NASA wybrała trzy zespoły, które będą budować załogowe lądowniki księżycowe. To właśnie jeden z nich zostanie wykorzystany za 4 lata do powrotu człowieka na Srebrny Glob.
Tło – Apollo i Constellation
20 lipca 1969 r. na powierzchni Księżyca wylądował Lunar Module (LM) – lądownik księżycowy statku Apollo 11, na pokładzie którego znajdowało się dwóch amerykańskich astronautów – Neil Armstrong i Edwin Aldrin. Byli to pierwsi ludzie, którzy postawili stopę na Księżycu. Po raz ostatni ludzie odwiedzili Księżyc w 1972 r. podczas misji Apollo 17. Łącznie w ramach programu Apollo na Księżycu znalazło się 12 astronautów. Liczba ta do dziś nie uległa zwiększeniu, mimo że minęło już ponad 50 lat od tych historycznych wydarzeń.
Jest to wynikiem zmieniających się koncepcji rozwoju amerykańskiego programu załogowego, a zmiany te w dużym stopniu były skutkiem szybkiego zmniejszenia się w społeczeństwie zainteresowania sukcesami w kosmosie. Wyścig na Księżyc został przez Amerykę zdecydowanie wygrany, a wytyczenie nowego celu, którym byłby Mars, nie dałoby już korzyści politycznych, natomiast byłoby niezmiernie kosztowne. Tym bardziej, że Związek Radziecki po kolejnych, utrzymywanych w tajemnicy eksplozjach na wyrzutni lub wkrótce po starcie rakiet o roboczej nazwie N1, w 1974 r. zamknął swój program księżycowy. Wyścig dwóch wielkich mocarstw na tym polu ostatecznie się zakończył.
Amerykańska agencja kosmiczna NASA skoncentrowała się wówczas na budowie innowacyjnego środka transportu orbitalnego Space Transportation System (STS) – wahadłowców zwanych promami kosmicznymi, a kilkanaście lat później na budowie międzynarodowej stacji kosmicznej (International Space Station, ISS), której jednym z udziałowców stała się Rosja – dawny rywal, spadkobierczyni Związku Radzieckiego.
Dopiero w 2000 r. przywódcy Stanów Zjednoczonych zlecili NASA powrót do załogowego programu księżycowego. Nowy program nazwany Constellation stanowił w zasadzie powtórzenie programu Apollo, tyle że w większej skali. Rakietą nośną zamiast Saturna V miał być Ares V, statek Apollo zastąpił Orion, a lądownik księżycowy LM zastąpił Altair. Niestety, już w 2010 r. po zmianie prezydenta program został w dużej części anulowany, kontynuowano jedynie prace nad Orionem, a wkrótce podjęto prace nad nową ciężką rakietą Space Launch System (SLS).
Program Artemis
Prace zmierzające bezpośrednio do powrotem człowieka na Księżyc wznowiono dopiero w 2017 r. Nowy program w 2019 r. otrzymał nazwę Artemis.
Program ten w dużym stopniu bazuje na Constellation, ale przełomową w praktyce zmianę stanowi zaangażowanie w jego realizację firm prywatnych, które nie tylko będą wykonywały, tak jak dotąd, zlecane przez NASA prace przy budowie rakiet i statków. Teraz będą także oferowały własne konstrukcje powstałe przy wsparciu NASA, ale stanowiące ich własny dorobek inżynierski, zaś NASA będzie kontraktować w ramach przetargów poszczególne misje i zadania. Poligonem dla takiego rozwiązania była rozpoczęta kilkanaście lat wcześniej komercjalizacja transportu orbitalnego na ISS, cargo jak i załogowego. W ogólnym rozrachunku podejście takie okazało się efektywniejsze dla NASA, a więc i dla amerykańskiego podatnika.
