Spojené moduly HALO a PPE kosmické stanice Gateway by se měly vydat na téměř roční cestu k Měsíci na konci roku 2025. Skluz jejich vynesení je již několikaletý. Původně měly být vyneseny samostatně – PPE v roce 2022 a HALO v roce 2023. Plánovaná první návštěvnická mise Orionu ke Gateway, Exploration Mission-3, později přejmenovaná na Artemis 3, má podle posledních odhadů dorazit na oběžnou dráhu Měsíce přibližně o rok dřív než HALO/PPE. Orion se proto má připojit přímo k lunárnímu landeru Starship. Cílem landeru je pilotované přistání v blízkosti jižního pólu Měsíce. Pokud by však byla Artemis 3 odložena, není zcela vyloučeno ani využití Gateway. V takovém případě by došlo k připojení Orionu a Starship k modulu HALO. Momentálně je Gateway vyvíjena pro Artemis 4 a pro mise následující.

Obyvatelný modul HALO je v procesu integrace dál než energetický a pohonný modul PPE, jehož pohonný systém musel být v souvislosti s rozhodnutím o společném vynesení výrazně přepracován. V předchozích dílech jsme přinesli několik fotografií dílů primární struktury modulu HALO, naposledy v minulém dílu.

Minulý díl přinesl i přehled aktuálního stavu příprav dílů centrálních stupňů nosných raket Space Launch System pro Artemis 3 a Artemis 4. Dnes se zaměříme na přípravu kosmických lodí Orion a nezapomeneme ani na přípravy vedoucí k lunárnímu landeru Starship.

Orion pro Artemis 3, srpen 2022
Zdroj: https://nypost.com

Artemis 3

Mise Artemis 3 má být završením mnohaletého úsilí o znovudobytí Měsíce, tedy o návrat pilotované kosmonautiky na jeho povrch. NASA v současné době odhaduje přistání na rok 2025. Nejde však o pevný termín, ale o termín, který může snadno sklouznout na pozdější dobu. Z čtyřčlenné posádky Orionu mají na Měsíci ve Starship přistát dva astronauti. Jednou z nich má být první žena.

Kabina Orionu pro Artemis 3 je umístěna v budově O&C v Kennedyho vesmírném středisku uvnitř přípravku nazvaného „ptačí klec“. V tomto přípravku jsou na kabinu instalovány držáky pro připevnění kabelů, boxů avioniky a dalších systémů. Dalším krokem by měla být tlaková zkouška kabiny, následovaná rentgenovou kontrolou pevnosti svarů a integrací potrubí palivového systému.

Evropský servisní modul ESM-3 je umístěn v čisté místnosti Airbusu v německých Brémách. Momentálně se nachází uprostřed integrace prvních podsestav. Do struktury modulu jsou připevňovány například kabelové svazky, potrubí a systém řízení teploty. Tyto instalace jsou doprovázeny integračními testy jednotlivých elektronických boxů.

Palivové nádrže pro ESM-3 a ESM-4 před integrací. Foto: Adrian Beil
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Také je zahajována integrační práce pohonného systému. Další na řadě bude instalace hlavních nádrží. Ta bude doprovázena tlakovou zkouškou a simulací zážehu hlavního motoru. Cílem je simulace plné funkčnosti celého pohonného subsystému. Airbus už obdržel i zrenovovaný hlavní motor AJ-10, který předtím prošel rozdílovou kvalifikací NASA potvrzující, že je stále v dobrém stavu.

Po dokončení integrace bude dalším krokem testování na úrovni systémů. Servisní modul bude zapnut a proběhnou funkční testy pohonu, tepelného systému a systému skladování komodit. Dodání modulu na Kennedyho vesmírné středisko je předpokládáno na léto 2023.

Ve startovní konfiguraci bude mezi servisním modulem a adaptérem OSA další adaptér, Spacecraft Adapter. Ten bude společně se servisním modulem zakrytovaný třemi odhazovacími panely. Spacecraft Adapter pro Artemis 3 je aktuálně připravován v Michoud Assembly Facility v New Orleans pro případnou přepravu na Kennedyho středisko. Zvažovanou alternativou je ale i jeho dočasné uskladnění na současném místě.

Montáž integrační věže OLIT, 10. září 2022
Zdroj: https://pbs.twimg.com

SpaceX, vítěz výběrového řízení o dodavatele služeb komerčního lunárního landeru pro Artemis 3, pokračuje v Kennedyho vesmírném středisku ve výstavbě potřebné infrastruktury. Na integrační věž OLIT pro novou vzletovou rampu pro Super Heavy Starship ve startovním komplexu LC-39A byl 10. září připojen předposlední segment. Poslední segment byl k věži převezen z výrobního areálu během včerejška. Po jeho připojení se pozornost přesune na sestavení a připojení obslužných ramen.

