má za sebou více než 165 dní na oběžné dráze a je bývalým vedoucím Úřadu astronautů NASA, což z něj činí klíčovou postavu při rozhodování o letech lidí do vesmíru.
  • Pilotem budeVictor Glover (NASA). Byl prvním afroamerickým astronautem, který absolvoval dlouhodobý pobyt na ISS v rámci mise Crew-1 společnosti SpaceX. Má za sebou téměř 170 dní ve vesmíru a zkušenosti s testovacími lety, což je pro tak experimentální misi, jako je Artemis II, zásadní.
  • Christina Kochová (NASA) bude specialistkou mise. Je elektroinženýrkou, drží rekord v nejdelším nepřetržitém ženském letu do vesmíru (328 po sobě jdoucích dní na oběžné dráze) a účastnila se prvního čistě ženského výstupu do vesmíru. Její zkušenosti s prodlouženým pobytem a systémy podpory života jsou obzvláště cenné.
  • Posádku doplňujeJeremy Hansen (Kanadská kosmická agentura, CSA). Je pilotem stíhačky a bude prvním Kanaďanem, který se vydá na cestu za nízkou oběžnou dráhu Země. Jeho přítomnost není náhodná: je součástí dohody, podle níž Kanada výměnou za místa na misích Artemis přispívá na stanici Gateway robotickým ramenem Canadarm3.

Složení posádky odráží jasný trend: průzkum Měsíce již není výhradně americkou záležitostí. Artemis je mezinárodní program, jehož partnery jsou například Evropa, Japonsko a Kanada, a dohody jsou podepsány s více než dvaceti zeměmi prostřednictvím takzvaných dohod Artemis. V praxi to znamená, že Měsíc bude stále více společným projektem.

Kdy?

Není divu, že se Artemis II stala nejočekávanější vědeckou událostí roku a pravděpodobně i tohoto století. Milníkem srovnatelným s těmi, které nadchly celou jednu generaci během vesmírných závodů. Nyní jsme však znecitlivěli a tato vesmírná dobrodružství jsou pro mnohé jen další zprávou. Každopádně pokud chcete start sledovat, NASA jej plánuje jako obvykle přenášet na svém kanálu na YouTube.

Co se týče data, to je zatím nejisté. Je pravda, že startovní okno se otevře 7. února ve 3:45 ráno, ale nedoporučujeme vám zůstat vzhůru celou noc, protože toto okno se uzavře o dva měsíce později, v dubnu. To znamená, že pokud vše půjde podle očekávání odborníků, NASA s předstihem sdělí, který den a v kolik hodin v rámci tohoto okna start proběhne.

Proč taková flexibilita? Start na Měsíc není jako jízda vlakem. Vzájemná poloha Země, Měsíce a místa startu musí být sladěna téměř na milimetr přesně. Kromě toho je třeba vzít v úvahu osvětlení místa dopadu, dostupnost záchranných lodí, povětrnostní podmínky na mysu Canaveral a dokonce i provoz jiných startů. To vše se promítá do konkrétních „oken“, v nichž může raketa odstartovat a sledovat plánovanou trajektorii.

Kromě toho je Artemis II v podstatě zkušebním letem s posádkou. NASA provádí technické revize, simulace a generální zkoušky – včetně takzvané mokré generální zkoušky, při níž je raketa naplněna kryogenním palivem a je simulováno úplné odpočítávání – aby se ujistila, že každý systém reaguje tak, jak má. Jakékoli anomálie zjištěné při těchto testech mohou posunout datum o několik dní… nebo týdnů.

Raketa a kosmická loď: co je v sázce?

Než se začneme zabývat trajektorií, stojí za to se na chvíli zastavit a podívat se na dvě klíčové části mise: Space Launch System (SLS) a kosmickou loď Orion.

SLS je nejvýkonnější raketou, kterou NASA postavila od dob Saturnu V. Verze SLS Artemis II je nejvýkonnější raketou, kterou NASA postavila od dob Apolla. Ve verzi pro Artemis II je vysoká přibližně 98 metrů a při startu vytváří tah více než 4 miliony kilogramů díky čtyřem motorům RS-25 (zděděným a modernizovaným z motorů raketoplánu Space Shuttle) a dvěma bočním urychlovacím raketám na tuhé palivo. Její funkce je jediná: odlepit Orion od Země a dodat mu dostatečnou rychlost, aby mohl zamířit k Měsíci.

Orion je naopak kapsle, v níž budou cestovat čtyři astronauti. Skládá se ze tří hlavních částí:

  • Posádkový modul: přetlaková „kabina“ s prostorem pro čtyři osoby, řídicími systémy, počítači, sedadly a vybavením potřebným k životu a práci během letu.
  • Evropský servisní modul (ESM): je postaven Evropskou kosmickou agenturou a zajišťuje energii (prostřednictvím solárních panelů), pohon, vodu a kyslík. Je to v jistém smyslu „motor a skladiště“ Orionu.
  • Startovací modul a přerušovací systém: věž na vrcholu, která se může v milisekundách zapálit a odklonit kapsli od špičky rakety, pokud se během startu něco pokazí.

