Na 3. dubna 2022 byl naplánován test tankování a odpočítávání rakety SLS pro misi Artemis I. Tým však nebyl schopen zajistit přetlak v uzavřených prostorech mobilní vypouštěcí plošiny, který měl zabránit hromadění nebezpečných plynů. Ventilátory, které jsou nutné k vytvoření přetlaku, prostě nefungovaly. K zahájení tankování nádrží proto z bezpečnostních důvodů nedošlo. Druhý pokus byl uskutečněn o 24 hodin později, tedy v den, kdy vyšel minulý díl našeho seriálu. Protože jedním z cílů testů je zjistit závady na pozemním zařízení i v raketě za účelem následných oprav, dostal se tým tentokrát v odpočítávání dál.

Během ochlazování přívodního potrubí do vodíkové nádrže centrálního stupně byl však zjištěn problém s ovládacím panelem na mobilní vypouštěcí plošině, který otevírá odvětrávací ventil centrálního stupně. Pracovník obsluhy totiž nechal ventil v ručně uzavřené poloze, což znemožnilo jeho dálkové otevření. Nádrž na kapalný kyslík byla naplněna z padesáti procent, když ředitelka startu vydala pokyn k zastavení testu. Kapalný kyslík byl proto přečerpán zpět do pozemního zásobníku. Po vyřešení problému s ovládáním ventilu bylo rozhodnuto test opakovat.

Třetí zkouška byla naplánována na 12. dubna. Dne 7. dubna byl však zjištěn problém s vadným heliovým zpětným ventilem v horním stupni ICPS. Zkouška byla proto odložena na 14. dubna a zároveň byla upravena tak, že centrální stupeň má být natankován plně, zatímco horní stupeň na minimální úroveň. V době, kdy byla kyslíková nádrž centrálního stupně opět naplněna z poloviny a vodíková nádrž z pěti procent, byl po zpozorování malého úniku kapalného vodíku v důsledku netěsnosti na čerpacím stojanu TSMU test ukončen. Ředitelka startu následně udělila týmu souhlas ke zchlazení přívodního potrubí ke stupni ICPS bez tankování pohonných látek s cílem získat další data. Poté byly pohonné látky z nádrží centrálního stupně vypuštěny.

Během testů 4. a 14. dubna došlo také k několika výpadkům v dodávkách plynného dusíku, který je mimo jiné používán k pročištění přívodních potrubí do centrálního a do horního stupně. To zpožďovalo proces tankování paliva do SLS. Bylo proto rozhodnuto poskytnout externímu dodavateli Air Liquide čas, aby provedl časově náročnou modernizaci svého zařízení pro zpracování plynného dusíku. Modernizace spočívá v připojení čtrnácti odpařovačů okolního vzduchu a v následných funkčních zkouškách. Air Liquide se tedy pustila do práce.

NASA současně rozhodla, že využije vzniklý čas k vrácení SLS a Orionu zpět do budovy VAB, aby opravila příčinu úniku kapalného vodíku v TSMU a vyměnila vadný heliový zpětný ventil v ICPS. Alternativa pokusit se o opravu TSMU na startovní rampě a vyměnit heliový zpětný ventil ve VAB až před startem byla zamítnuta.

Byl tedy zahájen přechod z testovací konfigurace do konfigurace potřebné pro návrat do VAB. Tento přibližně desetidenní proces zahrnuje vypuštění hydrazinu ze systémů vektorování tahu trysek dvojice stupňů SRB, odpojení rakety od infrastruktury pozemních systémů na startovní rampě a příjezd pásového transportéru. Sestava vrácena do VAB 26. dubna.

Kromě dotažení přírubových šroubů na jednotce TSMU a výměny heliového ventilu v ICPS byly vyměněny i některé další součástky. Po dokončení oprav byla sestava 6. června opět vyvezena na rampu.

Čtvrtý test odpočítávání s tankováním byl naplánován na 20. června. Tým v něm pokračoval opět hlouběji do odpočítávání než při třech dubnových pokusech a poprvé raketu plně natankoval. Byl však objeven únik kapalného vodíku ve spojce odvzdušňovacího potrubí mezi motorovou sekcí centrálního stupně rakety a čerpacím stojanem TSMU. Odvzdušňovací potrubí má odvádět vodík, který proudil skrz potrubí motorů RS-25, aby je před startem zchladil. To přinutilo startovní tým upravit postupy v závěrečných fázích zkušebního odpočítávání.

