Na mobilní vypouštěcí plošině v montážní hale VAB byly 14. září v rámci školení personálu a prověrek jeřábů spojeny dva inertní neletové díly pathfinderu vzletového stupně SRB – spodní segment a středový segment. Až budou takto spojeny první dva letové díly, bude to nezpochybnitelný signál, že NASA má i se započtením předpokládaných skluzů důvěru ve start mise Artemis I do dvanácti měsíců. Životnost sestavených boosterů je totiž dvanáct měsíců od spojení prvních dvou segmentů. Po této době je vyžadována demontáž boosterů, kontrola segmentů včetně inspekce pohonné hmoty a případná údržba. Hlavním limitem životnosti jsou těsnicí prvky mezi jednotlivými segmenty. Aby k této situaci nedošlo, bude datum zahájení sestavování SRB upřesněno po zážehu Green Run na základě zjištění potřebného rozsahu renovace centrálního stupně. Předběžné úvahy směřují k umístění letových spodních segmentů vzletových stupňů na mobilní vypouštěcí plošinu přibližně dva až čtyři týdny po zážehu Green Run a k připojení středových segmentů do konce letošního roku.

Centrální stupeň SLS byl do stanoviště B-2 ve Stennisově středisku vložen v lednu
Zdroj: https://www.nasa.gov

Kritickým milníkem, na kterém je závislé plánování startu mise Artemis I, je osmiminutový zážeh čtyř motorů RS-25 centrálního stupně nosné rakety SLS, kterým vyvrcholí testovací kampaň Green Run ve Stennisově vesmírném středisku. Průběžné informace o probíhajících testech jsme přinesli v červenci,  v srpnu i v září. Na konci října vydáme závěrečný díl, ve kterém popíšeme harmonogram osmiminutového zážehu. Zážeh je plánovaný na začátek listopadu. V závislosti na výsledku zážehu a rozsahu renovace stupně přidělí plánovači mise časový rozvrh dalším činnostem a upřesní předpokládané datum startu. Jaké tedy budou další kroky po testu? A jakých pokroků dosáhly týmy od minulého dílu tohoto seriálu?

Jakmile budou z nádrží odstraněny zbytky pohonných hmot, lidé se vrátí na testovací stanoviště a zahájí renovaci stupně. Suché části stupně, tedy přední lem, intertank a motorová sekce, které jsou během testu proplachovány čistým dusíkem, budou opět naplněny dýchatelným vzduchem. Pracovní plošiny na stanovišti budou sklopeny do vodorovné polohy a bude zajištěn přístup ke všem částem centrálního stupně. Pracovníci začnou otevírat přístupové průlezy do suchých částí.

Čtyři motory RS-25 centrálního stupně SLS během zkoušky naklánění, 1. září 2020
Zdroj: https://www.forumastronautico.it

S motory bude nutno provést čtyři druhy prací. Jednou z prvních věcí, které bude nutno udělat do 48 hodin, je začít sušit motory a odvádět vlhkost od jejich kritických částí. Druhým úkolem je zkontrolovat a zdokumentovat okamžitý stav hardwaru motorů. Cílem kontroly je zjistit, zda nedošlo k poškození, které senzory nezachytily. Inženýři chtějí nejprve vidět stav motorů, aby, až s nimi začnou pracovat, nevědomky nepřivodili nějaké jejich vedlejší poškození. Třetím úkolem je kontrola těsnosti všech 1080 trubek chladicí kapaliny v každé trysce motoru, které během zážehu ochlazovaly vnitřek trysky. V případě, že najdou zdroj úniku, rozhodnou o způsobu opravy. Na tryskách jsou místa, u nichž by oprava zdroje úniku mohla trvat hodně času. Mezi možnostmi je oprava na místě, výměna částí motorů spojená s demontáží celého motoru, nebo oprava v hale VAB v Kennedyho vesmírném středisku. Čtvrtým úkolem je vnitřní kontrola dna trysky motoru, hledání potenciálního znečištění a jeho vyčištění.

