Projekat “Artemis”
U POHOD SUSEDU: “Artemis 1” na lansirnoj rampi
fotografije: nasa
Put na Mesec, ponovo
Kakvog uopšte smisla ima ponavljati nešto što je već uspešno obavljeno pre više od pola veka? Na Mesecu je boravilo šest ljudskih posada, poslednja se odatle vratila 1972. godine. Reči koje je pritom izgovorio Judžin Sernan još uvek odzvanjaju u glavama nas, malo starijih: “Danas napuštamo Mesec [...] odlazimo kao što smo i došli i, uz Božiju pomoć, vratićemo se opet, u miru i sa nadom za čitavo čovečanstvo”
Ime “Artemis” nije izabrano slučajno – u grčkoj mitologiji Artemis (Artemida) je boginja prirode, rađanja, lova, divljine, streličarstva i Meseca, sestra bliznakinja Apola (Apolona), boga muzike, umetnosti, Sunčeve svetlosti i znanja. Projekat “Apolo” je pre više od pola veka odveo Amerikance prvi put na Mesec. Projekat “Artemis” tamo treba da ih vrati i barem delimično nadoknadi decenije koje je pojeo šatl. Iako je u početku smatran za kosmičko vozilo budućnosti, šatl nikad nije ispunio očekivanja i na kraju je, i pored više od stotinu realizovanih misija, ostao upamćen samo po katastrofama “Čelindžera” i “Kolumbije”, koje su odnele 14 života. Šatl je, kao projekat, završio na slepom koloseku, koncept raketoplana za višekratnu upotrebu na kraju je napušten, a inženjeri su se vratili klasičnom dizajnu koji je bio tako uspešan tokom šezdesetih i početkom sedamdesetih godina prošlog veka. Tokom trajanja projekta “Apolo”, 12 astronauta hodalo je Mesečevom površinom, više od 20 ih je napustilo Zemljinu orbitu i boravilo u “dubokom” kosmosu. Nijedno lansiranje nije bilo neuspešno. Jedina nesreća zabeležena je u ranoj fazi, tokom obuke u simulatoru na zemlji, kada su u požaru stradala trojica astronauta. Osvajanje kosmosa nikada nije bilo bezopasno.
Kompozicija “Artemis 1”, u suštini, ima dva osnovna dela: primarni raketni nosač (takozvani Space Launch System ili SLS) i brod “Orion”, koji će u bliskoj budućnosti moći da nosi četvoročlanu ljudsku posadu. Ovaj “ansambl” zajedno nikad nije leteo u kosmos, zato je “Artemis 1” toliko značajan. U pitanju je najveća raketa koja je dosad napravljena i može se porediti samo sa Saturnom V, raketom koju je konstruisao “američki” Nemac Verner fon Braun. SLS ima visinu oko 60 metara, a sa “Orionom” i tornjem za spasavanje na njemu dostiže i svih 100, što je visina koju nema ni Kip slobode u Njujorku. Međutim, visina nije preterano bitna, mnogo je važniji maksimalni potisak koji raketni nosač može da obezbedi. U slučaju SLS-a, to je oko 4000 tona, što je za 15 odsto više u odnosu na legendarni Saturn V (ukupna masa čitave kompozicije iznosi oko 2600 tona). U nisku zemljinu orbitu SLS može da izbaci teret od oko 95 tona.
KORIŠĆENO, ALI PROVERENO
NASA se generalno trudila da za prve letove “Artemisa” iskoristi komponente koje ima na lageru, pre svega one koje su nadživele epohu šatla. Delovi koji su ugrađeni u SLS do sada su učestvovali u više od 50 svemirskih misija. To što su komponente već testirane u praksi smanjilo je troškove i ubrzalo njihovu ponovnu sertifikaciju za let.
