Od minulého čtvrtletního souhrnu došlo k dalšímu posunu v přípravách jak na nepilotovaný let Orionu, plánovaný na léto 2020, tak na let pilotovaný, který by měl následovat v červnu 2022. V rámci certifikace padákového systému pro pilotovaný let byl 12. září nad pouští Yuma v Arizoně proveden osmý, závěrečný test zahrnující shoz makety Orionu z transportního letounu C-17. Jiný velký test, nazvaný Ascent Abort-2 (AA-2), ověří funkci záchranné věžičky LAS. Přípravami na test jsme se podrobně zabývali jak v minulém čtvrtletním souhrnu, tak i v nedávném specializovaném článku. Modul Orionu pro AA-2 byl 20. srpna převezen z Johnsonova střediska na stanici Plum Brook v Sandusky v Ohiu, kde následně podstoupil akustický test. Dne 9. září byl Orion vrácen zpět do Johnsonova střediska ke spojení se separačním dílem.

Přeprava sestavy na Kennedyho vesmírné středisko je plánována na prosinec, a současně mají být do konce roku na kosmodrom odeslány i poslední díly záchranné věžičky LAS. Počáteční příprava Orionu má probíhat v budově Multi-Payload Processing Facility (MPPF), a už v lednu má být převezen do budovy Launch Abort System Facility (LASF). Tady bude probíhat integrace Orionu se záchrannou věžičkou do sestavy Launch Abort Vehicle. Počátkem dubna má být celá sestava převezena na startovní komplex SLC-46 na Mysu Canaveral, kde bude posazena na nosič ATB k realizaci letového testu, plánovaného na duben. ATB se skládá z prvního stupně SR-118 na tuhé pohonné látky ze střely Peacekeeper o průměru 2,34 metru a vnějšího krytu o průměru přes 5 metrů. Kryt byl vyroben z důvodu aerodynamiky – při startu bude imitovat průměr krytu servisního modulu Orionu. Dne 22. srpna byl v komplexu SLC-46 sestaven neletový testovací exemplář Ascent Abort Pathfinder – letový kryt byl shora navlečen na maketu stupně, nazvanou Ground Test Motor. Tato operace je zachycena v náhledové fotografii k článku.

V továrně MAF (Michoud Assembly Facility) v New Orleans pokračuje příprava obou neletových kvalifikačních nádrží centrálního stupně rakety SLS, určených ke strukturálním testům v Marshallově středisku (MSFC). Na kvalifikační nádrž na kapalný vodík byla v průběhu července v buňce N budovy 131 nanesena tepelně izolační pěna. Testovací tým MSFC nepožadoval plnou izolaci válcové části ani kupolí nádrže. Tým MAF však přesto využil příležitosti, a poněvadž to bylo poprvé, kdy měl k dispozici takto velkou nádrž, byla její válcová část plně pokryta pěnovou izolací, zatímco kupole zůstaly pouze natřeny základovou barvou. Koncem července byla nádrž přesunuta do oblasti 47 budovy 103. Zde jsou instalovány vnitřní testovací přístroje nádrže, a posléze budou v buňce A výškové budovy 110 na oba její konce připojeny simulátory intertanku a motorové sekce. Po dokončení bude kvalifikační vodíková nádrž přepravena člunem Pegasus do přístaviště v MSFC, a následně pomocí kolových dopravníků MPTS k testovacímu stanovišti 4693. Zde proběhne v příštím roce série strukturálních testů, včetně testů zátěže simulujících zážeh centrálního stupně.

Po vodíkové nádrži bude do MSFC dopravena kvalifikační nádrž na kapalný kyslík, určená k testování na stanovišti 4697. Po dokončení všech testů má být ve druhé polovině příštího roku odeslána do ústředí NASA kompletní statistická analýza reálného chování všech testovaných dílů centrálního stupně.