Na spodní části centrálního stupně SLS je dočasná stříbrná ochranná fólie
Zdroj: https://www.nasa.gov

Zrenovovány budou i další části stupně, počítá se například s opravou tepelně izolační pěny. Hlavní příčinou rizika poškození stupně a nutnosti renovace je dlouhodobé tepelné zatížení na stanovišti B-2, které je odlišné oproti letící raketě. Při letu totiž raketa rychle opustí hustou atmosféru, čímž se tepelné zatížení sníží, zatímco při statickém testu provedeném na úrovni hladiny moře zůstává tepelné zatížení konstantní po celých osm minut práce motorů. Pro dodatečnou tepelnou ochranu během testu byla proto spodní část motorové sekce zakryta dočasnou ochrannou stříbrnou fólií.

Letové segmenty SRB pro Artemis I jsou připravovány v budově RPSF v Kennedyho vesmírném středisku. Na fotografii je spodní díl pravého SRB.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

NASA se snaží o minimalizaci doby mezi zážehem a umístěním stupně na člun Pegasus pro cestu na kosmodrom, protože některé opravy lze dokončit v montážní hale VAB souběžně se sestavováním rakety. Podle provedených studií vychází délka časové osy inspekcí, kontrol těsnosti všech systémů a opravy stupně na stanovišti přibližně na 42 dnů. Po nezbytné renovaci bude stupeň nakonfigurován na přepravu, sejmut ze stanoviště a naložen do člunu Pegasus. Po zajištění nákladu se člun vydá na cestu do přístaviště poblíž montážní haly VAB.

Uvnitř haly VAB bude stupeň přesunut do prostorné centrální chodby. Zde technici nakonfigurují části destrukčního systému rakety pro případ vychýlení dráhy z letové trajektorie. Přibližně tři týdny po příjezdu na kosmodrom má být stupeň zvednut a bude provedena jeho kontrola. Následně bude v sekci High Bay 3 integrován mezi dokončené pomocné vzletové stupně SRB, sestavené na mobilní vypouštěcí plošině. Předpokládá se, že souběžně s další integrací rakety bude dokončena renovace centrálního stupně po případném poškození zážehem Green Run. Renovace ve VAB má spočívat v případném servisu nebo výměně ovládacích prvků elektroniky a v dokončení opravy tepelně izolační pěny a motorů.

Adaptér LVSA v sekci High Bay 4 haly VAB, 9. září 2020
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Po integraci se vzletovými stupni SRB bude na horní část centrálního stupně usazen kuželový adaptér LVSA. Adaptér dorazil do přístaviště v blízkosti montážní haly VAB 29. července v člunu Pegasus po dvanáctidenní plavbě z Marshallova střediska v Huntsville. Dne 30. července byl adaptér uložen v sekci High Bay 4 budovy VAB. Pracovníci provedli inspekci LVSA, zakryli horní a spodní část a připojili klimatizační jednotku s aktivním prouděním vzduchu, která pomáhá udržovat vnitřek adaptéru suchý a čistý. Ve stěně LVSA je zabudováno několik přístupových průlezů, které umožňují předstartovní práce uvnitř adaptéru. Zatímco je LVSA v High Bay 4, pracovníci skrz tyto otvory přesouvají dovnitř sady interierových přístupových plošin, které instalují uvnitř adaptéru. Jakmile bude na adaptér LVSA připojen horní stupeň ICPS, umožní tyto plošiny přístup pracovníků k bateriím v ICPS a k letovému počítači pro řízení inerciální navigace. Než raketa naposledy opustí VAB, budou vnitřní pracovní plošiny odstraněny.

