Az Artemis-program
Az Artemis-program a valaha volt legnagyobb kaliberű űrkutatási misszió, amelyet a National Aeronautics and Space Administration (NASA) vezet. A program 2017-ben vált hivatalossá, de már 2010 előtt felmerült annak ötlete. A program létfontosságú része az Orion űrhajó, amelyben négy űrhajós képes kényelmesen utazni a Holdig. A szerkezet a NASA legnagyobb ma is használatos hordozója, a Space Launch System nevű rakéta orrán száguld.
A cél újból embereket juttatni a Holdra, ezúttal hosszú távra.
Előzmények
Az Artemis a több mint másfél évtizede megszűnt Constellation program utód. A Constellation program célja az volt, hogy embereket juttasson a Hold és a Mars közelébe és felszínére. Több technológiáját újrahasznosítottak és alkalmaztak a mostani Artemis programban.
- Orion űrhajó: A létfenntartó rendszereket alkalmazó Orion űrhajó már a Constellation programban létezett, bár sosem használták emberek. Eredetileg csak a Föld körüli alacsony pályán vették volna hasznát, de későbbi tervek szerint készítettek volna bolygóközi utazásra alkalmas verziókat is.
- SLS rakéta: A nagy teljesítményű hordozórakétát 2011-ben kezdték el fejleszteni a visszavonult űrsiklókat és az abbamaradt Ares I és Ares V rakéták helyettesítésére. A rakéta több űrsikló-technológiát is használ: szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákat és RS-25 hajtóműveket.
Ezek korábbi amerikai űrkutatási befektetésekből származnak, de az Artemis programhoz nagy mértékben átdolgozták. Új partnercégekkel működik együtt a NASA, hogy megfizethető és fenntartható legyen a program.
Artemis
Az űrmissziókat, ugyanúgy, mint az Apollo-érában, több szakaszra bontják. Ezeket a szakaszokat római számokkal jelöli a NASA. Az Artemis I küldetése 2022. november 16-án startolt el. Az eredetileg 2017-re tervezett indítás öt évet csúszott különböző okokból kifolyólag. 2022-ben három indítási kísérletet végzett el a NASA, ebből kettő sikertelen volt. Először augusztusban, majd szeptemberben gyújtották volna be az SLS rakéta hajtóműveit, de szivárgást észleltek a rendszerben. Novemberben azonban elkezdődött az Artemis-korszak. Az SLS 39.000.000 newton hajtóerővel elemelkedett az indítóállványról. A rakéta egyetlen indítása 2,5 milliárd dollárba kerül az Orion űrhajó árát nem beleszámítva.
A szükséges manővereket elvégezve az Orion levált a gyorsítófokozatról, és személyzet nélkül, teljesen egyedül folytatta útját égi kísérőnk felé. Egy különleges pályán kerülte meg a Holdat, majd egy lassító manővert követően a Hold túloldalán visszatért a Föld felé. December 11-én az űrhajó levált a kiszolgáló egységről, hogy tesztelje a hőpajzsát. Több mint 40.000 km/h-s sebességgel zuhant bele a légkörbe, amelyről visszapattant, majd ismét belezuhant. Mexikó partjaihoz közel, a Csendes-óceánba landolt puhán ejtőernyőivel.
Az Artemis II indítása
Az első tesztküldetést követő Artemis II misszió nagyban eltér elődjétől. Csak a rakéta, az űrhajó és a cél ugyanaz. 2026. február 7-én indulhat négy űrhajós messzebb a bolygónktól, mint valaha. A személyzet a következő: Reid Wiseman, Victor J. Glover, Christina Hammock Koch és Jeremy Hansen.
- Reid Wiseman a küldetés parancsnoka. Ő hoz végső döntést a fedélzeten. Wiseman USA-állampolgár, 2009 óta a NASA asztronautája.
