Malá obyvatelná základna obíhající kolem Měsíce, určená k podpoře každoroční delší lidské přítomnosti než během programu Apollo. Příležitost naučit se žít v podmínkách velké vzdálenosti od Země. Základna obsahující systémy s vysokou schopností autonomní činnosti. Platforma, která má poskytovat technickou podporu pro pilotovaná přistání na povrchu Měsíce. Místo, kde má kotvit opakovaně použitelný lunární lander. S poukazem na tyto zásadní rozdíly od velké, nepřetržitě obydlené Mezinárodní kosmické stanice se NASA snaží držet odstup od zařazení Gateway do kategorie „kosmická stanice“.

V srpnovém dílu jsme popsali novinky o logistickém a obytném modulu HALO, který se má stát řídicím centrem Gateway. V červencovém dílu jsme obdobně popsali aktuality týkající se energetického a pohonného modulu PPE, jehož dvě křídla solárních panelů mají generovat téměř 50 % energie, kterou disponuje ISS. A v červnovém dílu jsme se věnovali mezinárodnímu obytnému modulu I-HAB, který se má později připojit na přední uzel modulu HALO. Dnes se zaměříme na pilotovanou misi Artemis III.

V době, kdy jsme začali tento seriál vydávat, měla být Artemis III (s tehdejším označením EM-3) první návštěvnickou misí na Gateway. Postupem času byl misi přiřazen historický význam v podobě první pilotované expedice na povrch Měsíce v 21. století a v zájmu snížení rizik se počátkem letošního roku začalo uvažovat o spojení landeru přímo s pilotovaným Orionem. Gateway však má být i v takové variantě na své dráze a připravená poskytnout své služby, například jako retranslační stanice pro komunikaci pozemního střediska s posádkou nacházející se u jižního pólu Měsíce.

Šéfka pilotovaných kosmických letů NASA Kathy Lueders řekla 25. srpna, že NASA si stále není jistá, zda se má při misi Artemis III agregovat lunární lander a Orion na Gateway, jejíž první dva moduly mají být vyneseny v roce 2023. Současně vyzdvihla výhody Gateway včetně flexibility a mezinárodních partnerství.

21. srpna byl do montážní budovy NASA Michoud Assembly Facility v New Orleans dopraven první díl pro výrobu kabiny Orionu pro Artemis III. Kónický panel s otvory pro okna byl vyroben společností AMRO Fabricating Corp. v South El Monte v Kalifornii. V příštích měsících bude doručeno dalších šest dílů, které budou vzájemně svařeny, aby vytvořily primární strukturu Orionu.

Na opačném konci planety, v italském Turíně, dokončuje společnost Thales Alenia Space primární strukturu evropského servisního modulu Orionu pro Artemis III. Základem modulu je rámová konstrukce, která bude zajišťovat tuhost během startu a letu. Na konci září má být konstrukce letecky přepravena do montážní haly společnosti Airbus v německých Brémách. Zde budou integrovány nádrže, motory a všechny ostatní prvky modulu.

Mise Artemis III má být první lidskou misí na povrch Měsíce v tomto století. Místo přistání ještě nebylo vybráno, uvažuje se o oblasti vzdálené maximálně 6 stupňů od jižního pólu. Dvoučlenná posádka landeru má provádět vícenásobné pěší vycházky umožňující činnosti jako odběr vzorků a rozmisťování kamer, senzorů a vědeckých přístrojů. Současné plány počítají s šestidenním výsadkem na Měsíci. Jim Bridenstine však 14. září na mítinku LEAG (Lunar Exploration Analysis Group) řekl, že pro Artemis III by jižní pól mohl být nedosažitelný [například z hlediska definované hraniční hodnoty tolerovaného rizika – pozn. aut.] a že by mohli jít do rovníkové oblasti, ale že rozhodnutí ještě nebylo učiněno.

NASA v přípravě na tuto historickou misi zadala třem vybraným týmům kontrakty na rozpracování studií pilotovaného lunárního landeru. Způsob pořízení landeru byl převzat podle úspěšného modelu programu Commercial Crew a NASA si od něj slibuje úspory v řádu desítek miliard dolarů. Pro první fázi vývoje obdržely společnosti desetiměsíční studijní kontrakty. Na jejich základě jsou nyní definovány požadavky a technické detaily jednotlivých konceptů. Tato fáze skončí v únoru 2021 přezkumem návrhů z hlediska realizovatelnosti, který NASA označuje jako přezkum kontinuity. Cílem přezkumu je zjistit, který tým má nejlepší šance na realizaci první mise. Další pokračování vývoje bude záviset na řadě faktorů, například na objemu finančních prostředků, které poskytne Kongres.