Horní stupeň ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) pro Artemis I je v současné době v budově DOC (Delta Operations Center) na nedalekém kosmodromu Cape Canaveral. Sem byl přesunut po dvouletém skladování v budově SSPF (Space Station Processing Facility) kvůli plánované údržbě a inspekci. Přesun do DOC byl vyhodnocen jako praktičtější vzhledem k absenci potřebného vybavení v SSPF. Provádějí se některé práce na avionice, výměny komponentů a kontroly, bude instalován inerciální navigační systém a baterie, které budou použity během zkoušky tankování pohonných hmot na rampě. ICPS zůstane uskladněn v DOC až do přesunu do budovy MPPF (Multi-Payload Processing Facility). Ve zdejším servisním pracovišti budou naplněny dvě hydrazinové nádrže systému řízení polohy. Další cesta ICPS povede do haly VAB k usazení na vrchol adaptéru LVSA.

Horní stupeň ICPS u budovy Delta Operations Center
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Dalším v sestavě rakety bude adaptér OSA (Orion Stage Adapter). Ten je v budově SSPF připravován na instalaci třinácti cubesatů určených pro výzkumné experimenty, které budou během letu k Měsíci uvolňovány po odpojení Orionu. V budově SSPF bude provedena funkční kontrola oddělovacího systému cubesatů. Bude zkontrolována avionická jednotka adaptéru a signálem potvrzujícím instalaci bude ověřena elektrická kontinuita jednotlivých úložišť k emulátorům užitečných zatížení. Potom bude do avionické jednotky nahrán letový software. Po instalaci cubesatů budou těsně před přesunem adaptéru do haly VAB nabity jejich baterie. Jakmile totiž bude na horní část adaptéru OSA připojen Orion, bude přístup ke cubesatům uzavřen.

Test uvolňovacího mechanismu jednoho ze čtyř polí solárních panelů Orionu, 10. září 2020
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Kosmická loď Orion je připravována k letu v budově O&C (Neil Armstrong Operations and Checkout Building) v Kennedyho vesmírném středisku. V srpnu byl Orion spojen s adaptérem SA (Spacecraft Adapter) a v září byly instalovány kryty po obvodu adaptéru CMA, spojujícího kabinu se servisním modulem. Od 23. do 30. září byly na servisní modul instalovány všechny čtyři pole solárních panelů. Nyní bude servisní modul zakryt třemi panely SAJ (Spacecraft Adapter Jettisoned) a horní část kabiny bude uzavřena krytem forward bay cover. Dokončený Orion bude poté přesunut do budovy MPPF. Zde budou nádrže systému RCS naplněny hydrazinem a oxidem dusičitým, ochlazovací smyčka pro výměník tepla servisního modulu bude naplněna čpavkem a freonem. O několik odstavců výše jsme psali o přesunu horního stupně ICPS do budovy MPPF. To však bude až poté, co budovu opustí Orion. Kosmická loď totiž musí před usazením na nosnou raketu ještě zamířit do budovy LASF (Launch Abort System Facility) k integraci se záchrannou věžičkou LAS.

První pole solárních panelů s ochranným krytem bylo instalováno 23. září 2020. Pro zobrazení fotografie Orionu se solárním panelem bez krytu klikněte zde.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov/

Artemis II – pilotovaný oblet Měsíce

Cílem mise Artemis II je vyslání pilotované kosmické lodi do blízkosti Měsíce poprvé po více než padesáti letech. Při přibližně desetidenní misi v roce 2023 má čtyřčlenná posádka Orionu vytvořit rekord v největší vzdálenosti za odvrácenou stranou Měsíce – 7400 kilometrů nad jeho povrchem.

Ještě předtím, než se Orion vydá k Měsíci, vykoná dva oběhy kolem Země. Nejprve bude naveden na počáteční eliptickou oběžnou dráhu Země ve výšce 185 x 2900 kilometrů s dobou oběhu přibližně 90 minut. Na této dráze bude dvakrát zažehnut stupeň ICPS. Prvním zážehem bude zvýšeno perigeum a po dokončení prvního oběhu i apogeum, čímž se Orion dostane na vysokou eliptickou oběžnou dráhu Země s parametry přibližně 320 x 95000 kilometrů a dobou oběhu přibližně 42 hodin.