- Victor J. Glover a pilóta. Ha nem lenne minden automatizálva az Orion űrhajóban, ő irányítaná azt. Victor Glover az első színesbőrű, aki eljuthat a Holdig. Szintén amerikai állampolgár.
- Christina H. Koch az első nő a Hold körül, és 2013 óta a NASA űrhajósa. Három küldetés során is járt már a Nemzetközi Űrállomáson, és most küldetésspecialista szerepet vállal az Artemis II fedélzetén. Christina szintén amerikai színekben kerüli meg égi kísérőnket.
- Jeremy Hansen, a külföldi küldetésspecialista. Kanadai állampolgár, és vadászpilótaként tevékenykedett a NASA-hoz kerülése előtt. Ő lesz az első nem USA-állampolgár, aki eljuthat a Holdig. Neki ez lesz az első űrrepülése.
Az indítás időpontja jelenleg nem végleges, azonban a NASA hivatalos bejegyzései szerint február 7-én startolhat a küldetés. Ha azonban halasztják az indítást, a legkésőbbi időpont 2026. április első hete. A missziót tíznaposra tervezik. A négyfős személyzet az SLS rakéta orrán lévő Orion űrhajóban indul az LC 39B jelzésű indítóállásról, ahonnan a Saturn V rakéták is startoltak a 60-as és 70-es években.
Az SLS szerepe
Az indítás pillanatában az üzemanyaggal teli rakéta hatalmas robajjal elhagyja az LC 39B-t. A nagy narancssárga üzemanyagtartály aljára szerelt négy RS 25-ös hajtómű teljes erővel tolja előre a 2.600 tonnás szerkezetet. Ezeket segíti a két óriási, fehér, szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéta, amelyek a tolóerő túlnyomó részét produkálják az indítás során. Ezek ürülnek ki először.
Amint kiürülnek, az SRB-nek is nevezett segédrakéták leválnak a rakétáról, és az Atlanti-óceánba zuhannak. A középső fokozat innentől egymagában folytatja az utat az űrbe. A gigantikus H2 és O2 tartályok csak 8 perc után ürülnek ki. Ez az első fokozat végét jelenti, ami leválva szintén az Atlanti-óceánba hullik, megsemmisítve az újrahasznosított űrsikló-hajtóműveket. Az út folytatását a második fokozat, a keskenyebb fehér részegység alján egy gyengébb, vákuumra optimalizált hajtómű teszi lehetővé. Ez a fokozat képes leállítani, és újraindítani a hajtóművét, ami szükséges a Hold felé gyorsító manőver elvégzéséhez.
A küldetésprofil
Biztonsági pálya
- A rakéta első fokozata a négy RS 25-ös hajtóművével egy elnyúlt ellipszis alakú pályára állítja az űrhajót. Ezután leválik, és a második fokozaté lesz a főszerep. Együtt keringenek ezen a pályán a Hold irányú gyorsító manőverig (TLI: Trans Lunar Injection). Az a keringési pálya, amelyre az első gyorsítófokozat állítja az űrhajót egy különleges, eddig nem gyakran használt megközelítése a Holdhoz utazásnak. Apogeuma 2.200 kilométer, földközeli pontja pedig mindössze 30 kilométer, amely a sűrű légkör rétegeiben található. Ha az Orion ezen a pályán maradna, akkor visszatérne a bolygóra. Ez azért szükséges, hogy ha bármi baj történne, vissza tudjanak jutni a Földre. Most azonban egy másik égitest a cél.
Első pályaemelés
- Ezután a manőver után Jeremy Hansen és Christina Koch kicsatolhatják biztonsági öveiket, hogy a létfenntartó rendszereket ellenőrizhessék. Ha minden rendszer jól működik, jöhet a pályaemelés. Ez az indítás után 50 perccel történhet meg, mert ekkor éri el az Orion az apogeumot, ahol a második fokozat egy gyorsítómanővert hajt végre, hogy ne zuhanjanak vissza a Földre.
