Dosud nejsilnější kosmická raketa zvaná stále ještě SLS (Space Launch System) se konečně 16. listopadu ráno v 1:47 místního či v 7:47 našeho času vydala s kosmickou lodí Orion ke zkušebnímu letu Artemis 1. Po mnoha peripetiích, střetech zájmů a handrkování o dolary se Spojené státy konečně postavily čelem k velkému, nákladnému a časově náročnému projektu, jako je trvalá přítomnost lidstva na Měsíci a v perspektivě let na Mars.
Jako čtenáři Technického týdeníku jste se mohli s programem Artemis, zvaným jinak „Moon to Mars“, stručně seznámit už v říjnových číslech, když se start mise Artemis 1 plánovaný na 29. září očekával již s velmi vysokou pravděpodobností; my jsme tehdy, v dobré víře a kvůli termínům odchodu do tisku, událost poněkud předběhli. Start však nakonec zhatil hurikán Ian a 98 m vysoká raketa SLS musela být 27. září pro jistotu odvezena zpět do montážní budovy VAB (vehicle assembly building) na Kennedyho kosmodromu (KSC). Nebylo to poprvé. Ohlédneme-li se do dob počátků příprav, zjistíme, že první start rakety SLS byl plánován už na prosinec 2016, kdy ještě nevládl prezident Donald Trump a program se realizoval za skřípění zubů Baracka Obamy. Ten kosmickým letům nijak moc nepřál a s odůvodněním „na Měsíci jsme už byli, proč se vracet“ mluvil cosi o letech k asteroidům. Nebylo tedy kam spěchat až do chvíle, kdy administrativa Donalda Trumpa „zrevitalizovala“ odložený lunární program a stanovila si za cíl vrátit se na Měsíc v roce 2024, už tam i zůstat a posléze zamířit do „dalekého vesmíru“ — k planetě Mars. Jistě, nějaký ten skluz v termínech se dal očekávat. USA, a tedy ani NASA už ke spěchu nenutí závody, kdo bude na Měsíci první, jako tomu bylo v 60. letech minulého století, kdy byl během pouhých devíti let realizován program Apollo. Start SLS byl tak z nejrůznějších technických důvodů, především kvůli problémům s hlavním stupněm rakety, celkem 17× odložen — až do současnosti. Letos NASA vyvezla raketu na rampu k tzv. „mokrým zkouškám“, tj. tankování paliva, již v březnu a doufala, že odstartuje už v květnu. Poslední ostré pokusy o start z KSC na mysu Canaveral byly zrušeny 3. září 2022, kdy NASA ohlásila potíže s únikem vodíku při tankování, a 27. září kvůli už zmíněnému hurikánu.
Operace za 5 minut 12
Do startovních plánů NASA promluvily živly také před již uskutečněným startem, tentokrát Floridu 11. listopadu zasáhla subtropická bouře Nicole. Přes nepříznivé počasí se však vedení NASA tentokráte rozhodlo riskovat. Nechalo nosnou raketu na rampě a start pouze posunulo o dva dny, na 16. listopadu 2022. To se vyplatilo a kosmická loď Orion, i když zatím bez posádky, v těchto dnech oblétává Měsíc. Šlo takříkajíc o „operaci za 5 minut 12“. V sázce byla mise za 4,1 miliardy dolarů (98,6 miliardy korun). Mimochodem, zatím se celkové náklady na lunární program, který se prodražil o miliardy dolarů a je o několik let opožděn, vyšplhaly na 93 miliard dolarů (2,3 bilionu korun). Pokud by raketa ani tentokrát neodstartovala, přicházely už by v úvahu jen termíny v rozmezí 19.—25. listopadu. Další startovní okno by se sice otevřelo v prosinci, ovšem jak upozornil server TechAint, 9. a 14 prosince 2022 by skončila životnost dvěma 53m boosterům na tuhé palivo (SRB — solid rocket booster), které při startu zajišťují raketě až 75 % startovního tahu. I jednotlivé segmenty slisovaného tuhého paliva APCP (ammonium perchlorate composite propellant, tedy směs tvořená 12,04 % polybutadienarylátu, 16 % práškového hliníku a 69,6 % chloristanu amonného) totiž mají své limity a je otázkou, kdy by mohly být nahrazeny. Startovní okna určuje poloha Měsíce vůči Zemi v den startu. Protože NASA potřebovala navigovat Orion na tzv. vzdálenou retrográdní oběžnou dráhu DRO kolem Měsíce, musel být motorický manévr nazývaný translunární injektážní zážeh s ohledem na polohu Měsíce proveden v určitém