Původně chtěl tým projít závěrečnou desetiminutovou fází odpočítávání dvakrát, přičemž v prvním běhu by dosáhl času T-33 sekund, tedy těsně před před okamžikem předání řízení letovým počítačům, a po návratu do stavu T-10 minut by v druhém běhu dosáhl času T-9,34 sekund, těsně před okamžikem zážehu motorů RS-25. Inženýři strávili několik hodin vyhodnocováním úniku vodíku a manažeři nakonec rozhodli pokračovat v odpočítávání pouze s druhým během.

Ventily do potrubí k motorům RS-25 byly uzavřeny, aby se zabránilo úniku vodíku. Nebylo tedy možné dokončit proceduru chlazení motorů. Protože za těchto okolností by pozemní startovní sekvencér GLS zastavil odpočítávání, byl software překonfigurován tak, aby některá kritéria byla před GLS zamaskována. Odpočítávání tak mohlo pokračovat.

Podle plánu předává pozemní startovní sekvencér GLS v T-33 sekund řízení letovým počítačům v centrálním stupni, které spustí automatickou startovní sekvenci ALS, vydají příkazy a ověří stav všech parametrů. Letové počítače spustí hydrauliku v SRB, ujistí se, že motory RS-25 jsou připraveny k zážehu a připraví se na vydání příkazů ke startu. GLS bude průběžně udržovat dohled nad všemi pozemními systémy, monitorovat klíčové letové parametry a v T-9,34 sekund odpočítávání bezpečně zastaví. V T-9 sekund totiž nastává zážeh motorů RS-25.

Tým však nedokázal zamaskovat problém před letovými počítači v SLS. V T-33 sekund bylo v souladu s plánem předáno řízení odpočítávání z pozemního počítače letovým počítačům.

Letové počítače rakety začaly kontrolovat stav motorů RS-25 a když senzory ukázaly, že motory nejsou připraveny k zážehu, identifikovaly porušení kritérií a v T-29 sekund vydaly příkaz k zastavení odpočítávání.

Představitelé NASA na následné tiskové konferenci uvedli, že při testu bylo dosaženo většiny plánovaných cílů. Na ověření některých položek z posledních třiceti sekund před startem však nedošlo. Hlavní neověřenou položkou bylo spuštění hydraulických pohonných jednotek kardanového řízení vektoru tahu na vzletových stupních SRB. ALS vydává příkaz k jejich spuštění v T-28 sekund.

Test těchto jednotek je však možné provést nezávisle na testu plnění nádrží. Tým ho proto dodatečně úspěšně provedl u obou SRB o víkendu 25. – 26. června. Testovací kampaň byla prohlášena za dokončenou.

V posledním červnovém týdnu tým připravil sestavu do konfigurace pro návrat do montážního hangáru VAB. Návrat je naplánovaný na dnešek.

Jakmile bude raketa ve VAB, bude vyměněno těsnění na rychlospojce, které bylo příčinou úniku kapalného vodíku během testu. Hlavní teorií příčiny úniku je stáří teflonového těsnění. Těsnění je na vnější straně motorové sekce centrálního stupně už od roku 2019 a od té doby nebylo vyměněno. NASA také poznamenala, že by preventivně mohlo být vyměněno těsnění i na jiných částech palivového systému.

Pozemní tým bude také dobíjet baterie v některých CubeSatech nainstalovaných v adaptéru pod Orionem. Do kabiny Orionu bude uloženo vybavení pro misi. Baterie Orionu budou nabity a do počítačů SLS bude nahrán letový program. Budou také odstraněny přístroje určené pro pozemní testy.

Další příprava se týká systému pro ukončení letu. Systém bude aktivován, aby zničil raketu, pokud během letu vybočí z kurzu. Do předních lemů boosterů a do intertanku centrálního stupně budou umístěny simulátory autodestrukčních náloží. Poté bude proveden test ověřující systém autodestrukčního ukončení letu FTS. Testem bude ověřeno, že aktivační a destrukční příkazy jsou přijímány správně a jsou zpracovávány zařízeními v raketě. Systém FTS má dvacetidenní záruční dobu použití počínaje testem.