Temetőpálya
- Az új, kicsivel magasabb perigeumot elérve a második fokozat ismét beindítja hajtóművét, hogy megemelje az apogeumot 70.000 kilométerre az előbbi 2.200-ról. Ez a gyorsítás akár 15-20 percet is igénybe vehet. A manőver után az űrhajó egy 23,5 órás periódusú Föld körüli pályára áll. Ezt követően az Orion űrhajó leválik a gyorsítóról, ami egy utolsó alkalommal begyújtja hajtóművét, hogy egy ún. temetőpályára álljon. Ez a geostacionárius szatellitek pályája fölött 300 kilométerrel helyezkedik el, ahová azokat az űreszközöket küldik, amelyek teljesítették feladatukat. Erre azért van szükség, hogy még véletlenül se ütközzön össze egy másik, még aktív műholddal.
Második pályaemelés
- A leválás után az Orion személyzete átkapcsol indításiból űrutazási üzemmódba. Ismét letesztelik a létfenntartó rendszereket, majd ezután vacsoráznak. Ezt követi egy két részre osztott 8 órás alvási periódus, amelyet a kiszolgálóegység szakít félbe. Ekkor ugyanis megemelik az Orion pályájának perigeumát.
Irány a Hold!
- A Föld körüli magas pályán elvégzett feladatok után az űrhajó elvégzi a Hold irányú gyorsítómanővert, amely eljuttatja azt égi kísérőnkig. Ez egy különleges pálya, amely lehetővé teszi az Orionnak, hogy egy hurkot írjon le a Hold körül, majd visszatérjen a Földre. Az odautat és a Hold körüli keringési fázist 4 naposra tervezik. A pálya Holdhoz legközelebbi pontja 6.513 kilométer lesz. Ez sokkal távolibb, mint bármely Apollo-küldetés pályája. Épp ezért, amikor az Orion égi kísérőnk túlsó oldalán lesz, a személyzet távolabb kerül bolygónktól, mint bármely másik ember valaha.
4 nap alatt a Hold körül
A TLI után az űrhajó egyre közelebb kerül égi kísérőnkhöz. A személyzet az ablakon kinézve egyre nagyobbnak látja azt, miközben rengeteg fontos adatot gyűjt a bolygóközi utazás hatásairól. Szükség esetén apróbb korrekciós manővereket hajthatnak végre, ha a pálya nem teljesen nominális. Ez lehetővé teszi, hogy pontosan ott landoljanak a Földön, ahol azt a NASA tervezi.
Ekkor lesz az a pillanat is, amikor a legmeghatóbb vallomásos beszámolókat kaphatjuk az űrhajósoktól. Elvégre több mint 53 éve senki sem járt arrafelé.
A visszatérés
Az Orion űrhajó egy szabad visszatérő pályára állt a Hold körül, így bármilyen gyorsítás nélkül vissza tud térni a Földre. Pályakorrekciók és a rendszerek ellenőrzése után megkezdődik a visszatérés a bolygónk felé. A repülésnek ez a fázisa szintén négynapos lesz. Ekkor az űrhajó gyorsulva zuhan a Föld irányába.
Néhány órával a légkörbe lépés előtt számíthatunk egy utolsó lassító pályakorrekciós manőverre, amelyet a kiszolgálóegység leválása követ. Ettől eltávolodva, a személyzeti modul, alján a hőpajzzsal megkezdheti a visszatérést.
20 perc terror
Az Orion űrhajó pajzsával előre 40.000 km/órás sebességgel száguld bele a légkör felső rétegeibe. Ez gyorsabb, mint bármilyen személyszállító űrhajó valaha. Ekkor már rég öveket becsatolva ül a négy asztronauta a fedélzeten. A belépéskor akkora hő keletkezik, hogy ha így folytatnák útjukat, megsemmisülnének. Éppen ezért az űrhajó egy lepattanó belépési megközelítést kísérel meg. Tehát beleszáguld a légkörbe, majd a felhajtóerő hatására visszapattan arról, és ismét belezuhan, ezúttal lassabban és véglegesen.
