Мисията "Артемида" по връщане на човечеството на Луната е в очакване да полети

След броени часове свръхтежката ракета-носител SLS ще се издигне в небето за първи път, носейки със себе си космическия кораб „Орион“. Това е първият старт в рамките на програмата „Артемида“ (Artemis), която трябва не само да върне човечеството на Луната, но и да му позволи да остане там. Разказваме защо това е важно, как ще премине полетът на SLS, на „Орион“ и техните спътници и какво ще се случи след това.

Още: Огромен астероид ще се размине със Земята на Бъдни вечер

Още: Космологичната константа се оказа променлива

Как да проследите старта?

• НАСА обещава отразяване на живо на всички ключови събития на NASA TV.
• В 15.33 ч. българско време се отваря двучасов прозорец за изстрелване, през който може да се извърши стартът.

Откакто екипажът на „Аполо 17“ се завърна от Луната – а това беше преди половин век, през 1972 г., – хората никога не са излизали извън орбитата на Земята. Тридесет години след това НАСА сериозно се замисли за връщането на пилотирани кораби в междупланетното пространство – и стартира програмата „Съзвездие“ (Constellation). Първоначално тя предвиждаше пилотирани полети до Луната, Марс и дори близък до Земята астероид. За изстрелвания по тази програма агенцията планираше да създаде две нови ракети-носители и два космически кораба.

През 2010 г. обаче Constellation беше напълно прекратена, което беше обяснено с изоставане от плана, неразрешени технически проблеми и значително недофинансиране.

Още: Лунен календар за 2025 г.

Още: Магнитни бури за седмицата 16-22 декември 2024 година: Прогноза от САЩ (ГРАФИКА)

Малко след това в САЩ беше приет закон, по който НАСА получи максимално финансиране за няколко години. Естествено, с условия –  първо трябваше да се построи корабът „Орион“, чието проектиране вече беше в ход. Второто условие беше създаването за него на тежка ракета-носител на базата на системата за извеждане на совалките – SLS (Space Launch System). В отговор на това агенцията отново предложи на Белия дом да лети до Марс към средата на 2030 г., а две години по-късно си спомни за идеята с астероид, представяйки проекта ARM (Asteroid Redirect Mission). В неговите рамки се предлагаше „паркирането“ на малък астероид към Луната с помощта на автоматичен апарат и след това изпращането на сонди и хора до него за изследване. Уви, тези идеи така и не бяха реализирани.

Програмата „Артемида“ стартира в края на 2017 г. НАСА получи препоръка да съсредоточи усилията си върху активирането на пилотираната космонавтика и ускоряването на изпращането на хора първо на Луната, след това – на Марс, и вероятно отвъд. Но и тук започнаха задръжки: увеличаване на обема на исканите бюджети, проблеми при разработването на системата за кацане на Луната HLS (за правото на създаването на която конкурентите се бориха толкова ентусиазирано, че можеха да спрат само в съда) и скафандри за работа на Луната.

От графика изоставаше и SLS. Първото ѝ изстрелване, първоначално планирано за 2016 г., беше отлагано 16 пъти, а общата му цена нарасна от 6 милиарда долара на 23,8 милиарда долара, повече от три милиарда повече от похарчените за „Орион“.

Още: Слънчевата система можеше да е различна: тя била променена от нашествие от дълбокия космос

Още: Магнитни бури за седмицата 9-15 декември 2024 година: Прогноза от САЩ (ГРАФИКА)

Защо не я дадоха на Илон Мъск?

Въпреки всички проблеми при нито една американска администрация проектът SLS не беше сериозно застрашен. Макар и да беше критикуван, финансирането за него не спря да се увеличава. Освен еднократната SLS имаше алтернативни проекти, например многократната Starship на SpaceX, които и без това правят лунен модул за НАСА. Защо милиардите, потънали в SLS, да не се дадат за сътрудничество с частни компании, които не само се справят добре, но се подобряват с всяка година?

Според Кейси Драйер, старши съветник по космическата политика в Planetary Society, причината е, че SLS и „Орион“ вече са преминали чертата, отвъд която започва зоната на така наречените too big to fail („твърде големи, за да се провалят“ – б.р.). Техни изпълнители вече има във всички американски щати и Пуерто Рико, това са десетки хиляди работни места, а оттам – и избиратели. А чиновници и конгресмени добре помнят ефектите от прекратяването на програмите Space Shuttle и Constellation: значителен брой хора загубиха работата си. По този начин икономическите и политическите разходи за спиране на лунната програма ще бъдат по-чувствителни за Конгреса – а именно той решава съдбата на бюджетирането на „Артемида“, – отколкото ползите от преминаването към ракети, които изглеждат по-евтини и по-ефективни.

