SpaceX vyvíjí pro NASA přistávací modul Starship Human Landing System. Tento lander ale přijde na řadu až při prvním pilotovaném pokusu o přistání, který by se měl uskutečnit v rámci mise Artemis III v roce 2025.
Padesát let od posledního člověka na Měsíci
V prosinci roku 1972 se po měsíčním povrchu naposledy procházeli pozemšťané, konkrétně šlo o Eugena Cernana a Harrisona Schmitta. Oba byli astronauté NASA a členové posádky Apolla 17, které tehdy bylo vrcholem celého amerického lunárního programu. Od té doby uplynulo téměř 50 let, během kterých se průzkumu Měsíce věnovaly in situ pouze automaty a robotické sondy.
Vše se začalo pomalu měnit až na počátku nového tisíciletí, když americký prezident G. W. Bush vyhlásil program Constellation, který měl obnovit přítomnost lidí na Měsíci do roku 2020. Tento program neměl ovšem dlouhého trvání a z důvodu finanční náročnosti byl ukončen v roce 2010. Z tohoto programu do dalších let přežila jen kosmická loď Orion a původně plánovaný nosič Ares V byl posléze nahrazen supertěžkým nosičem Space Launch System (SLS). Měsíční aktivity americké kosmonautiky byly oficiálně obnoveny až v roce 2017, kdy došlo k vyhlášení programu NASA s názvem Artemis.
Program Artemis má vytyčený náročnější cíl než jen návrat lidských bytostí na Měsíc. Na rozdíl od programu Apollo, kdy lidé Měsíc jen navštěvovali, by cílem programu Artemis mělo být zajištění trvalé a udržitelné přítomnosti lidí na povrchu Měsíce. Aby však NASA mohla začít dopravovat lidi na Měsíc, oslovila řadu firem, které pro ni začaly připravovat nutný hardware.
Spolupráce s dalšími státy i firmami
Vývoj a výrobu nosičů SLS zajišťuje firma Boeing, kosmickou loď Orion připravuje společnost Lockheed Martin, přičemž servisní modul pro tuto loď dodává Evropská kosmická agentura ESA. Z hlediska našeho článku je posledním podstatným prvkem celého procesu měsíční lander Human Landing System (HLS), který pro NASA vyvíjí kalifornská firma SpaceX na základě kosmické lodi Starship.
Než však v programu Artemis dojde řada na přistávací modul dodávaný firmou SpaceX, uskuteční se ještě dva starty nosiče SLS. První mise nazývaná Artemis I se měla již uskutečnit, ale technické problémy vedly k odkladu na konec září. V rámci této bezpilotní mise dojde k první letové zkoušce nové rakety SLS a k druhému testovacímu letu lodi Orion. Po dosažení oběžné dráhy bude loď navedena na cestu k Měsíci, v jehož prostoru stráví skoro celý měsíc.
21. července 2022 |
K druhé misi programu Artemis by mělo dojít nejdříve v polovině roku 2024. Půjde již o pilotovanou misi, kosmická loď Orion ovšem pouze proletí okolo Měsíce po dráze volného návratu, nevstoupí na jeho oběžnou dráhu a vrátí se zpět na Zemi. Během celé této mise bude posádka provádět testy lodi Orion, aby odzkoušela téměř všechny nezbytné komponenty, které budou potřeba při další misi Artemis.
Jedinou neotestovanou komponentou tak zůstane přistávací modul HLS vyvíjený firmou SpaceX. Jeho nepilotovaný test se má uskutečnit nezávisle na misích Artemis v roce 2024.
Lisa Watson-Morgan, Human Landing System Program manager for NASA, said "So far SpaceX has met all of their milestones to date." Agency has set 2024 as a target date for an uncrewed demonstration flight to the lunar surface.
Cílem tohoto testu bude přistání na Měsíci, test samotný však nebude požadovat, aby loď Starship po přistání byla schopna odstartovat z povrchu. Samozřejmě, pokud se lodi start z povrchu povede, bude to jen dobře, ale NASA to nutně nevyžaduje. To znamená, že úplně první pokus o start HLS z povrchu Měsíce může teoreticky nastat až při ostré misi Artemis III. Činitelé NASA sami charakterizují loď HLS pro nepilotovaný test jako „kostru“, tedy asi jakýsi neplnohodnotný prototyp, a nepředpokládají, že tatáž loď bude následně použita i pro misi Artemis III s astronauty.
Ač je hlavním cílem této mise test lodi HLS, NASA patrně neodolá a pokusí se využít i této příležitosti k tomu, aby na povrch Měsíce dopravila další vědecký náklad. Přeci jen by byla škoda nevyužít přepravní kapacity HLS, která má být schopná dopravit na Měsíc až 100 tun nákladu. Přistávací oblast pro tento test se bude také nacházet v oblasti jižního pólu, patrně však mimo lokality, které mohou být vybrány pro misi Artemis III, aby tak žádným způsobem nemohlo dojít ke kontaminaci okolí pro budoucí vědecký výzkum.
Jak bude probíhat přistání na Měsíci
První lidské přistání na Měsíci v rámci mise Artemis III je oficiálně plánováno na konec roku 2025, ale reálnější odhady mluví spíše o roce 2026. Než se však až čtyři zatím neznámí astronauté vydají na svou cestu na palubě lodi Orion, bude nutno pro ně na oběžné dráze Měsíce přichystat lunární lander HLS. Ten se nejprve dotankuje na oběžné dráze Země a poté se přemístí vlastními silami k Měsíci, kde bude čekat. HLS a Orion se tak poprvé potkají až na oběžné dráze Měsíce, kde jeden muž a jedna žena přestoupí na jeho palubu a po odpojení od mateřské lodi zamíří do oblasti jižního pólu.