A hatalmas sebesség miatt a hőpajzs összepréseli maga előtt a levegő molekuláit olyannyira, hogy azok ionizált állapotba kerülnek. Ez az a jellegzetes fénycsóva, ami már megszokott az űrutazásban. Ugyanez a jelenség figyelhető meg a meteoroknál is, csak azoknak nincs több milliárd dolláros hőpajzsuk, ezért elégnek. A gyönyörű fényjelenség azonban egy kevésbé kellemes titkot rejt. Ezen a rettentő forró plazmarétegen nem hatolnak át a rádióhullámok, így eközben teljesen megszakad a kommunikáció az űrhajó és az irányítóközpont között.
Célegyenesben
Amint elegendően lelassult az Orion (5-10.000 km/h) a kommunikáció ismét lehetségessé válik. Nem sokkal később, a légkör legalsó rétegében kinyílnak a lassítóernyők. Ezek kisebb méretűek, mint az őket követő főernyők. A lassítóernyőket levágva kinyílik a három óriási főernyő, amelyek 35 km/órás sebességig lassítják az űrhajót, amiből másodperceken belül hajó lesz, amint a Csendes-óceánba csobban.
Vízreszállás után az űrhajóról azonnal leválnak az ejtőernyők, nehogy a szél ismét fölrepítse a kabint. Ekkor már várják őket több hajón is, közülük az egyik kiemeli az Oriont az óceánból, és fedélzetére helyezi azt. Ezután kinyitják az űrhajót, és kisegítik belőle a hosszú utat megtett űrhajósokat.
Hogyan tovább?
Az Artemis II küldetésének vége jelenti a program igazi startját. Ezt követően minden Artemis misszió során landolhat két vagy több űrhajós a Hold felszínén. Már az Artemis III alkalmával új bakancs hagyhat lábnyomot a regolitban.
Az Artemis III sokban eltér majd a második küldetéstől. A már részletesen bemutatott Orion űrhajóval ismét négy űrhajós utazik a Holdhoz. Ők viszont hosszabb ideig egy stabil, elnyúlt ellipszis alakú pályán fognak keringeni, amelynek minden pontján fenn tudják tartani a kommunikációt a Földdel. Ezt követően egy személyszállító landoló rendszer fog négy asztronautából kettőt a felszínre szállítani. Ez a leszállóegység a SpaceX Starship rakétájának HLS (Human Landing System) verziója lesz.
A küldetésre 2027 közepén kerülhet sor, de, mint azt már tapasztalhattuk, a NASA-nál gyakoriak a késések, így könnyen előfordulhat, hogy 2028-ig halasztják az Artemis III indítását. Ezenkívül még néhány küldetés lebonyolítását tervezik az évtizedben, de nem érdemes ennél előrébb tekinteni az időben, mert még bármi megváltozhat.
Összegzés
Az Artemis II történelmi esemény lesz az űrhajózásban, amely örökre belevésődik az emlékezetünkbe. A személyzet négy tagja pedig csaknem olyan híres lesz, mint Michael Collins űrhajós, aki egymagában keringett a Hold körül, míg társai, Neil Armstrong és Buzz Aldrin égi kísérőnkön tevékenykedtek.
A küldetés azonban sokkal jobban hasonlít az Apollo–8 történelmi missziójára, amelynek során ember először látta a Hold túlsó oldalát a saját szemével. Az Apollo–8 nem landolt a Holdon, de mindössze 108 kilométeres távolságra voltak annak felszínétől. Az Artemis II lényege pontosan ugyanaz, mint az Apollo–8-nak. Tesztelni, tesztelni és tesztelni. Ebben a sorrendben. Sok szerencsét Artemis II!
Szerző: Márk Sebestyén, Amatőrcsillagász