bodě, aby dostal loď na správný kurz. To se podařilo a Orion dosáhl Měsíce v pondělí 21. listopadu, kdy prolétl jen asi 130 km nad jeho šedým povrchem. V dalších dnech má za úkol oblétnout Měsíc po dlouhé elipse ve vzdálenosti až 450 000 km od Země a cca 40 000 km od odvrácené strany Měsíce. V případě úspěchu to bude nejdále, kam kdy vesmírné plavidlo navržené pro lidskou posádku doletělo. Programátoři dráhy ovšem museli vyřešit ještě jeden problém: Orion nemůže letět ve tmě (např. v zákrytu lunárního disku) déle než 90 minut. Jeho energetika je totiž na rozdíl od kabin Apollo závislá na slunečním svitu. Bez něho by čtyři panely solárních baterií neměly dostatek elektřiny k udržení optimální funkce servisního modulu a palubních přístrojů, včetně optimální teploty ve velitelské kabině. A do třetice: NASA potřebuje, aby Orion 11. prosince dopadl do mořských vln Pacifiku u kalifornského San Diega během denních hodin, aby mohly záchranné týmy snáze najít kabinu a vytáhnout ji z vody. Toto vše museli plánovači mise zvládnout. Probíhající 25denní mise Artemis 1 je vedením NASA považována za „krátkou“ variantu, oproti uvažovaným misím do 42 dnů, které by Orion absolvoval, pokud by se podařilo uskutečnit některý ze dvou předchozích pokusů o start. „I tato kratší cesta ale dosáhne všech cílů testu, ovšem v omezenějším časovém rámci,“ řekla 14. listopadu na předletové tiskové konferenci hlavní letová ředitelka NASA Emily Nelsonová. „Ověřili jsme všechny varianty včas, abychom dokázali napasovat všechny testy, o kterých program rozhodl, že je potřeba splnit, i do nejkratší varianty mise. Ale je to mnohem obtížnější než poskládat dílky Tetris tak, aby všechny tyto věci do sebe zapadaly.“
Není lesku bez šrámu
Start SLS z letité rampy 39B, odkud startovaly před 50 lety slavné lunární výpravy programu Apollo, sledovalo na mysu Canaveral na 100 tisíc lidí. Kapely hrály, pronášely se projevy, lidé se radovali. Na pracovištích NASA a na kosmodromu pak zejména. Na první pohled vše probíhalo hladce. Subtropickou bouři Nicole na rampě stojící raketa přestála „až na maličkosti“ bez úhony. Tedy, maličkosti... Nejprve se objevila obava spojená s poškozením izolace na centrálním stupni rakety, což vyvolalo vzpomínky na havárii raketoplánu Columbia, kdy utržený kus izolace (na snímcích je to ta „rezavá“ část centrální nádrže STS či hlavního centrálního stupně SLS) poškodil náběžnou hranu křídla raketoplánu, který se posléze rozpadl v atmosféře. Jde o materiál zvaný RTV (room temperature vulcanizing silicone), který se v důsledku hurikánu uvolnil na rozhraní mezi návratovou kabinou Orionu a jejím záchranným systémem přerušení startu. „Myslím, že bych byl pošetilý, kdybych řekl, že vzpomínka na Columbii nebyla v mysli každého z nás,“ řekl Jim Free, ředitel průzkumných systémů NASA, v rozhovoru pro CBS News. Manažer mise Artemis 1 Mike Sarafin na tiskové konferenci prohlásil, že řídicí tým NASA v pondělí přezkoumal hrozbu, kterou představuje hurikánem poškozená izolace, a schválil start nosiče za 4,1 miliardy dolarů bez opravy. „Zeptal jsem se, jestli existují nějaké nesouhlasné názory, žádné nebyly,“ řekl Sarafin. „Přijali jsme toto rozhodnutí, takže v našem plánu pokusit se odstartovat 16. listopadu se nic nemění.“ Pravda, jak se ukázalo po startu, snímky z kamer zaznamenaly „několik náznaků“, že během letu odpadl další materiál, ale inženýři stále studují data, aby zjistili, co, pokud vůbec něco, vypadlo z Orionu během stoupání nosiče. Jiná „maličkost“, opětovný únik paliva z ventilů při tankování vodíku do centrálního stupně rakety, ovšem mohla SLS znovu vrátit z rampy do montáží budovy jako 3. září. „Byl to mrazivý okamžik, když senzory detekovaly další únik paliva,“ přiznal Mike Bolger, šéf programu Exploration Ground Systems, na briefingu po úspěšném startu. „Takové úniky byly prokletím existence