Koncepce dopravy lunárního landeru Starship na oběžnou dráhu Měsíce zahrnuje vynesení Starship určené pro skladování pohonných hmot na oběžnou dráhu Země, následované několika starty zásobovacích tankerů Starship a nakonec lunárního landeru Starship. Na infografice jsou zobrazeny čtyři starty tankerů, nicméně nejde o pevně daný počet a těchto startů může být více.

Koncepce pilotované mise Artemis 3
Zdroj: https://spacepolicyonline.com

Starship pro Artemis 3 je stále ve fázi návrhu a vývoje. SpaceX musí před pilotovanou misí demonstrovat bezpečné přistání bezpilotní Starship na Měsíci. Tento test je plánovaný na rok 2024. NASA nevyžaduje, aby tato demonstrace nutně zahrnovala i start z Měsíce. NASA nevyžaduje ani to, že by demonstrační lander musel být zcela shodný s pilotovaným landerem. Zkušební lander Starship tedy může být oproti pilotovanému landeru pouhou kostrou, nosnou konstrukcí.

Smluvní částka mezi NASA se SpaceX na lunární lander pro Artemis 3 byla zvýšena z 2,89 miliardy USD na 3,03 miliardy. Z této částky již NASA zaplatila 0,74 miliardy USD.

Třináct kandidátských přistávacích oblastí pro Artemis 3
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Ve spolupráci se SpaceX a vybranou skupinou vědců NASA vybrala třináct oblastí u jižního pólu Měsíce, ve kterých by při misi Artemis 3 mohlo dojít k přistání. Každý z těchto regionů je velký přibližně 15 x 15 kilometrů. Diskuse probíhala v kontextu vědeckých výzkumů, které lze při misi provést. Ve hře bylo mnoho faktorů, zejména světelné podmínky.

NASA nyní hledá informace od širší komunity lunárních vědců za účelem zúžení seznamu oblastí. Kromě toho má být místo přistání v oblastech upřesněno na kruh o poloměru přibližně 100 metrů. Konkrétní místa přistání budou z hlediska jejich osvětlení úzce spojena s načasováním startovního okna, takže více kandidátských regionů umožní flexibilitu startu v průběhu roku.

Zkušební výtah Starship o ložné ploše 3×3 metry
Zdroj: https://spacepolicyonline.com

Zatímco z lunárních modulů LM sestupovali astronauti na povrch Měsíce po žebříku, Starship má být vybavena dvěma redundantními výtahy. Výtah má být odolný vůči mnoha poruchám a je navržen tak, aby fungoval v prostředí s měsíčním prachem, který by mohl ulpívat na mechanismech a znečišťovat je. NASA se SpaceX spolupracují na testování výtahu a demonstracích výstupu na Měsíc.

V červencovém dílu jsme informovali o uzavření rámcových smluv mezi NASA a společnostmi Axiom Space a Collins Aerospace na komerční poskytování skafandrů pro ISS, Gateway a povrch Měsíce s tím, že o jednotlivé zakázky budou tyto společnosti soutěžit.

Dne 7. září NASA oznámila, že po přezkoumání návrhů obou dodavatelů vybrala pro dodání skafandrů a podpůrných systémů pro Artemis 3 společnost Axiom Space. Základní hodnota kontraktu je 228,5 milionu USD. Axiom Space bude zodpovědná za návrh, vývoj, kvalifikaci, certifikaci a výrobu svých skafandrů a podpůrného vybavení, které budou splňovat technické a bezpečnostní požadavky NASA.

Válcový díl Orionu pro Artemis 4 v obrácené poloze. Nahoře je pod přípravkem přivařené dno kabiny.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Artemis 4

Při misi Artemis 4 mají astronauti v Orionu připojit k modulu HALO kosmické stanice Gateway mezinárodní obytný modul I-Hab. Aby mohl být tento úkol realizován, má mít nosná raketa SLS nový, větší horní stupeň EUS, který bude schopen dopravit Orion a I-Hab na dráhu k Měsíci. Velkou otázkou však je připravenost nové mobilní vypouštěcí plošiny ML-2. Skluz v její přípravě je hlavním důvodem aktuálního odhadu data startu Artemis 4 nejdříve na konci roku 2027.

Kabina Orionu pro Artemis 4 je svařována ve výrobní hale továrny Michoud Assembly Facility. V červnovém dílu jsme přinesli fotografii svařeného tunelu a stropu kabiny. Nyní byla svařena válcová část kabiny se dnem. Svařování probíhalo v poloze dnem vzhůru. Dalším krokem bude instalace šroubované páteřní struktury dovnitř této válcové části.

