Cesta k Artemis II (ohlédnutí za 2. čtvrtletím a výhled na 3. čtvrtletí 2024)

Cesta k Artemis II (ohlédnutí za 2. čtvrtletím a výhled na 3. čtvrtletí 2024)

1. července 2024

Startovní připravenost pilotované lunární průletové mise Artemis II je v současné době stále naplánována na září 2025. Centrální stupeň nosné rakety SLS (na fotografii ze začátku června 2024) má být odeslán z výrobního závodu MAF v New Orleans na Kennedyho vesmírné středisko v polovině července 2024. Člun Pegasus má s centrálním stupněm doplout do přístaviště na kosmodromu koncem července. V montážní budově VAB bude stupeň dočasně umístěn v prostorné centrální chodbě. V polovině léta má být do budovy VAB přesunuta i mobilní vypouštěcí plošina. Aktuální hlavní nejistota dalšího plánu tkví v odpovědi na otázku, zda bude muset dojít k opravě tepelného štítu Orionu. V případě, že bude rozhodnuto, že se tepelný štít opravovat nemusí, počítá harmonogram s umístěním spodních sestav bočních vzletových stupňů SRB na mobilní vypouštěcí plošinu v září.

Testy startovacího komplexu 39B

Pozemní týmy testovaly na mobilní plošině umístěné na rampě 39B od 17. dubna modernizovaný systém přívodu plynného dusíku, tepelné regulace a tlakování rakety SLS. Několikatýdenní test byl proveden ve dvou fázích. Nejprve začal systémem proudit vzduch a teprve poté následoval proud plynného dusíku. Při předstartovních činnostech, během plnění nádrží rakety kapalným vodíkem a kyslíkem, bude tento systém zajišťovat vhodné podmínky pro bezpečné prostředí na rampě. Inertním plynným dusíkem budou proplachovány různé uzavřené prostory v raketě a v rozhraních s pozemními systémy.

Starší a nový zásobník kapalného vodíku v komplexu 39B
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

V první polovině května týmy provedly další úspěšný test. Tentokrát šlo o zkoušku proudění kapalného vodíku a kyslíku z pozemních zásobníků potrubím k vypouštěcí plošině. Oba starší zásobníky včetně potrubí prokázaly způsobilost podporovat misi.

Dalším testem bude demonstrace únikové trasy posádky. Na věži vypouštěcí plošiny budou zavěšeny čtyři koše. Kluzné dráty povedou do koncové oblasti na západním okraji startovního komplexu, kde budou zaparkovaná vozidla pro nouzový transport.

Pozemní týmy spolu s posádkou projdou sled událostí startovního dne až do nástupu do bílé místnosti. Posádka s personálem poté sejde z bílé místnosti po ochozu přístupového ramene na věž k evakuačním košům, aby si procvičila únikovou trasu. Zde bude posádce předvedena evakuace pomocí košů. Místo pasažérů budou v koších umístěny nádrže s vodou, které budou simulovat jejich hmotnost.

Další ze zbývajících testů bude zaměřen na odzkoušení nového zásobníku kapalného vodíku. Účelem nového zásobníku při misi Artemis II bude umožnit větší množství pokusů o start během jednoho vývozu rakety na rampu.

Při posledním testu bude odzkoušena činnost všech systémů v řídicím středisku, například softwaru a komunikačních kanálů. Po dokončení testů má být plošina v polovině léta hydraulicky vyzdvižena pásovým transportérem a přesunuta do sekce High Bay 3 budovy VAB.

Elektromagnetické testy Orionu ve výškové komoře

Vyzdvižení Orionu z buňky FAST, 4. dubna 2024
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Orion je připravován k letu v montážní a testovací buňce FAST v budově O&C v Kennedyho vesmírném středisku. V souladu s plánem předestřeným v minulém dílu byl 4. dubna přesunut do výškové komory pro provedení testu elektromagnetické interference (EMI) a testu elektromagnetické kompatibility (EMC). Kolem Orionu byly umístěny vlnovody a antény. Jejich úkolem bylo vytvořit uvnitř komory elektromagnetické záření.

Testy byly zahájeny 10. dubna a bylo při nich sledováno, zda systémy Orionu fungují v souladu s požadavky. Při testu EMI bylo sledováno, jak Orion reaguje na vnější zdroje a zda jeho systémy nejsou rušeny. Při testu EMC bylo kontrolováno, jak se systémy Orionu vzájemně elektromagneticky ovlivňují. Testy byly opakovány při různých frekvencích. Vybrané frekvence kopírovaly podmínky, kterým bude Orion čelit během své mise, například při startu rakety nebo při dálkovém spojení se Zemí.

