Program Artemis

Logo programu Artemis

Program Artemis jest projekt przestrzeń z NASA we współpracy z partnerami międzynarodowymi. Celem programu jest wylądowanie astronautów na Księżycu po raz pierwszy od czasu Apollo 17 , w tym po raz pierwszy kobiety. Następnie załogowe lądowania na Księżycu mają odbywać się co roku. Projekt został zainicjowany przez prezydenta USA Donalda Trumpa w marcu 2019 roku i jest kontynuowany przez rząd Joe Bidena . W nawiązaniu do programu Apollo , w maju 2019 roku została nazwana na cześć Artemidy , bogini księżyca i siostry bliźniaczej Apolla w mitologii greckiej . Finansowanie programu zostało tylko częściowo zabezpieczone; początkowo ustalona data pierwszego lądowania na Księżycu w 2024 roku nie jest już możliwa do utrzymania.

tło

Wizja artysty modułu księżycowego (po lewej) i kapsuły kosmicznej programu Constellation

Wrażenie artysty z premiery SLS

Odkąd Eugene Cernan był ostatnią osobą, która opuściła powierzchnię Księżyca 14 grudnia 1972 r., w USA podjęto wielokrotne próby powrotu na Księżyc. Prezydent George W. Bush ogłosił pierwsze konkretne plany w tym zakresie w 2004 roku wraz z programem Constellation . Przewidywał załogowe lądowania na Księżycu najpóźniej do 2020 r.; potem powinny nastąpić loty załogowe na Marsa .

Za rządów następcy Busha, Baracka Obamy , program Constellation został przerwany w 2009 roku z powodu rosnących kosztów. Dwa lata później uruchomiono program SLS jako zamiennik - również dla programu wahadłowców kosmicznych , który został przerwany w 2011 roku . Zapewniało to załogowe orbity wokół Księżyca i loty do innych obiektów w Układzie Słonecznym , ale bez lądowań. Tutaj również plan został przekroczony, w szczególności z powodu złego zarządzania w grupie Boeinga , producenta rakiety SLS. Pierwszy lot planowany na 2017 rok nie odbył się.

W międzyczasie Donald Trump został wybrany na prezydenta i zainicjował kolejną zmianę w amerykańskiej polityce kosmicznej. Trump chciał przełomowego sukcesu podczas swojej prezydentury. Dowiedziawszy się, że załogowy lot na Marsa nie jest wykonalny nawet do wygaśnięcia ewentualnej drugiej kadencji w 2024 r., wydał dyrektywę Executive Order Space Policy 1 . Czyniąc to, polecił NASA skupić się na wczesnym lądowaniu na Księżycu, a następnie misjach na Marsa i „może pewnego dnia do wielu innych światów”. Na początku 2019 r. NASA przesunęła datę planowanego teraz lądowania na Księżycu na 2028 r., ponieważ nadal utrzymywały się problemy z rozwojem SLS. Następnie wiceprezydent Mike Pence przejął inicjatywę i zażądał, aby NASA w imieniu Trumpa wylądowała amerykańskich astronautów na biegunie południowym Księżyca do 2024 roku. Jeśli nie było to możliwe w przypadku „istniejących kontrahentów” (takich jak Boeing), to należałoby je znaleźć.

Shackleton krater na południowym biegunie Księżyca (w środku) - Często wspomniano destination eksploracja

Region Bieguna Południowego został uznany za strategicznie ważny, ponieważ wykryto tam lód wodny . Jest to jedyny obszar na Księżycu, w którym z jednej strony światło słoneczne jest dostępne przez cały rok (np. do produkcji energii słonecznej ), a z drugiej można znaleźć głębokie kratery, na których dnie nigdy nie ma bezpośrednie światło słoneczne, które może rozpuszczać osady lodu. Woda jest nie tylko niezbędna do podtrzymywania życia, ale także może zostać przetworzona na paliwo . Różne inne kraje, takie jak Chiny i Rosja, już zatem planują - początkowo bezzałogową - eksplorację bieguna południowego. Chiny chcą założyć tam stację badawczą w latach 30. XX wieku .

