Jak działa program Artemis NASA – Z Księżyca na Marsa

Powrót na Księżyc po pół wieku

Po raz pierwszy od misji Apollo 17 w 1972 roku ludzie podróżują poza niską orbitę okołoziemską. Program Artemis NASA to wieloetapowe przedsięwzięcie mające na celu ustanowienie trwałej obecności człowieka na Księżycu i wokół niego – a ostatecznie wykorzystanie go jako poligonu doświadczalnego dla załogowych misji na Marsa.

Program obejmuje nowe statki kosmiczne, nowe rakiety, nowe międzynarodowe partnerstwa i zasadniczo odmienne podejście od Apollo. Tam, gdzie Apollo miało na celu wylądowanie, wbicie flagi i odlot, Artemis ma na celu długoterminową eksplorację.

Sprzęt: SLS i Orion

Dwa elementy inżynierii umożliwiają Artemis: rakieta Space Launch System (SLS) i statek kosmiczny Orion.

SLS to najpotężniejsza rakieta, jaką kiedykolwiek zbudowała NASA. Jej główny człon ma 65 metrów wysokości i jest napędzany czterema silnikami RS-25 – ulepszonymi wersjami silników, które latały na promie kosmicznym. Silniki te spalają ciekły wodór i ciekły tlen, wytwarzając ponad dwa miliony funtów ciągu w zaledwie cztery sekundy. Dwa pięciosegmentowe rakiety pomocnicze na paliwo stałe, również wywodzące się ze sprzętu wahadłowca, flankują główny człon. Razem SLS generuje 8,8 miliona funtów ciągu przy starcie – około 15 procent więcej niż Saturn V, który transportował astronautów Apollo.

Na szczycie SLS znajduje się Orion, zbudowany przez Lockheed Martin z Europejskim Modułem Serwisowym dostarczonym przez Europejską Agencję Kosmiczną. Orion przewozi do czterech członków załogi i jest wyposażony w system kontroli środowiska i podtrzymywania życia (ECLSS), który utrzymuje powietrze do oddychania, stabilną temperaturę i wodę pitną. Dwutlenek węgla jest usuwany za pomocą regeneracyjnych łożysk aminowych, a kabina utrzymuje komfortową temperaturę 21–24°C nawet podczas ekstremalnego ciepła podczas ponownego wejścia w atmosferę.

Trajektoria swobodnego powrotu

Misje Artemis na Księżyc opierają się na sprytnym elemencie mechaniki orbitalnej zwanym trajektorią swobodnego powrotu. Gdy statek kosmiczny zostanie umieszczony na tej ścieżce w kształcie ósemki między Ziemią a Księżycem, grawitacja wykonuje większość pracy. Przyciąganie grawitacyjne Księżyca zakrzywia ścieżkę statku kosmicznego wokół jego odległej strony i wysyła go z powrotem w kierunku Ziemi – nie są wymagane żadne dodatkowe odpalenia silników.

Ta konstrukcja dotyczy przede wszystkim bezpieczeństwa. Jeśli krytyczny system zawiedzie w drodze, załoga może wrócić do domu bez uruchamiania ani jednego silnika. Koncepcja sprawdziła się podczas misji Apollo 13 w 1970 roku, kiedy wybuch zbiornika z tlenem zmusił załogę do porzucenia planowanej orbity księżycowej i polegania na ścieżce swobodnego powrotu, aby przeżyć. Artemis II, który odbył się w kwietniu 2026 roku, wykorzystał tę samą zasadę, wysyłając czterech astronautów wokół Księżyca i z powrotem w dziesięciodniową misję obejmującą ponad milion kilometrów.

Sekwencja misji

Program Artemis jest zorganizowany jako seria coraz bardziej ambitnych misji:

• Artemis I (2022) — Bezzałogowy lot testowy. Orion okrążał Księżyc przez 25 dni, testując wydajność osłony termicznej podczas ponownego wejścia w atmosferę z prędkością ponad 40 000 km/h.
• Artemis II (2026) — Pierwszy lot załogowy. Czterech astronautów odbyło lot po trajektorii swobodnego powrotu wokół Księżyca, testując systemy podtrzymywania życia, nawigacji i komunikacji w przestrzeni kosmicznej.
• Artemis III (planowany 2027) — Ma na celu przetestowanie Systemu Lądowania na Księżycu (HLS) na orbicie okołoziemskiej, opracowanego przez SpaceX przy użyciu wariantu swojego pojazdu Starship.
• Artemis IV (planowany 2028) — Pierwsze planowane załogowe lądowanie na Księżycu od 1972 roku, dostarczające astronautów na biegun południowy Księżyca, gdzie w stale zacienionych kraterach może istnieć lód wodny.

Dlaczego biegun południowy?

W przeciwieństwie do Apollo, które wylądowało w pobliżu równika Księżyca, Artemis celuje w południowy region polarny Księżyca. Naukowcy uważają, że stale zacienione kratery zawierają tam lód wodny osadzony przez komety przez miliardy lat. Jeśli zostanie to potwierdzone i możliwe do wydobycia, lód ten można przekształcić w wodę pitną, tlen do oddychania, a nawet paliwo rakietowe – radykalnie zmniejszając koszty i złożoność przyszłych misji.

Międzynarodowy kamień milowy

Artemis nie jest samodzielnym amerykańskim przedsięwzięciem. Europejska Agencja Kosmiczna buduje moduł serwisowy Oriona, Kanadyjska Agencja Kosmiczna oddelegowała astronautę Jeremy'ego Hansena do załogi Artemis II, a japońska JAXA i inni partnerzy są zaangażowani w planowaną Lunar Gateway, małą stację kosmiczną, która będzie okrążać Księżyc i służyć jako punkt etapowy dla misji powierzchniowych.

NASA przedstawia wszystko przez pryzmat swojej architektury Z Księżyca na Marsa. Technologie testowane na Księżycu – podtrzymywanie życia, osłona przed promieniowaniem, wykorzystanie zasobów in-situ – są takie same, jakich załogi będą potrzebować podczas sześciu do dziewięciu miesięcy podróży na Marsa. Księżyc, w tym ujęciu, nie jest celem. Jest próbą generalną.