V minulém dílu jsme napsali, že konstrukce obytného modulu HALO je v průmyslovém závodě Thales Alenia Space v Turíně připravována na strukturální zátěžovou zkoušku. Na začátku června byl proto modul přepraven na místo v areálu společnosti, kde budou zátěžové testy probíhat. Po provedení testů modul poputuje z Itálie do výrobního závodu hlavního dodavatele, společnosti Northrop Grumman v Gilbertu v Arizoně. Přeprava do Spojených států je plánována na druhou polovinu roku 2024. Jakmile bude modul dodán, bude zahájena instalace kapalinového potrubí, kabeláže a dalších subsystémů. HALO bude také podroben testování v nové tepelně vakuové komoře. Poté se bude pokračovat v montáži vybavení modulu.

Podrobný přezkum CDR modulu HALO byl dokončen v červnu 2023. Přezkum CDR energetického a pohonného modulu PPE byl dokončen později, v březnu 2024. Přezkum CDR návrhu integrované počáteční kosmické stanice Gateway, sestávající z obou modulů, je nyní naplánován na druhou polovinu roku 2024.

Horní část modulu PPE
Zdroj: https://images-assets.nasa.gov

Modul PPE pro lunární orbitální kosmickou stanici Gateway prošel ve výrobním závodě společnosti Maxar Technologies v Palo Alto v Kalifornii sérií nedestruktivních zátěžových zkoušek. Modul byl během zkoušek umístěn uvnitř testovací konstrukce, nazvané Green Static Test Facility. Fotografii PPE uvnitř této zelené konstrukce jsme přinesli v říjnu 2023. Po ověření integrity hardwaru pro kosmický let přichází na řadu další montážní práce. V minulém dílu z 16. května jsme napsali, že Maxar převzal první ze dvou nádrží na dvousložkové pohonné hmoty (MMH, MON-3), které jsou určeny pro 24 malých motorů modulu PPE.

Instalace palivové nádrže do centrálního válce družice OSAM-1 (mise byla v roce 2024 zrušena). Instalace nádrží do PPE bude velmi podobná.
Zdroj: https://maxar-blog-assets.s3.amazonaws.com

Redaktor portálu NASASpaceFlight Philip Sloss poslal NASA několik otázek a na základě odpovědí informoval v článku  z 23. května, že dodány už byly nejen obě tyto nádrže, ale také obě nádrže na xenon, které budou zásobovat systémy solárně elektrického pohonu. Podle NASA byla struktura modulu PPE připravena na instalaci komponent pohonného systému a zahájení instalace všech čtyř nádrží bylo naplánováno na květen 2024. Obě 825litrové nádrže na xenon budou instalovány dovnitř centrálního válce – jedna bude nahoře, druhá dole. Ve válci bude každá nádrž upevněna pomocí 32 šroubů po obvodu.

Instalace komponent pohonného systému bude dokončena montáží trysek solárně elektrického pohonu. Podle květnové odpovědi NASA Philipu Slossovi mají být na začátku roku 2025 dodány všechny čtyři letové trysky BHT-6000 od společnosti Busek a první ze tří letových trysek AEPS od společnosti Aerojet Rocketdyne. Všech sedm motorů budou sdílet dvě společné nádrže na xenon, tankovací potrubí a regulační a izolační komponenty.

Motory BHT-6000 budou instalovány v párech na dvou polohovacích ramenech s rozsahem pohybu přesahujícím 90 stupňů. Dva ze tří motorů AEPS budou instalovány na dvouosých Kardanových závěsech s rozsahem pohybu +/- 30 stupňů. Pouze prostřední motor AEPS bude instalovaný napevno.

Přeletová trajektorie CMV (soulodí PPE/HALO) z oběžné dráhy Země na oběžnou dráhu Měsíce
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

V jednom z loňských dílů jsme napsali, že plán, který předpokládal start v říjnu 2025, počítal s dodáním první letové trysky AEPS k integraci na PPE už v lednu 2024. Protože trysky AEPS byly už dříve označeny za kritickou část celého harmonogramu, je pravděpodobné, že roční skluz v jejich dodání ovlivní cílové datum startu také přibližně o rok.

