Pe 3 septembrie 2022, NASA a oprit din nou lansarea rachetei Orion spre Lună

Când va lansa, totuși, NASA naveta Orion pe Lună

Prima misiune, (programată initial în data de 29 august 2022), reprogramată, va trimite noua navetă Orion într-un zbor-test (fără echipaj uman, de data aceasta) în jurul Lunii. Apoi, naveta Orion urmează să revină pe Pământ, după 6 săptămâni (42 de zile).

Nava este prevăzută cu 33 de motoare:

• motorul principal
• 24 de motoare pentru controlul altitudinii și deplasarea în jurul axelor
• 8 motoare auxiliare, cu rol de „back-up” în caz de urgență

Artemis este un program ce ar putrea ajunge să coste aproape 100 miliarde dolari, iar primul mare pas urmează să se facă pe 3 septembrie 2022.

„NASA va viza sâmbătă, 3 septembrie, la 2:17 pm EDT, începutul unei ferestre de două ore, pentru lansarea lui Artemis I, primul test integrat al navei spațiale Orion a NASA, racheta Space Launch System (SLS) și sisteme de sol la Centrul Spațial Kennedy al agenției din Florida. Managerii misiunii s-au întâlnit marți pentru a discuta datele și pentru a dezvolta un plan de viitor pentru a aborda problemele apărute în timpul unei încercări de lansare pe 29 august pentru testul de zbor. În timpul acelei încercări de lansare, echipele nu au putut să răcească cele patru motoare RS-25 la aproximativ minus 420 de grade F, motorul 3 prezentând temperaturi mai ridicate decât celelalte motoare. Echipele au văzut, de asemenea, o scurgere de hidrogen pe o componentă a deconectarii rapide ombilicale a catargului de serviciu din coadă, numită recipient de purjare, și au gestionat scurgerea prin ajustarea manuală a debitului de propulsor”, se arată în comunicatul NASA din 30 august 2022 (blogs.nasa.gov).

SLS, amânări și probleme

În luna Mai 2019, șeful de atunci al NASA anunța că misiunea de a readuce oameni pe Lună se va numi Artemis, zeița care, conform mitologiei, îi era soră geamănă zeului grec Apollo.

Semnificația este una deosebită: Apollo a fost programul care ducea pentru prima oară oamenii pe Lună, în urmă cu mai mult de 50 de ani.

Prin programul Artemis, oamenii vor fi readuși pe Lună, ideea fiind ca de data aceasta oamenii să ajungă să construiască o bază lunară, după anul 2030. Până acolo, însă, este drum lung.

Costurile unei lansări pe Lună

La nivelul anului 2012 se estima că racheta SLS poate fi construită cu șase miliarde de dolari, dar până în prezent deja au fost cheltuiți peste 23 miliarde și racheta este la prima lansare.

În același an (2012), se estima că o lansare poate costa 500 milioane dolari, dar cele mai recente estimări indică peste 4 miliarde/lansare. Tot atunci, cei mai optimiști credeau că racheta poate fi lansată în anul 2017.

Programul este unul scump, cu un audit ce estima cheltuieli de 93 miliarde dolari din anul 2012 până în anul 2025, anul în care patru americani ar trebui să pășească în zona polului sud Lunar, ca parte a misiunii Artemis III.

În luna Mai 2024, cel devreme, capsula Orion ar trebui să ducă câțiva astronauți într-o misiune în jurul Lunii, însă, fără aselenizare.

Cel mai probabil, calendarul se va schimba fiindcă apar multe probleme tehnice și multe chestiuni sunt în întârziere (așa cum s-a întâmplat și de această data).

Elemente importante sunt refolosite de NASA

Programul Artemis este unul scump și întârziat, însă este foarte bine că acesta există, că a obținut finanțare și că va duce oameni pe Lună pentru prima oară după anul 1972. Motoarele de pe racheta SLS au fost folosite și în trecut.

NASA, o instituție schimbată, este mai eficientă acum decât în urmă cu 10 ani și a înțeles că este vital să lucreze cu companii private precum SpaceX și Blue Origin, și nu doar cu marile concerne aeronautice.

Dar, la SLS diverse elemente au fost construite de companiile mari, precum: Boeing, Aerojet Rocketdyne, Northrop Grumman și United Launch Alliance (joint venture între Lockheed Martin și Boeing).

De asemenea, motoarele de pe racheta SLS, care ar urma să fie lansată, fac parte din inventarul NASA și în trecut au propulsat navete spațiale. Exact aceste motoare au mai fost folosite la zboruri ale navetelor spațiale în trecut (în total peste 20 de zboruri) dar, din păcate, în misiunea Artemis motoarele nu vor mai fi recuperate, ci vor ajunge în oceanul Pacific după ce combustibilul primei trepte se va fi terminat.

