Cesta okolo Mesiaca: Artemis – nová éra pilotovaných vesmírnych letov

Program Artemis amerického Národného úradu pre letectvo a vesmír (NASA) je navrhnutý tak, aby čo najskôr dopravil ľudí na Mesiac a následne sa zameral na Mars ako dlhodobý cieľ pilotovaných vesmírnych letov. Predbežný krátkodobý plán zahŕňa využitie komerčných rakiet, rakety Space Launch System (SLS), vesmírnej lode Orion a komerčného systému na pristátie na Mesiaci.

Artemis I bola bezpilotná testovacia misia rakety SLS a lode Orion. Dňa 16. novembra 2022 úspešne odštartovala z Kennedyho vesmírneho strediska NASA na Floride v USA. Raketa SLS vyslala Orion smerom k obežnej dráhe Mesiaca, pričom loď nakoniec Mesiac dvakrát obletela a následne sa vrátila na Zem. Misia sa ukázala ako úspešná, napriek tomu sa pri nej identifikovalo niekoľko vážnejších technických problémov, ako problémy pri plnení paliva rakety SLS, ale aj ešte vážnejší problém s tepelným štítom lode Orion. Na ňom sa prejavilo väčšie poškodenie, ako sa predpokladalo, a bolo nevyhnutné navrhnúť jeho úpravy pre misiu Artemis II. To trvalo viac ako tri roky, preto došlo k značnému oneskoreniu štartu tejto misie. Misia Artemis I sa potvrdila ako kľúčový test a pomohla ukázať, čo bude potrebné na to, aby boli obe technológie, raketa SLS aj loď Orion, pripravené prepraviť astronautov.

Dedičstvo raketoplánov

NASA vyvinula raketu SLS, ktorá má pomôcť vrátiť ľudí na Mesiac, vytvoriť tam dlhodobú prítomnosť a pripraviť pôdu pre pilotovaný prieskum Marsu. Patrí medzi najvýkonnejšie rakety na svete. Ani jedna iná momentálne nedokáže v rámci jednej misie dopraviť astronautov a kozmickú loď Orion priamo k Mesiacu. Z dôvodu zníženia nákladov a urýchlenia vývoja sa NASA rozhodla využiť niektoré technológie zo svojich predchádzajúcich programov, napríklad z programu amerických raketoplánov.

SLS využíva hlavný stupeň a štyri motory RS-25. Hlavný stupeň obsahuje viac než 2,7 milióna litrov kvapalného vodíka a kvapalného kyslíka. Dva kľúčové pomocné raketové motory na tuhé palivo, ktoré zabezpečujú počas prvých dvoch minút letu viac než 75 % celkového ťahu rakety, boli odvodené práve z programu raketoplánov.

Bezpečne po správnej trajektórii

Loď Orion sa skladá z troch hlavných častí: modulu pre posádku, európskeho servisného modulu a systému núdzového úniku pri štarte. Modul pre posádku je obývateľná časť kozmickej lode, v ktorej posádka žije a pracuje počas cesty k Mesiacu a späť. Tento modul je schopný odolať intenzívnym a nehostinným podmienkam vo vesmíre aj vysokým teplotám pri návrate do atmosféry Zeme.

Posádka Artemis II počas obletu fotografovala povrch Mesiaca aj jeho odvrátenú stranu, ktorá nie je viditeľná zo Zeme.

Európsky servisný modul vyvinutý Európskou vesmírnou agentúrou (ESA) zabezpečuje Orionu elektrickú energiu, pohon, reguláciu teploty, vzduch a vodu. Modul je tiež vybavený dýzami a motormi, ktoré umožňujú orientáciu lode v priestore, ako aj jej navedenie na dráhu k Mesiacu (translunárnu dráhu). Systém núdzového úniku je navrhnutý tak, aby sa v prípade problémov počas štartu rýchlo aktivoval a dostal loď do bezpečia, ďalej od rakety SLS.

Počas každej lunárnej misie raketa SLS vynesie posádku v lodi Orion do vesmíru a navedie ju na trajektóriu smerujúcu k Mesiacu. Aby to dokázala, musí mať SLS dostatočný výkon. Pomocou spomínaného servisného modulu je následne kozmická loď z obežnej dráhy okolo Zeme poslaná na trajektóriu smerujúcu k Mesiacu.

Na palube lode Orion sa nachádza pokročilý systém riadenia, navigácie a kontroly, ktorý využíva súbor senzorov na výpočet polohy lode vo vesmíre. Nevyhnutnou súčasťou sú systémy na určovanie orientácie pomocou hviezd (z angl. star trackers), optické navigačné kamery snímajúce Zem a Mesiac na určenie správneho smeru letu a senzory na meranie polohy Slnka (sun sensors), ktoré udávajú nasmerovanie slnečných panelov servisného modulu.

Autor článku: Mgr. Jiří Šilha, PhD.
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Foto NASA