Závod o návrat na Měsíc (červenec 2025)

Tech

Závod o návrat na Měsíc (červenec 2025)

V souvislosti s plánovaným přistáním čínských astronautů na Měsíci nelze vyloučit politický tlak na jeho realizaci do 80. výročí vyhlášení Čínské lidové republiky, které připadne na 1. října 2029. Ve Spojených státech vytváří Kongres tlak na to, aby příštími astronauty na Měsíci byli opět Američané. Pokud se přistání nestihne v nynějším prezidentském období, mohl by být stanoven termín k 60. výročí Apolla 11, tedy do července 2029. Nový závod o Měsíc je v plném proudu. Spolu s plánovaným robotickým návratem vzorků z Marsu sondou Tianwen-3 a blížícím se koncem kosmické stanice ISS hrozí, že americká veřejnost bude šokována ztrátou dominance ve vesmíru podobně, jako při zprávě o vynesení Sputniku v roce 1957.

Artemis III

Starship během letu IFT-9
Starship během letu IFT-9
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Přípravy SpaceX směrem k lunárnímu landeru Starship pro Artemis III, popsané v minulém dílu, se od začátku letošního roku potýkají s vážnými problémy. Všechny letošní zkušební lety lodí Starship zatím skončily neúspěchem. Při letech IFT-7 a IFT-8 došlo ke zničení lodí ještě před dosažením cílové suborbitální dráhy. Při letu IFT-9 sice Starship dosáhla plánované suborbitální dráhy, ale po úniku paliva se v neřízené rotaci rozpadla při sestupu nad Indickým oceánem.

Starship přiřazená k červnovému suborbitálnímu letovému testu IFT-10 explodovala 19. června během příprav na statický zážeh v testovací oblasti Massey’s. V důsledku exploze bude nutné pro letový test IFT-10 připravit novou Starship. A první let na oběžnou dráhu Země, který by mohl být svěřen některé z dalších lodí, nejspíš sklouzl nejdříve na podzim.

Důsledky mnohaměsíčního skluzu prvního orbitálního letu Starship (původně plánovaného pro IFT-7 nebo IFT-8) pro realizaci naplánovaných milníků v rámci vývoje lunárního landeru nejsou v tuto chvíli veřejně známé. Není zřejmé, do jaké míry dokáže program tento skluz absorbovat, ale pravděpodobně se opět bude všechno odkládat. Tedy doplňování kryogenních pohonných látek na oběžné dráze Země mezi dvěma kosmickými loděmi, dlouhodobější kosmický let, podrobný přezkum CDR projektu lunárního landeru, let bezpilotního lunárního landeru na Měsíc i pilotovaný lunární lander pro Artemis III.

Harmonogram SpaceX z roku 2020 předpokládal téměř tříleté období od prvního orbitálního letu do startu lunárního landeru pro Artemis III
Harmonogram SpaceX z roku 2020 předpokládal téměř tříleté období od prvního orbitálního letu do startu lunárního landeru pro Artemis III
Zdroj: https://oig.nasa.gov

Bližší vhled do programu HLS přinesla 1. července zpráva Úřadu pro vládní odpovědnost GAO, která hodnotila hlavní projekty NASA. Úřad GAO provedl přezkum projektů už v lednu, takže do doby vydání zprávy nastal další vývoj. Přesto zpráva přinesla některé nově publikované informace.

Celkové náklady NASA na lunární lander pro Artemis III jsou 4,88 miliardy USD, z toho formulační náklady 2,54 miliardy a vývojové náklady 2,34 miliardy USD.

Jedním z největších rizik, kterým program čelí, je dozrávání technologií pro správu paliva, které by podporovaly skladování a přečerpávání pohonných látek na oběžné dráze. NASA sleduje riziko, že některé z nezbytných technologií nebo schopností pro správu paliva nebudou vyvinuty včas. Podle dokumentace NASA by to mohlo ovlivnit včasnou schopnost projektu ověřit architekturu lunární mise, což by vedlo k dalšímu zpoždění mise Artemis III.

Podle zprávy je také vyžadováno, aby posádka landeru byla schopna provést v některých situacích manuální přistání. To bude vyžadovat zvládnutí určitých dovedností, včetně pochopení dynamiky landeru. NASA sleduje riziko související s nedostatečností dostupných zařízení pro výuku manuálního řízení landeru a s jejich úpravou pro simulaci letových podmínek, očekávaných během sestupu a přistání na měsíčním povrchu.

NASA se obává, že plánovaná výcviková zařízení nebudou mít dostatečnou kapacitu pro výcvik posádek. To by mohlo vést k vyšší pravděpodobnosti ztráty landeru, posádky a mise během fáze přistání. NASA proto plánuje lépe definovat požadavky na výcvik během přezkumu CDR, který je plánovaný na rok 2026.