Umělecké ztvárnění přiblížení Orionu k ICPS. Autor: Mack Crawford / NASASpaceFlight.com
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Po dosažení této dráhy se Orion od stupně ICPS odpojí a posádka využije stupeň jako cíl pro demonstraci přibližovacích operací. Astronauti budou v manuálním režimu řídit orientaci Orionu a přibližování k ICPS. S využitím palubních kamer v kombinaci s výhledem z oken vyrovnají dráhu Orionu s ICPS, přiblíží se a následně se vzdálí. Smyslem demonstrace je ověření schopností řízení Orionu. Získané provozní zkušenosti a data budou zúročeny při přípravě na setkávací, přibližovací, spojovací a odpojovací operace, které budou čekat posádku mise Artemis III. Po dokončení demonstrace bude ICPS naveden do zemské atmosféry k likvidaci.

Umělecké ztvárnění Orionu u Měsíce. Autor: NASA
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Po demonstraci přibližovacích operací posádka předá řízení zpět do řídicího střediska. Astronauti svléknou skafandry OCSS (Orion Crew Survival System) a zbytek kosmické mise stráví v obyčejných oblecích. Nejbližší činností, která bude posádku na vysoce eliptické oběžné dráze Země čekat, bude ověřování výkonu systému podpory života. Ten je nezbytný pro odstraňování oxidu uhličitého a vodní páry a pro dodávku dýchatelného vzduchu. Přechod z režimu skafandru do režimu kabiny je součástí přípravy na další část mise, která zahrnuje průlet kolem Měsíce. Skafandry si astronauti znovu obléknou až v závěru mise v rámci přípravy na vstup do zemské atmosféry.

Po dokončení oběhu Země na vysoce eliptické oběžné dráze bude zážehem hlavního motoru servisního modulu Orionu vykonán manévr TLI. Manévr vyšle Orion na přibližně čtyřdenní odletovou dráhu za odvrácenou stranu Měsíce s trajektorií volného návratu, která zajistí další čtyřdenní cestu zpět domů bez nutnosti dalšího zážehu.

V budově MAF je dokončována montáž sedadla, které ponese při letu Artemis I hmotnostní simulátor. Sedadlo bude znovupoužito při pilotovaném letu Artemis II.
Zdroj: https://live.staticflickr.com

Kabina Orionu pro Artemis II je připravována v budově O&C v Kennedyho vesmírném středisku. V čisté místnosti bylo svařeno potrubí orientačního systému a systému zabezpečení životních podmínek ECLSS.

Nyní pokračuje instalace dalších subsystémů – základní sady klíčových prvků avioniky pro navigaci a řízení, dalších komponent systému podpory životních podmínek ECLSS, například systému odstraňování oxidu uhličitého, a dalších podpůrných systémů pro posádku. Tepelný štít pro kabinu je téměř hotový – 2. července na něm byla dokončena instalace 186 bloků ablativního materiálu.

Tepelný štít Orionu pro Artemis II, 2. července 2020
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Ve stejné budově probíhá také instalace sekundárních struktur v adaptéru modulu pro posádku CMA. Po dokončení bude proveden funkční test adaptéru, jehož cílem je ověření připravenosti na spojení s evropským servisním modulem. Ten je připravován v hale společnosti Airbus Defence and Space v Brémách v Německu.

Kabina Orionu pro Artemis II ukrytá v integrační buňce, 28. srpna 2020. Na vnější stěně kabiny je vidět potrubí systémů RCS a ECLSS.
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Poslední ze tří motorů potřebných k sestavení záchranné věžičky Launch Abort System pro Artemis II dorazil na Kennedyho vesmírné středisko 28. srpna. Motor nazvaný Attitude Control Motor byl dopraven nákladním automobilem z výrobního závodu společnosti Northrop Grumman v Marylandu do budovy LASF (Launch Abort System Facility). V budově LASF bude motor integrován do špičky záchranné věžičky. Úkolem motoru je v nouzovém případě během startu řídit polohu Orionu odlétajícího od nebezpečné rakety. Motor má udržovat kabinu Orionu na kontrolované letové dráze a nakonec ji přeorientovat do polohy pro odpojení od věžičky a vytažení padáků.