Celá tato sestava byla testována bez posádky na lodi Artemis I v roce 2022. Tato mise doletěla dál než jakákoli kosmická loď určená pro lidi, několikrát obletěla Měsíc a po 25 dnech se vrátila na Zemi. Výsledek byl velmi pozitivní, ale ne dokonalý: tepelný štít Orionu se při návratu do atmosféry rozpadl více, než se očekávalo. Od té doby NASA a její partneři podrobně analyzovali získaná data a provedli vylepšení materiálů a konstrukce pro Artemis II.

Cesta

Artemis II odstartuje z Floridy, konkrétně ze startovací rampy 39B. Zde začnou burácet výkonné motory SLS, které Orion vynesou na oběžnou dráhu Země. Není snadné dostat 4 000 tun rakety za únikovou rychlost naší planety, ale naštěstí tato část mise není nová. V roce 2022 úspěšně odstartovala sonda Artemis I, která, ač bez posádky, doletěla dál než jakákoli jiná kosmická loď, proletěla kolem Měsíce ve vzdálenosti 384 000 km a dosáhla 450 000 km, než se vrátila na Zemi, kde po 25 dnech pobytu ve vesmíru přistála. Mise byla úspěšná, a přestože byl koncový štít poškozen více, než odborníci očekávali, pomohla tato zkušenost vylepšit Orion Artemis II.

Ale zpět k misi v roce 2026: po dosažení oběžné dráhy Země sonda několikrát obkrouží naši planetu, aby zkontrolovala, zda všechny systémy fungují správně, a teprve poté nastartuje motory a zamíří k Měsíci. Cesta k němu bude trvat čtyři dny, a až se k němu dostane, nevstoupí na uzavřenou oběžnou dráhu kolem něj. Plán je takový, žegravitace Měsíce, místo aby sondu uvěznila, ji pošle zpět na Zemi. Dráhu si můžeme představit jako podivnou osmičku, kdy jedna smyčka povede kolem naší planety a druhá kolem Měsíce, přičemž proletí ve vzdálenosti 7400 kilometrů od jeho povrchu. Pro představu, jaká je tato vzdálenost, Mezinárodní vesmírná stanice je vysoká 400 kilometrů a Měsíc má průměr něco málo přes 3400 kilometrů.

Tato trajektorie je známá jako průlet kolem Měsíce s volným návratem. Jedná se o pečlivě vypočtenou dráhu, po které, pokud by z nějakého důvodu došlo k selhání motorů Orionu poté, co zamíří k Měsíci, by se kosmická loď stále pohybovala po křivce, která by ji vrátila zpět na Zemi bez nutnosti jakýchkoli větších dodatečných manévrů. Jedná se o jakési „gravitační bungee lano“ snižující riziko, které svým duchem připomíná trajektorii, jež zachránila astronauty z Apolla 13.

Během těchto dnů nebude posádka na dovolené. Artemis II je především testovací mise:

  • Na Artemis I se bude několik dní v kuse testovat funkčnost systémů podpory života (kyslík, oxid uhličitý, teplota, vlhkost), což se na lidech vyzkoušet nedalo.
  • Budou ověřovat komunikační postupy se Zemí, včetně využití sítě NASA v hlubokém vesmíru, která umožňuje komunikovat s kosmickými loděmi vzdálenými stovky tisíc kilometrů.
  • Provedou orientační manévry a zážeh motorů, aby simulovali manévry, které budou na Artemis III potřeba při spojení s lunárním modulem.
  • Budou testovat, jak se posádka chová v prostředí dlouhodobé izolace a mikrogravitace, včetně cvičení, spánku a vědecké pracovní rutiny.

A samozřejmě bude čas i na pohled z okna. Přestože se nedostanou na oběžnou dráhu Měsíce, uvidí čtveřice astronautů odvrácenou stranu Měsíce a Zemi ze vzdálenosti, kterou dosud zažilo jen velmi málo lidí. Je pravděpodobné, že stejně jako v případě programu Apollo nebudou některé z nejikoničtějších snímků mise technicky nejúchvatnější, ale ty, které nám připomenou, jak jsme při pohledu odtamtud malí.

Proč je to tak riskantní?