V MAF jsou již také všechny tři panely pro kuželovou část kabiny. Jeden panel má otvory pro čtyři okna, druhý panel má otvor pro vstupní průlez, třetí je bez těchto velkých otvorů. Nejbližším krokem bude vzájemné svaření všech tří panelů. Poté bude následovat svaření kuželové části se stropem kabiny a nakonec s válcovou částí.

Sešroubovaná páteřní struktura kabiny Orionu pro Artemis 4, 21. července 2022. Před svařením kabiny bude struktura instalována do její válcové části. Struktura bude ukryta pod podlahou kabiny a vytvoří prostory pro kuchyňku, WC a sklady zásob.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Týmy v Michoud Assembly Facility se snaží o použití strukturálního testovacího adaptéru Spacecraft Adapter pro Artemis 4 za předpokladu, že projde nedestruktivním hodnocením.

Evropský servisní modul ESM-4. Foto: Adrian Beil
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Evropský servisní modul ESM-4 se nachází stejně jako ESM-3 v čisté místnosti v Brémách. Do ESM-4 začnou být integrovány první držáky. Modul bude mít několik drobných změn souvisejících s vlivem vyššího tahu horního stupně EUS. Tyto změny se netýkají samotné primární konstrukce. Úpravy budou provedeny například na křídlech solárních panelů.

Artemis 5 a další

V žádosti na fiskální rok 2023 NASA požádala skrze Bílý dům na podporu misí Artemis o rozpočet ve výši téměř 35 miliard USD během příštích pěti let. Pro období za tímto horizontem NASA čelí nejistotám, které brání dlouhodobějšímu plánování. Přesto NASA investuje do vývojových a výrobních smluv pro budoucí mise Artemis.

Materiál pro kabinu Orionu určenou k misi Artemis 5 je na základě smlouvy se společností Lockheed Martin v počáteční fázi nákupu. Kostra evropského servisního modulu ESM-5 je na základě barteru s ESA sestavována v Thales Alenia Space v Turíně.

Zatímco evropský servisní modul ESM-3 je vyráběn v rámci barteru NASA-ESA za využití Mezinárodní kosmické stanice, ESM-4 a ESM-5 jsou vyráběny v rámci barteru týkajícího se stanice Gateway. ESM-6 je opět v rámci barteru ISS a na základě smlouvy ESA s Airbusem jsou jeho dlouhodobé položky také ve výrobě. Momentálně je Airbus ve fázi nabídek a vyjednávání s ESA ohledně ESM-7, 8 a 9.

Akviziční plán k dosažení dvou poskytovatelů lunárních landerů
Zdroj: https://ntrs.nasa.gov

Při misi Artemis 5 má být navštívena stanice Gateway i povrch Měsíce. Cílem NASA je zajistit pro astronauty na tuto misi nehermetizované lunární terénní vozidlo LTV. Požadavky na LTV jsme popsali v devíti odstavcích na konci dílu ze září 2021. Tehdy NASA zvažovala pro dopravu LTV na povrch Měsíce využití nákladního landeru z programu CLPS, který by sama smluvně zajistila. Nyní NASA zcela ponechává způsob dopravy LTV na Měsíc na rozhodnutí jeho poskytovatele. Nejpozději do 1. listopadu 2022 NASA hodlá vydat koncept žádosti o podávání návrhů na LTV a v 1. čtvrtletí 2023 finální žádost. Aktuálním termínem dodání LTV na povrch Měsíce je nejpozději srpen 2028.

Na podzim 2022 NASA plánuje uzavřít se SpaceX smlouvu na druhý pilotovaný lunární lander. SpaceX je nyní jedinou společností způsobilou k poskytnutí této služby. V letošním roce má být také vyhlášena soutěž o samostatnou zakázku pro ostatní průmyslové společnosti s cílem přivést na trh pilotovaných lunárních landerů druhou společnost. Akvizičním plánem však NASA dává najevo, že se službami druhé společnosti počítá až později.

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://spacepolicyonline.com/
https://www.usaspending.gov/
https://www.nasa.gov/
https://sam.gov/
https://ntrs.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/FaOGnNIUYAAzNVw?format=jpg
https://nypost.com/wp-content/uploads/sites/2/2022/08/SPACE-EXPLORATION_MOON-1.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/09/unknown-2.png
https://pbs.twimg.com/media/FcSdfoCX0AI0O4u?format=jpg&name=small
https://spacepolicyonline.com/…/2022/08/Starship-HLS-Conops-LEAG-Aug-23-22.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/artemis-iii-landing-regions.jpg
https://spacepolicyonline.com/…/08/Starship-elevator-2-LEAG-Aug-23-22-1024×565.png
https://pbs.twimg.com/media/FPq9mbAXsAM6vFv?format=jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/08/MAF_20220721_OrionArea_02.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/08/MAF_20220721_OrionArea_01.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/09/unknown-3.png
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20220013431/downloads/HLS%20IAC_Final.pdf