Podle odhadu NASA by lander Starship měl být připraven na oběžné dráze Měsíce k přijetí posádky z Orionu přibližně v únoru 2028. Jde však o starší odhad a není jasné, do jaké míry bude ovlivněn letošními neúspěchy.

Design skafandru, představený v říjnu 2024
Design skafandru představený v říjnu 2024
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Zpráva úřadu GAO také přinesla několik nových informací o lunárních skafandrech od společnosti Axiom Space. Podrobný přezkum CDR návrhu skafandru nebude podle GAO proveden v letošním roce, ale až v květnu 2026. Je však nutné dodat, že projektová kancelář NASA uvedla v komentáři ke zprávě GAO, že očekává dokončení CDR už na přelomu let 2025 a 2026.

V rámci přezkumu CDR musí Axiom provést a dokončit testy lunárního skafandru s člověkem uvnitř. Testy budou zahrnovat také test ve vakuové komoře. I tento test podle zprávy sklouzl na začátek roku 2026. Zvláštní pozornost bude věnována zadnímu rozhraní skafandru pro přenosný systém podpory života. Testem ve vakuové komoře bude ověřeno několik kritických technologií včetně senzorů pro detekci CO2 ve skafandru a čerpadel zajišťujících průtok vody pro regulaci teploty uvnitř skafandru.

V květnu 2024 NASA upravila zakázku na simulaci kosmické vycházky tak, aby zahrnovala demonstraci komunikace v zájmu zlepšení budoucí komunikace na větší vzdálenosti mezi lunárním skafandrem a landerem během mise Artemis III.

Podle dokumentace NASA patří mezi největší rizika projektu, že konkurenční dodavatel Collins Aerospace od smlouvy s NASA odstoupil, a že návrh skafandru od Axiomu v současné době nesplňuje některé z požadavků NASA.

Design skafandru, představený v říjnu 2024
Design skafandru představený v říjnu 2024
Zdroj: https://i0.wp.com/

Skafandr například překračuje povolenou hmotnost a oproti požadavku NASA vyžaduje více kyslíku a vody. Pokud se návrh Axiomu nepodaří brzy uvést do souladu s požadavky, mohlo by dojít ke zpoždění harmonogramu pro dodání skafandrů pro misi Artemis III.

Kritickou cestou je montáž zadního rozhraní prvního kvalifikačního exempláře skafandru pro přenosný systém podpory života. Rozhraní je základem pro další komponenty podpory života a musí být dokončeno předtím, než budou sestavovány tyto komponenty kvalifikačního exempláře.

Také riziko související s jediným dodavatelem skafandrů by podle dokumentace rizik NASA mohlo vést ke zpoždění milníků a zvýšení nákladů, čímž by byl ohrožen celkový harmonogram mise. Úředníci projektu pracují na snížení rizika užší spoluprací se společností Axiom na vývoji společných testovacích plánů a prodloužením doby testování skafandrů.

Uvedená rizika by podle zprávy mohla způsobit zpoždění v harmonogramu vedoucímu k dodání lunárních skafandrů pro Artemis III, které je předběžně stanoveno na prosinec 2026.

Zpráva GAO také zmínila dvě kritické cesty v připravenosti Orionu pro Artemis III. Prvním problémem jsou úniky u hydrazinových ventilů plánovaných k instalaci do modulu pro posádku. Příčina úniků byla identifikována a ventily byly v době auditu, tedy v lednu 2025, přepracovávány a testovány.

Druhou kritickou cestou je instalace a integrace dokovacího systému Orionu. V dokovacím systému nejsou žádné technické problémy, jen jsou jeho vývoj a testování opožděné.

Naopak přepracování tepelného štítu, tedy odstranění nepropustných bloků Avcoatu a lepení propustnějších bloků, neovlivňuje připravenost Orionu pro Artemis III. Tepelný štít by měl být hotový do léta 2026.

Mengzhou/Lanyue

Únikový test lodi Mengzhou v nulové výšce, 17. června 2025
Únikový test lodi Mengzhou v nulové výšce, 17. června 2025
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com/

17. června provedl Čínský úřad pro pilotované kosmické lety v kosmodromu Jiuquan v poušti Gobi zážehem únikového motoru záchranné věžičky na tuhé pohonné látky úspěšný únikový letový test lodi Mengzhou v nulové výšce a nulové počáteční rychlosti. Při testu byl simulován případ selhání nosné rakety na vzletové rampě. Přibližně o 20 sekund později dosáhla loď předem určené výšky. Při zážehu separačního motoru záchranné věžičky se návratová kabina oddělila a poté se úspěšně otevřely její padáky. Po dvouminutovém letu kabina bezpečně přistála v určené zóně.