Защо да се връщаме на Луната?

NASA

"Артемида" преследва няколко цели едновременно. Главната от тях, може би, все още е политическа. Тя беше започната от Доналд Тръмп, тъй като връщането на Луната се вписваше идеално в лозунга за връщане на Америка към предишното ѝ величие (Make America Great Again! – „Да направим Америка отново велика!“) и не предизвика никакви особени възражения нито от демократите, нито от републиканците – всички харесват Космоса. Програмата безспорно укрепва статута на Съединените щати като водеща космическа сила на планетата, въпреки че от другата страна на Тихия океан процъфтява космическата програма на Китай, който се готви да изпрати хора на Луната още през 2030 г.

В хода на „Артемида“ се планира първо да се приземят двама астронавти на повърхността на Луната в района на нейния Южен полюс, след което да се сглоби пилотираната станция Lunar Gateway в лунна орбита, а след това да се изгради постоянна изследователска база. В допълнение към обширната програма за научни изследвания тази база ще се използва за добив и обработка на лунни полезни изкопаеми – за тази цел НАСА вече втора година събира подписи от други национални космически агенции под споразумението Artemis Accords, което определя процедурата за работа не само на Луната, но и на Марс. Естествено, след всичко това се планира и пилотиран полет до Червената планета.

Заслужава да се отбележи икономическият аспект на "Артемида" – в неговите рамки се разширява сътрудничеството на американската държава с частни компании в областта на научните изследвания, техническите разработки и самите космически полети. По-специално през 2018 г. стартира програмата Commercial Lunar Payload Services (CLPS), в рамките на която НАСА сключва договори с частни компании за доставка на различни научни инструменти, спускаеми модули и луноходи.

Сега в „Артемида“, освен НАСА и американски частници, участва Европейската космическа агенция, както и космическите агенции и компании на Люксембург, Япония, Канада, Италия, Австралия, Великобритания, ОАЕ, Украйна, Бразилия, Мексико, Южна Корея и Нова Зеландия. Роскосмос не е в този списък – миналата година Русия бе изключена от проекта след многобройните ѝ претенции за „прекалено нищожната“ роля на руснаците.

Какво е SLS?

NASA

Двустепенната свръхтежка ракета-носител SLS (Space Launch System) е в известен смисъл модифицирана система за изстрелване на совалките в Космоса, където вместо совалка има полезен товар или космически кораб. Височината на ракетата варира от 98 метра (в пилотирана версия) до 111 метра (в товарен вариант). Централният блок на ракетата се състои от пет части: двигателна секция, резервоар с водородно гориво, резервоар с кислороден окислител, междинен и преходен отсек.

Дължината на централния блок, в който се е превърнал изхвърляният резервоар за гориво на совалките, е 65 метра, а диаметърът му е 8,4 метра. Блокът е снабден с четири ракетни двигателя с течно гориво RS-25D, използващи в качеството на гориво и окислител водород и кислород, поставяни на совалките. Двата твърдогоривни ускорителя са наследени от SLS от тях.

За първия, втория и третия полет на „Артемида“ ще се използва версията SLS Block 1 Crew, която може да изведе към Луната (или отвъд нея) до 27 тона. След като първата степен отработи, корабът ще бъде изтеглен до траекторията към Луната от криогенната втора ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) – с някои модификации тя е мигрирала от ракетите Delta III и Delta IV, задвижва се от двигател RL10.

Ами космическият кораб?

ESA

Това не е първият полет за многократния пилотиран „Орион“, а вторият – преди осем години празна капсула "Орион" беше изстреляна в околоземна орбита. Тя кацна на Земята в автоматичен режим, всичко мина безупречно. Сега в Космоса ще се отправи пълноценна версия на кораба, включваща сервизен модул, който е разработен и доставен от Европейската космическа агенция. Жилищният обем на кораба е девет кубически метра, той е предназначен за шест души и може да им осигури живот на борда в продължение на три седмици. Корабът се захранва от четири слънчеви батерии, а като стартиращ двигател се използва AJ10.

Ще има ли екипаж?