této rakety během předchozích pokusů o start. Když se během úterního (15. listopadu) odpočítávání objevil další únik, mnohým se zdálo, že jsme svědky dalšího zmařeného startu, nebo ještě hůře, návratu do montážní budovy kosmodromu kvůli opravám,“ dodal upřímně. Zatímco svět v přímém přenosu NASA TV sledoval, zda by tento únik paliva mohl být opraven, řídicí tým mise Artemis 1 učinil riskantní rozhodnutí: poslal tzv. Červený tým (Red Crew), což je specializovaná skupina techniků, na tzv. nulovou palubu, tedy na úpatí základny rakety plné paliva, aby se pokusili únik kapalného vodíku zastavit. Trent Annis a další dva členové Red Crew Billy Cairns a Chad Garrett byli pár hodin před startem v 03:12 GMT 16. listopadu vysazeni na mobilní startovní plošinu, aby utáhli tzv. balicí matice, což je hardware, který vytváří perfektní utěsnění na tzv. doplňovacích ventilech, jimiž je kapalný vodík dočerpáván do základního stupně měsíční rakety SLS po ukončení hlavního tankovacího procesu až do okamžiku startu. Vzhledem k tomu, že vodík tvoří tak malé molekuly, že si najdou cestu i přes nejtěsnější těsnění, musí NASA doplňovat palivové nádrže po celou dobu odpočítávání startu i po dokončení hlavního tankování. Na plošině tým zjistil, že balicí matice jsou „viditelně uvolněné“, jak konstatoval komentátor na kanálu NASA TV. Naštěstí s nervy zdánlivě z oceli si členové týmu vedli obdivuhodně, utáhli matice a umožnili tak obnovení odpočtu startu. Trent Annis, jeden z členů Red Crew, pak řekl reportérům NASA TV, že i když bylo děsivé být pod raketou s palivem, jeho tým se snažil soustředit na práci. „Řekl bych, že jsme se velmi soustředili na to, co se tam děje. Protože raketa je, víte, živá. Vrže, skřípe, vydává zvuky, což je docela děsivé. Na nulté palubě mi proto pěkně pumpovalo srdce. Nervy pracovaly, to ano, ale dnes jsme se předvedli!“ Jeho kolega Bill Cairns, který v týmu sloužil celých 37 let, uvedl, že nikdy předtím nebyl povolán k opravě plně natankované rakety. „Měli jsme kolem spoustu lidí, kteří nám pomáhali, hodně týmů a pro případ i tzv. protipožární místnost,“ vykládal reportérům Annis. „Jsem si jistý, že to bylo pro všechny hektické. Ale víte, NASA, Boeing, všichni ostatní odvedli skvělou práci. Jsme rádi, že jsme toho byli součástí.“ Skromní chlapi... Přitom zachránili celou misi Artemis l! Jak někdo později poznamenal: „Hrdinové nemusejí vždy mít na sobě skafandr, ale třeba jen klobouk.“ V tom případě, klobouk dolů. O tom, že dosud nejsilnější kosmická raketa je výsledkem kombinace technologií používaných od legendárních raket Saturn Wernhera von Brauna přes raketoplány včetně hlavních motorů RS-25D/E prvního stupně z 80. let a RL-10 z počátku 60. let ve stupni druhém, jsme už psali. Sladit až 83leté, byť výkonné technologie do jednoho celku s prvky vyžadujícími nejmodernější techniku a řídicí systémy, je obdivuhodný výkon. Zdá se však, že se to povedlo. Ona taková raketa, jako je SLS Blok 1, naplněná 2,76 milionu litrů kapalného vodíku a kyslíku je pěkná nálož výbušniny. Její případný výbuch na rampě by se ničivou silou vyrovnal přinejmenším Hirošimě. Stačilo zapnout všechny motory na plný tah, což se odehrálo poprvé, aby předvedla, co umí. Nedivme se tedy, jak manažer mise Artemis 1 Mike Sarafin během briefingu mimochodem prozradil, že mobilní startovací rampa Artemis 1 byla „poněkud poškozena“. Ukázalo se totiž, že tlaková vlna generovaná motory o tahu 8,8 milionu liber (3 992 t) během středečního startu například vyrazila tlakové dveře výtahů servisní věže sloužících k dopravě techniků a astronautů do kabiny. Tým kosmodromu ovšem tak trochu „lehký výprask“ věži ze strany SLS očekával. „Technici nebyli zatím schopni plně posoudit stav servisní věže rampy, ale postupujeme s krajní opatrností, abychom získali přesné údaje o stavu systémů. Pracujeme na tom,“ dodal Sarafin.