Orion uvnitř výškové komory, 10. dubna 2024
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Pro potřeby pozdějších misí Artemis testy také prověřily kosmickou loď na elektromagnetické frekvence, které by mohly být indukovány kosmickou stanicí Gateway. Ta má být za několik let dopravena na oběžnou dráhu Měsíce. Série testů byla dokončena 26. dubna. Následující den byl Orion přesunut zpět do buňky FAST.

Oprava systému ECLSS Orionu v montážní a testovací buňce FAST

Přesun Orionu do výškové komory, 4. dubna 2024. Instalovaný hlavní motor OMS-E absoloval v letech 2000 až 2002 šest kosmických misí raketoplánu Atlantis.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Tým společnosti Lockheed Martin v květnu a červnu dokončoval přeinstalování elektronických prvků systému ECLSS postižených konstrukční chybou elektronického obvodu. Tato elektronika se používá k ovládání motorků, které řídí polohu ventilů v různých systémech řízení podpory života ECLSS. Jde o ventily v systémech regulace kyslíku, odstraňování oxidu uhličitého a řízení vlhkosti.

Problém s návrhem obvodu byl zjištěn loni při akceptačních testech jednotky řízení ventilace vzduchu a teploty, která byla určena k integraci do Orionu pro Artemis III. Konkrétně byl problém objeven při testu přepětí, při němž jednotka selhala, respektive zpětné napětí přesáhlo jmenovité hodnoty dílu.

Samotná oprava byla poměrně jednoduchá, v podstatě šlo o dodatečnou instalaci kondenzátorů a odporů. Obvod je však společný pro digitální elektroniku v řídicích jednotkách ECLSS umístěných v různých místech modulu pro posádku a adaptéru CMA. Některé elektronické boxy byly těžko dostupné, ale jejich funkce pro podporu života jsou natolik důležité, že i v nich byly špatné obvody opraveny nebo vyměněny.

Po dokončení elektromagnetických testů byl Orion 27. dubna vyzdvižen z výškové komory
Zdroj: https://live.staticflickr.com

Výměna jednoho z boxů by však byla zbytečně náročná, protože by vyžadovala značné množství demontáže kabeláže a dalšího vybavení z modulu pro posádku. Tým proto přišel s jiným řešením, ponechal stávající box na svém místě a na jiné místo namontoval nový box.

Další řídicí jednotka (jednotka ventilu řízení průtoku CO₂) je umístěna v adaptéru CMA a od spojení modulu pro posádku se servisním modulem je nepřístupná. Ventil byl proto zafixován v otevřené poloze a následně odpojen od napájení. V okruhu průtoku CO₂jsou redundantní ventily, které umožní řídit průtok.

Oprava baterií Orionu v montážní a testovací buňce FAST

Christina Koch uvnitř Orionu pro Artemis II, červen 2024
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Baterie v Orionu pro Artemis II mají nový design s větším počtem bezpečnostních prvků, například s malými izolovanými články. Součástí certifikace baterií pro pilotovaný let bylo ověření, že splňují všechny požadavky pro scénář aktivace záchranné věžičky.

Problém s bateriemi byl zjištěn při kvalifikačních vibračních zkouškách v prosinci 2023, kdy byla testovaná baterie vystavena náhlému otřesu simulujícímu zážeh LAS při scénáři nejhorší možné ztráty kontroly nad nosnou raketou. V některých případech otřesu bylo zaznamenáno odpojení konektorů baterie. To by mělo za následek ztrátu elektrické energie v kabině Orionu po dobu od oddělení od rakety se servisním modulem až do přistání.

Christina Koch při práci se vstupními dveřmi uvnitř Orionu pro Artemis II, červen 2024
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Baterie jsou v Orionu umístěny těsně nad tepelným štítem mimo hermetizovaný prostor modulu pro posádku, na opačné straně než okna. Celkem jsou zde čtyři baterie. Jejich úkolem je poskytovat energii v době po oddělení od servisního modulu, například v situaci aktivace LAS, nebo při návratu na Zemi na konci mise.

Stejně jako u systému ECLSS, i u baterií byli technici přesvědčeni, že jejich oprava nebo výměna za baterie s lepší vibrační odezvou může být provedena až po dubnových elektromagnetických testech EMI a EMC. V případě výměny by byly instalovány baterie vyrobené pro Artemis III.

Předpokládalo se, že oprava nebo výměna baterií bude provedena ve druhém čtvrtletí, před provedením vakuových testů. Aktuální informace o provedení prací chybí, jejich případný odklad nemá žádný vliv na validitu (platnost) vakuových testů.

