Misija „Artemis 1“: žmonijos kelias į Mėnulį

„Artemis 1“ – tai erdvėlaivio „Orion“ misija į Mėnulį, naudojant galingiausią raketą žmonijos istorijoje – „Space Launch System“ (liet. Kosminio Paleidimo Sistema, SLS). Skrydį organizuoja Jungtinių Amerikos Valstijų Nacionalinė Aeronautikos ir Kosmoso Administracija (NASA). Misija jau dabar turi didžiulį poveikį kosmoso ekonomikai ir yra traukos centras aukštos kvalifikacijos specialistams: prie misijos įgyvendinimo prisijungusi privati kompanija „SpaceX“, Europos Kosmoso Agentūra bei kitos kosminės agentūros ir privačios organizacijos.

Šis skrydis pademonstruos SLS raketos galimybes – pavyzdžiui, pasinaudojus Mėnulio gravitacija bus išbandytas didelio greičio grįžimo metodas ir tuo pačiu patikrintas šilumos skydas bei jo efektyvumas patenkant į Žemės atmosferą.

Pagrindinis „Artemis 1“ tikslas yra užtikrinti saugų įgulos modulio patekimą į Žemės atmosferą ir sudaryti sąlygas vykdyti tolimesnes „Artemis“ misijos programas – „Artemis 2“ ir „Artemis 3“. Daugiau nei po 50 metų kai įvyko pirmasis nusileidimas Mėnulyje, „Artemis 2“ įgula misijos metu skris Mėnulio aplinkoje, o „Artemis 3“ bus programos kulminacija – tikimasi kad ne vėliau nei 2025 metais ant mūsų palydovo paviršiaus nusileis dvejų astronautų komanda.

1969 m. liepos 20 d. žmonija žengė didžiulį žingsnį – Mėnulyje nusileido pirmasis žmogus. Nuo tada buvo vykdomos įvairios kosmoso tyrinėjimo misijos su įgulomis, mėnuleigiais, zondais ir kita, ko galutinis tikslas buvo atrasti savo egzistencijos esmę. Pagal „Artemis“ programą NASA siekia grąžinti žmones į Mėnulį ir nutiesti Marso tyrinėjimo pagrindus. „Artemis“ programą sudaro trys misijos. „Artemis 1“ SLS raketa paleis erdvėlaivį „Orion“ be įgulos. Tikimasi, kad „Artemis 1“ pakils šių metų gegužės gale.

Nuo 2017 m. gruodžio mėnesio JAV Kosmoso Agentūra siekia, kad 2025 metais Mėnulyje apsilankytų „pirmoji moteris ir kitas vyras“ (angl. the first woman and the next man). Ši misijų kampanija bus pirmoji misija į Mėnulį su žmonėmis nuo „Apollo“ programos laikų.

Pasirengimas „Artemis 1“ paleidimui oficialiai prasidėjo 2020 m. birželį, pradedant raketų stiprintuvų segmentais, kurie buvo atgabenti iš Jutos geležinkeliu į Kenedžio Kosminį Centrą. Vėliau vasarą panaudojant baržą „Pegasus“ buvo atgabentas paleidimo raketos pakopos adapteris, kuris prieš sujungiant skirtingas raketos dalis buvo nuvežtas į transporto priemonių surinkimo pastatą. Galiausiai erdvėlaivis bus paleistas į tolimąją Mėnulio retrogradinę orbitą, ir prieš prieš grįžtant namo teks 280 000 mylių (apie 450 000 km) atstumą.

„Artemis 1“ techninis tikslas yra išbandyti SLS raketos veikimą ir kelionės metu į Mėnulį, jo orbitoje ir grįžimo metu surinkti inžinerinius „Orion“ erdvėlaivio duomenis. Maždaug mėnesio trukmės misijoje šis erdvėlaivis grįš į Žemę 24 500 mylių per valandą (40 000 km/h) greičiu ir taps greičiausiai į mūsų planetą grįžusiu objektu.

