Gateway (září 2023)

Ve Spojených státech amerických a v Itálii pokračuje výroba prvků PPE a HALO pro první kosmickou stanici určenou k provozu na oběžné dráze Měsíce. Mechanickou integraci obou prvků umožní meziprvkový adaptér IEA, který byl vyrobený společností Northrop Grumman. Na fotografii je adaptér zachycen při přepravě na jiné výrobní pracoviště. Až budou oba prvky připraveny, bude adaptér svým větším koncem připojen k zadní stěně obytného modulu HALO a menším koncem k energetickému a pohonnému modulu PPE. Před startem budou v adaptéru ukryty baterie modulu HALO.

V minulém dílu jsme se zaměřili na aktuální dění ohledně mise Artemis 3 včetně jejího potenciálního letu k zárodku stanice Gateway, soulodí PPE/HALO. Popsali jsme také současný stav výroby jednotlivých dílů centrálních stupňů nosných raket SLS nejen pro Artemis 3, ale i pro Artemis 4, při níž by měl být ke kosmické stanici Gateway připojen obytný modul I-Hab.

Artemis 3

Nejprve odbočme k záležitosti, která byla před několika dny probírána v několika anglicky psaných článcích o kosmonautice. Jde o vyjádření představitelů NASA o neudržitelnosti programu nosné rakety Space Launch System, které bylo poskytnuto úředníkům Úřadu pro vládní odpovědnost GAO, shromažďujícím podklady ke zprávě o finančních nákladech na SLS. Podle zprávy GAO ze 7. září 2023 je v prezidentské rozpočtové žádosti na fiskální rok 2024 uveden pětiletý rozpočtový profil financování SLS v celkové výši 11,2 miliardy USD. Úředníci NASA podle GAO uvedli, že i nadále budou každoročně vytvářet pětiletý odhad výrobních a provozních nákladů, který je založen na nejaktuálnějších informacích a je následně využíván v rozpočtovém procesu.

Centrální stupně pro Artemis 3 a Artemis 4 jsou vyráběny na základě kontraktu, který NASA podepsala s Boeingem v prosinci 2022. Zpráva GAO uvedla, že celková smluvní cena za oba centrální stupně je téměř dvě miliardy USD. Pro dodání segmentů pomocných vzletových boosterů SRB pro Artemis 4 NASA podle zprávy uzavřela se společností Northrop Grumman na rozdíl od prvních tří sad smlouvu s pevnou cenou, kde dodavatel přebírá riziko růstu nákladů nad dohodnutou cenu.

Zpráva uvádí, že podle vedoucích představitelů agentury je program SLS při současných úrovních nákladů neudržitelný, protože odhad nákladů přesahuje částky, které představitelé NASA očekávají, že je na program obdrží. Zpráva bohužel tyto náklady kromě výše zmíněných 11,2 miliardy USD pro příštích pět let blíže nekvantifikuje, ačkoli jsou známé z prezidentské žádosti o rozpočet. V letech 2020 až 2023 NASA obdržela pro SLS postupně částky 2,528 mld. USD, 2,555 mld. USD, 2,600 mld. USD a 2,600 mld. USD. Pětiletý rozpočtový profil pro roky 2024 až 2028 uvádí nižší částky, které navíc mají klesající trend: 2,506 mld. USD, 2,483 mld. USD, 2,322 mld. USD, 1,917 mld. USD a 1,969 mld. USD, celkem 11,197 mld. USD. Tento klesající trend je odrazem předpokládaných kroků NASA, vedoucích ke zlepšení cenové dostupnosti SLS.

Vyjádření představitelů NASA o neudržitelnosti programu SLS je nutné zasadit do kontextu doby, kdy byly úředníkům GAO poskytnuty. Když se zpětně podíváme na to, jak administrátor NASA Bill Nelson letos na jaře předestíral scénáře oddalování a rušení misí Artemis, tak vlastně mluvil o neudržitelnosti programu, nikoli však z důvodu výše částek, nýbrž z důvodu tehdy hrozících plošných škrtů federálního rozpočtu. Nyní však sněmovní ani senátní návrh rozpočtu kampaně Artemis na fiskální rok 2024 nevypadají špatně ani v omezeních daných novým zákonem o fiskální odpovědnosti.

Společnost ULA dodala 9. srpna 2023 ze své továrny v Decaturu na Mys Canaveral horní stupeň ICPS-3 pro nosnou raketu SLS Block 1 pro misi Artemis 3. Stupeň byl přepraven do budovy HIF (Horizontal Integration Facility), kde byl vyložen z přepravního kontejneru a dočasně uskladněn. V příštím roce, až poslední horní stupeň DCSS pro nosnou raketu Delta IV Heavy, která poletí na misi NROL-70, uvolní buňku v budově DOC (Delta Operations Center), bude ICPS-3 přepraven k ní a bude v ní testován a zkontrolován. Tento přesun je nyní plánován na jaro 2024.