Od obletu Měsíce k budování stanice
Systémy kosmické lodě Orion fungují podle informací řídicího střediska v Houstonu nad očekávání dobře. Radost nad tím kalí jen skutečnost, že z deseti CubeSatů, které II. stupeň rakety ICPS „vylodil“, funguje po navedení na lunární dráhu jen polovina: ArgoMoon, Biosentinel, Equuleus, LunaH-Map a Omotenashi. Zbylé CubeSaty zřejmě mají problémy se stavem akumulátorů, a tudíž i s komunikací. Rok byly totiž namontovány na stupni ICPS, kde ne všechny měly možnost dobíjet akumulátory. [Podle aktuální zprávy vydané před tiskem tohoto vydání TT 23. listopadu selhal japonský CubeSat Omotenashi při pokusu dosednout na povrch Měsíce — pozn. red.] Loď zůstane na DRO oběžné dráze až do 1. prosince, kdy provede další manévr, aby se dostala na kurz k Zemi. Přistane 11. prosince na padácích u kalifornského pobřeží. Pokud celý zkušební let Artemis 1 proběhne dobře, může NASA začít připravovat misi Artemis 2 plánovanou zatím na polovinu roku 2024. Tentokráte už půjde o pilotovaný let se čtyřmi astronauty, kteří ovšem „pouze“ zopakují slavný vánoční let lodě Apollo 8 z prosince 1968. Kolem Měsíce tedy budou s Orionem jen kroužit. Z hlediska porovnání s programem Apollo NASA tentokráte kráčí k Měsíci opatrnými kroky. Jestliže mezi letem Apolla 8 a přistáním Apola 11 na měsíčním povrchu (červenec 1969) bylo časové rozpětí pouhých sedmi měsíců, s Artemis 2 si NASA dává na čas. Nakonec i po úspěšném oblétávání našeho souputníka se počítá s přistáním na Měsíci spíše až v roce 2026 než v optimistickém termínu stanoveném na duben 2025. Během mise Artemis 2 má posádka dále testovat Orion tak, aby odzkoušela téměř všechny nezbytné komponenty, jež najdou využití při dalších letech. Otázkou zůstává, zda už bude v tomto období otestován také přistávací modul HLS (Human Landing System) vyvíjený Muskovou společností SpaceX. Lunární verze Starshipu se zatím rodí a první ostrý start na oběžnou dráhu se očekává v příštích dnech. Bezpilotní let prototypu Starship- -HLS s přistáním na Měsíci se pak má uskutečnit nezávisle na misích Artemis až v roce 2024, nejspíše na jednom z vybraných míst v oblasti jižního pólu. Půjde zřejmě jen o pouhý test přistání tohoto 50m kolosu, ale pokud se povede i start z Měsíce, bude NASA vrchovatě uspokojena. Před společností SpaceX ovšem stojí ještě potřeba vyřešení řady problémů. Jde například o testování výtahu, který bude posádku měsíční lodi HLS/ /Starship dopravovat z obytného prostoru na lunární povrch a zpět. Výtah samotný musí mít poměrně robustní konstrukci, neboť kabina s astronauty se bude nacházet ve výši kolem 30—40 m nad terénem a případné katastrofické selhání nesmí zamezit návratu posádky zpět do lodi. Proto se vymýšlí i rezervní, nouzové řešení. Důležitějším faktem zůstává, že ještě nebylo rozhodnuto, kolik letů budou muset tankery Starship podniknout na oběžnou dráhu, aby loď „kotvící“ na orbitě Země měla dostatek pohonných hmot pro uskutečnění celé mise Artemis III. Velkou výzvou je pak i samotný proces tankování kryogenních pohonných látek na oběžné dráze. SpaceX má smluvně zajištěnou ještě lunární misi Artemis 5, která je plánována na rok 2028. NASA ovšem počítá s tím, že nezůstane pouze u Starship, a už v březnu ohlásila, že zahájí tendr na HLS druhé generace s termínem nasazení mezi roky 2026—27. Má jít o takové landery, které by mohly čerpat palivo u v té době již vybudované cislunární stanice Gateway a pendlovat tak mezi stanicí a Měsícem při budování stálé lunární základny. Ta by měla být dokončena ještě před rokem 2030. Nové přistávací moduly, zřejmě v pilotované i bezpilotní (nákladní) verzi, postavené a provozované v souladu s dlouhodobými požadavky NASA mají perspektivně zvýšit objem prací posádek na stanici i na Měsíci a dopravit více techniky, technologie a vědeckých aparatur na lunární povrch. Připravují se také moderní lunární vozidla, ať už automatizované, nebo hermetizované pro astronauty, např. japonskou agenturou JAXA. Program Artemis má tedy vytyčen mnohem náročnější a komplexnější cíl než jen návrat lidí na Měsíc. Na rozdíl od programu Apollo ze 60. let minulého století je cílem zajištění a trvalé udržení lidské přítomnosti na Měsíci a perspektivně i kolonizace Marsu. Jde o program, který je, podobně jako Mezinárodní kosmická stanice (ISS), realizován v rámci mezinárodní spolupráce. Od počátku se totiž na projektu podílí tisíce lidí i v Japonsku, Kanadě či z Evropy v rámci ESA a jsou na to hrdí. Pokud budou ideje programu Artemis naplněny, stane se naše civilizace skutečně civilizací kosmickou. /Stanislav Kužel/
