Start mise Artemis II, která má poslat čtyři astronauty na cestu kolem Měsíce, se znovu odkládá. Kvůli technickým potížím a extrémně přísným podmínkám mise zbývá NASA jen 11 potenciálních termínů v březnu a dubnu. Každý start musí splnit trojí kritéria: ideální geometrii dráhy, energetická omezení Orionu a bezpečný návrat.
První z plánovaných startovních oken NASA pro misi Artemis II, které potrvá do dubna, mělo začít 6. února. Dvoudenní generální zkouška startu, během níž se plní nádrže rakety SLS, neproběhla podle očekávání, což vedlo k odložení startu na další startovní okno. Harmonogram pro Artemis II se skládá z pěti možných termínů startu v březnu (6.-9. a 11.) a šesti v dubnu (1., 3.-6. a 30.). V každém z těchto termínů je délka startovního okna 120 minut s výjimkou 11. března, kdy je délka 115 minut.
To znamená, že během 61 dnů zbývá pouze 11 možností startu, z nichž některé mohou být zmařeny špatným počasím. Artemis II má tak málo příležitostí ke startu kvůli orbitální mechanice a specifickým požadavkům této mise a Orionu, modulu s astronauty, který SLS nese, jak podrobně popsala NASA v článku zveřejněném minulý měsíc.
Kanadský astronaut Jeremy Hansen a astronauti NASA Reid Wiseman, Victor Glover a Christina Kochová mají podle předběžného plánu v jednom z těchto termínů odstartovat z Kennedyho vesmírného střediska na desetidenní cestu kolem Měsíce na palubě Orionu.
Astronauti však nemíří přímo k družici. Raketa Space Launch System nejprve vynese Orion na vysokou oběžnou dráhu Země ve výšce více než 35 000 kilometrů, kde posádka a pozemní personál provedou různé kontroly, aby se ujistili, že je modul připraven na cestu.
Proto „den a čas startu musí umožnit raketě SLS umístit Orion“ na tuto oběžnou dráhu a do „správné polohy vůči Zemi a Měsíci v době translunárního injektovacího manévru“, vysvětluje NASA.
Jak již název napovídá, tento manévr navede Orion na kurz k Měsíci, který proletí po trajektorii „volného návratu“. Kapsle využije měsíční gravitaci k návratu na Zemi, aniž by bylo nutné provést další velký manévr s motorem.
Energetické nároky Orionu navíc dále omezují startovací okno mise. „Trajektorie v daný den musí zajistit, aby Orion nezůstal ve tmě déle než 90 minut v kuse, aby křídla solárních panelů mohla přijímat a přeměňovat sluneční světlo na elektřinu a aby si kosmická loď udržela optimální rozsah teplot. Plánovači mise vylučují možné termíny startu, které by Orion během letu poslaly do delšího zatmění,“ uvádí NASA.
A konečně, proveditelná startovní okna musí brát v úvahu také návrat Orionu na Zemi, který se bude řídit specifickým profilem návratu.
NASA tento harmonogram dodržuje bez určení konkrétního data, protože nejprve musí projít „mokrou generální zkouškou“, jak agentura nazývá generální zkoušku, která zahrnuje i celý proces odpočítávání. Při zkoušce 2. února vyloučil únik kapalného vodíku start v tomto měsíci.
Není to poprvé, co se to v programu Artemis stalo. První bezvýsledná mokrá generální zkouška rakety Artemis I proběhla v dubnu 2022. V srpnu proběhla druhá a v září třetí, než mise v listopadu úspěšně odstartovala. Na misi, která lidi odvede dál od Země, než kdy byli, si tedy možná budeme muset počkat znovu.
Tři hlavní důvody pro tak krátká okna
Za těmito 11 příležitostmi ke startu během dvou měsíců nestojí žádný rozmar, ale kombinace velmi přísných faktorů. Sama NASA je shrnuje do tří hlavních bloků: orbitální mechanika, omezení kosmické lodi Orion a podmínky bezpečnosti a návratu posádky. Každý z nich zkracuje harmonogram o něco více na těchto několik termínů a na okna o délce pouhých dvou hodin.
