Dragan KOSOVAC

1. januar 2023.

U grčkoj mitologiji, Artemida je boginja lova, zaštitnica prirode i životinja, kao i Apolonova sestra bliznakinja. Upravo zbog te „rodbinske veze”, kada se davao naziv programu kojim se NASA „vraća na Mesec”, okrenuli su se slavnom programu Apollo u okviru kog je između 1966. i 1972. godine obavljeno 17 misija i šest uspešnih sletanja na površinu Meseca. Tako je program Artemis, pokrenut 2017. godine, utemeljen na dokumentu „Space Policy Directive 1” (Uredba 1 o svemirskoj politici) koji je potpisao predsednik Tramp. Ovim dokumentom otvaraju se vrata novom poglavlju u istraživanju svemira u kom NASA blisko sarađuje sa privatnim kompanijama, kako bi se na površini Meseca izgradila stalna baza, a zatim ona iskoristila kao odskočna daska za misije koje će poslati ljude na površinu Marsa.

Orion

Slanje ljudi i tereta do Meseca ili još dalje, višestruko je zahtevniji zadatak od postavljanja tereta u Zemljinu orbitu, a u skladu sa tim zahtevima, neophodno je razvijanje i konstrukcija lansirnih sistema, svemirskih letelica i prateće opreme koja će da omogući uspešno izvršavanje misija u dubokom svemiru. NASA ima poseban izazov na ovom planu, jer je njihov prethodni primarni lansirni sistem, Space shuttle, penzionisan 2011. godine, nakon čega su se godinama oslanjali na Roskosmos i Sojuz, odnosno, na privatne svemirske kompanije tokom poslednjih nekoliko godina. Potrebe novih misija dirigovale su i performanse novih uređaja koji su konstruisani tokom poslednjih nekoliko godina, a na prvom mestu su nova glavna letelica i novi lansirni sistem.

Potreba da se lansira više članova posade i dovoljno tereta za obavljanje kompleksnih misija, kao što je sletanje na Mesec i početak konstrukcije trajne baze na površini Zemljinog prirodnog satelita, zahteva letelicu specifičnih karakteristika. Tako je započet razvoj kapsule Orion MPCV (Multi-purpose Crew Vehicle, Višenamensko vozilo za posadu), zvanično predstavljene 2011. godine, ali rad na njoj započeo je interno deset godina ranije, sa početkom zasebnog finansiranja od 2006. U pitanju je letelica iz više segmenata, za koje su odgovorne svemirske agencije NASA i ESA, odnosno, njihovi proizvodni partneri, kompanije Lockheed Martin i Airbus Defence and Space. Srce Oriona je modul za posadu (Crew Module, CM), kapsula klasičnog, koničnog oblika, ali najvećih dimenzija do sada. Njen prečnik je čak pet metara, a visina 3,3 metra. Sa masom od 10,4 tone i zapreminom od skoro 20 kubnih metara, kapsula ima preko 50 odsto više prostora od kapsule iz programa Apollo, sa dovoljno prostora za maksimalno šest članova posade, moderni upravljački sistem, zasnovan na onom iz aviona Boeing 787, sistem za prečišćavanje vazduha i unisex toalet za bestežinsko stanje.

Dok su gotovo svi delovi kapsule esencijalni za njeno ispravno funkcionisanje i očuvanje života ljudi koji su u njoj, najspektakularniji posao svakako ima toplotni štit na njenom dnu. Orionov CM sa donje strane ima najveći ablativni toplotni štit u istoriji svemirskog istraživanja, kao i kapsula, prečnika pet metara. Ovo ablativni znači da deo načina na koji štit pruža zaštitu kapsuli od ekstremnih temperatura koje se razvijaju prilikom ponovnog ulaska kapsule u Zemljinu atmosferu (preko 2750 stepeni celzijusa) podrazumeva postepeno sagorevanje i „ljuštenje” tankih sagorelih slojeva koji odvode toplotu od površine štita. U pitanju je takozvana Avcoat smola, razvijena upravo u okviru programa Apollo pre više od 55 godina.