Po testu FTS budou konečné přípravy na vývoz na rampu trvat přibližně sedm dní. Během této doby budou simulátory nahrazeny autodestrukčními náložemi pro případ vychýlení od plánované letové trajektorie. Týmy dokončí i instalaci pyrotechnických separačních systémů. Instalovány budou také některé letové baterie, například v horním stupni ICPS, s následným uzavřením posledních výřezů v tepelné izolaci a provedením závěrečných inspekcí.

NASA nyní plánuje vrátit SLS na rampu ve druhé polovině srpna. Přípravy na rampě mají trvat přibližně šest dní. Na pokusy o start tedy ze záruky FTS zbyde sedm dní. První vhodné čtrnáctidenní období startovní příležitosti začíná 23. srpna a končí 6. září s výjimkou 30. srpna až 2. září z důvodu omezení na straně Orionu. Další období se otevírá 19. září a končí 4. října.

Období startovní příležitosti jsou určená několika limitujícími faktory. Těmito faktory je správná pozice Měsíce na dráze kolem Země, letová trajektorie Orionu prolétající stínem po dobu maximálně 90 minut a požadavek, aby přistání v Tichém oceánu proběhlo za denního světla.

V rámci období startovní příležitosti se start může uskutečnit v sedmidenním intervalu daném zbývající zárukou FTS. Během těchto sedmi dnů bude možné nádrže rakety natankovat maximálně třikrát, v intervalech 48 hodin a poté 72 hodin. Při překročení záruční doby je nutné provést ve VAB nový test FTS.

V jednotlivých dnech budou k dispozici startovní okna, některá až dvouhodinová. Startovní okno je dáno především požadavkem, aby počáteční oběžná dráha Země protnula určený bod zážehu pro odlet k Měsíci ve správném okamžiku.

Plánovaná trajektorie mise Artemis I počítá po odpojení centrálního stupně se zážehem motoru RL10 stupně ICPS na méně než minutu. Tím bude Orion umístěn na stabilní oběžnou dráhu Země s perigeem 185 kilometrů a apogeem 1806 kilometrů. Druhý, delší zážeh motoru RL10 nastaví kurz na trajektorii k Měsíci.

Podle plánu Orion proletí ve vzdálenosti asi 100 kilometrů od Měsíce a s využitím jeho gravitace a zážehu hlavního motoru se dostane na vzdálenou retrográdní oběžnou dráhu Měsíce ve vzdálenosti asi 70 000 kilometrů od jeho povrchu. Včetně navedení provede celkem dva oběhy kolem Měsíce. Alternativní mise dlouhé třídy je o jeden oběh delší. Konkrétní délka mise bude záviset na dni startu. Některé dny podporují krátkou misi, jiné dlouhou misi.

Před odletem k Zemi Orion znovu provede blízký průlet u Měsíce. Těsně před vstupem do zemské atmosféry odhodí svůj servisní modul a kosmický let zakončí přistáním na padácích v Tichém oceánu u pobřeží San Diega.

Artemis II – pilotovaný oblet Měsíce

V uplynulém čtvrtletí také pokročila příprava na první pilotovanou výpravu Orionu. Během desetidenního letu s čtyřčlennou posádkou má Orion obletět Měsíc ve vzdálenosti 7 400 kilometrů za jeho odvrácenou stranou. Let je plánován na rok 2024.

V montážním závodě NASA Michoud Assembly Facility v New Orleans pokračuje příprava centrálního stupně rakety SLS pro misi Artemis II. V prostoru konečné montáže 47/48 v budově 103 byla 18. března připojena a přišroubována vodíková nádrž k horní sestavě centrálního stupně.

Výrobní tým přesunul 24. května do prostoru konečné montáže také motorovou sekci. V tu dobu byla v sekci již dokončená instalace vnitřních pohonných systémů. Nyní je dokončována instalace elektrických a avionických systémů a zbývajících vnitřních systémů tepelné ochrany. Po dokončení tým připraví motorovou sekci na funkční hydraulické testy.

Během testů budou systematicky aktivovány všechny komponenty, například senzory, počítače, energetické jednotky, vektorování tahu, hydraulické a pneumatické systémy a ventily k čerpadlům.

