Počátkem června podepsala NASA s holdingem Northrop Grumman kontrakt na předběžný návrh obytného a logistického modulu HALO plánované kosmické stanice Gateway na oběžné dráze Měsíce. Konečný fixní cenový kontrakt bude sice podepsán až na jaře 2021, ale už smlouva o předběžném návrhu obsahuje ustanovení o subdodavatelských smlouvách na počáteční dodávky hardwarových prvků s dlouhou dobou výroby. Na základě tohoto oprávnění zadal Northrop Grumman společnosti Thales Alenia Space Italia v Turíně výrobu primární struktury modulu. Mark Kirasich, šéf divize Pokročilé průzkumné systémy v ředitelství NASA pro pilotovaný průzkum a provoz, který je mimo jiné zodpovědný za vývoj Gateway, se na svém Twitterovém účtu nedávno podělil o dvě fotografie z výroby modulu.

Výroba modulu HALO v Thales Alenia Space Italia
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Modul HALO má být vynesen společně s energetickým a pohonným modulem PPE v listopadu 2023. Integrovaná sestava obou modulů má být navedena na oběžnou dráhu Měsíce po devítiměsíčním přeletu po spirálové dráze. Právě včas, aby byla k dispozici pro podporu mise Artemis III, která je plánována na říjen 2024. Primárním cílem mise je pilotované přistání na Měsíci. K otázce, zda bude Gateway pro Artemis III využita, však NASA nepřijala konečné rozhodnutí a dokonce změnila svůj postoj. Jim Bridenstine uvedl 21. září, že dodavatelé lunárního landeru se mohou sami rozhodnout, zda Gateway použijí nebo ne. „Opravdu si myslím, že by bylo předčasné říkat, jak mají naši komerční poskytovatelé jít na Měsíc. Myslím, že jako agentura musíme bojovat s nutkáním jim to určovat“. Současně uvedl, že pro Artemis III nejsou momentálně žádné jiné plány než jižní pól Měsíce.

V říjnu byla z Thales Alenia Space Italia přepravena do integrační haly Airbusu v Brémách primární struktura evropského servisního modulu Orionu pro Artemis III. V hale bude do struktury modulu nainstalováno veškeré vybavení od systémů pro zajištění životních podmínek, nádrží, potrubí a kabelů až po motory.

Primární struktura servisního modulu Orionu pro Artemis III v integrační hale Airbusu, říjen 2020
Zdroj: https://www.esa.int

12. října byl oznámen podpis dohody mezi hlavním dodavatelem Orionu, společností Lockheed Martin a výrobcem motorů AM a ACM záchranné věžičky LAS, firmou Northrop Grumman na dodávku těchto motorů pro mise Artemis III až VIII. Motory jsou objednány na základě loňské smlouvy mezi NASA a Lockheed Martinem na výrobu tří Orionů (Artemis III až V) a na jejich znovupoužití (Artemis VI až VIII).

SpaceX v říjnu vyrobilo v Boca Chica maketu horní části lunární Starship (vlevo)
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Tři soukromé týmy soutěží o co nejlepší hodnocení svých návrhů pilotovaných lunárních landerů ze strany NASA. Jedná se o tři velmi odlišná konstrukční řešení. Ve hře je Národní tým s třístupňovým landerem Integrated Lander Vehicle (ILV), Dynetics s landerem ALPACA a SpaceX s derivátem soukromě vyvíjeného dopravního systému Starship. Dosaženým pokrokům všech tří týmů jsme se věnovali v minulém dílu.

V říjnu NASA ve spolupráci se společnostmi dokončila klíčový povinný milník Potvrzení základního přezkumu (Certification Baseline Review – CBR) pro všechny tři návrhy landerů. Šlo o vyvrcholení dosavadní spolupráce a ukončení období, ve kterém se NASA seznamovala s návrhy a přístupem jednotlivých týmů k řešení problematiky landerů. Společnosti poskytly pro CBR nejen svoje rozvrhy vývoje a testování včetně identifikace hlavních rizik, ale také plány pro zajištění bezpečnosti, ověřování a certifikace mise.