Tři trysky AEPS budou na zadní stěně PPE, čtyři trysky BHT-6000 po stranách na výklopných ramenech. V rozích PPE budou malé chemické motory.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

V lednu 2024 NASA oznámila, že dosavadní cílové datum vynesení počáteční kosmické stanice Gateway v říjnu 2025 bude odloženo. Nové cílové datum zatím nebylo oznámeno. V dokumentech žádosti o rozpočet na fiskální rok 2025, které byly zveřejněny 11. března 2024, je napsán předpoklad startu ve fiskálním roce 2026. Ten začíná v říjnu 2025 a končí v září 2026. To by znamenalo přílet na lunární oběžnou dráhu NRHO v roce 2027.

Současně ale NASA ve stejných dokumentech zveřejnila jako součást hodnocení KDP-C a závazek vůči Kongresu konzervativní odhad v úrovni spolehlivosti 70 %, podle něhož bude počáteční Gateway připravena ke startu do prosince 2027 s náklady na vývoj 3,562 miliardy USD.

Plně jednorázový Falcon Heavy má vynést počáteční Gateway na vysoce eliptickou oběžnou dráhu Země s parametry 200 × 33 700 km. PPE pak zahájí svým solárně elektrickým pohonem přesun po spirálách do NRHO, který má trvat něco málo přes rok.

Artemis 3

Přední klapka Starship při testu IFT-4 těsně před přistáním do oceánu
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

V rámci mise Artemis 3 je plánováno pilotované přistání dvou astronautů na Měsíci. Pracovníci společnosti SpaceX v červnu úspěšně prošli dalším krokem na cestě k lunárnímu landeru. Hlavním cílem integrovaného letového testu IFT-4 nosné rakety Super Heavy B11 a kosmické lodi Starship S29 bylo dosažení správného návratu zemskou atmosférou. Ten bude důležitý pro vícenásobně použitelné tankery. Při testu provedeném 6. června obletěla Starship po suborbitální dráze polovinu obvodu Země a let zakončila měkkým přistáním do Indického oceánu, i přes ztrátu mnoha destiček tepelné ochrany a poškození přední klapky během návratu z kosmického prostoru.

Test kompatibility lunárních skafandrů s výtahem lunárního landeru Starship
Zdroj: https://images.squarespace-cdn.com

V neporušeném stavu a pod kontrolou přistála i nosná raketa Super Heavy na hladinu Mexického zálivu. Ambiciózním milníkem pro další let ze základny Starbase v jižním Texasu by proto mohl být návrat Super Heavy na startovací rampu a její zachycení obslužnými rameny integrační věže.

K tomu, aby lunární lander společnosti SpaceX mohl letět k Měsíci, musí Starship projít dalšími klíčovými testy. V některém z dalších testů má poprvé letět na nízkou oběžnou dráhu Země, při dosavadních letových testech však zatím nebyl vyzkoušen deorbitační zážeh motoru Raptor.

Dalším významným testem bude demonstrace technologie přečerpávání pohonných látek mezi dvěma kosmickými loděmi Starship. Test je naplánován na začátek roku 2025. Na srpen 2025 je plánován přezkum CDR lunárního landeru.

Příprava na test kompatibility uvnitř makety přechodové komory landeru
Zdroj: https://images.squarespace-cdn.com

30. dubna provedli astronaut Douglas Wheelock (NASA) a astronautka Peggy Whitson (Axiom Space) v ústředí SpaceX v Hawthorne v Kalifornii první integrovaný test kompatibility skafandrů AxEMU společnosti Axiom Space s maketami přechodové komory a výtahu lunárního landeru Starship.

Oba astronauti vyzkoušeli ve skafandrech během tříhodinového testu možnosti pobytu uvnitř landeru i ohebnost skafandrů. Test potvrdil, že prostory v přechodové komoře a ve výtahu jsou dostatečné pro práci astronautů. Návrh skafandru již prošel přezkumem PDR a letos má vstoupit do fáze CDR.

