Gateway (červenec 2021)

minulém dílu jsme napsali, že v důsledku loňského rozhodnutí o společném vynesení modulů PPE a HALO bude energetický a pohonný modul PPE (Power and Propulsion Element) disponovat třemi solárně elektrickými motory AEPS místo původně plánovaných dvou. Přidání třetího motoru se ukázalo být jedinou možností, jak splnit nové výkonnostní požadavky na solárně elektrický pohonný systém v souvislosti s téměř dvojnásobnou hmotností soulodí oproti samotnému modulu PPE. Dne 12. července oznámil výrobce modulu, Maxar Technologies, že PPE prošel prvním předběžným přezkumem PDR-1. Maxar současně zveřejnil ilustraci se zvoleným řešením. Nově přidaný motor bude umístěn mezi oba původní motory.

Tato změna si však vyžádala potřebu ještě druhého PDR. Tento PDR-2 ověří na podzim 2021, že vyvinutý design PPE splňuje požadavky mise. Po jeho schválení přejde vývoj modulu do souběžné fáze závěrečného přezkumu na úrovni systému PPE a výroby. Během této fáze, která má vyvrcholit v květnu 2022 podrobným přezkumem CDR, bude Maxar od svých dodavatelů nadále přebírat dodávky letových hardwarových jednotek.

Modul HALO poháněný modulem PPE

Modul HALO poháněný modulem PPE
Zdroj: https://www.nasa.gov

Pokročil i vývoj druhého z modulů soulodí. Dne 9. července NASA oznámila, že dokončila se společností Northrop Grumman smlouvu s pevnou cenou 935 milionů USD na stavbu a integraci obytného modulu HALO (Habitation and Logistics Outpost). Předchozí smlouva v hodnotě 187 milionů USD, která byla uzavřena v červnu 2020, financovala práce na HALO pouze do předběžného přezkumu PDR. Proces PDR byl dokončen letos v květnu a posoudil celkový design modulu, aby bylo zajištěno, že bude bezpečný, spolehlivý a že splňuje požadavky NASA na misi. Součástí předchozí smlouvy bylo také ustanovení o subdodavatelských smlouvách. Na základě jedné z těchto smluv je primární struktura modulu ve výrobě v montážní hale Thales Alenia Space v Turíně.

Nová smlouva obsahuje závazek společnosti Northrop Grumman, spočívající ve výrobě modulu HALO, pozemní integraci s modulem PPE, testování integrovaného soulodí, překlopení do svislé polohy pro připojení na nosnou raketu Falcon Heavy a v aktivaci a kontrole modulu HALO během letu na oběžnou dráhu Měsíce. V prohlášení o kontraktu NASA uvedla, že vynesení soulodí PPE/HALO je cíleno na listopad 2024.

Se třemi dokovacími porty má HALO později umožnit další rozšiřování lunární orbitální kosmické stanice Gateway. Další obyvatelný prvek, mezinárodní modul I-Hab, by měl být vynesen v polovině roku 2026, kanadský manipulátor Canadarm3 na počátku roku 2027 a tankovací modul ESPRIT na konci roku 2027. Přechodová komora bude zapotřebí v časovém rámci 2028, přičemž NASA o jejím dodání předběžně jedná s potenciálními budoucími partnery.

Pilotované přistání na Měsíci v rámci mise Artemis 3 by mohlo být z roku 2024 odloženo o rok. Po protestech neúspěšných uchazečů o smlouvu na dodání pilotovaného lunárního landeru pro Artemis 3 NASA pozastavila práce na kontraktu s vítěznou SpaceX. O protestech má úřad GAO rozhodnout do 4. srpna. GAO může rozhodnutí NASA o přidělení kontraktu společnosti SpaceX ve výši 2,9 miliardy USD potvrdit nebo zrušit. Může také rozhodnout, že NASA musí vybrat ještě druhého dodavatele, který by pokračoval ve vývoji svého landeru. NASA se nevyjádřila, jak by na rozhodnutí GAO o protestech společností Blue Origin a Dynetics reagovala, o přehodnocení svého dubnového výběru však nijak nestojí.