1. Orbitální mechanika
Abychom pochopili, proč nelze startovat „téměř každý den“, představme si oběžnou dráhu jako neviditelnou vlakovou trať. Raketa nemusí jen odstartovat: musí odstartovat v přesně stanovenou dobu, aby o několik hodin později, až nastartuje motor k cestě k Měsíci, byly Země, kosmická loď i Měsíc umístěny ve správné geometrii.
Zdroj: Youtube.com
Artemis II neletí přímo k Měsíci. Nejprve vstoupí na parkovací dráhu kolem Země a poté na vysokou oběžnou dráhu kolem Země. Odtud provede manévr TLI (translunar injection manoeuvre), zážeh motoru, který ji navede na trajektorii, která protne dráhu Měsíce. Tento manévr je účinný pouze tehdy, je-li proveden, když přímka spojující sondu s Měsícem svírá se Zemí správný úhel. Pokud tento „vlak“ prošvihneme, nestačí již motory zažehnout o něco později: potřebné palivo je vyčerpáno a mise je již neproveditelná.
Kromě toho se Artemis II bude pohybovat po trajektorii volného návratu. To znamená, že trasa je vypočtena tak, že i kdyby po TLI selhal hlavní motor, gravitace Měsíce zakřiví trajektorii Orionu a vrátí jej přirozeně k Zemi. Tento typ trajektorie byl použit již při misích Apollo, zejména Apollo 13, a představuje další úroveň bezpečnosti pro první pilotovanou misi programu Artemis.
Problémem je, že ne každý den umožňuje řádný volný návrat po trajektorii. Relativní poloha Měsíce, sklon cílové dráhy a omezení paliva SLS a Orionu znamenají, že pouze v některých dnech lze vytyčit trasu, která splňuje všechny tyto požadavky. A v rámci těchto dnů pouze na několik hodin umožní orientace Země a rotace planety raketě odstartovat z Floridy a skončit na správné dráze.
Ačkoli tedy období startu trvá dva měsíce, skutečný počet příležitostí je omezen na těchto 11 termínů. V mezidobí Měsíc projde polohami, které neumožňují efektivní TLI nebo bezpečnou trajektorii volného návratu, a tyto dny se rovnou vyřadí.
2. Omezení Orionu
Jakmile se Orion ocitne ve vesmíru, spoléhá se na své solární panely pro výrobu elektřiny. Nenese s sebou velké baterie, které by mu umožnily strávit mnoho hodin bez slunce, ani nemůže nechat kosmickou loď příliš vychladnout. Proto si NASA klade jasnou podmínku: Orion nesmí zůstat ve tmě déle než 90 minut v kuse.
Ve vesmíru „tma“ znamená pobyt ve stínu Země nebo Měsíce, bez přímého slunečního světla. Během cesty kosmická loď několikrát projde těmito stíny. Pokud některá z možných trajektorií pro určitý den zahrnuje příliš dlouhé zatmění Orionu, je tento den z kalendáře vyřazen. Nestačí, aby sonda doletěla k Měsíci: musí tak učinit, aniž by vyčerpala své energetické zásoby nebo překročila bezpečný teplotní rozsah.
To přímo ovlivňuje délku denního okna. Zatímco orbitální mechanika by mohla umožnit start například na čtyři hodiny, energetická a teplotní omezení Orionu toto okno zkracují na přibližně 120 minut (nebo 115 v případě 11. března). Mimo tento rozsah by výsledná trajektorie vedla k tomu, že by kosmická loď strávila příliš mnoho času ve stínu nebo by se v kritických okamžicích cesty setkala s dlouhými zatměními.
Větší rozpětí je přijatelné pro bezpilotní mise, ale Artemis II nese čtyři lidi. To nás nutí být mnohem konzervativnější v oblasti řízení spotřeby energie, tepelné kontroly a redundance systémů. Praktickým důsledkem je, že se počítá s každou minutou startovního okna tak, aby se kosmická loď o několik hodin či dní později neocitla v extrémní situaci.