V areálu továrny MAF probíhá nácvik manipulací s Pathfinderem centrálního stupně. Tato nefunkční ocelová rozměrová a hmotnostní maketa o délce 65 metrů, průměru 8,4 metru a hmotnosti téměř 104 tuny má stejné úchyty pro transport jako letový stupeň, upevňovací prvky pro SRB, drátové simulátory trysek motorů RS-25, prvky simulující vnější přívodní potrubí kapalného kyslíku a další výčnělky. Manipulace v MAF jsou součástí procesu snižování rizik při pozdější manipulaci s letovým centrálním stupněm. Zahrnují opakovaný převoz kolovými dopravníky z továrny k přístavišti.

Po otestování pozemních zařízení MAF bude Pathfinder dopraven člunem Pegasus do Stennisova střediska, přičemž půjde o největší a nejtěžší náklad v dosavadní historii člunu. Ve Stennisově středisku budou opakovaně, minimálně dvakrát až třikrát, prováděny zkoušky zvedacích procedur a usazování na testovací stanoviště B-2. Pro přesné usazení budou na Pathfinderu vyznačeny samolepkami pozice určené pro dodávky vodíku, kyslíku a energie. Poté bude Pathfinder odeslán ke zkouškám pozemních zařízení v Kennedyho vesmírném středisku. Zde bude z přístaviště přepraven kolovými dopravníky do budovy VAB, a uvnitř bude použit k testování jeřábových operací a usazení na mobilní vypouštěcí plošinu Mobile Launcher.

Přípravy na nepilotovaný let Orionu na oběžnou dráhu Měsíce a zpět

Na odstavné ploše, čtyři sta metrů severně od montážní haly VAB v Kennedyho vesmírném středisku, probíhala několik posledních let modifikace a dostavba mobilní vypouštěcí plošiny Mobile Launcher pro stavbu a vypouštění raket SLS. Na podlahu plošiny byl 27. července instalován poslední díl – systém TSMU pro tankování kapalného vodíku do centrálního stupně rakety a pro napájení motorové sekce během předstartovních operací. Po dokončení stavební fáze začala fáze testů plošiny. Dne 30. srpna zajel pod plošinu pásový dopravník Crawler-transporter 2, a i s plošinou vyrazil ke startovní rampě 39B. Na rampu dorazil dopravník s plošinou následující den. Po dobu jednoho týdne probíhaly na rampě testy, jejichž cílem bylo ověřit správnost umístění rozhraní rampy a plošiny. Provedené zkoušky zahrnovaly napojení palivových potrubí, jejich tlakování, měření konstrukční vůle a testy vodního systému ochrany rakety před extrémními akustickými a teplotními podmínkami, které nastanou během zážehu motorů a vzletu. Během testů byla plošina napájena ze zdrojů rampy.

Dne 7. září sjel dopravník s plošinou z rampy a následující den vjel dovnitř sekce High Bay 3 budovy VAB. Zde mají po dobu sedmi měsíců probíhat testy, při kterých bude ověřována kompatibilita systémů plošiny s vybavením haly. Integračními testy bude kontrolováno, zda systém vyhovuje stanoveným specifikacím, a akceptačními testy bude ověřeno, zda vyhovuje skutečným požadavkům. Je například možné, že pod některá přístupová ramena plošiny budou vloženy podložky. Na duben 2019 je plánován další výjezd plošiny na startovní rampu. Tentokrát by mělo jít o výjezd dlouhodobý, při kterém má plošina na rampě setrvat čtyři měsíce. Během nich proběhnou rozsáhlé akceptační testy, zahrnující i modální analýzu pro posouzení dynamického chování konstrukce. Po dalším přesunu do haly VAB je v plánu sestavování vzletových stupňů SRB na plošině.