Attitude Control Motor (vlevo) v budově LASF, 28. srpna 2020
Zdroj: https://blogs.nasa.gov

V rozlehlé budově 103 továrny Michoud Assembly Facility v New Orleans pokračuje příprava všech pěti hlavních dílů pro centrální stupeň nosné rakety SLS. Do dokončeného horního lemu i do intertanku jsou instalovány vedení kabelových svazků a dalšího vybavení. V motorové sekci pokračuje svařování potrubí pro vedení kapalin a instalace pneumatických a hydraulických systémů. Nádrž na kapalný kyslík je vybavována senzory a po dokončení jejich instalace bude přesunuta do buňky N budovy 131 k aplikaci tepelně izolační pěny.

Nádrž na kapalný vodík ve výškové budově 110, 21. července 2020. Vlevo osvětlená mycí buňka E, za ní v pozadí montážní buňka D.
Zdroj: https://wpcdn.us-midwest-1.vip.tn-cloud.net

Nádrž na kapalný vodík byla 21. července převezena z budovy 103 do výškové budovy 110. Zde byla otočena do svislé polohy a vložena do buňky E, kde byl vnitřek nádrže očištěn vodou. Poté byla nádrž přesunuta do sousední buňky D. V buňce byla nanesena základová barva na části povrchu nádrže v blízkosti kupolí, která jsou v běžné vodorovné poloze ukryta pod manipulačními prstenci rotačního a přepravního zařízení RATT. Po opětovném překlopení do vodorovné polohy je nádrž v budově 103 vybavována senzory. Následně bude přemístěna do buňky P budovy 131, kde bude natřena základovou barvou. V budově 103 bude poté následovat instalace dalších senzorů a příprava na instalaci potrubí.

Jeden ze tří panelů pro adaptér OSA v MSFC, červen/červenec 2020
Zdroj: https://www.nasa.gov

V Marshallově středisku v Huntsville je v plném proudu svařování struktury adaptéru LVSA. Horní kónická polovina adaptéru byla svařena z osmi panelů v budově 4755. Z dalších osmi panelů bude svařena spodní kónická polovina adaptéru. Nakonec budou obě poloviny svařeny dohromady. Kromě LVSA zde začala výroba adaptéru OSA, který vznikne svařením tří panelů.

V Decaturu je vyráběn horní stupeň ICPS. Vodíková nádrž stupně byla dokončena, kyslíková nádrž se vyrábí, motor RL10 byl vyroben a otestován ve West Palm Beach. Segmenty vzletových stupňů SRB jsou dokončeny a uloženy v Promontory.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.avionews.it/
https://blogs.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/ksc-20200914-ph-kls01_0153.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/dsc_2923orig.jpg
https://www.forumastronautico.it/…lavori-al-21-09-2020/26580/231
https://www.nasa.gov/sites/default/files/dsc_2868orig_cropped2.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20200624-PH-KLS01_0144~medium.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20200911-PH-KLS01_0065~large.jpg
https://pbs.twimg.com/media/EdjX7uwU4AApoQD?format=jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20200910-PH-ILW01_0060~medium.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20200923-PH-FMX01_0043~medium.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/2020/06/Orion-iCPS-RPOD-NSF.jpg
https://pbs.twimg.com/media/EinNFMWWkAA2DKy?format=jpg
https://live.staticflickr.com/65535/50376945947_464ed9c3a8_c_d.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20200702-PH-ILW01_0097~medium.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20200828-PH-MWC01_0075~orig.jpg
https://blogs.nasa.gov/…/303/2020/08/Artemis-II-ACM-Arrival.jpg
https://wpcdn.us-midwest-1.vip.tn-cloud.net/…/rocket.jpg
https://www.nasa.gov/…/4755_msa_osa-2_vertical_weld_tool_1_large.png