Primárním účelem CBR bylo dokončit funkční a výkonnostní požadavky na navrhované landery, potvrdit konstrukční, bezpečnostní a zdravotní standardy, které mají být použity při vývoji, stanovit základní harmonogramy a plány na manažerské řízení při plnění smluv na vývoj a certifikaci landerů. Milník CBR slouží jako základ pro další projektové činnosti v rámci základního období, které skončí 28. února 2021. NASA považovala za důležité se s dodavateli předem dohodnout, jak hodlají postupovat, a to vzhledem k plánu na uzavření pevně stanovených cenových kontraktů, protože pozdější změny designu landerů mohou být nákladné a mohou přispět ke zvýšení rizika.

Plnorozměrová maketa lunárního landeru ALPACA
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Týmy nyní svoje návrhy zdokonalují a předkládají upřesněné návrhy, doplněné o technické detaily. V únoru 2021 hodlá NASA provést přezkum návrhů z hlediska realizovatelnosti pro první misi. NASA přezkum označuje jako přezkum kontinuity (Continuity Review – CR). Při něm má být rozhodnuto, které koncepty landerů poskytují největší šanci dosáhnout přistání na Měsíci s posádkou do konce roku 2024.

Maketa lunárního landeru Národního týmu
Zdroj: https://d3jj1xescvzl2o.cloudfront.net

Souběžně se základním obdobím běží aktivní poptávkové řízení NASA na veřejnou zakázku na další fázi vývoje landerů, tzv. volba A, v rámci které hodlá NASA rozhodnout, které návrhy budou vybrány pro pokračování vývoje. Výše zmíněné tři soutěžní týmy, které prošly CBR, jsou současně jedinými způsobilými uchazeči o volbu A (dosud nevyhlášená poptávka na volbu B se týká landerů pro pozdější udržitelnou fázi programu Artemis). Neprodleně po ukončení základního období NASA plánuje uzavřít s jedním nebo dvěma týmy v rámci volby A smlouvy na vývoj landerů. Vývoj by měl vyvrcholit nepilotovanými demonstračními misemi na povrch Měsíce v časovém období 2023 / počátek 2024 a pilotovanými misemi Artemis III v roce 2024 a Artemis IV v roce 2025. Úředníci NASA však ještě v časovém rámci únor/březen/jaro 2021 vyhodnotí aktuální možnosti NASA na uzavření smluv. Momentálně není definitivní ani časová osa uzavření smluv, ani počet společností, které NASA vybere k vývoji landerů.

Před měsícem jsme v Kosmotýdeníku informovali o probíhajících zkouškách v bazénu Neutral Buoyancy Lab v Houstonu v rámci vývoje nástrojů a lunárních skafandrů xEMU. Informaci doplňujeme o další fotografie. Zde nácvik sestupu po žebříku a „první krok Artemis“.
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

Uzavření smluv v rámci volby A bude záviset na řadě faktorů, z nichž stěžejním je objem finančních prostředků, které poskytne Kongres. Financování rychlého vývoje vybraných landerů po únoru 2021 bude totiž vyžadovat výrazný nárůst finančních zdrojů.

Spojené státy však vstoupily 1. října do fiskálního roku 2021 v režimu zálohového financování. Ten den krátce po půlnoci podepsal prezident Donald Trump Kongresem schválené zálohové financování vlády a federálních úřadů včetně NASA až do 11. prosince. Zákonodárci schválili zálohové financování v naději, že po prezidentských volbách se situace zklidní a že do 11. prosince schválí rozpočet na zbytek fiskálního roku 2021. Pro NASA to znamená zálohové financování jednotlivých programů na úrovni fiskálního roku 2020 s tím, že dosažení včasné shody na rozpočtu není vůbec jisté.