Jako ramy prawne dostępu do Księżyca, NASA zawarła porozumienia Artemis z państwami uczestniczącymi w programie Artemis ( Australią , Kanadą , Japonią , Luksemburgiem , Włochami , Zjednoczonymi Emiratami Arabskimi i Wielką Brytanią ) w październiku 2020 roku . W ten sposób USA chciałyby - opierając się na traktacie kosmicznym z 1967 r. - skonsolidować własne interesy w celu dalszej eksploracji Księżyca i Marsa. W szczególności należy zezwolić firmom na eksploatację zasobów kosmicznych. Skupienie Porozumień Artemis na interesach USA i ich partnerów spotkało się z krytyką. Później do umowy przystąpiły również Korea Południowa , Nowa Zelandia i Brazylia .

Nowa administracja USA pod przewodnictwem Joe Bidena zobowiązała się do kontynuowania programu Artemis w lutym 2021 r. Zrobisz to „nową i ekscytującą naukę, przygotujesz przyszłe misje na Marsa i zademonstrujesz wartości Ameryki”. Administrator NASA Bill Nelson , mianowany za Bidena, podkreślił, że USA nie mogą pozostawać w tyle za Chinami i muszą wymusić program Artemis.

finansowanie

Aby móc sfinansować pierwsze przygotowania do wczesnego lądowania na Księżycu, Trump wystąpił o zwiększenie budżetu NASA na rok fiskalny 2020 o 1,6 mld USD na podstawie obliczeń NASA . Kwota ta powinna pochodzić z rezerw programu stypendialnego Pell Grant dla studentów o niskich dochodach. US ustawodawca zatwierdzony tylko część wymaganej ilości i jednocześnie rozszerzył fundusze Pell Grant. Przez następne cztery lata rząd USA domagał się zwiększenia budżetu o 35 miliardów dolarów. Jednak po tym, jak Trump został odrzucony pod koniec 2020 roku, Kongres zatwierdził tylko jedną czwartą kwoty wymaganej do rozwoju lądownika księżycowego Artemis w roku budżetowym 2021 ; lądowanie załogowe w 2024 r. wydaje się zatem nierealne.

Komponenty techniczne

Orion statek kosmiczny zbliżający się do LOP-G

Program Artemis opiera się na pięciu jednostkach technicznych, których koncepcja pochodzi głównie z wcześniejszych amerykańskich programów księżycowych.

• Pocisk superciężki SLS jest oficjalnie opracowywany od 2011 roku, ale – podobnie jak pocisk Ares z przerwanego programu Constellation – bazuje na komponentach systemu promu kosmicznego. Początkowo powinien być w stanie unieść do 26 ton ładunku w drodze na Księżyc. Nie ma pewności, czy pierwotnie planowana ekspansja do 45 ton zostanie zrealizowana.

• Statek kosmiczny Orion został przeniesiony z programu Constellation do programu Artemis za pośrednictwem programu SLS. Przeznaczony jest dla załogi składającej się z maksymalnie czterech astronautów. Orion składa się z kapsuły kosmicznej zbudowanej przez Lockheed Martin oraz „ European service module ”, jednostki napędowej i zasilającej produkowanej przez Airbus Defence and Space w Bremie . Cały system jest tak ciężki, że można go przewieźć na Księżyc tylko za pomocą SLS.

• Systemy naziemne w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego NASA zostały zmodernizowane do obsługi SLS i Oriona. Należą do nich budynek montażu pojazdów (VAB), w którym montowana jest rakieta, wyrzutnia 39B oraz transportery gąsienicowe do transportu rakiety z VAB na rampę. Ponadto zbudowano Mobile Launcher 1 (ML-1), mobilny stół startowy ze zintegrowaną wieżą startową . W przygotowaniu jest druga mobilna wyrzutnia.