Jakmile bude funkční testování dokončeno, bude motorová sekce přemístěna do výškové budovy 110. Jen zde je totiž dost místa na to, aby byl k její horní části přišroubován dočasný, 6 tun těžký a 8,5 metru dlouhý příhradový balast sloužící ke změně těžiště motorové sekce, potřebné k jejímu přetočení. Poté bude motorová sekce pomocí dvou mostových jeřábů otočena do horizontální polohy. Při přetáčení bude každý jeřáb držet jednu stranu sestavy. Po otočení a uložení na kolový dopravník bude příhradový balast uvolněn. Následně bude motorová sekce přesunuta zpět do oblasti 47/48 budovy 103 k zadní přírubě vodíkové nádrže centrálního stupně. V červnu NASA oznámila, že přišroubování motorové sekce k centrálnímu stupni je plánováno na letošní podzim.

Tou dobou už bude na vodíkovou nádrž připojena velká část dvou vnějších přívodních potrubí pro kapalný kyslík, a také část systémového tunelu. Ten povede od horní části centrálního stupně až k motorové sekci a bude obsahovat silové a datové kabely pro připojení senzorů, elektroniky, boxů avioniky a počítačů. Vše se následně zakryje krycími deskami. Spoj mezi motorovou sekcí a vodíkovou nádrží bude zakryt pěnovou izolací.

Na konci letošního roku by měly být nainstalovány všechny čtyři motory RS-25. Dva motory (E2047 a E2059) dříve létaly na misích raketoplánů, další dva budou nové (E2062, E2063). Po strukturální instalaci, udržující motory v bezpečné konfiguraci, budou dokončena zbývající spojení motorů se stupněm a budou odstraněna pozemní podpůrná zařízení. Souběžně budou dokončeny práce na obou vnějších přívodních potrubích i na systémovém tunelu.

Na počátku příštího roku budou obě nádrže natlakovány, bude zapnut systémový tunel a zahájen finální integrační funkční test FIFT. Test bude trvat přibližně měsíc. Půjde o sérii čtrnácti testovacích případů různých systémů. Tyto případy budou spočívat v zadání příkazu a přijetí výsledku činnosti. Takto bude otestována komunikace mezi všemi systémy, například mezi avionickými boxy umístěnými v horní části stupně a komponentami v motorové sekci, mezi simulovaným vypnutím motorů a reakcí letových počítačů a podobně. V rámci FIFT budou také testovány nádrže, stav baterií a podobně. Test bude součástí řady oficiálních auditů dokumentace a kontrol stupně, které budou předcházet jeho převzetí od výrobce.

Po převzetí stupně dlouhého 64,6 metru jej NASA přepraví pomocí kolových dopravníků k nedalekému přístavišti, kde již bude čekat člun Pegasus. Tento milník nastal u centrálního stupně pro Artemis I necelé čtyři měsíce po připojení motorové sekce. To by nyní vycházelo na začátek jara 2023. Po naložení bude stupeň přepraven do Kennedyho vesmírného střediska.

V přípravách na Artemis I už byly v době příjezdu centrálního stupně na mobilní vypouštěcí plošině v sekci High Bay 3 montážní haly VAB plně sestaveny pomocné vzletové stupně SRB. I nyní jsou segmenty stupňů SRB připraveny v Promontory v Utahu k odeslání do budovy RPSF na kosmodromu neprodleně poté, kdy NASA vydá pokyn.

Horní stupeň ICPS je umístěn v budově Delta Operations Center na Mysu Canaveral, kde probíhá jeho finální příprava. V Marshallově vesmírném středisku v Huntsville byla dokončena výroba adaptéru LVSA, který bude spojovat centrální stupeň s horním stupněm ICPS. Tamtéž se nachází i dokončený adaptér OSA, který bude spojovat horní stupeň s Orionem.

Technici v Neil Armstrong Operations and Checkout Building (O&C) v Kennedyho vesmírném středisku zahájili 27. května zapínání elektrických systémů Orionu pro misi Artemis II. Postupně byly zapnuty řídicí systémy, komunikační a datové jednotky a základní boxy avioniky. Do počítačů byl nahrán letový software a proběhly první funkční kontroly. Nyní probíhají testy zdrojových a datových jednotek, které pomáhají zajišťovat komunikaci mezi letovými počítači Orionu a dalšími komponentami. Kromě komunikačních testů jsou prováděny i testy interpretace příkazů. Funkční testy základní sady avioniky a ověřování jejích funkcí má probíhat do poloviny srpna.