"Артемида-1" ще бъде безпилотен, но корабът няма да е напълно празен. На борда на „Артемида“ този път ще летят манекени, които ще се превърнат в експеримент за тестване на ефектите от космическата радиация върху хората, със специален акцент върху изучаването на ефекта на радиацията върху женския организъм. Манекените ще бъдат поставени в седалките на кораба "Орион" с дозиметри в изкуствените им органи. В този случай един от манекените ще носи специална защитна жилетка Astrorad. Компания на манекените ще правят два индикатора за безтегловност: от ESA ще полети агънцето Шон, а от НАСА – кученцето Снупи.

Манекените Хелга и Зохар са част от експеримента. Снимка: StemRad

На борда на кораба ще има четири вида живи същества. Дрожди ще летят като част от експеримента Zea. Той ще започне веднага щом „Орион“ се озове в междупланетното пространство – към пакетите с лиофилизирани дрожди ще бъде добавена културална течност, което ще осигури на колониите от дрожди среда за растеж в продължение на три дни. След като капсулата на кораба се върне на Земята, опаковките с дрожди ще бъдат извадени и анализирани, за да се види как радиацията е повлияла на тяхното ДНК. В допълнение към дрождите към Луната ще летят семена на Арабидопсис талиана, четири щама на плесента Aspergillus black и фотосинтезиращи водорасли от вида Chlamydomonas Reinhardt – всички те също са отделни биологични експерименти. При семената учените ще проверят как им е повлиял космическият полет, а при гъбичките и водораслите ще разгледат ефекта на радиацията върху гените им. Любопитен момент в експеримента с Aspergillus е това, че три от четирите щама са лабораторно отгледани мутанти. При два от тях липсват пътища за репарация на ДНК, а третият щам има нарушено производство на меланин.

Ще има ли още научни изследвания?

Полезният товар на Artemis-1 включва и 10 спътника 6U cubesat (трябваше да има повече, но три проекта не стигнаха навреме и ще летят по-късно). Сателитите ще се отделят от кораба няколко часа след изстрелването.

LunaH-Map и Lunar IceCube ще използват неутронен детектор и инфрачервен спектрометър, за да търсят отлагания на воден лед на лунната повърхност, особено близо до южния ѝ полюс. Спътникът LunIR също ще изследва повърхността на Луната. Японският апарат OMOTENASHI (Outstanding Moon exploration Technologies demonstrated by Nano Semi-Hard Impactor) трябва да спусне на Луната най-малкия до момента спускаем модул с маса само 700 грама – той е оборудван със сензор за радиационна обстановка, акселерометър и въздушна възглавница за по-меко кацане.

Апаратът BioSentinel ще проведе астробиологичен експеримент, наблюдавайки растежа и метаболитната активност на клетките на дрождите в междупланетната среда, сателитът EQUULEUS ще изследва плазмосферата на Земята, а CuSP (CubeSat for Solar Particles) ще изследва заредените частици, излъчвани от Слънцето, и магнитните полета близо до себе си. И накрая можем да отбележим сондата Near-Earth Asteroid Scout, чиято цел ще бъде малкия астероид 2020 GE. Апаратът ще разгърне слънчево платно с площ от 86 квадратни метра и ще се опита да го използва, за да достигне до астероида и да го снима.

Как ще протече полетът?

NASA

Полетът ще продължи 42 дни, 3 часа и 20 минути. 8,5 минути след старта от площадка 39B на космическия център „Кенеди“ горната степен на SLS с "Орион" ще излезе на начална орбита, а твърдите ускорители и двигателният блок ще паднат в океана. Горната степен два пъти ще включи двигателя и след това ще се отдели от кораба, който ще лежи на траекторията на полета към Луната.

След като стигне до нея, „Орион“ първо ще облети естествения спътник на Земята, приближавайки го на 111 километра, а след това ще прекара поне седмица в далечна ретроградна окололунна орбита, проверявайки своите системи. След това – второ облитане и обратният път. Приводняване на капсулата на кораба в океана е планирано за 10 октомври 2022 г.

Какво следва?

NASA

Ако този полет завърши успешно, то ще дойде ред на втория. Artemis-2 ще повтори програмата Artemis 1, но с астронавти на борда. Засега той е планиран за 2024 г. Ако и той мине нормално, тогава НАСА ще даде зелена светлина на следващия. През 2025 г. пилотираният „Орион“ трябва да се скачи със спускаема версия на космическия кораб Starship в лунна орбита, след което екипажът ще се премести там и ще кацне на повърхността. Очаква се двама астронавти да прекарат повече от шест земни дни на Луната, преди да се върнат на борда на „Орион“ и да се отправят обратно към Земята. Общо този полет ще продължи един месец.