Nácvik vztyčení vlajky. V první sérii má být vyrobeno pět skafandrů xEMU. První je téměř hotový, měl by být dokončen v prosinci a bude podroben testům ověření návrhu. Druhý bude vyroben pro kvalifikační testování a třetí pro testování na Mezinárodní kosmické stanici. Čtvrtý a pátý jsou rezervovány pro Měsíc v rámci Artemis III.
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

Režim zálohového financování je nepříznivý pro splnění termínu přistání na Měsíci v roce 2024, neboť ve fiskálním roce 2020 měla položka pilotovaných lunárních landerů rozpočet jen 600 milionů USD. Tato úroveň financování postačuje na dokončení základního období v únoru 2021, ale vnáší nejistotu pro další období. Včetně profinancování smluv v rámci volby A s udržením termínu 2024 NASA potřebuje ve fiskálním roce 2021 celkem 3,2 miliardy USD. „Je kriticky důležité, abychom získali 3,2 miliardy dolarů“, řekl administrátor NASA Jim Bridenstine na slyšení před rozpočtovým výborem Senátu 16. září.

Rok 2024 by podle něj mohl být stále splněn, pokud bude rozpočet NASA s financováním landeru v plné požadované výši schválen do února 2021. „Myslím si, že od nynějška do února 2021 jsme v pořádku“, řekl Bridenstine. „Ale pokud se dostaneme do února 2021 bez vyhrazené částky v požadované výši, bude to brzdit naši schopnost dosáhnout přistání na Měsíci již v roce 2024″. Pokud schválení sklouzne do března 2021, bude to z důvodu čekání na finanční prostředky „obtížnější, ale stále v oblasti možností“. Pokud bude schválení rozpočtu posunuto za březen, „bude to stále obtížnější“ a pokud Kongres zpozdí financování tak, že přistání v roce 2024 nebude možné, bude cílem dostat se na Měsíc „při nejbližší možné příležitosti“. „Čím dříve získáme prostředky, tím vyšší je pravděpodobnost úspěchu přistání na Měsíci již v roce 2024“, řekl Bridenstine. Současně zdůraznil, že je přesvědčený, že Kongres schválí plné financování.

Nácvik manipulace s příručním vozíkem
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

To je však otevřená otázka. Cíl návratu Američanů na povrch Měsíce má značnou podporu obou politických stran, ale politicky motivovaný termín 2024, který vyžaduje 28 miliard USD, má ve Sněmovně jen vlažnou podporu, přičemž podpora v Senátu není dosud jasná. Svoji roli bude hrát také výsledek listopadových prezidentských voleb. Pokud demokraté získají zpět Bílý dům a většinu v Senátu, mohli by se pokusit o prodloužení doby zálohového financování, aby měli větší páky v přechodném období, než jejich prezident nastoupí do úřadu.

V nákladech na první pilotované přistání na Měsíci v rámci programu Artemis ve výši 28 miliard USD ve fiskálních letech 2021 až 2025 představuje nejvyšší položku částka 16 miliard USD na vývoj lunárního landeru. Odhady rozpočtu v plánovacím dokumentu NASA zahrnují jen náklady na přistání na Měsíci v roce 2024. Nezahrnují náklady na udržitelnost lunárního programu, tedy na Gateway, na další mise Artemis a na povrchovou infrastrukturu. „To však v žádném případě neznamená, že Gateway nebude v příštích letech financována“, uvedla NASA.

Požadované roční rozpočty pro financování přistání na Měsíci v roce 2024
Zdroj: https://spacepolicyonline.com

Nedostatečné financování v kombinaci s trvajícím politickým termínem 2024 by zvýšilo tlak na technické kompromisy. Před technickými riziky v souvislosti s případným nedostatečným rozpočtem varoval Bezpečnostní panel NASA. Nejedná se o něco, co má NASA přímo pod kontrolou, není to její slabost, protože jde o „slabost federálního rozpočtu“. „Vytváří skutečné riziko pro NASA a její průzkumné programy“, uvádí Bezpečnostní panel, který varoval, že snaha o návrat lidí na Měsíc do roku 2024 spojená s nejistým financováním může vést k technickým kompromisům, v nichž se mohou skrývat rizika.