SLS ima dva bustera na čvrsto gorivo, koji su skoro identični onima koji su korišćeni za letove “šatla”. Busteri na čvrsto gorivo rade relativno kratko i obezbeđuju lavovski deo potiska, ali imaju i jednu veliku manu: kada ih jednom “potpalite”, ne postoji mogućnost da ih više isključite. Busteri gore sve dok ne potroše celokupno gorivo kojim raspolažu i ako nešto krene naopako, mogućnosti za korekciju su minimalne. U ovom slučaju, radi se o recikliranom i neznatno usavršenom hardveru šatla (dodat je jedan segment kako bi se povećala količina goriva i produžilo vreme rada za četvrtinu), s tom razlikom što busteri više nemaju padobran, čime je eliminisana mogućnost njihove ponovne upotrebe.
Centralni deo SLS-a čini ogroman rezervoar za gorivo karakteristične narandžaste boje (nalik na onu koju smo mogli da vidimo na glavnom rezervoaru šatla), za čije dno su vezana četiri velika motora preuzeta sa rashodovanih šatlova (trenutno ih na lageru ima 12, dovoljno za nekoliko narednih misija). Ovi motori tokom poletanja generišu oko četvrtine ukupnog potiska i kao gorivo koriste 2,75 miliona litara superhladnog tečnog kiseonika i vodonika. Ni ovi motori neće moći da se koriste višekratno: kada obave svoj posao iznošenja “Oriona” nadomak niske Zemljine orbite, kompletan ansambl SLS biće odbačen. Oba bustera i ispražnjeni centralni rezervoar sa motorima završiće na kraju u dubinama Atlantskog okena.
Između centralnog rezervoara i “Oriona” nalazi se drugi stepen, kratak cilindar sa jednim raketnim motorom (RL-10, kasnije će ih biti četiri). Ovaj motor nastavlja da ubrzava “Orion” sve dok brod ne dostigne stabilnu orbitu oko Zemlje. Nakon nekoliko krugova oko Zemlje, motor drugog stepena aktivira se još jednom čime letelica dospeva na translunarnu putanju koja vodi direktno na Mesec, nakon čega se drugi stepen odbacije. Letelica će proći kroz Van Alenove radijacione pojaseve i preseći putanje komunikacionih satelita u niskoj i GPS satelita u visokoj Zemljinoj orbiti.
Spuštanje na Mesec nije predviđeno, letica bi trebalo da napravi 5-6 širokih krugova oko Meseca uz dva bliska prolaza, koji će je dovesti na samo 100 kilometara od Mesečeve površine. Ako sve bude išlo po planu, “Orion” će se naći na rastojanju od 450.000 kilometara u odnosu na Zemlju. Kada se uzme u obzir da je Mesec od Zemlje udaljen oko 385.000 kilometara, lako je izračunati da će se “Orion” naći čak 65.000 kilometara iza Mesečeve orbite, što će biti rekordno veliko rastojanje za letelice koje mogu da nose ljudsku posadu.
Tokom čitavog puta “Orion” će prevaliti više od dva miliona kilometara. Misija bi trebalo da potraje između 39 i 42 dana, mnogo duže nego što će kasnije trajati misije sa ljudskom posadom (oko 10 dana). Dodatno vreme potrebno je kako bi se obavili i eventualno ponovili svi potrebni testovi na letelici. Pošto na njoj nema posade, inženjeri će biti spremni da u tehničkim ispitivanjima idu “do kraja” dovodeći letelicu na sam rub tehničke izdržljivosti. Jedino tako može se utvrditi da li je letelica sigurna za boravak kosmonauta.
Kada svi eksperimenti budu obavljeni, “Orion” će se, uz pomoć sopstvenog motora i Mesečeve gravitacione praćke, naći na povratnoj putanji. Poslednja faza leta uvek je dramatična. “Orion” će odbaciti svoje solarne panele i čitav servisni modul, da bi prešao na interni, baterijski pogon. Povratak u Zemljinu atmosferu desiće se na visini od oko 120 kilometara pri brzini od 40.000 km/h, znatno većoj od one koja je uobičajena u ovoj fazi leta. Samim tim i usporenje će biti veće, tako da će letelica trpeti i veće opterećenje, sve do 9G, (devet puta veće od opterećenja na zemlji u stanju mirovanja). Ilustracije radi, Tom Kruz je u filmu Top Gun: Maverick dostigao 10G i jedva “pretekao”. Veliko aerodinamičko opterećenje uvek prati i povećanje temperature: termički štit “Oriona” moraće da izdrži temperaturu od najmanje 2800°C. Kada brzina dovoljno opadne, termički štit biće odbačen, a otvoriće se padobranski sistem sa tri velike kupole koji će meko spustiti komandni modul “Oriona” na površinu Tihog okeana, negde kraj obale Kalifornije. Komandni modul “Oriona” (kapsula za astronaute) jedini je element konstrukcije koji se može ponovo iskoristiti. Svi ostali elementi napravljeni su za jednokratnu upotrebu.