Pored CM-a, tu je i ESM, (European Service Module, evropski servisni modul), cilindar visine četiri i prečnika 4,1 metar, u čijih 15,4 tone mase spadaju zalihe dovoljne da prehrane četiri astronauta tokom tri nedelje, ali to je tek početak. Tu je i glavni raketni motor letelice (Space Shuttle Orbital Maneuvering System, OMS) sa 8,6 tona goriva. Sa potiskom snage 33 kilonjutna, novi OMS je 23 odsto jači od stare verzije, koja se koristila na Space Shuttleu. Takođe, ovaj motor je mnogo efikasniji od onog koji se nalazio na servisnom modulu letelice Apollo, pa nosi 40 odsto manje goriva i isto toliko procenata je lakši. Tu su i četiri solarna panela koji generišu do 11,2 kilovata struje (analogni sistem kod Apolloa je dostizao 6,3 kilovata).

Kada se računa inflacija tokom poslednjih 20 godina, razvoj letelice Orion koštao je agencije NASA i ESA oko 26,3 milijarde dolara.

SLS

Lansiranje velike letelice kao što je Orion i pratećeg tereta zahteva veliku raketu. Tu na scenu stupa kontroverzni SLS (Space Launch System, Sistem za svemirska lansiranja) koji spada u takozvanu super-heavy kategoriju i u stanju je da u visoku orbitu podigne do 130 tona tereta (50 tona u osnovnoj verziji). Zašto je ova raketa kontroverzna? Prvenstveno zbog toga što se ne radi o „inovativnoj” konstrukciji, kao što je to slučaj sa lansirnim sistemima koje razvija kompanija SpaceX, već o apsolutno tradicionalnom dizajnu, čiji razvoj je do sada „pojeo” više od 27,5 milijardi dolara.

Pomenuli smo da je Space shuttle penzionisan 2011. godine, ali odluka da se to desi doneta je čak sedam godina ranije. Od tog trenutka, NASA i njeni partneri započeli su sa razvojem nove generacije raketa koje će zameniti šatl. Od 2004. do 2011. godine, rađeno je na raketama Ares I, Ares IV i Ares V, svaka sa primarnim ciljem da lansira kapsulu Orion ka Mesecu i Marsu. Takođe, pragmatičnost osoblja u NASA dovela je do želje da se nastavi sa radom na proverenim sistemima i konstruktorskim rešenjima. Zbog toga su sve rakete iz programa Ares, kao i, naposletku, sam SLS, takozvani derivati Space Shuttlea (Shuttle-derived vehicle, SDV). Sa jedne strane, to znači da je sistem pouzdan i koliko-toliko proveren, što je prioritet kada se na vrhu rakete nalazi kapsula sa ljudima, ali, sa druge strane, takav sistem mnogo košta. Ipak, u NASA i dalje tvrde da za slanje velike količine tereta na daleke distance ne želite da koristite besan sportski automobil, nego provereni, veliki kamion i SLS je upravo to.

Centralni stadijum SLS-a predstavlja uvećanu varijantu spoljašnjeg rezervoara sa Space Shuttlea, sa dužinom od 65 metara i prečnikom od 8,4 metra. Na dnu ovog stadijuma su četiri raketna motora RS-25D, sa potiskom od 2281 kilonjutna. U pitanju su unapređene verzije motora već proizvedenih u kompaniji Aerojet Rocketdyne za potrebe šatla (ali su „jači” za 100 kilonjutna), a kada se ta zaliha potroši, preći će se na nove, RS-25E, sa potiskom od 2321 kilonjutna.