Testování nástrojů pro odběr vzorků lunárního regolitu
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

Dosavadní vystoupení členů Demokratické strany vzbuzují obecný pocit, že program Artemis přežije případnou výměnu prezidenta, ale že může nastat změna ve způsobu, jak se na Měsíc dostat. Tomu nahrává i dvourychlostní program vývoje pilotovaných lunárních landerů – jednorázových landerů pro splnění politického termínu přistání v roce 2024 za každou cenu a vícenásobně použitelných landerů pro udržitelný přístup na Měsíc do roku 2028.

Další nosná raketa SLS po Artemis III je rezervována pro sondu Europa Clipper. Vývoj sondy má v prosinci projít milníkem Critical Design Review (CDR). NASA hodlá sondu postavit a poté uskladnit do roku 2025, kdy má být SLS k dispozici. Jim Bridenstine je sice pro vynesení sondy komerční raketou a schválený postup nepovažuje za správný, ale je to jediná možnost, jak dodržet autorizační zákon.

Thales Alenia Space získala kontrakt ESA na stavbu mezinárodního obytného modulu I-HAB (vlevo) a povolení k vývoji komunikačního a tankovacího modulu ESPRIT (vpravo) pro Gateway
Zdroj: https://www.thalesgroup.com

Realizace pilotované mise Artemis IV je tedy aktuálně plánovaná až po sondě Europa Clipper. Pro Artemis IV je schválenou podmínkou zakotvení Orionu a landeru na Gateway. Dva členové posádky mají přistát na Měsíci v landeru druhého vybraného poskytovatele, zatímco zbývající dva mají zůstat na Gateway.

Postupem času mají být ke Gateway ve spolupráci s mezinárodními partnery přidávány další moduly, což umožní prodloužit dobu pobytu posádek z jednoho na tři měsíce. Cílem je udržitelná opakovaná přítomnost posádek nejen na Gateway, ale i na povrchu Měsíce, přičemž Bridenstine trvá na tom, že pro tento dlouhodobý plán udržitelnosti programu Artemis je Gateway kriticky důležitá a nezbytná.

Gateway rozšířená o mezinárodní moduly
Zdroj: https://www.thalesgroup.com

Evropská kosmická agentura podepsala se společností Thales Alenia Space první část kontraktu v hodnotě 36 milionů EUR na zahájení prací na mezinárodním obytném modulu I-HAB (International Habitat) z celkové částky 327 milionů EUR. Hlavním dodavatelem modulu je Thales Alenia Space v Itálii. Systém pro zajištění životních podmínek v modulu poskytne JAXA, avioniku a softwarovou část NASA, robotické komponenty umožňující dálkový provoz a údržbu CSA. I-HAB má být připraven pro vynesení v roce 2026, pravděpodobně americkou komerční nosnou raketou.

Thales Alenia Space současně obdržela povolení k zahájení práce na vývoji komunikačního a tankovacího modulu ESPRIT, přičemž podpis smlouvy se očekává do konce letošního roku. Oba moduly jsou evropským příspěvkem ke Gateway. Oznámení kontraktů ze strany ESA bylo vázáno na zasedání Mezinárodního astronautického kongresu, které se konalo 14. října.

Gateway rozšířená o mezinárodní moduly
Zdroj: https://www.thalesgroup.com

ESPRIT se skládá ze dvou prvků, které budou vyneseny samostatně. Telekomunikační prvek HLCS (HALO Lunar Communication System) má zajišťovat komunikaci mezi Gateway a Měsícem. Bude instalován na americkém obytném a logistickém modulu HALO, který má být vynesen v roce 2023.

Gateway rozšířená o mezinárodní moduly
Zdroj: https://www.thalesgroup.com

Druhou částí ESPRIT je tankovací modul ERM (ESPRIT Refueling Module). Ten kombinuje hardware pro aktivní doplňování xenonu a chemických pohonných hmot do modulu PPE s malým hermetizovaným modulem s okny poskytujícími 360° výhled, inspirovanými modulem Cupola Mezinárodní kosmické stanice. Hermetizovaný prostor má poskytnout i další možnosti pro logistiku. Dodávka ERM je plánována na rok 2026 pro vynesení v roce 2027 raketou, kterou má zajistit NASA.