„Orion“ šiluminio skydo veikimas bus išbandytas grįžtant į Žemę ir nusileis Ramiajame vandenyne – kad būtų galima įrodyti šilumos skydo efektyvumą ir atlikti tolimesnę analizę. „Orion“ šilumos skydo testavimas yra vienas didžiausių „Artemis 1“ misijos iššūkių, nes įrenginiui patekus į Žemės atmosfera, jis turės išgyventi 2200 laipsnių Celsijaus temperatūrą – maždaug tik 2,5 karto mažiau, negu Saulės paviršiaus temperatūra. „Artemis 1“ misija nuties kelią pirmajam kosminiam SLS paleidimui ir „Orion“ erdvėlaiviui – o tai yra kertinė antrosios „Artemis“ misijos dalies pradžia, kuri skraidins jau ir įgulą.

Be pagrindinių mokslinių interesų, nuvykimas į Mėnulį suteikia daug aplikacinių galimybių, kurios reikalauja išsamaus tyrimo. Kalbant apie inžinerines programas, tyrinėjant Mėnulį bus galima išbandyti naujas technologijas. Be to, astronautai patirs gyvenimą ant nežemiškų paviršių ir turės išmokti naudoti kosmose esančius išteklius. Galiausiai ši misija padės saugiai paruošti kitas įgulas kelionėms į Marsą ir tolimesnes mūsų Saulės sistemoje planetas ir bei jų palydovus.

„Artemis“ programa susidūrė su daugybe iššūkių ir nesėkmių. Bendros programos išlaidos 2025 fiskaliniais metais, tikėtina, pasieks 86 mlrd. JAV dolerių.

2019 m. kovą prezidento Donaldo Trumpo administracija įsakė NASA nusileisti Mėnulyje iki 2024 m. pabaigos. 2020 m. Joe Bideno administracija taip pat išreiškė paramą šiai kampanijai, tačiau detalizuotas nusileidimo Mėnulyje planas 2025 m. dar nebuvo aptartas.

Tai sukėlė organizacinių problemų. NASA buvo sunku apskaičiuoti programos išlaidas ir sistemos reikalavimus. Nereikia pamiršti, kad NASA stengiasi sustiprinti ir tarptautines partnerystes. Be to, dėl prasidėjusios koronaviruso COVID-19 pandemijos 2019 m. ir dėl prezidento administracijos pokyčių buvo smarkiai paveikta tolimesnė misijos plėtra.

NASA jau išleido 37,2 milijardo JAV dolerių, kad pasiektų „Artemis“ programos užsibrėžtų reikalavimų. Be to, „Space Launch System“ raketa susidūrė su techninėmis problemomis, dėl kurių vėluojama dvejus metus, o bendra žala siekė 2 mlrd. dolerių. Iliustracijoje parodytas NASA „Artemis“ misijų išlaidų paskirstymas pagal programas:

NASA turi išspręsti svarbias problemas, susijusias su techniniais ir programinės įrangos komponentais bei integracijai parengti įvairias sistemas. Sėkmingas šių išskirtinių klausimų sprendimas, tinkamos išlaidų kontrolės bei laiko grafiko balanso išlaikymas kitame plėtros ir konsolidacijos etape bus labai svarbiais „Artemis“ programos sėkmę lemiančiais veiksniais. Dėl specialių reguliacijų vėluojama atlikti testavimo tyrimus, kuriais siekiama įgyvendinti sėkmingų keturių variklių „RS-25“ veikimą: „karštis – ugnis“ (angl. hot-fire) integraciją. Visa tai gali prailginti laiko ir finansų klausimą NASA planams įgyvendinant misiją. Šios kliūtys dar labiau paveiks planuojamą „Artemis 2“ ir „Artemis 3“ tvarkaraštį.

