V minulém dílu jsme informovali o odkladu vynesení modulů HALO a PPE z října 2025 na pozdější datum. Důvodem je poskytnutí dodatečného času výrobcům obou modulů. HALO a PPE mají být vyneseny společně nosnou raketou Falcon Heavy a na oběžné dráze Měsíce se mají stát základem kosmické stanice Gateway. I nový termín startu má mít dostatečný předstih před misí Artemis 4, plánovanou na září 2028.

Společnost Northrop Grumman informovala ve své lednové zprávě, že její ztráta ze smlouvy na dodání modulu HALO dosáhla za rok 2023 částky 100 milionů USD. Společnost získala smlouvu na výrobu modulu s pevnou cenou 935 milionů USD v roce 2021. Důvodem vzniku ztráty je především růst nákladů v souvislosti se změnami v požadavcích NASA v kombinaci s makroekonomickými výzvami. Společnost proto považuje za štěstí, že hlavní riziko změn designu bylo zmírněno už v rámci předchozí smlouvy s nákladovou tvorbou ceny, v jejíž rámci byly provedeny počáteční práce na modulu, než byla sjednána smlouva s pevnou cenou.

Artemis 4

Ověřovací exemplář kyslíkové nádrže stupně EUS, prosinec 2023. Foto Philip Sloss, NSF.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Pro misi Artemis 4 má být poprvé použita nosná raketa SLS Block 1B, která umožní kromě Orionu dopravit k modulu HALO také mezinárodní obytný modul I-Hab. Raketa SLS Block 1B se má od své předchůdkyně lišit výkonným horním stupněm EUS. V minulých dílech jsme přinášeli informace a fotografie z výroby dílů boosterů, centrálního stupně rakety SLS, Orionu a servisního modulu pro Artemis 4. V dnešním dílu se budeme podrobněji věnovat vývoji a výrobě stupně EUS.

Kyslíková nádrž stupně EUS bude mít průměr 5,5 metru a k jejímu svařování budou používány dva nové nástroje. Kupole budou svařeny v Marshallově vesmírném středisku v Huntsville v nástroji LDWJ (LOX Dome Weld Jig). Poté budou kupole převezeny do továrny MAF (Michoud Assembly Facility) v New Orleans, kde k nim budou v budově 115 v nástroji LTAC (LOX Tank Assembly Center) přivařeny válcové díly.

Tento proces se již podařilo úspěšně realizovat s neletovým ověřovacím exemplářem kyslíkové nádrže. Důvodem jeho výroby bylo ověření svařovacích postupů a strukturální integrity svarů. Tento exemplář byl svařen v létě 2023 v LTAC z horní kupole a dvou válcových dílů. Fotografie z prosince zachytila ověřovací exemplář po vyříznutí částí svarů pro ověřovací testy.

Oba nástroje pro svařování kyslíkové nádrže stupně EUS, jak nástroj LDWJ v MSFC, tak nástroj LTAC v MAF, byly po úspěšné výrobě ověřovacího exempláře kvalifikovány pro svařování nádrže pro neletový strukturální testovací exemplář (STA) stupně EUS.

Kupole pro ověřovací exemplář vodíkové nádrže stupně EUS, prosinec 2023
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Nyní je na řadě svaření ověřovacího exempláře vodíkové nádrže. Vodíková nádrž stupně EUS bude mít průměr 8,4 metru, stejný jako nádrže centrálního stupně. Bude proto svařena ve svařovacím zařízení VAC (Vertical Assembly Center).

Zařízení VAC bylo předáno pro potřeby mise Artemis 4 po dokončení svařování kyslíkové nádrže centrálního stupně rakety SLS pro Artemis 3, o které jsme psali v minulém dílu. První na řadě bude svaření ověřovacího exempláře vodíkové nádrže stupně EUS.

Nejprve ale bude muset VAC projít kalibrací. Díly pro EUS a centrální stupeň, které jsou svařovány ve stejných nástrojích, mají totiž odlišné sady konfiguračních parametrů. Jedním z důvodů je, že EUS je z důvodu úspory hmotnosti vyráběn ze slitiny Al-Li 2050, zatímco většina centrálního stupně je ze slitiny hliníku.