• LOP-G ( Lunar Orbital Platforma Brama ) została zaplanowana od 2017 roku. To modułowa stacja kosmiczna, która ma zostać umieszczona na skomplikowanej orbicie wokół Księżyca. Stamtąd mają się odbyć zarówno lądowania na Księżycu, jak i późniejsze loty na Marsa. Ponadto LOP-G będzie służyć jako centrum sterowania do kontrolowania misji robotów na powierzchni Księżyca. Stacja powinna być zamieszkana tylko tymczasowo. Wspiera ją międzynarodowa współpraca między państwami uczestniczącymi w ISS . Ponieważ nie ma pewności, czy LOP-G będzie gotowy do użycia do 2024 roku, ma być używany tylko w późniejszych misjach Artemis.

Statek kosmiczny jako moduł księżycowy

• Specjalna wersja SpaceX -Raumschiffs Starship do używanego modułu księżycowego . NASA wybrała statek kosmiczny w kwietniu 2021 roku w ramach przetargu, w którym wzięły udział trzy bardzo różne technicznie projekty. Najbardziej złożony projekt pochodził od konsorcjum kierowanego przez Blue Origin ; przewidział trzyczęściowy układ modułu zniżania i wznoszenia (jak w lądowniku Apollo ) oraz modułu przeładunkowego . Te ostatnie powinny przenosić dwie pierwsze między różnymi orbitami. Dynetics zaproponował lądownik i wahadłowiec ze zbiornikami zrzutowymi. Z powodu zwolnień NASA początkowo zamierzała pozyskać i wypuścić dwa różne promy do lądowania na Księżycu w 2024 roku; Nie udało się to jednak z powodu niewystarczającego finansowania przez Kongres USA.

planowanie

Artemis planuje do 2024 r., od początku 2020 r.

Od czasu uruchomienia programu Artemis plany jego realizacji zmieniały się kilkakrotnie. Odpowiedzialne najwyższe kierownictwo w NASA - szef wydziału załogowych lotów kosmicznych - zostało zastąpione dwukrotnie. Dokładna kolejność lądowań na Księżycu będzie zależeć między innymi od tego, który z bardzo odmiennych technicznie systemów lądowania wybrała NASA.

Początkowo statek kosmiczny Orion będzie testowany z bezzałogową misją Artemis 1 (listopad 2021 r.) oraz załogową misją Artemis 2 (lato 2023 r.). Oba loty powinny zaczynać się od SLS i prowadzić wokół Księżyca. Pierwsze dwa moduły stacji kosmicznej LOP-G mają następnie zostać wprowadzone na orbitę wokół Księżyca. W związku z dalszymi lotami prywatnymi rakietami oba promy księżycowe mają również zostać przetransportowane na orbitę księżycową. W końcu dzięki Artemis 3 astronauci wylądowaliby na Księżycu po raz pierwszy od 1972 roku, prawdopodobnie bez korzystania z bramy.

Projekt drugiej fazy programu Artemis

Następnie odbędą się coroczne wyprawy na powierzchnię Księżyca, podczas gdy LOP-G zostanie rozszerzony i zostanie utworzona stała obecność USA na Księżycu do 2028 roku. NASA rozumie „stałą obecność” jako „zrównoważony powrót” na powierzchnię Księżyca w sensie wizyt, które są możliwe w dowolnym momencie. Zaproponowała również zapewnienie modułów mieszkalnych na powierzchni Księżyca, które mogłyby służyć jako podstawa wypraw do 45 dni. Nie przewiduje się stałej obsady księżycowej bazy.

Proces ten różni się od poprzedniego planowania m.in. odroczeniem rozbudowy LOP-G i wcześniejszym nabyciem modułu (modułów) księżycowego. Inne działania akceleracyjne obejmują outsourcing startów do prywatnych operatorów rakiet oraz inwestycje w bardziej wydajną produkcję SLS.