Palivové segmenty SRB pro první raketu SLS jsou uskladněny v Northrop Grumman Innovation Systems v Promontory. Jejich železniční přeprava do budovy Rotation Processing & Surge Facility (RPSF) v Kennedyho vesmírném středisku je plánována na únor a březen příštího roku. V RPSF budou segmenty po inspekci povrchu otočeny do vertikální polohy. Jako první budou sestaveny kompletní spodní části obou vzletových stupňů SRB. Ty zahrnují kromě aft segmentu a trysky ještě spodní lem aft skirt.

Po dokončení akceptačních testů mobilní plošiny na startovní rampě a po jejím návratu do montážní budovy VAB, což by mohlo být v srpnu 2019, by měl následovat postupný převoz dokončených podsestav SRB do VAB ke stavbě obou boosterů na plošině.

Snad koncem roku 2019 by mohl být na Kennedyho vesmírné středisko přivezen člunem Pegasus centrální stupeň rakety SLS. Nejprve bude připraven v nižší části budovy VAB, nazvané Low Bay. Po dokončení přípravy bude integrován mezi oba stupně SRB. Výroba dílů centrálního stupně CS-1 probíhá v továrně MAF v New Orleans. V současnosti finišují přípravy na spojení intertanku, nádrže na kapalný kyslík a forward skirtu do přední sestavy centrálního stupně.

Na nádrž na kapalný kyslík s dokončenou pěnovou izolací byly v oblasti 6 budovy 103 ve vodorovné poloze instalovány do kruhových otvorů v izolaci vývojové letové senzory, a poté byly připojeny ke kabeláži. Otvory jsou podobné těm, které byly na prvních šesti vnějších nádržích raketoplánu.

Poté měl být instalován senzorový stožár pro indikaci úrovně kyslíku, jeho dodávka se ale zpozdila. Výrobní postup byl proto upraven, a nádrž byla ve svislé poloze vložena do buňky A ve výškové budově 110, kde byla dovnitř nádrže instalována jímka. Jedná se o mísu, jejíž vnější prstenec musel být uvnitř nádrže instalován v její svislé poloze. Následně byla nádrž vrácena zpět do oblasti 6, a v září byl uvnitř nádrže ve vodorovné poloze instalován zmíněný senzorový stožár. Z důvodu jeho délky totiž montáž v buňce A nebyla možná. Nyní nádrž vyčkává, než bude přesunuta do integrační buňky D v budově 110, kde bude připojena na horní část intertanku.

Dokončený a plně vybavený intertank prošel od poloviny července fází testování systémů. Po odpojení testovacích kabelů bude v říjnu vložen do integrační buňky D. Poté bude na jeho horní část připojena kyslíková nádrž, a následně na ní horní díl forward skirt. Spojení dílů bude provedeno pomocí přírubových šroubů. Po sešroubování budou příruby pokryty ručně rozprašovanou pěnou. Současně budou pěnou uzavřeny i zbývající výřezy v izolaci.

Letová nádrž na kapalný vodík byla koncem července umístěna do buňky N budovy 131 k aplikaci tepelně izolační pěny. Termínem pro dokončení aplikace bylo září. Následovat bude dokončení instalace senzorů a pokrytí některých výřezů pěnovou izolací.

Současným termínem dokončení motorové sekce je prosinec, ovšem s vysokou pravděpodobností se podaří tento kritický výrobní mezník dokončit až v prvním čtvrtletí 2019. Poté bude spojením vodíkové nádrže a motorové sekce vytvořena zadní sestava centrálního stupně. Finální integrace obou sestav bude provedena v horizontální poloze v budově 103. Nakonec budou na centrální stupeň připojeny poslední prvky, například čtyři motory RS-25, dvě vnější přívodní potrubí pro kapalný kyslík, a systémový tunel, který bude ukrytý ve vyříznuté a opětovně nanesené pěně po téměř celé délce centrálního stupně, a který bude obsahovat elektrické a datové kabely pro připojení senzorů, elektroniky, boxů avioniky a počítačů.