Ve VAC budou provedeny dva typy svarů. Nejprve má být svařena kupole s válcovým dílem. K němu má být následně přivařen prstenec. Jde sice o svary, které budou v případě letového exempláře EUS použity pro více jeho prvků, ale u ověřovacího exempláře se tím ušetří čas. Význam prstenců spočívá v umožnění připojení stupně EUS k mezistupni (který bude pod EUS) a k adaptéru Universal Stage Adapter (nad EUS).

Po dokončení svařování ověřovacího exepláře budou z každého svaru vyříznuty části pro rozsáhlý ověřovací proces, který bude trvat tři až čtyři měsíce. Na vyříznutých vzorcích budou provedeny kryotesty a zátěžové testy. Testy a analýzy svarů budou součástí certifikace VAC pro svařování exempláře STA stupně EUS. Tyto testy mají ověřit, zda jsou svary dostatečně pevné, než bude zahájeno svařování vodíkové nádrže pro STA.

Popis hlavních dílů horního stupně EUS
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Kupole pro ověřovací exemplář vodíkové nádrže stupně EUS byla svařena v nástroji GWT (Gore Weld Tool). Poté byla přesunuta do nástroje CDWT (Circumferential Dome Welding Tool), v němž byl přivařen prstenec a koncovka. V případě CDWT jde ale o jiný exemplář nástroje, než který je používaný pro svařování kupolí nádrží centrálního stupně. Pro jejich rozlišení je nový CDWT také nazýván UWS (Universal Weld Station). Jedním z hlavních důvodů pro jeho existenci je jiná slitina použitá v materiálu kupolí. Nástroj GWT a nástroj SRT (Segmented Ring Tool) pro výrobu prstenců již byly certifikovány pro výrobu STA, na certifikaci UWS se pracuje.

Stupeň EUS se bude skládat z několika hlavních prvků. Shora dolů bude přední adaptér, vodíková nádrž, zadní adaptér, střední část, kyslíková nádrž, díl pro vybavení elektronikou, kabeláží a potrubím pohonného systému, tahová struktura a motory RL10 C-3. Celá spodní část EUS včetně vzpěr střední části bude ukryta v mezistupni. Vzpěry budou konstrukčně spojovat kyslíkovou nádrž s vodíkovou nádrží. Ve střední části budou mimo jiné umístěny lahve s heliem pro pneumatický systém stupně.

Přední adaptér pro STA po svaření ve VWC v roce 2023
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

STA bude mít identickou strukturu jako letový stupeň, ale nebude obsahovat funkční komponenty, jako jsou motory a avionika. Na jeho spodní část bude připojen simulátor mezistupně a na horní konec simulátor adaptéru USA (Universal Stage Adapter). Oba simulátory jsou ve výrobě. Aktuálně se předpokládá, že by STA mohl být v příštím roce přepraven do Marshallova vesmírného střediska v Huntsville a nainstalován do testovacího stanoviště 4693 pro strukturální zkoušky. Stanoviště 4693 bylo před několika lety použito k testování vodíkové nádrže centrálního stupně.

Výroba strukturálního exempláře STA je v MAF v počáteční fázi. K montáži je zde už připraveno přibližně 75 až 80 procent hardwaru pro STA. V podstatě jde o téměř všechny díly kromě kupolí kyslíkových nádrží. Tyto kupole budou přepraveny již dokončené z Huntsville.

Svařovací nástroj VWC (Vertical Weld Center) v budově 115 v MAF byl pro svařování dílů pro STA kvalifikován už před rokem. VWC je používán ke svaření válcových dílů o průměru 8,4 metru a během loňského roku v něm byl pro STA svařen přední adaptér a zadní adaptér.

Areál v budově 103 v MAF. Tady bude probíhat montáž a vybavování dílů STA. Foto Philip Sloss, NSF.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

V budově 103 v MAF se nachází montážní areál pro montáž hlavních dílů stupně EUS, která bude probíhat předtím, než budou tyto díly převezeny do přilehlé budovy 115 k finální montáži. Na fotografii jsou v pozadí zleva doprava přístupové plošiny pro vybavení svařené vodíkové nádrže, přístupové plošiny pro vybavení svařené kyslíkové nádrže a přístupová plošina včetně jeřábů pro montáž střední části stupně. Vpravo v popředí je válcovitý zadní adaptér pro STA, který byl svařen loni v nástroji VWC. Za plošinou pro montáž střední části stupně je další plošina, na které je umístěn přední adaptér pro STA.