Národní tým pod vedením společnosti Blue Origin dodal v srpnu do budovy Space Vehicle Mockup Facility v Johnsonově vesmírném středisku inženýrskou maketu dvou prvků svého návrhu pilotovaného lunárního landeru v měřítku 1:1. Dvanáctimetrová maketa zahrnuje sestupový prvek vyvinutý společností Blue Origin a vzletový prvek, za který je odpovědný Lockheed Martin. Protože je lander v rané fázi vývoje, má maketa nízkou věrnost případnému letovému exempláři. Jejím účelem je ověření správnosti dosavadního náhledu týmu například na práci posádky a na vybavení landeru.

Na maketě bude provedena řada testů a simulací. Tým bude spolupracovat s Johnsonovým střediskem mimo jiné za účelem získání hodnocení ze strany techniků a astronautů NASA, jak navržený lander vyhovuje jejich potřebám. V této fázi je totiž ještě snadné provádět na základě zpětné vazby různé změny. Řešené otázky proto zahrnují například umístění oken a dalších komponent, které ovlivňují celkovou strukturu landeru. Pozorovací úhel výhledu z kabiny a její ergonomie, jako jsou ovládací prvky a displeje, jsou ale jen částí řešených problémů. Astronauti budou ve skafandrech také testovat výstup z landeru, vnější přístup k užitečnému zatížení a zpětný vstup do landeru. Účelem testů a hodnocení je také identifikace důležitých detailů, které designéry nenapadly. Tyto otázky musí být zodpovězeny dříve, než bude ve vývoji pokročeno dále. Národní tým bude v příštích měsících zabudovávat výsledky zpětné vazby do konstrukce makety. Maketa zůstane ve středisku do začátku roku 2021.

Účastníci diskusního fóra nasaspaceflight si však povšimli, že v tomto nejnovějším videu je přistávací prvek landeru užší a delší oproti původním vyobrazením. Podle nich se zdá, že prvek je nyní zeštíhlen a navržen tak, aby vyhovoval aerodynamickému krytu nosiče Vulcan Centaur s průměrem pět metrů, zatímco původně byl koncipován, aby se vešel pod sedmimetrový kryt nosiče New Glenn.

Na základě těchto úvah usuzují, že si Národní tým není jistý, že New Glenn bude připraven včas a že provádí redesign pro Vulcan. Považují za možné, že maketa postavená v Johnsonově středisku vychází ze starší verze landeru, jejíž sestupový prvek byl již v době montáže zastaralý.

Tým vedený společností Dynetics rozpracovává svůj lander ALPACA (Autonomous Logistics Platform for All-Moon Cargo Access). V dubnovém hodnocení landerů dala NASA tomuto návrhu jako jedinému nejvyšší hodnocení „velmi dobré“ jak z technického hlediska, tak i z hlediska navrženého manažerského řízení návrhu.

ALPACA má být sestavena na oběžné dráze Měsíce spojením centrální části landeru se dvěma přídavnými nádržemi, které Dynetics nazývá „palivové lodě“. Společnost hodlá vynést díly landeru při třech startech raket Vulcan Centaur. Při prvním startu má být vynesena ALPACA, při druhém a třetím startu palivové lodě. Dynetics plánuje starty ve dvou- až třítýdenních intervalech. Cesta k Měsíci by vedla po pomalé tříměsíční trajektorii, která minimalizuje spotřebu pohonných hmot. Od data prvního startu po pilotované přistání na Měsíci by mohlo uplynout 10 až 12 měsíců v závislosti na případných skluzech startu Orionu s posádkou.

Lander má osm motorů pro sestup a vzlet, po čtyřech na každé straně. Podle týmu to umožňuje zjednodušit konstrukci motoru a zrušit přistání v jakékoli fázi sestupu. Společnost plánuje vyrábět motory vlastními silami.

18. srpna Dynetics oznámil, že v rámci vývoje landeru dokončil „přezkum systémových požadavků“ a „přezkum koncepčního návrhu“. NASA tyto přezkumy nepožadovala, šlo o dobrovolné milníky, kterými Dynetics zhodnotil svůj návrh z komplexního hlediska. Nyní tým provádí „potvrzení základního přezkumu“, které má sloužit jako základ pro další projektové činnosti. Konkurenční Národní tým hlásil dokončení dobrovolného milníku „přezkum systémových požadavků“ a přechod k milníku NASA „potvrzení základního přezkumu“ 14. září.