Návrat lidí na Měsíc při misi Artemis 3 je prioritou, ovšem v NASA se interně pracuje i na alternativních konceptech mise. Představitelé NASA totiž loni veřejně zpochybnili schopnost SpaceX připravit lunární lander Starship včas a řekli, že pokud se opozdí, mohla by se mise Artemis 3 změnit na misi bez pilotovaného přistání na Měsíci. Zatím nejsou ochotni veřejně popsat profily těchto alternativních misí a diskutovat o nich, přesto informace o některých z alternativních variant unikly na veřejnost a lze je najít v našem seriálu, například v květnovém dílu. Jednou z možností je i let k počáteční Gateway.

Orion pro misi Artemis 3
Zdroj: https://www.nasa.gov

Samotný modul HALO nebyl zamýšlen pro nezávislou podporu života a má pouze minimální sadu systémů podpory života s ventilací, řízením tlaku, teploty, vlhkosti a odstraňováním CO₂ hydroxidem lithným. Očekává se, že v koordinaci s podporou života v Orionu je krátkodobá návštěva počáteční Gateway proveditelná jak během fáze přeletu k Měsíci, tak i na finální oběžné dráze NRHO. Výhodou v porovnání s koncepty autonomní mise Orionu je při letu ke Gateway příležitost k odzkoušení dokovacího uzlu. To ovšem umožňuje i další zvažovaná alternativa, spojení Orionu se Starship na oběžné dráze Země po vzoru Apolla 9.

Artemis 4

Mise je v současné době naplánována nejdříve na září 2028 a je koncipována jako montážní mise Orionu s pobytem v Gateway a s přistáním poloviny posádky na Měsíci v landeru Starship.

Pohled do makety modulu Lunar I-Hab ve směru od modulu HALO
Zdroj: https://www.esa.int

Při misi má být k počáteční Gateway připojen mezinárodní obytný modul Lunar I-Hab. Teprve po jeho dodání bude v Gateway úplnější systém podpory života s kondenzačním výměníkem tepla a regenerovatelným systémem odstraňování CO₂. Díky tomu bude HALO upgradován tak, aby bylo možné nainstalovat cvičební zařízení. Lunar I-Hab poskytne také například soukromé spací prostory, kuchyňku s teplou vodou a vestavěný ohřívač potravin větší než přenosný ohřívač potravin v Orionu.

Podle Evropské kosmické agentury by vzájemné svařování segmentů modulu I-Hab v závodě společnosti Thales Alenia Space v Turíně mělo začít na začátku posledního čtvrtletí roku 2024. Dokončení svařování je plánováno na říjen 2025.

Pohled napříč maketou modulu Lunar I-Hab. Vlevo za Lucou Parmitanem je tunel směrem k Orionu.
Zdroj: https://www.esa.int

V maketě modulu Lunar I-Hab v měřítku 1:1, nacházející se v Turíně, byly v uplynulých týdnech provedeny testy zaměřené na ergonometrii, obyvatelnost a možnosti práce uvnitř modulu. Testovací kampaň zaměřená na simulaci práce v modulu je klíčovou součástí fáze návrhu a vývoje. Hlavním cílem testů je vyhodnotit možnosti pohybu uvnitř modulu. Výsledky pomohou inženýrům Thales Alenia Space v identifikaci potenciálních problémů, posouzení a vylepšení bezpečnosti, efektivity a přijatelnosti návrhu s ohledem na systémové požadavky.

Pro správné pochopení, jak nejlépe využít malý prostor uvnitř Lunar I-Habu k podpoře života a práce s ohledem na lidskou konfiguraci, bezpečnost a zdraví, přispěli díky svým zkušenostem z pobytů v ISS i astronauti Luca Parmitano z ESA a Stanley Love z NASA.

How will life be on Lunar I-Hab?
In #Turin, @esa, @NASA and @Thales_Alenia_S program crew have performed the Human in the Loop tests that will help in optimizing the usage of the available space inside the #European house around the #Moon: https://t.co/HnXrzT82qS@NASA_Gateway pic.twitter.com/i7OIhmTPF9

— Thales Alenia Space (@Thales_Alenia_S) May 31, 2024

Úroveň věrnosti makety Lunar I-Habu bude postupně zvyšována zavedením funkčních rozhraní pro simulaci složitějších prací a rozhraní mezi částmi modulu dodanými Evropskou kosmickou agenturou a částmi od JAXA včetně japonského systému kontroly a podpory života a baterií.