Místo toho NASA preferuje vývoj alternativního pilotovaného landeru ke Starship v rámci budoucích smluv LETS (Lunar Exploration Transportation Services). Tato iniciativa je zaměřena na pořízení komerčních lunárních přistávacích služeb, které by navázaly na přistání v rámci Artemis 3. Vydání výzvy k podávání nabídek do výběrového řízení o smlouvy LETS je předběžně plánováno na počátek roku 2022. NASA hodlá využít smlouvy LETS v rámci programu Artemis k nákupu rutinních služeb přepravy astronautů mezi stanicí Gateway a povrchem Měsíce. Smlouvy LETS mají zahrnovat vývoj, certifikaci a rutinní přepravní služby pilotovaných landerů.

Jako předběžný krok k výzvě o smlouvy LETS NASA 1. července vyhlásila novou, plně otevřenou soutěž o financování studií landerů s cílem přezkoumat jejich technickou stránku a plán snižování rizik. Výzva nabízí každému týmu kontrakt v hodnotě až 45 milionů USD za návrh landeru vhodného pro udržitelné lunární mise počínaje druhou polovinou dvacátých let. Pokud NASA přijme všechny volitelné návrhy na snížení rizika pro lander, celková podpora jednotlivému týmu by se mohla zvýšit až na 100 milionů USD. Lhůta pro předložení návrhů byla stanovena do 2. srpna, pouhé dva dny před termínem pro rozhodnutí GAO. Vítězné společnosti by měly být oznámeny 15. září.

Přehled referenčních misí udržitelné fáze letů na Měsíc

Přehled referenčních misí udržitelné fáze letů na Měsíc
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

Ve výzvě NASA specifikovala pět referenčních misí, které představují minimální požadavky, jež by měl lander splňovat. Tyto referenční mise zároveň představují současné chápání typů hraničních misí v udržitelné fázi. Typy referenčních misí jsou ve výzvě popsány, aby umožnily uchazečům minimalizovat změny návrhů landeru pro různé mise. Lander by měl podporovat přistání až čtyř astronautů, přistávat i v nepolárních oblastech nebo na delší dobu v blízkosti jižního pólu. Prvky landeru mohou být opakovaně použitelné a mohou být schopny interakce s lunárními rovery a povrchovými habitaty. Referenční mise vyžadují zvýšenou hmotnost přepravovaného nákladu, schopnost přežít lunární noc a větší počet delších, až osmihodinových vycházek včetně cest k jiným obyvatelným prvkům na povrchu Měsíce.

Referenční mise HLS-DRM-001 POLAR SURFACE SORTIE MISSION

Referenční mise HLS-DRM-001 POLAR SURFACE SORTIE
Zdroj: https://sam.gov/

Referenční mise HLS-DRM-001 POLAR SURFACE SORTIE je podobná misi Artemis 3. Lander čeká na oběžné dráze NRHO na přílet pilotovaného Orionu ke Gateway. Poté se i lander připojí ke Gateway pro přípravu výsadku na Měsíci. Posádka stráví na dráze NRHO před sestupem přibližně 4,5 dne. Po přestupu dvou astronautů se lander od Gateway odpojí a přistane v oblasti jižního pólu Měsíce k až 6,5dennímu pobytu na povrchu. Během pobytu provede posádka čtyři plánované vycházky v délce trvání každé vycházky minimálně osm hodin, přičemž lander musí být schopen podporovat i neplánovanou pátou vycházku. Přepravovaná hmotnost nákladu v landeru je 1,6 tuny. Po návratu ke Gateway posádka přemístí vzorky z Měsíce do Orionu. Přebytečný odpad z Orionu bude přemístěn do Gateway nebo do landeru, aby bylo zajištěno, že Orion nepřekročí svůj hmotnostní limit pro návrat na Zemi. Před odletem posádky z Gateway budou poklopy mezi Gateway a landerem uzavřeny. Jakmile Orion opustí dráhu NRHO, může lander zahájit přípravy na svoji příští misi nebo se může podle potřeby zlikvidovat.

Referenční mise HLS-DRM-002 POLAR EXTENDED SURFACE STAY MISSION

Referenční mise HLS-DRM-002 POLAR EXTENDED SURFACE STAY
Zdroj: https://sam.gov/

Referenční mise HLS-DRM-002 POLAR EXTENDED SURFACE STAY je polární mise, která opět počítá s Gateway. Na povrch Měsíce je však předem umístěn obyvatelný prvek, který umožní prodloužený, až 32denní pobyt celé čtyřčlenné posádky na Měsíci. Téměř po celou dobu pobytu na Měsíci bude posádka žít a pracovat v tomto obyvatelném prvku, zatímco lander bude v pohotovostním režimu, ve kterém může být spotřeba energie snížena. Pohotovostním režimem se rozumí stav, kdy je lander považován za záchranný člun. Lander musí být schopen přečkat lunární noc, jejíž délka je vzhledem k umístění na vyvýšeném místě u jižního pólu očekávána nanejvýš osm dnů. Celková doba pobytu posádky v landeru je pět dnů včetně sestupu na Měsíc a návratu ke Gateway.