Kosmickou loď Orion pro Artemis 3 vyrábí v budově O&C v Kennedyho vesmírném středisku zaměstnanci společnosti Lockheed Martin. Na lodi je nyní ověřována těsnost potrubí palivového systému a systému zabezpečení životních podmínek.

Orion pro Artemis 3 bude prvním, který bude mít dokovací systém a plně automatizovaný software. Bude tedy mít plné možnosti pro setkání, přiblížení a dokování. Dokovací adaptér má být do budovy O&C doručen v lednu 2024. Na přední část Orionu bude nainstalován v pozdější fázi montáže. Pracovníci Lockheed Martinu a NASA nyní vyhodnocují, zda bude nejvýhodnější dokovací adaptér nainstalovat až v budově LASF před připojením záchranné věžičky.

Evropský servisní modul ESM-3 má být do budovy O&C dodán na konci letošního roku. Ve výrobním zařízení společnosti Airbus v Brémách v Německu byly do modulu integrovány velké palivové nádrže. Modul nyní prochází finálními integračními kroky. Je dokončováno svařování posledních trubek pohonné části a začíná se s testováním. První na řadě jsou elektrické kontroly.

Adaptér CMA nyní čeká v budově O&C na několik zbývajících trubek pro přivaření. Jakmile dorazí ESM-3, bude trvat asi tři až čtyři měsíce, než budou vzájemně spojeny. K jejich spojení by tedy mělo dojít na jaře 2024. V současnosti se předpokládá, že na jaře 2024 by měly být servisní modul i modul pro posádku připraveny na počáteční elektrické zapnutí, čímž začne testovací a kontrolní fáze samostatné montáže obou modulů.

Součástí mise Artemis 3 stále zůstává přistání u jižního pólu Měsíce v lunárním landeru Starship. Při prvním integrovaném testu nosné rakety Super Heavy B7 s lodí Starship S24 byla 20. dubna 2023 ve Starbase poničena startovní rampa a na raketě došlo k výpadku několika motorů Raptor a k explozi hydraulické jednotky. Sestava dosáhla výšky jen 39 kilometrů a na sestupné trajektorii byla zničena autodestrukčním systémem. Nehoda má nepříznivý vliv na harmonogram dalších zkušebních letů, které jsou nezbytné pro včasnou připravenost pilotovaného lunárního landeru.

Vládní agentura FAA 7. září oznámila, že uzavřela přezkum závěrečné zprávy SpaceX o vyšetřování nehody. Tato závěrečná zpráva z 21. srpna uvádí několik příčin nehody a také 63 nápravných opatření, které musí SpaceX provést, aby se zabránilo jejímu opakování. Nápravná opatření zahrnují přepracování rakety pro zabránění úniků a požárů, přepracování startovní rampy za účelem zvýšení její robustnosti, začlenění dalších revizí do procesu návrhu, povinnost dodatečné analýzy a testování bezpečnostních systémů a komponent včetně autonomního letového bezpečnostního systému, a také použití dodatečných kontrolních postupů. Po splnění nápravných opatření musí SpaceX před dalším startem zažádat a obdržet od FAA úpravu startovní licence ve smyslu bezpečnostních, ekologických a dalších regulačních požadavků. SpaceX musí v žádosti prokázat implementaci všech nápravných opatření.

Elon Musk oznámil 10. září v reakci na zprávu FAA, že SpaceX dokončila a zdokumentovala 57 nápravných opatření, které FAA požadovala. Zbývajících šest položek označil za budoucí opatření, které budou přijaty před dalšími lety.

Druhý pokus o oblet tří čtvrtin Země má provést Starship S25 s nosnou raketou Super Heavy B9. Před nehodou B7/S24 přitom SpaceX hodlala let S25 přeskočit ve prospěch S26.

Loď Starship S26 je prototyp tankeru a v kosmickém prostoru by mohla vyzkoušet přečerpávání kryogenních pohonných hmot mezi svými nádržemi. Původní nosnou raketou měla být Super Heavy B9, nyní je pro její vynesení plánována B10. Loď by měla letět s podobným letovým profilem, který byl plánován pro S24 a je plánován pro S25, měla by tedy obletět tři čtvrtiny Země. Není však vybavena tepelným štítem ani řídícími klapkami a nebude tedy schopná přežít návrat z letu. Ve výšce kolem 50 až 70 kilometrů se má rozpadat a její trosky mají spadnout do Tichého oceánu přibližně 1800 kilometrů jihozápadně od ostrova Kauai.