V montážním areálu již byly zahájeny práce na některých konstrukčních prvcích pro STA. V posledním čtvrtletí loňského roku probíhala montáž tahové struktury, k montáži jsou připraveny i vzpěry pro střední část STA.

VWC jako první ze svařovacích nástrojů už slouží pro letový stupeň EUS pro Artemis 4. Na fotografii z prosince 2023 jsou ve VWC zarovnány první tři panely pro svaření zadního adaptéru letového EUS. Foto Philip Sloss, NSF.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

NASA jde pro Artemis 4 naplno směrem ke stavbě nového horního stupně EUS, ale také nové mobilní vypouštěcí plošiny ML-2, která je určena na podporu startu rakety SLS Block 1B. Montážní týmy Bechtelu zahájily montáž boku základny plošiny ML-2 z přivezených nosníků a vazníků v Kennedyho vesmírném středisku na odstavné ploše mezi budovami VAB a RPSF. V areálu střediska je už také sestavován první ze sedmi kvádrových segmentů věže plošiny ML-2.

Montáž boku základny mobilní vypouštěcí plošiny ML-2. Pozorný čtenář jistě najde na grafice ML-2, o kterou část plošiny se jedná. Konstrukci boku základny ML-2 i s červeným jeřábem lze najít také na lednové přehledové fotografii okolí budovy RPSF.
Zdroj: https://media.licdn.com

První ze sedmi kvádrových segmentů věže mobilní vypouštěcí plošiny ML-2. Pozorný čtenář jistě najde umístění segmentu na grafice ML-2.
Zdroj: https://media.licdn.com

Artemis 5 a následující

Při pilotované misi Artemis 5 má být ke Gateway připojen evropský tankovací modul ESPRIT. V MAF se již nachází první z dílů, z nichž bude svařena kabina Orionu pro Artemis 5. Tento díl bude tvořit strop kabiny a už byl vložen do svařovacího přípravku pro přivaření tunelu.

Ve Stennisově vesmírném středisku pokračuje finální certifikační série dvanácti zážehů neletového motoru RS-25 výrobního čísla 0525, která je nezbytným předpokladem k zahájení plné výroby motorů pro CS-5. Čtvrtý zážehový test byl uskutečněn 17. ledna, pátý test 23. ledna, šestý test 27. ledna. Tím se série zážehů dostala do své poloviny. Nyní bude na motor nainstalována jiná certifikační tryska a zahájení zážehů s touto tryskou je plánováno na březen. Po skončení testů budou data z druhé poloviny zážehů porovnána s daty z první poloviny.

Pro mise, počínaje Artemis 5, NASA poptávala od americké průmyslové základny nehermetizované lunární terénní vozidlo LTV, přičemž způsob jeho dopravy na Měsíc ponechala na rozhodnutí poskytovatele. Termín pro přidělení zakázky je stále 31. března 2024.

Podle plánovacího manifestu by měla mít posádka mise Artemis 7 na Měsíci k dispozici hermetizovaný rover a posádka mise Artemis 8 povrchový habitat. V úvahu přicházejí potenciální příspěvky mezinárodních partnerů – rover Lunar Cruiser od JAXA a obytný modul MPH od ASI. Oběma projektům jsme se věnovali v článku v prosinci. Letos v lednu NASA oznámila, že uplatnila opce ke stávajícím smlouvám se společnostmi SpaceX a Blue Origin, aby zahájily nefinancovaný počáteční návrh a vývoj nákladních verzí landerů odvozených od pilotovaných landerů, s nosností 12 až 15 tun na povrch Měsíce pro nákladní lety, související s pilotovanými misemi počínaje Artemis 7.

Zdroje informací:
https://spacenews.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.linkedin.com/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
pořad Futuro24 zpravodajského kanálu Rai News 24 ze dne 11. 12. 2023
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2024/01/P1210737-watermarked.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/MAF_20231205_CS3_LoxAftDomeLift05~orig.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/07/eus_boeing_tilt_bot_r3_with_callouts_1.png
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2024/01/P1210602-watermarked.jpg
https://media.licdn.com/…1YkVoXwQHR0ivoERs8ZOYwe_1mKLyFxe3bU_wa8nYKQ
https://media.licdn.com/…beta&t=QQSFzoOcfvw7NBGTGB8ficMq_JxeHKKoLv2Z-i7WEB0