Rozdělení výrobních kapacit pro ESPRIT je následující: společnost Thales Alenia Space ve Francii je hlavním dodavatelem, Thales Alenia Space v Itálii má na starosti hermetizovaný tunel a okna tankovacího modulu ERM. Thales Alenia Space ve Velké Británii přispěje systémem pro doplňování chemických pohonných hmot, OHB bude mít na starosti systém pro doplňování xenonu, a dále mechanické a tepelné subsystémy pro nehermetizované sekce.

Pro telekomunikační prvek HLCS poskytne Thales Alenia Space v Belgii jednotky elektrického rozhraní RIDU (Remote Interface & Distribution Unit) a vysokofrekvenční zesilovače TWTA, Thales Alenia Space ve Španělsku komunikační transpondér v pásmu S a Thales Alenia Space v Itálii v pásmu K.

Maketa motorového úseku lodi Orel určená pro pozemní testy
Zdroj: https://pbs.twimg.com

O tom, že Rusko se pravděpodobně nestane partnerem projektu Gateway, jsme psali v červenci. Generální ředitel státní korporace Roskosmos Dmitrij Rogozin v říjnu na Mezinárodním astronautickém kongresu uvedl, že je nepravděpodobné, že by Rusko k projektu významně přispělo, protože Gateway je příliš zaměřená na USA. Rusko by podle jeho slov zvážilo účast, pokud by všechna rozhodnutí ohledně Gateway byla přijímána na principech mezinárodní spolupráce, tedy kolektivně stejně jako je tomu u ISS.

Rogozin však uvedl, že Roskosmos chce zajistit, aby jeho pilotovaná kosmická loď Orel, určená pro národní kosmické mise, měla možnost připojit se ke Gateway. „Proto říkáme, že v každém případě chceme harmonizaci standardů a standardizaci rozhraní, i když máme dva samostatné programy“, řekl Rogozin. V písemném prohlášení zveřejněném po Rogozinově komentáři Jim Bridenstine uvedl, že to je to, co NASA také chce a vyjádřil podporu standardizovaným dokovacím rozhraním. Ohledně návrhu memoranda o porozumění týkajícího se spolupráce na Gateway, který NASA zaslala Roskosmosu v listopadu loňského roku, ale neobdržela solidní odpověď, Bridenstine uvedl: „Zůstáváme otevřeni a máme zájem o jejich zpětnou vazbu k dokumentu a k našemu obecnému přístupu k využívání IGA ISS pro Gateway“.

Loď Orel je momentálně ve fázi výroby neletové statické makety určené pro pozemní testy. RKK Energija plánuje sestavit maketu do konce letošního roku. Na fotografii je maketa modulu pro posádku.
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Silná mezinárodní spolupráce se formuje i pro udržitelnou fázi povrchové části programu Artemis. V závěru minulého dílu jsme informovali o záměru japonské vlády zapojit se do programu financováním vývoje hermetizovaného roveru. Nyní se objevila obdobná iniciativa také v Evropě. Administrátor NASA Jim Bridenstine, zastupující vládu Spojených států amerických a Riccardo Fraccaro, tajemník Rady ministrů Itálie, zastupující italskou vládu, podepsali během virtuálního setkání 25. září společné prohlášení o záměru spolupráce v programu Artemis. Signatáři potvrdili silný vztah mezi NASA a Italskou kosmickou agenturou ASI a vyjádřili záměr rozvíjet společné aktivity se zvláštním zaměřením na návrat lidí na povrch Měsíce. Itálie má zájem o účast v programu Artemis ve formě příspěvku k udržitelnosti lidské přítomnosti na Měsíci. Obě země stvrdily zájem o prozkoumání možností potenciálních italských příspěvků k zajištění obytných schopností pro posádky na povrchu Měsíce a souvisejících technologií umožňujících krátkodobé pobyty posádek na Měsíci, provádění vědeckých experimentů a výzkumů na Měsíci a poskytování telekomunikačních služeb prostřednictvím zařízení na povrchu a na oběžných drahách Měsíce.