Referenční mise HLS-DRM-003 NON-POLAR SURFACE SORTIE MISSION

Referenční mise HLS-DRM-003 NON-POLAR SURFACE SORTIE
Zdroj: https://sam.gov

Referenční mise HLS-DRM-003 NON-POLAR SURFACE SORTIE je mise dvoučlenné posádky sestupující na povrch Měsíce v landeru od stanice Gateway. Rozšiřuje ale možnosti průzkumu Měsíce návštěvou cílového místa s vysokou hodnotou mimo jižní pól. Primárními rozdíly oproti DRM-001 je lokalita místa přistání, možná delší doba přeletu z NRHO pro dosažení správné trajektorie a možná vyšší požadovaná změna rychlosti. S delší přeletovou dobou však souvisí možný kratší povrchový pobyt v délce mezi 2 a 6,5 dny při zachování stejné celkové délky mise. Rozdělení celkové doby mezi dobu autonomního letu v kosmickém prostoru a dobu pobytu na Měsíci bude konkretizováno na základě orbitální mechaniky specifické pro vybrané místo přistání a datum mise. S možností přistávat v místech blíže k rovníku souvisí požadavek na schopnost landeru pracovat v širokém rozsahu tepelných a světelných podmínek.

Referenční mise HLS-DRM-004 SPACE ADAPTED CREW

Referenční mise HLS-DRM-004 SPACE ADAPTED CREW
Zdroj: https://sam.gov

Referenční mise HLS-DRM-004 SPACE ADAPTED CREW je přizpůsobená delšímu pobytu posádky na Gateway. Umožňuje celé čtyřčlenné posádce zůstat na NRHO po dobu až 105 dnů před jejím prodlouženým 32denním pobytem na Měsíci s využitím povrchového habitatu. V této referenční misi tedy posádka pracuje na Gateway dlouhou dobu před příletem landeru. Kvůli dlouhému pobytu v mikrogravitaci bude na Měsíci vyžadován prodloužený pobyt posádky v landeru o jeden den před přesunem do habitatu. Během této doby bude možná nutné provést několik krátkých vycházek, dokud se posádka nepřizpůsobí gravitaci.

Referenční mise HLS-DRM-ODS ORION DIRECT SORTIE

Referenční mise HLS-DRM-ODS ORION DIRECT SORTIE
Zdroj: https://sam.gov

U záložní referenční mise HLS-DRM-ODS ORION DIRECT SORTIE se na dráze NRHO provede spojení landeru a Orionu. Spojení obou těles provede Orion, zásoby nutné pro prodloužení činnosti Orionu na dráze NRHO dodá lander. Pokud se po skončení mise průmyslový partner rozhodne lander zlikvidovat, musí to být provedeno bezpečně až poté, co Orion opustí NRHO a mělo by to být provedeno tak, aby nebyla omezena činnost Gateway nacházející se na jiném místě na dráze NRHO.

21. července NASA vydala ještě jednu žádost o informace. NASA v ní uvádí, že zvažuje začlenění dodávky dalšího nákladu, například habitatu nebo vědeckých zařízení, do smluv LETS a chce znát návrhy průmyslových společností. Proto žádá americké společnosti, aby odpověděly na otázky týkající se potenciálu landerů pro rozvoj schopností dodávek velkého nákladu kritického pro pilotovanou misi, ale dodaného na povrch Měsíce během samostatné nákladní mise landeru. Lhůta pro odpovědi je do 4. srpna.

Zdroje informací:
https://www.maxar.com/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://sam.gov/
https://sam.gov/
https://www.nasa.gov

Zdroje obrázků:
https://maxarv2-cms-production.s3.amazonaws.com/…/image_value/642/image__4_.png
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/iac5_gateway_ppehalo_001.png
https://forum.nasaspaceflight.com/…dlattach;topic=53708.0;attach=2046622;image
https://sam.gov/…/8b3a4b6ee8674e719dd71df8a1151f4f/download?api_key=null&token

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

13 komentářů ke článku “Gateway (červenec 2021)”

  1. Michal Václavík napsal:

    Skvělý článek Jirko, cením zejména shrnutí referenčních misí.