Vakuové testy Orionu ve výškové vakuové komoře

28. června byl Orion přesunut do výškové vakuové komory pro vakuové testy.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

28. června byl Orion vyzvednut z buňky FAST a znovu přesunut do výškové vakuové komory, tentokrát pro kvalifikační vakuové testy. Před testy bude z komory odčerpán vzduch a Orion bude vystaven prostředí blízkému vakuu. Testování bude trvat přibližně týden, přičemž technici budou shromažďovat data z komory, kabiny a systému ECLSS.

Po dokončení testů má být vrácen do buňky FAST pro dokončení instalace zbývajícího hardwaru, zejména čtyř panelů solárních baterií a tří odhazovacích panelů zakrývajících servisní modul. V září by měl být Orion dokončen a předán týmům pozemních systémů pro předstartovní přípravu. Nad tímto harmonogramem se však vznáší jedna velká neznámá.

Vyšetřování odtržení kusů Avcoatu z tepelného štítu

Posádka mise Artemis II. Zleva Christina Koch, Jeremy Hansen, Victor Glover a Reid Wiseman.
Zdroj: https://arstechnica.com

Při návratu z mise Artemis I se ablativní tepelný ochranný materiál Avcoat na tepelném štítu Orionu opotřebovával během vstupu do zemské atmosféry jinak, než jak se očekávalo. V článku z 9. května 2024, sepsaném na základě zprávy generálního inspektora NASA, jsme popsali, že místo odtavování začal na více než stovce míst praskat a odtrhávat se po kusech.

V červnu měl vyšetřovací tým NASA dokončit analýzu hlavní příčiny eroze Avcoatu z tepelného štítu při návratu z mise Artemis I po trajektorii skip entry, analýzu provozních schopností tepelného štítu pro misi Artemis II zohledňující aktualizovaný tepelný model, a také soupis nutných nápravných opatření pro misi Artemis II. Hodnocení má obsahovat i analýzu tavení separačních šroubů vedoucích skrz tepelný štít. Na základě analýzy mělo být vypracováno doporučení Radě pro kontrolu programu Orion a zdůvodnění letu, tedy za jakých podmínek je Orion bezpečný.

Předpokládalo se, že mezi doporučenými opatřeními pro zmírnění ztráty Avcoatu by mohla být změna návratové trajektorie Orionu, díky které by se mohlo změnit tepelné zatížení a tření, aby tepelný štít lépe obstál. Samotná změna návratové trajektorie by znamenala pokračování v přípravách Orionu pro misi Artemis II s termínem startu v září 2025.

Posádka mise Artemis II
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Pokud by však byl tepelný štít vyhodnocen jako příliš rizikový pro let, měla by mezi doporučeními být také úprava jeho konstrukce. V takovém případě by byl termín startu odložen. Byly by vyrobeny a certifikovány modifikace štítu. Servisní modul by byl odpojen, tepelný štít včetně separačních šroubů deinstalován, upraven, opětovně instalován a Orion by poté byl znovu testován. To by pravděpodobně oddálilo start o rok, možná i více.

Koncem dubna 2024 NASA zřídila nezávislý kontrolní tým IRB (Independent Review Board) a pověřila ho nezaujatým přezkumem výsledků vyšetřování a analýzy tepelného štítu a přezkumem doporučení vyšetřovacího týmu. Členy kontrolního týmu jsou odborníci mimo agenturu. Do čela týmu byl jmenován Paul Hill, bývalý ředitel raketoplánu pro návrat k letům po nehodě Columbie a současný člen bezpečnostního poradního panelu ASAP.

Úkolem kontrolního týmu bylo ověřit, zda NASA správně rozumí příčinám eroze a zda má zavedena správná nápravná opatření pro Artemis II a budoucí mise. Součástí pravomocí kontrolního týmu bylo i kladení otázek spojených s alternativními teoriemi příčin eroze. Kontrolní tým neměl přidělený termín pro dokončení přezkumu, ale NASA očekávala, že její vedení bude seznámeno s výsledky přezkumu do 30. června. Lze tedy předpokládat, že v červenci by mohlo být rozhodnutí pro Artemis II oznámeno veřejnosti.

Zdroje informací
https://www.nasa.gov/
https://blogs.nasa.gov/
https://x.com/
https://www.americaspace.com/
https://blogs.nasa.gov/
https://blogs.esa.int/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://blogs.nasa.gov/
https://arstechnica.com/
https://spacepolicyonline.com/