Artemis 5

Výroba kabiny Orionu pro Artemis 5 pravděpodobně na konci roku 2023
Zdroj: https://www.nasa.gov

Při misi Artemis 5, která je aktuálně naplánována nejdříve na březen 2030, by měl být nosnou raketou SLS a kosmickou lodí Orion dopraven ke Gateway modul Lunar View, dříve známý jako ESPRIT Refueling Module. Zahájení svařování modulu Lunar View by mělo plynule navázat na dokončení svařování modulu Lunar I-Hab. V současnosti se předpokládá, že svařování bude zahájeno v říjnu 2025.

Lunar View původně nebyl koncipován jako obytný modul pro trávení času prací a spánkem. Má však unikátní design se šesti pozorovacími okny, jedinými na Gateway. Vnitřek modulu má také poskytnout úložný prostor pro náhradní díly. Základním úkolem modulu má být doplňování xenonu jako pohonné látky pro elektrické pohonné systémy modulu PPE kvůli udržování oběžné dráhy v době, kdy na stanici nebude přítomna posádka, a doplňování dvousložkových pohonných hmot pro udržování oběžné dráhy v době, kdy posádka bude přítomna.

V dubnu 2024 byly na stanovišti Fred Haise Test Stand ve Stennisově vesmírném středisku dokončeny certifikační zážehy modernizovaných neletových motorů RS-25. Na stanovišti nyní probíhá modernizace přívodního potrubí pro zásobování vodou, aby bylo připraveno na další zážehové testy. Tentokrát již půjde o akceptační zážehové testy v současnosti vyráběných nových letových motorů RS-25 pro centrální stupeň rakety SLS pro misi Artemis 5.

V jednom z předchozích dílů jsme přinesli fotografii z prosince 2021 ze svařování motorové sekce pro centrální stupeň rakety SLS, který je přiřazený k předchozí misi Artemis 4. O dva roky později, v prosinci 2023 sdělil Tim Burroughs, vedoucí výrobního týmu Boeingu, že se diskutuje o zahájení výroby motorové sekce pro Artemis 5 jako o pravděpodobné další aktivitě v přípravě centrálního stupně.

V březnu 2024 však byl termín startu mise Artemis 5 kvůli rozpočtovým důvodům odložen o půl roku na březen 2030. V důsledku snížení financování pro současný fiskální rok 2024 byl nedávno snížen počet zaměstnanců Boeingu pracujících na SLS. V zájmu udržení tempa výroby SLS pro Artemis 3 a Artemis 4 pravděpodobně došlo k odložení záměru zahájit výrobu motorové sekce pro Artemis 5. Od NASA totiž zatím nepřišel žádný náznak jejího svařování.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://x.com/northropgrumman/
https://www.nasa.gov/
https://ntrs.nasa.gov/
https://www.thalesaleniaspace.com/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/06/halo-tas-for-nasa-13-1.jpg
https://images-assets.nasa.gov/image/PPE-031-008/PPE-031-008~medium.jpg
https://maxar-blog-assets.s3.amazonaws.com/uploads/blogImages/2010/OSAM1_2.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/05/CMV-Lunar-Transit-DRM-5-Overview.png
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/06/ppehalo-sep-imagery-hd-6orig.png
https://forum.nasaspaceflight.com/…60929.0;attach=2290258;image
https://images.squarespace-cdn.com/…Demo+Peggy+Whitson_Doug+Wheelock.jpg
https://images.squarespace-cdn.com/…Pressure+Suits_20240503_DSC00037.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2016/05/public-nac-heo-koerner-april-2024.pdf
https://www.esa.int/…/Rosemary_Coogan_takes_a_look_at_Lunar_I-Hab_article.jpg
https://www.esa.int/…/26123231-1-eng-GB/Luca_Parmitano_inside_Lunar_I-Hab_pillars.jpg