  2. Lukáš Houška napsal:

    Děkuji za skvělé shrnutí. Tohle a Cesta k Artemis I a II jsou pro mě vždycky malé svátky 🙂

  3. Ergin napsal:

    Kolik toho víme o zmiňované základně na Měsíci? Probíhají nějaké studie na její podobu, respektive byly na ni přiděleny od Kongresu nějaké peníze?

    • Jiří Hošek napsal:

      Podoba lunární základny Artemis Base Camp zatím existuje pouze jako koncept reprezentovaný například tímto obrázkem:
      https://blogs.nasa.gov/artemis/wp-content/uploads/sites/303/2020/10/surface.jpg
      NASA doufá, že základna Artemis Base Camp s habitatem, rovery a další infrastrukturou vznikne na jižním pólu Měsíce přibližně do roku 2030. Kongresem zatím nebyly žádné peníze na základnu přiděleny. Habitat, který je v článku vyobrazen u referenčních misí DRM-002 a DRM-004, se může od skutečnosti lišit asi tak moc, jako vyobrazený pilotovaný lander od landerů, které navrhly SpaceX, Blue Origin a Dynetics.
      O tom, že je NASA stále na začátku, vypovídají otázky ze žádosti o informace z 21. července, kterou jsem stručně popsal v posledním odstavci článku. V žádosti NASA nespecifikovala žádná technická data ani podobu habitatu. Pouze se ptá svých průmyslových partnerů:
      – nastiňte specifické možnosti vaší společnosti
      – bylo by možné dopravovat užitečné zatížení v rozsahu 6–14 tun? („bude upřesněno“)
      – komentujte případné schopnosti nákladních landerů přemístit se s nákladem z přistávací zóny
      – jaké jsou cenové a harmonogramové dopady vyložení nákladu z landeru jako služba versus vlastní vyložení?
      – jaké designové a konstrukční standardy byste doporučili začlenit do budoucí výzvy?
      – komentujte plán NASA na pokračující převod schopností na poskytovatele služeb
      – komentujte úmysl NASA v budoucnosti odkoupit přepravovaný komerční náklad
      – komentujte kombinující přepravní službu posádky a doručovací službu nákladu z hlediska rozsahu a synergie pilotovaných a nákladních landerů

  4. marekproc napsal:

    Diky za clanek. ESA pracuje na svych prispevcich do Gateway na plny plyn (I-Hab, ERM a HLCS). Zejmena HLCS, ktery je soucast HALO. I-Hab prodelal sve PDR podle planu mezi dubnem a cervnem. PDR nebylo kompletne uspesne, nicmene nebude zadne Delta-PDR a zatim neni projektovano zadne zpozdeni.

    • Michal Václavík napsal:

      Dovolím si drobné upřesnění. U HLCS bylo dokončeno PDR, ale ještě po jeho ukončení bylo do designu zasáhnuto pro zrobustnění komunikační linky mezi povrchem Měsíce a Gateway. CDR se očekává na konci roku 2022. Projekt HLCS je zpožděn o 9 měsíců. PDR I-HAB neproběhlo plně dle časového plánu, ale se zpožděním necelé 2 měsíce. Jeho formální ukončení je navíc podmíněno dokončením PDR systému zajištění životních podmínek dodávaného JAXA. CDR se očekává koncem září 2023 a vypuštění v červenci 2026.

      • marekproc napsal:

        Jsem si celkem jistý, ze I-Hab PDR bylo víceméně přesně takto plánováno už od KO v létě 2020, ale prostě PDR nemůže mít jeden datum, ale má několik klíčových událostí – Datapack submission, RID deadline, Contractor position, Panel meetings, Pre-Board a Board meetings. Těch podmínek pro úspěšné ukončení PDR je stanoveno několik. Já jsem prostě jenom napsal stručný update z pozice někoho, kdo tráví na I-Hab a Gateway každý den, ale nechci se pouštět na tenký led zveřejňování technických detailů nebo neveřejných informací. To jen na vysvětlenou.

  5. Libor Lukačovič napsal:

    Výborný článok (ako inak)! 🙂

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.