Přesné místo přistání zatím nebylo určeno, ašak NASA koncem srpna oznámila, že předběžně vybrala 13 míst, kde by se přistání mohlo uskutečnit. Více míst bylo zvoleno, protože to umožňuje větší variabilitu ve výběru startovního okna pro misi Artemis III. Pro zájemce je zde i video, které společně představuje vybrané oblasti. Všechny se nacházejí ve vzdálenosti maximálně šesti stupňů zeměpisné šířky od jižního pólu.
Kromě flexibility startovního okna a vědeckého významu byly při výběru přistávacích míst zahrnuty i další okolnosti jako sklon terénu, bezpečnost přistání, snadnost komunikace se Zemí i světelné podmínky. Aby přistávací oblast byla vhodná pro loď Starship, do výběru lokalit bylo zapojeno i SpaceX. Každé ze zvolených míst nabízí posádce minimálně 6 a půl dne slunečního svitu. Posádka tak nebude přistávat ve tmě a bude na místě moci používat solární panely. Zároveň jde o oblasti, ze kterých se posádka bude moci snadno přesunout do oblasti trvale zastíněné před slunečním svitem. Možnost odebírat vzorky v oblasti nedotčené slunečním zářením je velkým lákadlem pro vědecký tým NASA. Předpokládá se zde také přítomnost vody, pro niž dozajista budoucí průzkumníci a osadníci najdou využití.
Po přistání stráví astronaut a astronautka na povrchu Měsíce přibližně týden, který zasvětí vědeckým pozorováním a sběru vzorků. Během jejich pobytu jim bude přibližně 50 metrů vysoká loď HLS sloužit jako domovská základna. Až se naplní čas, posádka odstartuje z povrchu Měsíce v HLS a na oběžné dráze se opět spojí s mateřskou lodí Orion. Poté už bude scénář letu podobný misím Apollo. Loď Orion i s astronauty opustí oběžnou dráhu, zamíří zpět k Zemi a na padácích se snese do vln oceánu.
Na tomto místě si možná pokládáte otázku, co se stane s lunárním landerem HLS, který zůstane na oběžné dráze? Z hlediska NASA musí lander dopravit posádku zpět na oběžnou dráhu, čímž splní svůj úkol a požadavky NASA. Jeho další osud bude závislý výhradně na rozhodnutí SpaceX. Lze si vzít příklad z minulosti a podívat se, jak končily lunární moduly po misích Apollo. Modul z mise Apollo 10 byl po skončení mise naveden na heliocentrickou dráhu, modul z Apolla 11 ponechala posádka na oběžné dráze Měsíce. Moduly z ostatních měsíčních misí, s výjimkou Apolla 13, který shořel v zemské atmosféře, ukončily svou pouť nárazem do Měsíce. Jaký však bude osud prvního pilotovaného lunárního modulu z dílny SpaceX, to je prozatím ve hvězdách.
Možná to tak na první pohled nevypadá, ale před společností SpaceX zůstává stále ještě velká řádka úkolů, které bude muset vykonat. Stále kupříkladu nebylo rozhodnuto, kolik budou muset lodi Starship podniknout tankovacích letů na oběžnou dráhu, aby v tankeru obíhajícím naší Zemi bylo dostatek pohonných hmot pro uskutečnění celé mise Artemis III. Velkou výzvou je pak i samotný management kryogenních pohonných látek na oběžné dráze. Na vyřešení tohoto náročného úkolu SpaceX už dlouho pracuje ruku v ruce s NASA. Vývoj landeru HLS také prozatím pokračuje dobře. Například v březnu 2022 zástupci NASA uvedli, že SpaceX splnilo všechny dosavadní smluvní milníky.
Stejná spolupráce probíhá i při testování výtahu, který bude posádku měsíční lodi HLS dopravovat z obytného prostoru na lunární povrch a zpět. Zveřejněné obrázky prozradily, že zkušební model výtahu pro HLS je testován v prostoru před experimentálním tunelem Boring Company, který se nachází hned naproti továrně SpaceX v kalifornském Hawthorne. Pochopitelně se při tom zkouší všechny možné i nemožné situace. Výtah samotný je navíc poměrně robustní konstrukce, přeci jen, kabina s lidmi se bude nacházet ve výši několika desítek metrů nad terénem a případné katastrofické selhání by mohlo zamezit návratu posádky zpět do lodi.
Prach, který je na měsíčním povrchu všudypřítomný, má navíc nepříjemnou vlastnost, že snadno ulpívá na řadě povrchů a mohl by posádce výrazně zkomplikovat život. Z tohoto důvodu byl také výtah samotný navržen velmi konzervativně. Na tomto místě je ale nutno připomenout, že lidstvo již má určité zkušenosti s vlastnostmi měsíčního prachu, který se vyskytoval v oblastech přistání misí Apollo. Tento prach byl ovšem řadu let opracováván slunečním zářením. Podmínky, které budou panovat v méně osvětlených oblastech měsíčních pólů, jsou proto do určité míry stále neznámou.
Co se týče budoucích lunárních misí, SpaceX letos v březnu obdrželo kontrakt na jednu další pilotovanou misi HLS. Lze předpokládat, že se týká přistání astronautů na Měsíci v rámci mise Artemis V, která je předběžně v plánu na rok 2028. NASA si navíc připravuje půdu pro další uchazeče, kteří mají zájem nabídnout svoje landery pro další chystané mise Artemis.
Text byl převzat ze serveru ElonX. Před vydáním byl redakčně upraven. Originál najdete zde.