Čínský úřad pro pilotované kosmické lety plánuje provést v letošním roce ještě únikový test za letu při maximálním dynamickém tlaku Max Q. Test bude simulovat případ selhání nosné rakety během letu a ověří únikovou trajektorii a schopnost řízení kosmické lodi. Zatím není známé, zda bude test proveden v kosmodromu Jiuquan nebo na pobřežním kosmodromu Wenchang. Není také známo, jaká nosná raketa bude použita.

Loď Mengzhou je navržena tak, aby byla schopna provést bezpečný únik během celé fáze letu nosné rakety. V případě havárie rakety, která by nastala až po odhození záchranné věžičky, bude Mengzhou schopna vykonat záchranný únik s využitím motorů servisního modulu. Podobnou schopnost má i Orion.

Únikový test lodi Mengzhou v nulové výšce, 17. června 2025
Únikový test lodi Mengzhou v nulové výšce, 17. června 2025
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Únikový systém pro Mengzhou byl komplexně optimalizován pro oba plánované typy misí – na nízkou oběžnou dráhu Země a pro lunární průzkumné mise. Mezi těmito typy misí budou rozdíly v sekvenci vzletu, v odlišných způsobech selhání, v mohutnosti exploze nosné rakety, balistice a trajektorii.

V porovnání s kosmickou lodí Shenzhou, jejíž nosná raketa CZ-2F startuje ve vnitrozemí, bude CZ-10 startovat u moře. Úniková trajektorie se bude muset vypořádat se složitějšími meteorologickými podmínkami, vyšší hustotou infrastruktury a letem převážně nad mořem. Z těchto důvodů má únikový systém lodi Mengzhou silnější akcelerační schopnost, lepší přizpůsobivost únikové dráhy a aktivní kontrolu nad volbou přistávací zóny.

Informací o provedení únikového testu za letu při maximálním dynamickém tlaku už v letošním roce se zdá být vyřešené dilema z minulého dílu, co bude cílem prvního startu jednotrupové rakety CZ-10A, připravovaného na rok 2026. Podle jedné tehdejší informace by měla být odzkoušena aktivace záchranného systému lodi Mengzhou, podle druhého zdroje má jít o kosmický let lodi Mengzhou na nízkou oběžnou dráhu Země.

Příprava na únikový test lodi Mengzhou v nulové výšce, 17. června 2025
Příprava na únikový test lodi Mengzhou v nulové výšce, 17. června 2025
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com

Protože infrastruktura potřebná ke startu raket rodiny CZ-10 má být dokončena až v příštím roce, je zřejmé, že pro test úniku při Max Q bude použita buď speciálně vyrobená menší testovací nosná raketa, nebo třeba raketa CZ-5B, která byla použita v roce 2020 pro první kosmický let lodi Mengzhou, při kterém byl otestován vysokorychlostní návrat do atmosféry. Nově zveřejněný harmonogram letošních únikových testů naznačuje, že první exemplář rakety CZ-10A by mohl být využit až pro kosmický let lodi Mengzhou, což rozvolní napjatý harmonogram dalších letů.

První exemplář rakety CZ-10A má odstartovat v příštím roce, ale motory YF-100K na kerosin a kapalný kyslík, určené pro první stupeň, si odbyly letovou premiéru už 30. listopadu 2024. Tehdy vzlétla z rampy LC-2 v komerční části kosmodromu ve Wenchangu první nosná raketa CZ-12. Zatímco první stupeň rakety CZ-12 má čtyři motory YF-100K, raketa CZ-10A bude osazena sedmi těmito motory a raketa CZ-10 jich bude mít sedm v centrálním stupni i v každém ze dvou bočních stupňů.

Při prvním startu třítrupové rakety CZ-10 má být vynesen lunární lander Lanyue k bezpilotnímu přistání na Měsíci. Druhý let má být obdobou mise Artemis II a pilotovaná loď Mengzhou by při něm měla obletět Měsíc. Pilotovaný let na Měsíc je plánovaný s využitím třetího (Lanyue) a čtvrtého (Mengzhou) startu nosných raket CZ-10.

Zdroje informací:
https://www.gao.gov/
https://m.weibo.cn/
https://spacenews.com/c
https://news.cctv.com/

Zdroje obrázků:
https://www.rocketstem.org/wp-content/uploads/2015/07/19710800-AS15-E118359.jpg
https://pbs.twimg.com/media/GsSRMmqaMAIG5cr?format=jpg
https://oig.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/02/IG-22-003.pdf
https://pbs.twimg.com/media/GaC107vb0AMorVU?format=jpg&name=medium
https://i0.wp.com/spacenews.com/wp-content/uploads/2024/10/iac24-axiomsuit.jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?action=dlattach;topic=23919.0;attach=2389083;image
https://pbs.twimg.com/media/GtoWhuUaAAA1-4x?format=jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?action=dlattach;topic=23919.0;attach=2389099;image

✅ Více: ZDROJ ZDE