Na příjezd centrálního stupně je připravováno testovací stanoviště B-2 Stennisova střediska. Regresní testy softwaru pro zážehový test by měly být dokončeny v lednu 2019. Příjezd stupně je předběžně plánován na červen. Stupeň zde podstoupí zkoušku tankování a vyprázdnění nádrží, po které má snad v srpnu následovat osmiminutový zážehový test všech čtyř motorů.

Dalším dílem při integraci nosiče v hale VAB bude adaptér LVSA. Podle plánu by měl být adaptér dokončen v MSFC v Huntsville v těchto dnech. Původně měl být LVSA přepraven člunem Pegasus na Kennedyho vesmírné středisko v říjnu, vzhledem k odkladu přepravy kvalifikační vodíkové nádrže z MAF do MSFC je však možný i související odklad přepravy LVSA. Další díly, horní stupeň ICPS a adaptér OSA, určený k připojení Orionu, jsou uskladněny v budově Space Station Processing Facility v Kennedyho vesmírném středisku.

Orion, respektive modul pro posádku, je připravován v budově O&C (Neil Armstrong Operations and Checkout Building) v Kennedyho vesmírném středisku. Dne 25. července byl na modul instalován tepelný štít. Dalším milníkem bude instalace dveří vstupního průlezu, po nichž bude následovat zkouška těsnosti. V listopadu má být proveden akustický test, a v prosinci má být modul dokončen. Mezitím mají být na kosmodrom přivezeny díly záchranné věžičky, například Jettison Motor v listopadu.

V montážní hale společnosti Airbus Defence and Space v Brémách v Německu byla dokončena integrace servisního modulu Orionu. Útroby modulu byly uzavřeny 10. září instalací posledního z radiátorů, které jsou umístěny po obvodu modulu. Nyní probíhá montáž zbývajícího hardwaru, a současně modul prochází závěrečným rozsáhlým testováním. Pokud budou funkční testy úspěšné, a zároveň pokud budou včas dokončeny obnovené zážehové testy motorů zkušebního exempláře PQM na stanovišti 301 ve White Sands Test Facility v Novém Mexiku, mohl by být letový servisní modul v souladu s plánem přepraven 29. října letadlem Antonov na Kennedyho vesmírné středisko. Uvažuje se však o přibližně týdenním skluzu. V KSC bude na modul připojena tryska motoru AJ10-190, která je v USA, a solární panely, které budou z Evropy odeslány samostatně. Snad do konce roku by mohl být k servisnímu modulu připojen adaptér modulu pro posádku CMA. Na první čtvrtletí příštího roku je plánováno otestování správnosti propojení kabelů, připojení servisního modulu na zdroj energie a provedení funkčních testů systémů. V rámci testů projde modul i tepelným cyklem, a poté podstoupí akustický test. Po spojení s modulem pro posádku budou následovat komplexní testy systémů.

Po dokončení testů má být Orion nejdříve v květnu 2019 přepraven na stanici Plum Brook v Ohiu. Zde bude podroben testům vlivu okolního prostředí na systémy lodi. Testy budou zaměřeny na zjištění, jak se Orion dokáže vyrovnat s vlivem vnějších změn. Ve vakuové komoře v budově Space Power Facility loď podstoupí rozsáhlé tepelně vakuové zkoušky. Dvouměsíční testy budou prováděny za extrémních teplotních podmínek, od velmi chladných až po horko. Poté budou probíhat testy elektromagnetické kompatibility elektronických komponentů lodi. Ty mají probíhat minimálně do září, a poté bude Orion přepraven zpět na Kennedyho vesmírné středisko, konkrétně na servisní stanoviště v budově MPPF. Zde budou provedeny finální práce, zahrnující naplnění systému RCS pohonnými látkami. Následně bude Orion převezen z MPPF do budovy LASF ke spojení se záchrannou věžičkou. Do budovy MPPF se má naopak nastěhovat horní stupeň ICPS. Po jeho obsluze bude stupeň převezen do montážní haly VAB k integraci na centrální stupeň a adaptér LVSA, a po následné integraci adaptéru OSA bude připojen i Orion.