3. Návrat
Třetí hlavní omezení se netýká startu, ale cíle. Artemis II je navržena tak, aby se Orion vracel na Zemi po velmi specifickém profilu návratu, tzv. skip reentry. Místo aby modul vstoupil do atmosféry najednou, částečně se „odrazí“ v horních vrstvách, krátce se vrátí do vesmíru a znovu vstoupí. Tato technika umožňuje snížit tepelné zatížení a síly, které pociťují astronauti, a přesněji nastavit bod dopadu.
Aby takový návrat fungoval, musí kosmická loď dosáhnout Země ve velmi specifické rychlosti, úhlu a poloze. Není stejné přistávat nad Pacifikem jako nad Atlantikem, ani vstupovat příliš strmě (což by mohlo způsobit, že se příliš odrazí a „přeskočí“ atmosféru) nebo příliš svisle (což by zvýšilo teplo a G-síly). Místo dopadu se také musí nacházet v oblastech, kde má NASA rozmístěny své lodě a záchranné týmy.
Zdroj: Youtube.com
To vše se počítá zpětně od konce mise k jejímu začátku. Letoví plánovači simulují tisíce možných trajektorií a vyřazují ty, které sice platí pro start a cestu na Měsíc, ale neumožňují bezpečný návrat. Tím se opět zkracuje počet možných dnů i délka trvání každého denního okna.
Stručně řečeno, každá příležitost ke startu musí současně splňovat tři podmínky: dobrou geometrii Země-Měsíc, trajektorii bez dlouhodobých zatmění a bezpečný návrat do přístupné zóny dopadu. Pokud se nepodaří splnit ani jednu z nich, je daný den z kalendáře vymazán.
Desetidenní cesta, při níž se vše testuje s lidmi na palubě
Artemis II bude první pilotovanou misí v rámci programu Artemis a poprvé od Apolla 17 v roce 1972, kdy se astronauti vydají za nízkou oběžnou dráhu Země. Nepřistanou na Měsíci, ale jejich přibližně desetidenní cesta poslouží k otestování všech systémů Orionu v reálných podmínkách s lidmi na palubě: mimo jiné podpory života, komunikace, navigace, pohonu a tepelné kontroly. Po startu bude mise probíhat v několika fázích:
- Výstup a parkování na oběžné dráze: SLS navede Orion na počáteční oběžnou dráhu kolem Země.
- Vysoká oběžná dráha: Nový zážeh zvýší apogeum (nejvzdálenější bod oběžné dráhy) na více než 35 000 kilometrů. Tam se provádějí podrobné kontroly kosmické lodi.
- Translunární injekce: Další zážeh uvede Orion na volnou návratovou dráhu k Měsíci.
- Průlet kolem Měsíce: Kosmická loď proletí za odvrácenou stranu Měsíce nebo v její blízkosti a dosáhne maximální vzdálenosti od Země větší než jakákoli předchozí pilotovaná mise.
- Návrat: Volná návratová trajektorie ji přivede zpět k Zemi, kde provede skokový návrat a šplouchne do oceánu.
Během této cesty bude pozemní tým sledovat parametry, jako je radiace, kterou astronauti obdrží, chování tepelného štítu, stabilita komunikace na velké vzdálenosti a reakce systémů podpory života. To vše je nezbytné před dalším krokem programu Artemis III, jehož cílem je dopravit astronauty na povrch Měsíce.
Extrémně složitá raketa a zkouška, kterou nelze nezvládnout
Záhady lidského těla: Tyto buňky existují jen v těhotenství a pak zmizí
Tajemství zažloutlých obalů odhaleno: Není to špína
Konec vesmírného smetí: Astroscale má plán na rok 2027
Případy, které NASA nechce komentovat: Co se děje za zavřenými dveřmi
Delchiaroit: nevídaný minerál nalezený ve slavných mramorových lomech v Carraře
Indie integruje AI do filmové produkce, přepisuje celé scény a snižuje náklady o 80 %
Recenze iPhonu Air: Může nejtenčí Apple telefon přežít váš pracovní den
Írán si kupuje „přímý přenos“ z amerických základen. Čína to zařídí
Kim Čong-unův test: Jak Silicon Valley odhaluje severokorejské špiony