Cílem letu S26 je získání zkušeností pro budoucí tankery, které mají dodávat pohonné hmoty do orbitálního depa na oběžné dráze Země, potřebného pro doplňování paliva do lunárního landeru. Tyto tankery se mají vracet na Zemi a po natankování mají být opětovně použity.

Určitou představu o časové ose vedoucí ke schopnosti provozu palivového depa pro pilotovaný lunární lander si lze udělat z dohody o spolupráci mezi NASA a SpaceX, která se týká komerčních kosmických aktivit. Byť se tato dohoda netýká spolupráce na lunárním landeru, přináší zajímavé údaje o očekávaném pokroku. SpaceX podle dohody očekává první úspěšný start Starship s nákladem v prvním čtvrtletí 2024 a první úspěšný návrat Starship ve třetím čtvrtletí 2024. Ve třetím čtvrtletí 2025 SpaceX očekává předběžný přezkum návrhu, kterým přezkoumá stav vývoje různých snah o dlouhodobé skladování kryogenních pohonných hmot na oběžné dráze.

Poslední údaj je trochu alarmující. Pokud se komerční verze palivového depa nebude zásadně lišit od verze palivového depa pro lunární lander, pak bychom mohli skladování pohonných hmot v depu pro lander očekávat až v roce 2026. Nepilotované lunární přistání by mohlo přijít na řadu někdy v období 2026/2027 a pilotované přistání v období 2027/2028.

Artemis 4

Pro misi Artemis 4 je připravována nosná raketa SLS v nové verzi Block 1B. Pro tento nosič je místo dosavadního prozatímního horního stupně ICPS připravován výkonný stupeň EUS. Protože přestavba stávající mobilní vypouštěcí plošiny ML-1 na podporu startu SLS s velkým horním stupněm EUS by znamenala nepřijatelně dlouhou pauzu mezi misemi Artemis 3 a Artemis 4, bylo rozhodnuto o montáži nové vypouštěcí plošiny ML-2.

Montážní týmy Bechtelu zahájily v polovině srpna 2023 v blízkosti budovy VAB montáž prvních z čtyřiceti tří vazníků a nosníků, které budou tvořit základnu mobilní vypouštěcí plošiny ML-2 pro nosnou raketu SLS Block 1B.

V budově 115 v Michoud Assembly Facility jsou v plném proudu práce spojené s přípravou na výrobu kvalifikačního exempláře horního stupně EUS, který bude použit pro strukturální testy v Huntsville.  Pro ověření svařovacích postupů a strukturální integrity svarů probíhá svařování ověřovacích exemplářů vodíkové i kyslíkové nádrže. V červnu a červenci byla v nástroji LTAC (LOX Tank Assembly Center) vzájemně svařena kupole a válcové díly ověřovacího exempláře kyslíkové nádrže. V počáteční fázi výroby je i hardware pro kvalifikační a letový exemplář stupně EUS.

Časová osa ML-2 a EUS je zatím nejistá a představitelé NASA mluví o startu mise Artemis 4 na konci roku 2028. Generální ředitel ULA Tory Bruno 29. srpna 2023 potvrdil, že pro případ, že by bylo zapotřebí vyrobit další horní stupeň ICPS, jsou výrobní linky stále otevřené. Konfigurace SLS se slabším stupněm ICPS by ovšem neumožňovala vynést ke Gateway obytný modul I-Hab.

Kabina Orionu pro Artemis 4 prošla na přelomu srpna a září v budově O&C zkušebním tlakovým testem při 1,5 násobku maximálního projektovaného tlaku po dobu kratší než jedna minuta. Ve stejné budově probíhá montáž středových rámů na vnitřní kruh adaptéru CMA pro Artemis 4. Evropský servisní modul ESM-4 je v Brémách uprostřed integrace kabelových svazků a na začátku integrace prvních potrubí pro pohonné hmoty.

Zdroje informací:
https://www.gao.gov/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.faa.gov/
https://twitter.com/N

Zdroje obrázků:
https://images-assets.nasa.gov/…Element%20Adaptor%20(IEA)~medium.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2023/08/LVSA-3-July-2023.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20230815-PH-ULA01_0001~medium.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2023/09/IMG_4843-watermarked.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2023/09/P1210498-watermarked.jpg
https://pbs.twimg.com/media/F5guUVPXIAAX3e5?format=jpg
https://pbs.twimg.com/media/F5dUutlXoAAznOV?format=jpg
https://pbs.twimg.com/media/F3mqZD1XQAQDXoF?format=jpg
https://images-assets.nasa.gov/…LOX-dome_LTAC_09~medium.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2023/09/IMG_4823-watermarked.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2023/09/P1210475-watermarked.jpg