“APOLO” ŽIVI
Ako ste u koncepciji i letu “Artemisa” prepoznali detalje iz davno završenog projekta “Apolo” – u pravu ste. Sličnosti ima mnogo više nego razlika.
“Artemis 1” predstavlja prvu u nizu od tri uzastopne misije koje čoveka treba da vrate na Mesec. Naredna bi trebalo da predstavlja kopiju prve, s tom razlikom što će se u “Orionu” nalaziti i astronauti. Treća ekspedicija trebalo bi da uključi i meko spuštanje na Mesec, tačno ono što su Nil Armstrong i Baz Oldrin izveli 1969. godine tokom misije “Apolo 11”. Jedino će lokacija spuštanja biti potpuno drugačija. Umesto ekvatorijalnog Mesečevog pojasa, astronauti “Artemisa” spustiće se u blizini južnog pola. Danas znamo da u okolini Mesečevih polova postoje krateri čiji je dno stalno u sunčevoj senci i da se tu mogu pronaći značajne količine zamrznute vode. Voda predstavlja ne samo osnovnu ljudsku potrebu, disocijacijom vode dobijaju se vodonik i kiseonik, osnovni elementi raketnog pogonskog goriva. Kiseonik je naročito kritičan resurs tokom kosmičkih letova – astronauti u svakom trenutku moraju da imaju značajnu rezervu ovog gasa. Takođe, ovo je prilika da NASA ispravi i jednu veliku istorijsku nepravdu: svi astronauti koji su do sada bili na Mesecu bili su belci i muškarci, za žene i pripadnike drugih rasa tu nije bilo mesta.
Četvrta misija trebalo bi da bude obavljena na znatno usavršenoj letelici, sa jačim prvim stepenom i dodatnim motorima u drugom, sa verovatnim ciljem uspostavljanja trajne orbitalne stanice u Mesečevoj orbiti. Sa povećanjem snage raketnih motora povećaće se i teret koji “Orion” može da ponese na Mesec, sa 26 na 45 tona. Orbitalna stanica u okolini Meseca mogla bi da posluži kao polazna tačka za neke naredne misije i još ambicioznije ciljeve. S obzirom da je NASA već najavila kako “Artemis” neće imati više od jednog lansiranja godišnje, teško je očekivati da se trijumfalni povratak desi pre 2025. godine.
Nakon toga, NASA namerava da ka Mesecu šalje nove posade u regularnim vremenskim intervalima čiji bi primarni zadatak bio da u permanentno osenčenim Marsovim kraterima pronalaze rezerve vode, koje bi neke buduće generacije astronauta mogle da iskorste za proizvodnju raketnog goriva i kiseonika. Da li će se tako nešto i desiti, ostaje da se vidi. Odlazak na Mesec i povratak sa njega već smo gledali. Izazov bi bio – otići i ostati, napraviti stalnu lunarnu postaju, na Mesečevoj površini ili u Mesečevoj orbiti. Nakon toga, reklo bi se da je jedina realna odrednica Mars. Oni koji misle da je to samo još jedan korak u istom pravcu zaboravljaju koliko je Mars daleko, koliko je putovanje do njega dugačko (oko pola godine u jednom smeru) i da negativni uticaji prolongiranog kosmičkog zračenja i bestežinskog stanja na ljudski organizam još uvek nisu dovoljno istraženi. Čak i kad toga ne bi bilo, ostaje ogroman problem kako obezbediti potrebne količine hrane, vode, kiseonika i drugih potrepština za jedan tako dugotrajan let.
