Hogyan működik a NASA Artemis programja – A Holdtól a Marsig

Fél évszázad után visszatérés a Holdra

Az Apollo 17 1972-es küldetése óta először utaznak emberek a Föld alacsony pályája fölé. A NASA Artemis programja egy több küldetésből álló erőfeszítés, amelynek célja egy tartós emberi jelenlét kiépítése a Holdon és annak környékén – és végső soron a Marsra irányuló személyzetes küldetések tesztterületeként való felhasználása.

A program új űrhajókat, új rakétákat, új nemzetközi partnerségeket és az Apollo-programtól alapvetően eltérő megközelítést foglal magában. Míg az Apollo célja az volt, hogy leszálljon, zászlót tűzzön és távozzon, az Artemis a hosszú távú feltárásra lett tervezve.

A hardver: SLS és Orion

Két mérnöki alkotás teszi lehetővé az Artemis programot: a Space Launch System (SLS) rakéta és az Orion űrhajó.

Az SLS a legerősebb rakéta, amelyet a NASA valaha épített. A központi fokozat 65 méter magas, és négy RS-25 hajtómű hajtja – a Space Shuttle-ön repült hajtóművek továbbfejlesztett változatai. Ezek a hajtóművek folyékony hidrogént és folyékony oxigént égetnek, több mint kétmillió font tolóerőt termelve mindössze négy másodperc alatt. A központi fokozatot két ötszegmenses szilárd hajtóanyagú rakétaerősítő is kíséri, amelyek szintén a Shuttle hardveréből származnak. Az SLS együttvéve 8,8 millió font tolóerőt generál a felszálláskor – körülbelül 15 százalékkal többet, mint a Saturn V, amely az Apollo űrhajósokat szállította.

Az SLS tetején ül az Orion, amelyet a Lockheed Martin épített az Európai Űrügynökség által biztosított European Service Module-lal. Az Orion legfeljebb négy főnyi személyzetet szállít, és fel van szerelve egy Environmental Control and Life Support System (ECLSS) rendszerrel, amely biztosítja a lélegezhető levegőt, a stabil hőmérsékletet és az iható vizet. A szén-dioxidot regeneratív aminágyak segítségével távolítják el, míg a kabin kényelmes 21–24 °C-on marad még a légköri visszatérés extrém hője során is.

A szabad visszatérési pálya

A Holdra irányuló Artemis küldetések egy okos orbitális mechanikai megoldásra támaszkodnak, amelyet szabad visszatérési pályának neveznek. Miután az űrhajó erre a nyolcas alakú pályára kerül a Föld és a Hold között, a gravitáció végzi a munka nagy részét. A Hold gravitációs vonzása a túlsó oldala körül eltéríti az űrhajó pályáját, és visszaküldi a Föld felé – nincs szükség további hajtómű-gyújtásokra.

Ez a tervezés alapvetően a biztonságról szól. Ha egy kritikus rendszer meghibásodik útközben, a személyzet egyetlen hajtómű beindítása nélkül is hazajuthat. A koncepció bizonyította értékét az Apollo 13 küldetés során 1970-ben, amikor egy oxigéntartály robbanása arra kényszerítette a személyzetet, hogy feladja a tervezett holdkörüli pályát, és a túlélés érdekében egy szabad visszatérési pályára hagyatkozzon. Az Artemis II, amely 2026 áprilisában repült, ugyanezt az elvet alkalmazta, négy űrhajóst küldve a Hold köré és vissza egy tíz napos küldetés során, amely több mint egymillió kilométert tett meg.

A küldetés sorrendje

Az Artemis program egy sor fokozatosan ambiciózusabb küldetésként épül fel:

• Artemis I (2022) – Személyzet nélküli tesztrepülés. Az Orion 25 napig keringett a Hold körül, tesztelve a hőpajzs teljesítményét a visszatérés során több mint 40 000 km/h sebességgel.
• Artemis II (2026) – Első személyzetes repülés. Négy űrhajós szabad visszatérési pályán repült a Hold körül, tesztelve az életfenntartó, navigációs és kommunikációs rendszereket a mélyűrben.
• Artemis III (tervezett 2027) – Egy Human Landing System (HLS) tesztelése a Föld körüli pályán, amelyet a SpaceX fejlesztett ki a Starship jármű egy változatának felhasználásával.
• Artemis IV (tervezett 2028) – Az első tervezett személyzetes holdraszállás 1972 óta, űrhajósokat szállítva a Hold déli pólusára, ahol vízjég lehet a tartósan árnyékos kráterekben.

Miért a déli pólus?

Az Apollo-programtól eltérően, amely a holdi egyenlítő közelében szállt le, az Artemis a Hold déli sarkvidékét célozza meg. A tudósok úgy vélik, hogy az ott található, tartósan árnyékos kráterekben üstökösök által lerakott vízjég található, több milliárd évre visszamenőleg. Ha ez megerősítést nyer és kinyerhető, ez a jég ivóvízzé, lélegezhető oxigénné és akár rakéta-üzemanyaggá is alakítható – drámaian csökkentve a jövőbeli küldetések költségeit és összetettségét.

Egy nemzetközi ugródeszka

Az Artemis nem egyedülálló amerikai erőfeszítés. Az Európai Űrügynökség építi az Orion szervizmodulját, a Kanadai Űrügynökség Jeremy Hansen űrhajóst adta az Artemis II személyzetéhez, Japán JAXA-ja és más partnerek pedig részt vesznek a tervezett Lunar Gateway-ben, egy kis űrállomásban, amely a Hold körül fog keringeni, és a felszíni küldetések kiindulópontjaként fog szolgálni.

A NASA mindent a Holdtól a Marsig architektúrájának szemszögéből szemléli. A Holdon tesztelt technológiák – életfenntartás, sugárzásvédelem, helyszíni erőforrás-felhasználás – ugyanazok, amelyekre a személyzetnek szüksége lesz a Marsra vezető hat-kilenc hónapos utazáshoz. A Hold ebben a nézetben nem a cél. Ez a főpróba.