V servisním modulu technici provedli v druhém čtvrtletí tlakovou zkoušku a kontrolu těsnosti systémů řízení podpory života, skladování, vedení vody a pohonných látek. Zkouška těsnosti potrubí pohonného systému a systému řízení životního prostředí byla provedena s využitím plynu natlakovaného na 1,5 násobek horní hodnoty nominálního tlaku. Inženýři nyní provádějí elektrické a tepelné uzavírací činnosti elektrických spojů silových a datových svazků kabelů a připravují se na počáteční elektrické zapnutí servisního modulu. Testováním bude zkontrolována správnost elektrických propojení, avioniky a softwaru.

Na kabině Orionu zbývá udělat ještě velké množství práce. Souběžně s testy mohou být v přední části modulu instalovány tři hlavní padáky a pět nafukovacích balónů. Následovat bude připojení tepelného štítu, bočních panelů tepelné ochrany, dveří bočního vstupního průlezu a předního krytu. Poté bude následovat zkouška těsnosti.

Na spodní část servisního modulu bude připojena tryska hlavního motoru a bude otestován její pohyb. Po dokončení testů bude pod modul instalován kuželový adaptér Spacecraft Adapter chránící trysku a na boční část modulu budou připojeny čtyři sedmimetrové panely solárních baterií.

Jak modul pro posádku, tak i servisní modul projdou dalšími samostatnými testy. Pro akustické testy budou obklopeny velkými reproduktory. Tyto reproduktory jsou mobilní verzí akustické komory. V průběhu akustických testů budou moduly vystaveny zvukům simulujícím start a let nosné rakety v úrovních od 128 do 140 decibelů. Během testů budou na moduly připojeny mikrofony, tenzometry a akcelerometry.

Po dokončení testů budou oba moduly přemístěny do buňky FAST (Final Assembly System Test) a připravovány na vzájemné pevné spojení čtyřmi pyrotechnicky oddělitelnými šrouby do kompletní 7,3 metru vysoké kosmické lodi. Poté budou propojeny potrubí a kabely, které budou následně zakrytovány bočním krytem.

Po spojení projde integrovaný Orion finální montáží a několikaměsíčním testováním v budově O&C. Během komplexních funkčních testů budou systémy integrované lodi zapnuty. Součástí zkoušek bude i vakuové testování Orionu. Kosmická loď projde v samostatných testovacích buňkách postupně testem tepelného cyklu a testem ve vakuové komoře. Tato komora nebyla použita od dob Apolla a nedávno byla renovována. Orion pro Artemis I prošel těmito testy v Plum Brook v Ohiu, což si vyžádalo časově náročnou přepravu.

Aktuální projekce ukazují, že Orion pro Artemis II by mohl být připraven k předání týmům pozemních systémů v posledním čtvrtletí roku 2023.

Zdroje informací:
https://blogs.nasa.gov/
https://spaceflightnow.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasa.gov/
https://blogs.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/artemis_image.jpg
https://pbs.twimg.com/media/FQRGxJyXoAUmEjI?format=jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/2022/04/220418_CapeFlyover-4-wmarked.small_.jpg
https://pbs.twimg.com/media/FRQ0HCtXsAUAk9k?format=jpg
https://www-nasaspaceflight-com.translate.goog/…PH-FMX01_0113crop.LH2-TSMU.jpg
https://www-nasaspaceflight-com.translate.goog/…/2022/06/Y1A8611.jpg
https://www.nasa.gov/…/image/ksc-20220614-ph-jbs01_0332_large.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…0071/KSC-20220614-PH-CSH01_0071~medium.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…0008/KSC-20220414-PH-JBS01_0008~large.jpg
https://pbs.twimg.com/media/DpLN8w3UYAAGS_-?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/EinNFMWWkAA2DKy?format=jpg
https://www.nasa.gov/…/image/maf_20220317_cs2_majorjoin04_low_res.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…0011/MAF_20220328_CS2_45sJoin_epb_0011~medium.jpg
https://pbs.twimg.com/media/FVKNXCJWUAQcuBp?format=jpg&name=4096×4096
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/maf_20220524_cs2_es_move_to_final-11.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ksc-20220606-ph-kls01_0015_0.jpg
https://live.staticflickr.com/65535/51856660404_56c6eb3440.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20220511-PH-KLS01_0133~medium.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20220511-PH-KLS01_0237~medium.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20220511-PH-KLS01_0272~medium.jpg