Kakvog uopšte smisla ima ponavljati nešto što je već uspešno obavljeno pre više od pola veka? Na Mesecu je boravilo šest ljudskih posada, poslednja se odatle vratila 1972. godine. Reči koje je pritom izgovorio Judžin Sernan još uvek odzvanjaju u glavama nas, malo starijih: “Danas napuštamo Mesec […] odlazimo kao što smo i došli i, uz Božiju pomoć, vratićemo se opet, u miru i sa nadom za čitavo čovečanstvo”. U međuvremenu, Amerika je mnogo toga zaboravila i sada ponovo uči da hoda. Takođe, većina stanovnika ove planete nikad nije imala priliku da uživo gleda kako se astronauti šetaju po Mesecu, za njih je to urbana legenda, a “Artemis” šansa da prvi put lično učestvuju u svemu. Ostaju nam teoretičari zavere koji znaju da ljudi nikad nisu bili na Mesecu i koji nepokolebljivo veruju da je sve to snimio Stenli Kjubrik u nekoj peščari Arizone. Ko će biti režiser ovoga puta, verovatno zna samo naš predsednik.
Lutke
To što na brodu nema ljudske posade ne znači da u njemu niko ne “stanuje”. U astronautskim sedištima nalaze se tri manekenske lutke. Prve dve lutke, Helga i Zohar, imaju samo torzo i na sebi nose više od 5600 senzora za merenje radijacije, s tim što Zohar na sebi ima specijalno “AstroRad” odelo za zaštitu od zračenja. Po povratku na Zemlju, naučnici će uporediti količinu zračenja koju su primile obe lutke i proveriti efikasnost zaštitnih mera. Treći lutak, “Munikin Kampos” (na slici desno), dobio je ime po Arturu Kamposu, inženjeru koji je odlučujuće doprineo da se misija “Apolo 13”, nakon eksplozije u servisnom modulu, ipak završi bez žrtava. Kampos je obučen u kompletno astronautsko odelo sa mnogobrojnim senzorima za merenje temperature, ubrzanja, vibracija i radijacije. Uz ova tri ćutljiva stanara, u kapsuli su i dve vesele plišane lutke odevene u narandžasti kosmonautski komplet: Snupi, poznati junak iz stripa Peanuts, koji je za maskotu izabrala NASA i Ovčica Šone, brljiva ovčica iz istoimene animirane britanske serije, koju je izabrala ESA. Lutkice nisu tu samo radi ukrasa: one imaju “odgovoran zadatak” da detektuju nultu gravitaciju, tako što će početi da lebde u komandnom modulu “Oriona” kada letelica dospe u bestežinsko stanje.
Neke zanimljivosti
● Na projektu “Artemis” sarađuje više državnih svemirskih agencija i ogroman broj partnerskih kompanija, koje proizvode ključne komponente sistema. Iako američka NASA snosi najveći deo troškova i, samim tim, diktira uslove i dinamiku rada, tu je i Evropska svermirska agencija (ESA) koja je, u saradnji sa “Erbasom”, za “Orion” napravila servisni modul. Bustere je napravio “Nortrop Gruman”, centralni rezervoar izradio je “Boing”, dok je motore na tečno gorivo obezbedio “Aerodžet”.
● Za razliku od orbitera iz vremena “Apola”, koji je za pogon svojih uređaja i instrumenata koristio akumulatore i hemijsku energiju gorivnih ćelija, “Orion” će koristiti energiju koju proizvode četiri zrakasto raspoređena foto-električna panela. Ovi paneli vrlo su efikasni generatori električne energije: svaki od njih može da proizvede dovoljno struje za dva prosečna domaćinstva.