Capacitatea rezervoarelor rachetei SLS  este de 3,3 milioane de litri de hidrogen lichid și oxigen lichid

Racheta SLS are:

• patru motoare RS-25
• două boostere auxiliare

Rezervoarele treptei principale au o capacitate atât de mare încât poate conține până la 3,3 milioane de litri de hidrogen lichid și oxigen lichid în total.

Capsula Orion nu este nouă nici ea. Aceasta a fost construită cu aproape 20 de ani în urmă, dar anularea programului Constellation, în anul 2010, a însemnat că Orion nu avea cum să mai ajungă în spațiu.

După o serie de modificări, Orion va ajunge în spațiu și este esențială pentru programul Artemis, cu condiția ca ea să fie recuperată cu succes și deci să ajungă cu bine în apele oceanului.

Manechine, în loc de oameni

În loc de oameni, în capsulă vor fi trei manechine, numite astfel:

• Helga
• Zohar
• Commander Moonikin Campos (botezat astfel în semn de omagiu adus lui Arturo Campos, un administrator al subsistemului de energie electrică, care a ajutat la aducerea în siguranță a navei Apollo 13 pe Pământ în faimosul incident care se putea transforma într-un dezastru).

Pe două dintre manechine au fost montate modele din plastic ale unor organe umane, scopul fiind să se măsoare ce efecte are radiația din spațiu asupra viitorilor astronauți (manechinii au fost prevăzuți cu 5.600 de senzori și 34 de detectoare de radiație).

Momentul lansării navetei

Naveta Orion ar trebui să se desprindă când racheta SLS ar ajunge la 3.700 km de Terra și propulsoarele o vor purta în misiunea din jurul Lunii, urmând ca Orion să parcurgă 2 milioane de km în 42 de zile și să ajungă la 100 km de suprafața lunară. Revenirea este programată să aibă loc în apele oceanului Pacific.

Ce se va întâmpla imediat după lansare

După lansare, Orion urmează să atingă cel mai apropiat punct față de suprafața lunară (100 km altitudine), iar după această fază, la căteva zile de la lansare, naveta va atinge cel mai îndepărtat punct în care a ajuns o navetă spațială construită pentru a transporta și oameni (peste 450.000 km de Terra), depășind un record stabilit de Apollo 13 în aprilie 1970. Luna se află la 384.000 km de Terra, iar Orion va atinge un punct maxim aflat la 64.000 km depărtare de Lună.

Din treapta superioară a SLS vor fi lansați și 10 sateliți de mici dimensiuni, așa-numiți „cubesats”, care să studieze Luna și împrejurimile.

Naveta Orion nu poate aseleniza, dar va fi folosită și în misiunea Artemis III, care va readuce oamenii pe suprafața Lunii, în anul 2025 sau mai târziu. Orion îi va duce pe astronauți pe orbita lunară, în zona polului sud, iar ei vor ajunge pe suprafața lunii după ce se vor îmbarca într-o capsulă ce va fi construită de SpaceX.

Un mare avantaj este faptul că Orion este proiectată pentru a putea face față și unei reveniri în atmosfera Pământului de pe o traiectorie interplanetară (unde viteza este mai mare decât în cazul revenirii de pe orbita Lunii), ceea ce înseamnă că NASA va putea folosi această capsulă și pentru viitoare misiuni spre și dinspre Marte.

În căteva secunde de la lansare, boosterele auxiliare urmează să se desprindă și să cadă în ocean. La opt minute de la lansare, treapta principală a rachetei, de culoarea portocalie, ar urma să se desprindă. Orion ar urma să fie atunci pe orbita terestră, iar de ea ar fi încă atașată treapta superioară a rachetei, potrivit hotnews.ro

Panourile solare ale Orion se vor deschide, urmând o orbită terestră, iar treapta superioară va plasa Orion pe traiectoria corectă către Lună și se va desprinde de capsulă la două ore de la momentul lansării. Cu aproximativ o jumătate de oră înainte de acel moment, Orion ava atinge o viteză de peste 35.000 km/h.

Călătoria înapoi spre Terra

La revenirea în atmosferă Orion va atinge o viteză maximă de peste 39.000 km la o altitudine de peste 130 km. Se va putea vedea și dacă scutul termic rezistă perfect la temperaturile de câteva mii de grade, la reintrarea în atmosferă și apoi va trebui ca cele trei parașute speciale să se deschidă.