NASA nori pritaikyti daugybę inovacijų, kad įveiktų iššūkius ir užduotis „Artemis 1“ misijoje su kitų įmonių ir agentūrų pagalba. Misija jau yra pažengusioje stadijoje, nes per visą laiką buvo pašalinta daug kliūčių ir keblumų. Tačiau reikalingi papildomi moksliniai tyrimai ir inovacijos, kad būtų galima įveikti būsimus iššūkius vienai svarbiausių šio amžiaus kosminių misijų.

NASA valdyba turi mokslinį tikslą, kuris turėtų paskatinti naujoves. Viena iš jų strategijų apima plėtrą mokslo ir technologijų srityje, kas suteiks galimybę naudotis įvairia įranga ant Mėnulio paviršiaus, bendradarbiaujant su komercinėmis bendrovėmis. Be to, siekiant pagerinti mobilumo sistemas, reikalingos naujovės Mėnulio operacijų metu. Galiausiai NASA siekia sukurti daugiau tarptautinių partnerysčių – nes tai padėtų vystytis tolesnio tobulinimo galimybėms – pavyzdžiui, prietaisų, instrumentų, menuleigių ir skafandrų testavimą.

Be to, norint plėtoti mokslą, reikia sukurti naujas tyrinėjimo sistemas. Inžineriniai projektai – tokie kaip Mėnulio orbitiniai vartai ir žmonių nusileidimo sistema kitokiam reljefui, nei kad naudojama Žemėje – yra svarbūs sistemos elementai. Misija „Artemis“ siekia daugiau mokslinių tyrimų Mėnulio paviršiuje, susijusių su geologija, mėginių rinkimu, aplinkos apibūdinimo instrumentacija ir prieigų prie atokesnių regionų Mėnulio zonose. Be to, „Artemis“ programa leidžia mokslui įsitraukti ir daugybę eksperimentinių sferų. Tai apima Visatos stebėjimą iš kitos padėties, vertinant plazminių žvaigždžių nepastovius ciklus, planetinius procesus, taip pat būtų galima atlikti eksperimentus kitoje aplinkoje, tirti ir mažinti riziką žmonėms, o taip pat atskleisti Žemės – Mėnulio sistemos istoriją.

Būsimos mokslinės kelionės metu bus išvystyta daugybė natūralių sprendimų. Pirma, sėkmingas nusileidimas Mėnulyje patvirtins žmogaus tyrinėjimo giluminėje erdvėje etapus, kur astronautai kurs ir išbandys šalia Mėnulio esančias sistemas, reikalingas Mėnulio paviršiui tirti. Antra, „Artemis 1“ misija nulems ir suteiks stabilumo tolesnei plėtrai „Artemis“ programoje, todėl „Artemis 2“ misija nuves kampaniją į kitą trajektoriją ir išbandys erdvėlaivį „Orion“ su žmonėmis. Trečia, „Space Launch System“ raketos išvystymas leis žmonijai į Mėnulį nusiųsti mažiausiai 45 metrines tonas masės. Sėkmingai įvykdžius „Artemis 1“ ir „Artemis 2“ misijas, 2025 m. gegužę „Orion“ erdvėlaivis, susijungęs su Mėnulio nusileidimo erdvėlaiviu, leis žmonijai vėl žengti Mėnulyje – po pusšimčio metų laukimo. Įgula tyrinės Mėnulio paviršių maždaug apie savaitę.

Galutinis „Artemis“ programos tikslas – suteikti pakankamą pagreitį žmonijos misijai į Marsą, statant „Artemis“ kosminę stovyklą Mėnulio paviršiuje. „Artemis“ kosminė stovykla bus vieta, kur astronautai galės gyventi ir atlikti tyrimus. Kosminę gyvenvietę sudarys moderni kabina, mobilusis namas ir mėnuleigis. Sėkminga „Artemis“ misijų kampaniją suteiks žmonijai galimybę tyrinėti toliau mūsų galaktiką ir ieškoti atsakymų į egzistencinius klausimus.