Ponovo, kao na šatlu, na bokove centralnog stadijuma postavljena su dva raketna bustera sa čvrstim gorivom. Radi se o petosegmentnim busterima, koji mogu da se koriste više puta, minimalno za osam lansiranja. Konstruisani su od segmenata za bustere Space Shuttlea, ali sa 25 odsto većim impulsnim potiskom. Trenutno se koriste takozvani Block 1 busteri koji garantuju lansiranje 95 tona u nisku orbitu i 27 tona do putanje ka Mesecu (takozvana trans-lunarna injekcija). Block 1B busteri podići će ovu vrednost na 105/42 tone do 2026. godine, a tri godine nakon toga očekuje se prelazak na bustere Block 2 (130/45 tona). Za ovaj deo SLS-a odgovorna je kompanija Northrop Grumman Space Systems.

Pored sposobnosti da lansira ogromnu količinu tereta u orbitu, jedna od glavnih pogodnosti SLS-a je njegova modularnost koja olakšava da se gornji stadijumi rakete prilagode potrebama misije. Za početne letove koristiće se ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage, Privremeni stadijum za kriogenski potisak), uvećana verzija drugog, kriogenskog stadijuma rakete Delta IV sa jednim motorom RL 10B-2. Za kasnije misije planira se prelazak na EUS (Exploration upper stage, Gornji stadijum za istraživanje) sa većim rezervoarom i čak četiri motora RL 10C-X. Ovaj deo SLS-a razvija i proizvodi kompanija Boeing.

Artemis 1

Iako je zvanično pokrenut 2017. godine, program Artemis ima nešto dužu istoriju u vidu programa Constellation, koji je trajao od 2005. do 2010. godine i čiji su primarni ciljevi bili nastavak praktičnih istraživanja na Mesecu, okončanih sa misijom Apollo 17 davne 1972. Prvobitni plan u NASA bio je nezvanično test-lansiranje SLS-a i Oriona 2016. godine, ali ono je uključeno u program Artemis i pomereno za 2022. godinu pod nazivom Artemis 1. Prethodno lansiranje super-heavy rakete NASA je obavila još davne 1973. godine (Saturn V). Prvo planirano lansiranje misije Artemis 1, u avgustu 2022. godine, odloženo je zbog neispravnog očitavanja temperature u motorima, a drugo zbog curenja vodonika iz jednog od rezervoara.

Lansiranje je konačno uspelo 16. novembra iz Svemirskog centra Kenedi, na ostrvu Merit na Floridi. Tokom 25 dana, 10 sati, 54 minuta i 50 sekundi, Orion je, pre nego što se spustio padobranima u vode Pacifika, zapadno od meksičkog poluostrva Baha Kalifornija, prevalio više od 2,1 miliona kilometara. U kapsuli nije bila ljudska posada, već tri humanoidne makete sa senzorima, kao poslednja bezbednosna provera letelice.

Dvadesetog novembra, Orion je ušao u Mesečevo gravitaciono polje i dan kasnije, aktivnom korekcijom kursa, ušao u takozvanu daleku retrogradnu orbitu oko Meseca. Artemis je oborio rekord misije Apollo 13 za najveću udaljenost od Zemlje koju je postigla letelica sposobna da nosi ljude. Stari rekord bio je 400171 kilometar, novi je 432210 kilometara. U orbitu Meseca postavljeno je deset CubeSatova od šest jedinica, malih satelita ukupne zapremine šest litara sa širokim spektrom zadataka, od testiranja svemirske radijacije daleko od Zemlje, preko različitih osmatrača specifičnih zona Meseca, sve do mini-testa solarnog jedra. Tokom korekcija kursa za povratak na Zemlju petog i šestog decembra, sonda je prišla na 130 kilometara od površine Meseca, a 11. decembra se bezbedno spustila u Tihi okean.

• • •

Nakon potpunog uspeha misije Artemis 1, NASA se okreće misiji Artemis 2, koja bi trebalo da pošalje četvoro astronauta u Mesečevu orbitu tokom maja 2024. godine, a godinu dana kasnije, misija Artemis 3 trebalo bi da omogući da nakon pauze od 53 godine, ljudi konačno ponovo hodaju po Mesecu.