Aby przygotować się i wesprzeć załogowe lądowania na Księżycu, NASA planuje dodatkowe dwa bezzałogowe lądowania lub „misje robotów” rocznie. Mają one odbywać się od 2021 roku w ramach uruchomionego w 2018 roku programu CLPS ( Commercial Lunar Payload Services ), a w szczególności dotyczyć eksploracji regionu Bieguna Południowego. Dzięki Artemis 1 na orbitę wokół Księżyca ma zostać wyniesionych kilka małych satelitów, a stamtąd m.in. badać zasoby wodne.

realizacja

Transport kapsuły Orion przed pierwszym testem (2013)

Pierwszym ukończonym elementem Artemis był „europejski moduł serwisowy” zbudowany przez Airbusa dla Artemis 1. Pierwszy lot testowy kapsuły Orion odbył się pod koniec 2014 roku. Przerwany test startowy odbył się w lipcu 2019 roku.

W kwietniu 2020 r., po rocznym konkursie projektowym, NASA wybrała trzy koncepcje lądowników , których rozwój początkowo sfinansuje prawie miliardem dolarów. Jeden z projektów pochodzi od konsorcjum National Team Blue Origin , Lockheed Martin , Draper i Northrop Grumman , inny od zespołu Dynetics i Sierra Nevada Corporation, a trzeci od SpaceX . W kwietniu 2021 roku zapadła decyzja na Starship od SpaceX.

NASA złożyła pierwsze trzy zamówienia CLPS na transport ładunków na powierzchnię Księżyca w maju 2019 r. firmom Astrobotic , Intuitive Machines i OrbitBeyond . Podobnie jak Blue Origin i Lockheed Martin, te trzy firmy pracowały wcześniej nad rozwojem lądowników księżycowych, Astrobotic i OrbitBeyond, a także nad łazikiem . Jednak zamówienie na OrbitBeyond zostało anulowane po dwóch miesiącach. Dwa pozostałe loty powinny doprowadzić do Lacus Mortis i Oceanus Procellarum w 2021 roku . Kolejne zamówienie trafiło do Masten Space Systems w kwietniu 2020 roku ; misja ta ma wylądować na krawędzi krateru Haworth w pobliżu bieguna południowego w 2022 roku . NASA przyznała dwa zamówienia na rok 2023 firmom Astrobotic i Firefly Aerospace . Wraz z drugim lotem astrobotycznym łazik NASA Viper ma zostać sprowadzony w rejon Bieguna Południowego.

Zespół astronautów

W grudniu 2020 r. NASA wybrała dziewięciu amerykańskich astronautów do szkolenia na misje Artemis: Joe Acaba , Kayla Barron , Raja Chari , Matthew Dominick , Victor Glover , Woody Hoburg , Jonny Kim , Christina Koch , Kjell Lindgren , Nicole Mann , Anne McClain , Jessica Meir , Jasmin Moghbeli , Kate Rubins , Frank Rubio , Scott Tingle , Jessica Watkins i Stephanie Wilson . Połowa z nich nie miała doświadczenia w lotach kosmicznych w momencie nominacji. Do tej grupy mogą dołączyć inni uczestnicy, w tym międzynarodowi partnerzy astronauci. Na przykład mówi się, że kanadyjski astronauta jest na pokładzie pierwszej misji załogowej Artemis 2 .

Zobacz też

• Lista planowanych misji księżycowych
• Lista planowanych lotów SLS
• Załogowy lot kosmiczny

literatura

• Manfred „Holender” von Ehrenfried: The Artemis Lunar Program – Powrót ludzi na Księżyc. Springera, ISBN 978-3-030-38512-5 .

linki internetowe

• Strona internetowa projektu Artemis (w języku angielskim)
• Naprzód na Księżyc: plan strategiczny NASA dotyczący eksploracji Księżyca ; Maj 2019 (PDF)
• Misja Artemis: Nowy program księżycowy USA – i jego szanse na sukces ; scinexx dossier programu, lipiec 2019
• ARTEMIS PLAN Przegląd programu eksploracji Księżyca NASA ; wrzesień 2020 (PDF)

Indywidualne dowody