Podstawę programu Artemis będą stanowić następujące, tworzone obecnie elementy:
- ciężka rakieta nośna NASA Space Launch System (SLS),
- statek załogowy NASA MPCV Orion umożliwiający dalekie wyprawy (czyli poza niską orbitę okołoziemską),
- lądownik księżycowy dostarczony przez wybraną firmę komercyjną (lub konsorcjum),
- załogowa stacja Gateway (LOP-G) na orbicie okołoksiężycowej, budowana we współpracy międzynarodowej, a także a udziałem amerykańskich firm,
- system transportu cargo do stacji Gateway realizowany przez firmę lub firmy komercyjne,
- stała baza załogowa Artemis Base Camp na powierzchni Księżyca wraz z jej infrastrukturą.
Według najnowszej koncepcji poszczególne elementy mają być w dużym stopniu niezależne od siebie, np. stacja Gateway nie będzie niezbędna do lądowania na Księżycu. Rozwiązanie takie ma zapewnić większa elastyczność harmonogramu prac.
Wprowadzanie prywatnych przedsiębiorstw amerykańskich do programu Artemis odbywa się za pośrednictwem utworzonego przez NASA w 2014 r. programu NextSTEP (Next Space Technologies for Exploration Partnerships). Obejmował on początkowo prace studyjne i dopiero w jego drugiej fazie NextSTEP-2, od 2016 r. zaczęto finansować tworzenie wstępnych projektów, a dalszej kolejności prace nad sprzętem do realizacji programu Artemis. W ramach tego programu zaczęto już prace nad: habitatami, czyli modułami załogowymi dla załóg okołoksiężycowej stacji Gateway, a także nad środkami transportu cargo dla Gateway (rakieta nośna i statek cargo) – ten kontrakt wygrała firma SpaceX z propozycją statku Dragon XL wynoszonego rakietą Falcon Heavy.
Konkurs na załogowy lądownik księżycowy
Na początku 2019 r. NASA ogłosiła kolejny konkurs na Human Landing System (HLS), czyli na projekt i budowę lądownika księżycowego, z założonym terminem przeprowadzenia pierwszego lądowania w 2024 r. Wyniki konkursu podano 30 kwietnia 2020 r., jego beneficjentami zostało trzech oferentów proponujących bardzo odmienne koncepcje: konsorcjum National Team kierowany przez Blue Origin, Dynetics przy współudziale Sierra Nevada oraz firma SpaceX. Zaskoczeniem było odrzucenie przez NASA projektu Boeinga – firmy będącej jednym z największych potentatów w branży astronautycznej.
Pierwszy etap konkursu ma potrwać 10 miesięcy. Zatem NASA ma jeszcze czas na weryfikację tych rozstrzygnięć, gdyż prawdopodobnie w drugim etapie będzie mniej beneficjentów, choć co najmniej dwóch, gdyż wcześniejsze doświadczenia NASA pokazały, że w trudnej branży astronautycznej redundancja rozwiązań jest jednym z kluczowych warunków powodzenia całości programu. Poniżej krótki opis poszczególnych projektów:
Konsorcjum National Team (czyli Blue Origin, Lockheed Martin, Northrop Grumman i Draper). Konsorcjum przedstawiło najbardziej zachowawczy projekt, zbliżony do rozwiązań znanych z programów Apollo (LM) i Constellation (Altair). Zaprojektowany statek Integrated Lander Vehicle (ILV) będzie składał się z oddzielnych modułów lądowania i wznoszenia, a nowością będzie moduł transferowy odpowiedzialny za transport lądownika z wysokiej orbity okołoksiężycowej, na którą dostarczy go razem ze statkiem Orion rakieta SLS, na niska orbitę, z której nastąpi już zejście do lądowania. Takie rozwiązanie jest najbardziej ekonomiczne jeśli idzie o masę sprzętu, który należy dostarczyć w okolice Księżyca. Podczas powrotu moduł wznoszenia zostanie dostarczony z powrotem w taki sam sposób do statku Orion. Poza modułem lądowania, który pozostanie na Księżycu, pozostałe dwa moduły będą wielokrotnego użytku i będą czekały na orbicieokołoksiężycowej na kolejną wyprawę Oriona. Wartość kontraktu: 579 mln USD.