„Italské příspěvky k programu Artemis budou definovány v prováděcích dohodách mezi oběma kosmickými agenturami. Budou zahrnovat obytné moduly, vědecké experimenty a telekomunikační služby, aby se splnil sen o udržitelné lidské přítomnosti na oběžné dráze a na lunárním povrchu“, řekl prezident Italské kosmické agentury Giorgio Saccoccia.

Podle italských mediálních zdrojů tamní průmysl odhaduje a očekává, že vláda bude investovat do programu Artemis více než miliardu EUR.

Umělecká představa landeru European Large Logistic Lander (EL3) s nákladem včetně nehermetizovaného roveru pro pilotovaný program Artemis
Zdroj: https://www.esa.int

Mezi důležitými zprávami z ESA na letošním Mezinárodním astronautickém kongresu bylo i oznámení o uzavření smluv na počáteční studie velkého lunárního logistického landeru. Thales Alenia Space ve spolupráci s OHB Germany vypracuje jeden možný design, Airbus představí svůj vlastní koncept. Za předpokladu, že na příštím zasedání ministrů v roce 2022 bude členskými státy ESA přiděleno financování programu, povedou obě studie k výběru jedné ze společností, která bude pokračovat ve vývoji landeru. Jedná se o nákladní loď, kterou by ESA používala k dopravě 1,5 tuny nákladu na povrch Měsíce jako evropský příspěvek k programu Artemis. Lander je koncipován jako univerzální systém, který může podporovat dodávky různých nákladů na Měsíc i vědecké mise. Lander, v současné době známý jako European Large Logistic Lander (EL3), by měl být vynášen raketami Ariane počínaje koncem dvacátých let.

Členské státy ESA očekávají, že tyto projekty a investice by mohly umožnit přiřadit astronauty ESA v pozdějších misích Artemis k přistání na Měsíci. „Zjevně máme ambici dostat evropské astronauty na povrch Měsíce“, řekl David Parker, ředitel pilotovaného a robotického průzkumu ESA.

Zdroje informací:
https://twitter.com/
https://news.northropgrumman.com/
https://www.nasa.gov/
https://spaceflightnow.com/
https://spacepolicyonline.com/
https://spacepolicyonline.com/
https://spacenews.com/
https://twitter.com/
https://www.esa.int/
https://www.thalesgroup.com/
https://spacepolicyonline.com/
https://blogs.nasa.gov/
https://www.asi.it/
https://www.corriere.it/
https://spacenews.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/EkY2gT7WsAA2yex?format=jpg
https://pbs.twimg.com/media/EkY2hqcXkAEirOL?format=jpg
https://www.esa.int/…/Moving_third_European_Service_Module_structure_article.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Ek8ovrfX0AMlACQ?format=jpg
https://pbs.twimg.com/media/Eh9U8RjXcAIbbUM?format=jpg&name=large
https://d3jj1xescvzl2o.cloudfront.net/0..blueoriginmoonlander16x9mockup.jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/assets/48676.0/1979295.jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/assets/48676.0/1979297.jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/assets/48676.0/1979299.jpg
https://spacepolicyonline.com/wp-content/uploads/2020/09/snip-Artemis-report-funding.png
https://forum.nasaspaceflight.com/assets/48676.0/1979301.jpg
https://www.thalesgroup.com/…/database/assets/images/2020-10/Gateway_1100_13.jpg
https://www.thalesgroup.com/…/database/assets/images/2020-10/Gateway_1100_12.jpg
https://www.thalesgroup.com/…/database/assets/images/2020-10/Gateway_1100_11.jpg
https://www.thalesgroup.com/…/database/assets/images/2020-10/Gateway_1100_10.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Ej9gkMAXcAQcm0f?format=jpg
https://pbs.twimg.com/media/Ej9gkCfWAAAyeLy?format=jpg
https://www.esa.int/…/European_Large_Logistic_Lander_unloading_cargo.jpg