Aportul deosebit de important al unui inginer român la construcția navetei Orion

La implementarea celor 8 motoare auxiliare, cu rol esențial în succesul misiunii Artemis, a lucrat și un inginer român în cadrul parteneriatului NASA cu Agenția Spațială Europeană (ESA), care a povestit, în detaliu anumite aspect legate de construcția navetei spațiale Orion

Astfel, pentru digi24.ro, inginerul român Dragoș Alexandru Păun („Propulsion Systems Engineer” în cadrul Ariane Group, compania europeană care s-a ocupat de integrarea sistemelor de propulsie la nava Orion),
a declarat:

Orion e alcătuită din două „etaje”:

• un etaj compus din modulul principal, în care se va afla echipajul („Crew module”, în engleză)
• un al doilea etaj alcătuit din așa-numitul „modul de serviciu”.

trebuie precizat faptul că este pentru prima oară în istorie când NASA a acordat încredere deplină unor companii și instituții non-americane (Agenția Spațială Europeană) să se ocupe de realizarea unui element-critic din cadrul unei misiuni de o asemenea importanță.

Absolvent în 2008 al Facultății de Construcții Aerospațiale a Universității „Transilvania” din Brașov și al unui master de de un an de zile în Italia, Franța și Germania, bazat pe tematica zborului spațial uman, inginerul român, stabilit în prezent în Germania, a precizat:

„Modulul de serviciu este foarte important pentru noi pentru că este fabricat aproape în întregime în Europa. Compania Airbus Defence & Space, împreună cu Ariane Group, sunt responsabile atât de producția de componente majore, cât și de integrarea ESM”.

Adică, într-un limbaj mai neacademic, ESM e un fel de „etaj tehnic” al navetei Orion: aici se află grupate motoarele, sistemele de propulsie, de menținere a vieții etc. De asemenea, inginerul Păun a explicat că:

Agenția Spațială Europeană s-a ocupat de realizarea a trei astfel de ESM-uri:

• primul a fost testat pe 29 august2022
• al doilea va fi folosit pentru viitorul zbor Orion cu echipaj uman în jurul Lunii
• al treilea (aflat încă în construcție) pentru aselenizarea propriu-zisă, programată undeva în orizonul 2024-2025

Potrivit inginerului român:

„În total, sunt prevăzute minim 9 module”.

„Scopul este de a avea o arhitectură sustenabilă pentru un viitor în care vom putea ajunge la Lună și să construim drumul spre planeta Marte împreună”.

Mastodontul cât un stadion pus pe verticală care a propulsat nava Orion spre Lună Misiunea Artemis 1, pe 29 august 2022, va testa în premieră și noua rachetă NASA – numită Space Launch System (Sistemul de Lansare în Spațiu – SLS).

Concret, SLS reprezintă cel mai mare sistem de lansare verticală construit de NASA, de la rachetele Saturn V folosite în programul lunar Apollo, din anii 1960 și 1970.

Aici este vorba de știința „integrării” unor motoare de rachetă made in USA pe un modul fabricat în Europa.

În total, întregul ansamblu SLS-Orion este compus din 55 de motoare și sisteme de propulsie care au, fiecare în parte, un rol clar definit. De funcționarea ireproșabilă a fiecăruia depinde succesul misiunii.

„După atât de mult timp și efort investit, nivelul de emoție e foarte mare pentru întreaga echipă și acest lucru se simte”, a spus Dragoș Păun.

Referitor la cele 33 de motoare ale Orion, inginerul Dragoș Păun a explicat:„Cele 8 motoare auxiliare reprezintă siguranța că, dacă ceva se întâmplă, fie cu motorul principal, fie cu sistemul de control al altitudinii, vom putea controla nava în așa fel încât să îi aducem acasă pe astronauți în siguranță”.

Inginerul român s-a ocupat, din 2014, de „implementarea” acestor opt motoare în modulul de serviciu al navei Orion

Dragoș Păun a fost implicat în realizarea tuturor celor trei ESM-uri pentru misiunea Artemis în cei 7 ani și jumătate de activitate

O zi de lucru „normală” pentru Dragoș și ceilalți zeci de colegi din birourile Ariane Group din Bremen însemna întâlniri cu specialiști americani și europeni din domeniul spațial, discuții, „intrat în calcule”, verificări, răs-verificări dar și lucrul în „camera curată” unde avea loc „asamblarea” sistemelor.

Proiectul “Orion” este foarte important pentru Dragoș Păun, în acest sens declarând:

„Pentru mine e un lucru foarte important, deoarece chiar am lucrat la acest modul. E primul modul care va zbura și e pentru prima oară când sistemul va fi propulsat în orbită lunară. ESM-ul se va activa când ajungem în orbită lunară, când ne lăsăm să intrăm sfera de influență a câmpului gravitațional al Lunii. Când ajungem în jurul Lunii, folosim motorul principal al navei ESM pentru a frâna în orbită lunară”.

Pentru lansarea Artemis I pe Lună, preconizată pentru data de 3 septembrie 2022, „echipa de management al misiunii se va reuni din nou joi pentru a revizui datele și pregătirea generală”, potrivit informațiilor de pe blogs.nasa.gov