Dynetics przy współudziale Sierra Nevada zaproponował inne rozwiązanie. Lądownik Dynetics Human Landing System (DHLS) będzie w zasadzie jednomodułowy, z tym, że zbiorniki na paliwo potrzebne do lądowania będą odrzucane podczas ostatniego etapu tego manewru. Umożliwi to zwiększenie ładowności lądownika, który w całości będzie wielokrotnego użytku. Jest to rozwiązanie prostsze, ale kosztem mniejszej ilości sprzętu, który będzie mógł być dostarczony na Księżyc, ale i zabrany z powrotem. Wartość kontraktu: 253 mln USD.
SpaceX przedstawił projekt oparty na budowanym obecnie i już głośnym statku Starship, przeznaczonym w zamyśle szefa firmy Elona Muska przede wszystkim do misji załogowych i cargo na Marsa. W wersji księżycowej Starship będzie, podobnie jak w projekcie Dynetics, służył do odbioru załogi na wysokiej orbicie okołoksiężycowej i jej transportu na powierzchnię Księżyca. Starship będzie tankowany w kosmosie, co umożliwi mu bez porównania większe osiągi w zakresie ładowności niż statki konkurencji. SpaceX obecnie intensywnie pracuje nad egzemplarzami testowymi Starship, który ma stać się statkiem flagowym firmy, służącym także do tradycyjnego transportu sztucznych satelitów na orbitę okołoziemską. Wartość kontraktu: 135 mln USD.
Powyżsi oferenci przeszli przez wstępną selekcję, po czym ich projekty jak i same firmy zostały poddane szczegółowej ocenie przez zespoły ekspertów. Jeśli idzie o ocenę technicznej strony projektów, najwyższą ocenę zdobyła najmniej znana z tych firm – Dynetics, natomiast jeśli idzie o ocenę zarządzania, najniższą ocenę otrzymał SpaceX.
Program NextSTEP-2 HLS dopiero wystartował, zatem przez najbliższych kilka lat będziemy mogli na bieżąco śledzić jego postępy i niepowodzenia, zmiany w projektach, budowę lądowników, i na końcu tego procesu najważniejszy moment – powrót ludzi na Księżyc. Będzie to kolejne historyczne wydarzenie, którego będziemy świadkami. Jednak nie można mieć pewności, czy planowany na 2024 r. termin tego wydarzenia uda się dotrzymać, i co więcej – obserwacja wielu astronautycznych przedsięwzięć pokazała, że raczej należy spodziewać się opóźnień, może nawet kilkuletnich.
(NASA)
Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.
5 komentarzy
Zabierają się do tego jak ruscy w latach 60-tych, mają świadomość że Chińczycy przetestowali właśnie statek z funkcjonalnym modułem serwisowym a nie samą kapsułę jak oni Oriona w 2014 ?
Efekty pewnie będą podobne.