Samostatnou kapitolou je vývoj a testování letového softwaru Orionu. V srpnu byla dokončena série testů komunikace s Orionem prostřednictvím komunikační sítě Deep Space Network. V laboratoři společnosti Lockheed Martin poblíž Denveru byly nakonfigurovány počítače a systémy avioniky replikující Orion, a prostřednictvím sítě DSN a družice TDRS byly posílány a přijímány telemetrie, soubory, příkazy a videa do a z střediska řízení letu MCC v Houstonu. Zkoušky zahrnovaly i podporu od personálu operačního střediska MSFC v Huntsville, které odesílalo data z SLS. Testováno bylo spojení ve všech fázích letu Exploration Mission-1 (EM-1). Na podzim budou podobné testy provedeny v Kennedyho vesmírném středisku. Termínem pro dokončení ověřování softwaru Orionu je srpen 2019.

Podle současného stavu prací by se start mohl uskutečnit v létě 2020. Plánovaný 25,5denní letový profil mise EM-1 zahrnuje půl oběhu na vzdálené retrográdní oběžné dráze Měsíce (DRO). Půjde o tu polovinu dráhy, na které bude Orion dál od Země než Měsíc. NASA však studuje možnost prodloužení mise na jeden a půl oběhu na DRO, což by poskytlo příležitost demonstrovat schopnost výdrže systémů Orionu po dobu téměř šesti týdnů. Protože jeden oběh na DRO trvá přibližně 12 dnů, délka mise by se prodloužila na cca 38 dnů. Při rozhodnutí o délce mise bude nutno zohlednit zajištění vhodných světelných podmínek během návratu Orionu do Tichého oceánu a po dobu jeho vylovení při dodržení požadavku ranního startu z důvodu minimalizace tepelného zatížení natankovaného centrálního stupně SLS.

Přípravy na pilotovaný oblet Měsíce

V září zaslal administrátor NASA Jim Bridenstine do Kongresu zprávu, ve které potvrdil záměr obletu Měsíce pilotovanou kosmickou lodí Orion při misi EM-2 v červnu 2022. V Promontory jsou nyní plněny palivem segmenty vzletových stupňů SRB pro nosnou raketu SLS, v Michoud Assembly Facility jsou připravovány díly pro její centrální stupeň CS-2. Konkrétně, v budově 103 byly dokončeny oba válcové díly i obě kupole pro kyslíkovou nádrž. Svařování nádrže ve svářečce VAC v budově 110 by mělo být zahájeno ve čtvrtém čtvrtletí. Forward skirt a motorová sekce byly natřeny základovou barvou, a ve čtvrtém čtvrtletí budou na obou dílech pokračovat montážní práce. Současně bude probíhat i svařování dílů pro vodíkovou nádrž a šroubování intertanku.

Probíhá i příprava motorů RS-25 pro motorovou sekci centrálního stupně. Motor E2059 má být dokončen v listopadu, E2047 v prosinci, E2063 v červnu 2019 a E2062 v srpnu 2019. Posledně dva jmenované motory jsou nové – akceptační zážehový test „green run“ motoru E2063 byl proveden na testovacím stanovišti A – 1 Stennisova střediska 19. října 2017, stejný test motoru 2062 by měl být proveden v prvním čtvrtletí příštího roku.

Základní struktura servisního modulu Orionu je umístěna v integrační hale společnosti Airbus v německých Brémách. V současnosti jsou do modulu umísťovány kabely, které budou propojovat jednotlivá zařízení a počítače.

