Nová éra v dobývání Měsíce: start rakety SLS a kosmické lodi Orion

Raketa SLS sestává z centrálního stupně a dvou postranních urychlovacích bloků SRB (Solid Rocket Booster). Centrální stupeň je oranžový, což je způsobeno přirozenou barvou izolační pěny, a nacházejí se na něm 4 raketové motory RS-25, které spalují kapalný, silně podchlazený vodík a kyslík. Stejné motory se nacházely ve trojicích na zadní části amerických raketoplánů. I postranní boostery mají původ v programu Space Shuttle. Pro program SLS byly však výrazně modernizovány, a dokonce jsou nyní i o jeden segment delší, a na délku tak měří 54 metrů. Tyto urychlovací stupně jsou na tuhé pohonné látky a při startu vyvinou 75 % celkového tahu rakety.

Celkem má vzniknout dokonce pět verzí rakety SLS. První verze, která se postará o mise Artemis I až Artemis III, měří na výšku 98 metrů, v průměru má přes 8 metrů a na nízkou oběžnou dráhu Země je schopná vynést 95 tun nákladu. Postupně bude tato verze, která je označovaná jako Block 1, nahrazena většími a silnějšími verzemi Block 1B a Block 2. Největší verze pro program Artemis bude mít na výšku neuvěřitelných 111 metrů a její nosnost na nízkou oběžnou dráhu Země bude 130 tun. Další dvě verze by pak měly vzniknout pro vynášení jiných nákladů, a to například různých kosmických sond, které budou směřovat k plynným obrům nebo k jiným objektům  v odlehlých oblastech Sluneční  soustavy.

Obrázek 2: Porovnání SLS (uprostřed) a dalších významných raket. Zdroj: BBC

Kosmická loď Orion

Kosmická loď Orion se skládá ze dvou hlavních částí – z modulu pro posádku (Crew Module – CM) a ze servisního modulu (Service Module – SM). Modul pro posádku se vzhledem trochu podobá velitelskému modulu lodi Apollo, je však modernější, znovupoužitelný a je pro čtyři osoby. Na spodní části tohoto modulu se nachází tepelný štít, jež ochrání posádku před spalujícím žárem, který při vstupu zpět do zemské atmosféry dosáhne 2500 °C. Druhá část, tedy servisní modul, pak zajištuje systémy podpory života a nacházejí se na něm pohonné systémy a solární panely. Zatímco modul pro posádku vyvíjí americká NASA, servisní modul kompletně dodává Evropská kosmická agentura. Součástí Orionu je ještě tzv. Systém přerušení letu (Launch Abort System – LAS), který se nachází na úplném vrcholu celé sestavy. V případě poruchy nosné rakety dokáže LAS ochránit posádku tak, že se společně s modulem pro posádku oddělí od servisního modulu a odnese astronauty do bezpečné vzdálenosti. Nakonec dojde k oddělení LAS od modulu s posádkou, který následně přistane na padácích.
První start s touto kosmickou lodí se uskutečnil již v prosinci roku 2014, kdy došlo k otestování různých systémů jako například avioniky, tepelného štítu a padáků. Tehdy ji na oběžnou dráhu vynesla americká raketa Delta IV Heavy.

Obrázek 3: Start rakety Delta IV Heavy s lodí Orion. Foto: Mike Deep / SpaceFlight Insider

Stanice Gateway

Raketa SLS tedy bude využívána hlavně k programu Artemis, v rámci kterého by se měli lidé po více než padesáti letech vrátit na povrch Měsíce. Tentokrát už ale chce NASA zůstat na Měsíci natrvalo. Proto na jeho povrchu plánuje vybudovat stálé základny. Kolem Měsíce by pak měla obíhat také lunární stanice Gateway, jejíž první moduly by měly k Měsíci zamířit v roce 2024 pod prodlouženým aerodynamickým krytem rakety Falcon Heavy, kterou vyvinula SpaceX. Tyto moduly se budou jmenovat PPE (modul zajišťující pohon a systémy podpory života) a HALO (obytný modul) a oba budou americké. V dalších letech by se měla stanice rozrůst o další moduly, na kterých se podílí hlavně Evropa a Japonsko. Součástí stanice bude i kanadská robotická paže Canadarm3. Původně měla být na stanici umístěna také ruská přechodová komora, od které však Rusko už v roce 2021 ustoupilo, protože se prý nechtělo podílet na projektu v tak malé míře.

Obrázek 4: Koncept stanice Gateway z března 2019. Zdroj:  NASA

Harmonogram programu Artemis

Při nadcházející misi Artemis I odstartuje kosmická loď Orion bez posádky, poté obkrouží Měsíc a po zatím ještě neupřesněné době (může to ale být až 42 dní) přistane zpět na Zemi. Účelem této mise bude otestování všech systémů jak na raketě, tak na kosmické lodi. Při misi Artemis II se pak zopakuje podobný kratší let, ale tentokrát už s lidskou posádkou.
Velké finále několikaletých příprav pak nastane v rámci mise Artemis III (zatím v plánu na rok 2025), při které lidé konečně stanou na měsíčním povrchu. Po startu rakety SLS dojde k oddělení kosmické lodi Orion, která pak zanese čtyřčlennou posádku na oběžnou dráhu Měsíce. Tam se Orion setká s lunární verzí kosmické lodi Starship, do které dva astronauti přestoupí a uskuteční s ní přistání v oblasti lunárního jižního pólu. Až vykonají svou práci na povrchu, vrátí se zpět na lunární oběžnou dráhu, kde přestoupí zpět na Orion, který je poté dopraví zpět na Zemi. V rámci této asi 30denní mise by měla na Měsíci stanout i první žena.  
Při následující misích se bude využívat i stanice Gateway, která se tak stane skutečnou bránou k Měsíci. Na stanici Gateway bude podobně jako na ISS stálá posádka, která během své mise uskuteční několik přistání na Měsíci, a kromě toho bude provádět různé experimenty na lunární orbitě.

NASA zatím oficiálně potvrdila jen pár misí Artemis. Pokud ale vše půjde podle plánu, měli bychom být nakonec svědky dvou startů rakety SLS v rámci tohoto programu ročně. V dalších letech by pak mohla raketa SLS s kosmickou lodí Orion sloužit také k cestám na Mars. Možná ji však v této roli kompletně zastoupí systém Super Heavy Starship soukromé společnosti SpaceX.

Obrázek 5: Umělecká představa budoucího průzkumu Měsíce. Zdroj: NASA

iQTIP: Věděli jste, že částí motoru rakety se můžete projít u nás v expozici Kosmo? Světelný tunel je rozměrově stejný jako část postranního urychlovacího motoru evropské rakety Ariane 5. Přijďte si to vyzkoušet na vlastní kůži.

Daniel Kurtin z iQPLANETÁRIA