Pamiętacie jak tu pisałem o zastosowaniu systemu lądownika ramowego Sky Crane z posadawiania Łazika na Marsie ,do dostarczania ładunków na Księżyc. I oto mamy Lądownik DHLS księżycowy Firm Dynetics- Sierra Nevada ,bardzo podobny technicznie. Cieszę się że ktoś myśli tak samo jak ja. Ja pisałem żeby od spodu tego Sky Crane w Adapterze umieścić ten Pojazd Mobilny co NASA testowała na pustyni z tymi dwoma Skafandrami z tyłu pojazdu i że można by w tym adapterze umieszczać Moduły Bazy księżycowej i Kontenery techniczne z całym sprzętem potrzebnym do Bazy i Astronautom do komunikacji po Księżycu. Na zdjęciu DHLS widać grubą Ramę opasującą ten Walec Modułu od spodu na stałe i będzie ten moduł za każdym razem zabierany z powrotem na Orbitę Księżyca . Proponuję aby tą ramę główną od spodu tego Walca umieścić od góry tego Walca ,a walec umieścić wtedy od spodu tej ramy głównej w Adapterze . W tedy po wylądowaniu na gruncie Księżyca zwolni się zaczepy z Rygli elektromagnetycznych w Adapterze i ten Walec Modułu siądzie delikatnie na swoich kołach zablokowanych do lądowania .Jak się w “dachu Pojazdu” mobilnego NASA zamontuje 4 zaczepy ,to można ten pojazd Hermetyczny zaczepić w 4 Ryglach Magnetycznych Adaptera DHLS. Oczywiście Nogi muszą być o 10-15 cm. dłuższe niż ma Pojazd Mobilny do swoich kół i Moduł też. W ten sposób po małej modyfikacji DHLS stanie się Lądownikiem jedno-modułowym wielorazowego zastosowania który może dostarczać na Księżyc wszystko co jest potrzebne do Bazy ,kopalni surowców i Pojazdy mobilne Hermetyczne dla Astronautów i mieszkańców Bazy . 3 -takie będą mogły dowozić wszystkie Moduły i pojazdy dostarczane tanimi rakietami do Stacji księżycowej Gateway z Ziemi.
Na zdjęciu DHLS widać śluzę do wyjścia w Denku tego Walca Modułu. Na animacji lądowania DHLS jest Cuma -Dok umieszczona od góry tego walca . Można by ją umieścić z drugiej strony w Denku tego Walca i w ten sposób po dostarczeniu przez DHLS 2 Modułów z kołami zablokowanymi po zwolnieniu ich z Adaptera siądą na własnych kołach i po dosunięciu ich do siebie Dokami można je połączyć na stałe i w ten sposób mamy od razu Bazę przestronną z 2-Modułów i z dwoma śluzami do wyjścia. Jest wiele możliwości z wykorzystaniem takiego Modułu pojedynczego który będzie miał w Denku Dok -Cumę ,bo może do niego dokować Pojazd Hermetyczny mobilny i zabierać 2-Astro. na długie przejazdy po Księżycu ,a w ciekawszych miejscach Astronauci mogą wyjść bezpośrednio na Grunt Księżyca w tych 2 skafandrach które są w tym PHM. Ten Lądownik i powrotnik jedno modułowy po dostarczeniu w swoim Adapterze Modułów ,Pojazdów i Kontenerów technicznych na Księżyc ,może zabierać z powierzchni Księżyca w Adapterze do stacji Gateway jakieś Kontenery z surowcami ,czy z produktami wyprodukowanymi na Księżycu . Potrzebuje do tego mieć tylko 4 nogi teleskopowe . Pod stojący DHLS Pojazd mobilny podciąga Moduł -kontener na jego kołach bo wiemy że DHLS jest wyższy o 10-15 cm ,komputer pokładowy wykrywa zgodność zaczepów z Ryglami Adaptera od spodu i 4 Nogi teleskopowe są obniżane i się Moduł rygluje na stałe z Lądownikiem DHLS i Startuje z nim do Stacji Gateway.Praktycznie ani razu nie będzie wracał zKsiężyca do Gateway pusty.
Lądownik ILV konsorcjum National Team i Blue Origin to jakieś monstrum z epoki Apollo 50-lat temu. W XXI w. Astronauci mają znów po stromej chybotliwej drabince z chodzić w niewygodnych Kombinezonach z 4 piętra ?, to jakieś nieporozumienie . Nikt z Astronautów 380-tys. km.od Ziemi nie będzie się bawił w Kominiarzy, a jak tak się jakiś potknie i spadnie z 4 piętra ,to katastrofa i jeszcze tak olbrzymi lądownik dolny zostaje za każdym razem na Księżycu jako wielotonowy Nowy złom. Z lądownika DHLS firmy Dynetics mają 3 stopnie i są na gruncie
NIE MA ZADNYCH SZANS NA 2024. kraj ktory od 2011 nie lata nawet na orbite nie podniesie sie tak szybko, o ile w ogole!