Cílem je, aby ALPACA byla vícenásobně použitelná. Po první pilotované misi proto Dynetics plánuje udržet lander na oběžné dráze Měsíce, poslat k němu další pohonné hmoty a prokázat znovupoužitelnost opětovným přistáním na Měsíci bez posádky. Opakované používání má podle představ týmu umožnit levně doručovat na povrch Měsíce různá užitečná zatížení, například habitaty a hermetizované rovery. Konfigurace landeru je podřízena snadnému přístupu z kabiny na povrch Měsíce a snadné vykládce nákladu.

Dynetics představil plnorozměrovou maketu landeru 15. září v Huntsville. Maketu s nízkou věrností nyní budou testovat posádky, což umožní doladit design návrhu v oblastech, jako je například obytný objem, antropometrické přizpůsobení, celková obyvatelnost, umístění, orientace a velikost vnitřních komponent a aktivity uvnitř a vně landeru.

SpaceX bylo v soutěži o pilotovaný lunární lander vybráno k rozpracování myšlenky úpravy kosmické lodi Starship pro potřeby NASA. Společnost uskutečnila v Boca Chica dva úspěšné krátké lety Starshipu – prototyp SN5 absolvoval let do výšky 150 metrů 5. srpna, prototyp SN6 3. září. Oba prototypy měly jen po jednom motoru Raptor a neměly aerodynamickou špičku ani křídla. V současné době je dokončován prototyp SN8, který již bude špičku i křídla mít. Cílem prototypu SN8 se třemi motory Raptor je dosažení výšky téměř 20 kilometrů. Společnost také začala sestavovat prototyp SN1 rakety Super Heavy, který je připravován na krátký let se dvěma motory Raptor ve čtvrtém čtvrtletí.

V průběhu druhé poloviny dvacátých let se očekává prodlužování pobytu na Gateway až na 90 dnů a na Měsíci až na 42 dnů. NASA však z finančních důvodů uvažuje, že by vedením vývoje plánovaného hermetizovaného roveru pověřila svého partnera v programu Artemis, japonskou aerokosmickou agenturu JAXA. Ta již společně s automobilkou Toyota Motor Corporation možnosti vývoje šestikolového lunárního roveru zkoumá. Rover by využíval technologie elektricky poháněných vozidel s palivovými články. Dne 28. srpna byl rover oficiálně pojmenován Lunar Cruiser. Název odkazuje na legendární terénní vozidlo Land Cruiser, kterých Toyota za téměř 70 let vyrobila přes deset milionů kusů. V případě realizace je cílovým datem pro dopravu roveru Lunar Cruiser na Měsíc rok 2029.

Ve fiskálním roce 2020 JAXA a Toyota společně pracují na vývoji a výrobě testovacích dílů pro technologické prvky a pro pozemní funkční prototyp vozidla. Tyto práce zahrnují provádění simulací pro potvrzení výkonu roveru a odvodu tepla během jízdy, výrobu a posouzení prototypových pneumatik, používání virtuální reality a stavbu modelů v měřítku 1:1 určených mimo jiné pro rozhodování o rozmístění vybavení v kabině.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://twitter.com/
https://spacenews.com/
https://www.blueorigin.com/
https://www.cnbc.com/
https://global.jaxa.jp/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/EdDsoD0WsAA4z5v?format=png&name=large
https://pbs.twimg.com/media/Ef0laVXU0AAjUY0?format=jpg
https://live.staticflickr.com/65535/50267580677_4cca3e28ab_b.jpg
https://d3jj1xescvzl2o.cloudfront.net/…name_blueoriginmoonlander16x9mockup.jpg
https://pbs.twimg.com/media/EgySjl4XgAE9WBW?format=jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/…dlattach;topic=42455.0;attach=1965641;image
https://forum.nasaspaceflight.com/…50843.0;attach=1972288;image
https://forum.nasaspaceflight.com/…50843.0;attach=1972292;image
https://forum.nasaspaceflight.com/…50843.0;attach=1972294;image
https://pbs.twimg.com/media/EexYPnPU0AEqLUI?format=jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/assets/47632.0/1625576.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Eg3Iw1oUYAEmo1S?format=jpg