Modul pro posádku Orionu byl v továrně MAF v srpnu naložen na nákladní automobil a odeslán na Kennedyho vesmírné středisko. Dne 24. srpna byl modul dopraven dovnitř budovy O&C. Zde byl vložen do pracovního stanoviště – měřicího přístroje, nazývaného „ptačí klec“, ve kterém podstupuje měsíc trvající testy a měření. Po jejich ukončení bude přesunut do zkušební buňky pro provedení zkoušky, při které bude modul natlakován. Účelem zkoušky bude prokázání pevnosti svarů, a po zkoušce budou svary prověřeny rentgenovou kontrolou pro ověření, zda nevznikly žádné praskliny.

V těchto dnech se v Johnsonově středisku NASA koná podrobný přezkum Critical Design Review (CDR) Orionu pro EM-2. V tomto rozdílovém přezkumu (oproti dříve provedenému přezkumu pro EM-1) je hodnoceno, jak design Orionu splňuje požadavky na schopnost podpory činností čtyřčlenné posádky. Jsou přezkoumávány všechny fáze letu – start, navedení na oběžnou dráhu, let k Měsíci a zpět, přípravy na návrat, vstup do atmosféry, přistání do moře a následné operace. Přezkum se týká mnoha položek interiéru a půjde do takových podrobností, jako například přizpůsobení ovládání Orionu, přizpůsobení sedadel, spacích pytlů, velikosti toalety a podobně v závislosti na výšce jednotlivých členů posádky. Hodnocení zahrnuje všechny aspekty kokpitu z hlediska rizik a plánů jejich řešení.

Cílem je prokázat, že navržený hardware a software podporuje všechny plánované operace posádky, identifikovat dosud neznámé faktory nebo problémy a určit postup jejich řešení. Diskutuje se o každodenních činnostech, jako je jídlo, používání toalety, balení, používání počítačů, fotografování, mediální události a podobně. Je kontrolováno, jak bude kosmická loď a posádka reagovat na mimořádné události – požár, díru v kabině nebo lékařskou pohotovost. Nakonec budou přezkoumány analýzy zabývající se ochranou posádky před radiační expozicí, před žárem po vstupu do atmosféry a před fyzickými zraněními (data z nárazových zkoušek), přičemž přezkumu budou podrobeny i plánované testy, které mají prokázat, že kosmická loď splňuje bezpečnostní požadavky. Přezkum CDR je vyvrcholením dlouholeté práce odborníků z různých oblastí. I nadále budou existovat problémy a bude zapotřebí vykonat ještě mnoho práce, ale přezkum je důležitým posunem v připravenosti vyslat k Měsíci pilotovanou kosmickou loď s historickým pořadovým číslem 10.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://orionesm.airbusdefenceandspace.com/
http://www.esa.int/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://twitter.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/DlPNLrxWwAA3gln.jpg
https://c2.staticflickr.com/2/1946/44970808861_01c497f91e_b_d.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/08/P1100978.35pct.jpg
https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net/…c1505822f750563561acce8035de2376&oe=5C1B1D22
https://c2.staticflickr.com/2/1880/30873351128_5f3817253f_b_d.jpg
https://c2.staticflickr.com/2/1855/43834851905_d2c8672f2a_b_d.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/2018/08/maf_20180727_forwardskitupdate-007_0.20pct.jpg
https://pbs.twimg.com/media/DkyUum6UYAAz52y.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/08/P1100873.35pct.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/08/P1100571.35pct.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/08/2018-08-26-200231.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Dm-ZZREX0AEYFhX.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/spacecom05_a_lowres_seg.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/spacecom05_a_lowres_seg.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/em1_mission_map.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/CS-2-Hardware-August-2018-2.45pct.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/08/P1100606.35pct.jpg
https://c2.staticflickr.com/2/1873/43867661825_14aed833ec_b_d.jpg
https://c2.staticflickr.com/2/1872/44677916751_b71404728a_b_d.jpg
https://c2.staticflickr.com/2/1850/42868006280_e2e72d9794_b_d.jpg