NASA běžně vysílá lidi do vesmíru už desítky let, ale téměř vždy na nízkou oběžnou dráhu Země, do výšky několika set kilometrů. Artemis II tuto bariéru překonává a vstupuje do tzv. hlubokého vesmíru. To s sebou nese další rizika:

  • Na ISS může lékařská nebo technická pohotovost přivolat pomoc ze Zeměběhem několika hodin. V polovině cesty na Měsíc je posádka sama. Komunikace se zpožďuje o několik sekund a neexistuje možnost „rychlého návratu“.
  • Radiace: mimo ochranný štít magnetického pole Země jsou astronauti vystaveni vyšší úrovni kosmického záření a slunečních částic. Artemis II bude tyto dávky přesně měřit a vyhodnocovat ochranu kosmické lodi.
  • Vysokorychlostní návrat: návrat z Měsíce není stejný jako pád z oběžné dráhy Země. Kosmická loď vstoupí do atmosféry rychlostí přibližně 40 000 km/h, přičemž v tepelném štítu vzniká teplota téměř 2 800 °C. Jakékoli selhání v této fázi je doslova nepřijatelné.
  • Složitost systému: SLS a Orion jsou nová vozidla s tisíci součástmi, které nikdy neletěly společně s lidmi na palubě. Ačkoli byl Artemis I úspěšný, přechod z bezpilotního letu na let s posádkou znásobuje bezpečnostní požadavky.

Ze všech těchto důvodů je Artemis II zkouškou důvěry. Důvěry v desetiletí techniky, v nashromážděné zkušenosti a ve schopnost zopakovat (a udržet) výkon, na který jsme již zapomněli. NASA často hovoří o „přijatelném riziku“: nikdy nebude nulové, ale cílem je snížit ho na úroveň, kterou kompenzují vědecké a technologické přínosy.

Návrat

Přibližně 10 dní po startu bude muset sonda znovu vstoupit do zemské atmosféry a vydržet tlak a tření při pádu, který začne rychlostí 40 000 kilometrů za hodinu. Její čtyři členové posádky budou chráněni vylepšeným tepelným stíněním a NASA plánuje, že bezpečně přistanou v Tichém oceánu. Jedná se o nejrizikovější misi tohoto století a v sázce je nejen budoucnost misí Artemis, ale také čtyři lidské životy. Je pravda, že riziko je vysoce kontrolované a že členové posádky se pravděpodobně bezpečně vrátí. Přesto je Artemis II zkouškou důvěry. Důvěry v desetiletí techniky, v nasbírané zkušenosti a ve schopnost zopakovat (a udržet) výkon, na který jsme již zapomněli.

Návrat Orionu má také zajímavý trik: takzvanýpřeskočený návrat. Místo toho, aby modul vstoupil do atmosféry najednou, částečně „poskakuje“ v horních vrstvách, podobně jako kámen přeskakuje po vodní hladině. To umožňuje lépe kontrolovat zpomalení a snížit zatížení astronautů a také přesně vyladit místo dopadu.

Po rozvinutí hlavních padáků se kapsle zřítí do Tichého oceánu, kde na ni bude čekat loď amerického námořnictva a specializované záchranné týmy. Od první minuty po dopadu budou probíhat lékařská vyšetření a začne stahování dat z palubních systémů. Náročná práce na misi v jistém smyslu neskončí, až astronauti vstoupí na palubu lodi, ale až inženýři zanalyzují každou vteřinu letu, aby se z ní poučili pro Artemis III.

Nebude se konat žádné přistání na Měsíci, žádné historické snímky stop na regolitu, žádné velkolepé projevy. Ale pokud Orion dokončí svou cestu a vrátí se domů, odpověď na počáteční otázku bude jasná. Prokážeme, že se umíme vrátit.

A co pak? Artemis III, IV a další

Pokud Artemis II uspěje, dalším velkým krokem bude Artemis III, mise, jejímž cílem bude návrat lidí na povrch Měsíce. Současný plán NASA počítá s využitím lodi Orion, která by vynesla posádku na oběžnou dráhu Měsíce, a odtud by dva astronauty přemístila do komerčního přistávacího modulu na Měsíci, který by vyvinuly soukromé společnosti (první z nich by byla upravená verze lodi Starship společnosti SpaceX).

Tito dva astronauti sestoupí do jižní polární oblasti Měsíce, oblasti nesmírného vědeckého zájmu, protože se předpokládá, že se zde v trvale zastíněných kráterech nacházejí ložiska vodního ledu. Tento led by mohl být v budoucnu přeměněn na pitnou vodu, dýchatelný kyslík a dokonce i na raketové palivo. Jinými slovy, základ pro udržitelnou lidskou přítomnost na Měsíci.

Později, s Artemis IV a dále, budou vypuštěny první moduly stanice Gateway a rozšíří se možnosti povrchových stanovišť: větší obydlí, tlaková vozidla pro cestování na velké vzdálenosti, experimenty na výrobu kyslíku z regolitu atd. To vše s dlouhodobým cílem, který NASA neustále opakuje: využít Měsíc jako zkušební základnu pro dosažení Marsu.

V tomto kontextu se může zdát, že Artemis II je „jen“ okružní let bez přistání na Měsíci. Je však chybějícím dílem k uzavření kruhu mezi teorií a praxí. Bez spolehlivého dopravního systému mezi Zemí a oběžnou dráhou Měsíce zůstává vše ostatní – základny, stanice, těžba ledu, cesty na Mars – mrtvou literou.

Zdroje článku

nasa.gov, bbc.com
#