● Iako “Artemis 1” prevashodno ima cilj da potvrdi valjanost tehničkog koncepta i spremnost letelice da ponese ljudsku posadu, to ne znači da misija nema i ozbiljne naučne ciljeve. Naprotiv! Na letelici se nalazi i 10 minijaturnih satelita oblika kocke, svaki težak jedva nekoliko kilograma. Svi oni biće izbačeni u susret Mesecu neposredno nakon što se “Orion” nađe na translunarnoj putanji. Jedan od satelita treba da razapne svoje jedro i nošen Sunčevim vetrom odleti do izabranog asteroida, odakle treba da pošalje spektakularne snimke visoke rezolucije. Drugi, japanski, treba da se meko spusti na Mesečevu površinu. Treći nosi sa sobom uzorak kvasca, kako bi ispitao uticaj kosmičkog zračenja na žive organizme. Par satelita ima instrumente kojima mogu precizno da lociraju zalihe vode na Mesecu. Bilo je mnogo originalnih ideja za ove mini-satelite, ali je ponestalo vremena za realizaciju tako da su tri mesta na kraju ostala nepopunjena.
● U “Orionu” se nalazi mnogo tehničkih uređaja i softverskih aplikacija koje srećemo u svakodnevnom životu, a koje bi jednog dana i astronauti mogli da koriste. Tu je “Amazonov” digitalni asistent “Aleksa”, koji se pokazao sposobnim da kontroliše brojne kućne uređaje (rasveta, grejanje), upravlja zabavnim sadržajima (audio, video) ili, prosto, da daje brze odgovore na “nemoguća pitanja”. Tu je i novi konferencijski sistem baziran na “Cisco Webex” tehnologiji, koji treba da olakša komunikaciju astronauta, kako međusobno, tako i sa kontrolom leta. Sve ove pametne sprave spadaju u kategoriju “Internet of things”. Reč je o stvarima iz svakodnevnog života kojima je udahnut novi život priključivanjem na internet tako da, recimo, vaša pegla može da se konsultuje s veš mašinom.
Vožnja
Iz hangara u kojem je montiran i temeljno testiran, “Artemis 1” je do lansirne rampe prevezen 16. avgusta na specijalnom traktoru koji dizajnom više liči na neko vozilo iz Ratova zvezda. Ova pokretna platforma sa gusenicama kreće se izuzetno sporo, maksimalna brzina ne prelazi 1,5 km/h (tri puta sporije od ljudskog hoda). Brže od toga platforma niti može, niti sme da se kreće, inače bi se teret jednostavno prevrnuo. Posle vožnje koja je trajala deset sati, raketa je postavljena na legenardnu lansirnu rampu 39B. Sa ovog mesta otpočele su 53 misije šatla, a pre šatla još desetak misija iz programa “Apolo” i “Skajlab”.
Rokovi i novac
“Artemis 1” ima šanse da bude tehnički uspešan, ali sa finansijske strane teško da može da dobije prelaznu ocenu, bar za sada.
Program “Artemis” potekao je iz programa “Constellation” koji je formulisao predsednik Džordž Buš 2005. godine, sa ciljem da vrati Ameriku u duboki kosmos i eventulano je odvede na Mars. Realizacija projekta dobrano je odmakla pre nego što su troškovi krenuli da se gomilaju sumanutom brzinom. Projekat je jednostavno bio preambiciozan i kada su 2010. godine planirani troškovi dostigli kolosalnih 500 milijardi dolara, predsednik Obama bio je prinuđen da “povuče ručnu”, restartuje ceo projekat i napore preusmeri na lakše dostižan cilj, Mesec. Raketni nosači koji su do tada bili razvijeni, “Ares I” i “Ares V”, jednostavno su odbačeni i zaboravljeni, pretekao je jedino brod za posadu “Orion”, koji je imao i jednu “probnu vožjnu” tokom 2014. godine.
“Artemis” je prvi put zvanično najavljen 2017. godine iako je rad na SLS-u i “Orionu” počeo još 2011. godine, odmah posle Obamine odluke da penzioniše “Constellation”. Ispostaviće se da ni “Artemis” nije bio mnogo jeftiniji, ali se nekako provukao pored političara koji pare poreskih obveznika više vole da troše na nešto što će im doneti brže političke poene. Samo do 2018. godine NASA je utrošila oko 12 milijardi dolara, a do kraja 2021. godine i svih 20.
Nervoza je počela da raste kada je NASA počela da pomera datum prv-
og lansiranja. Inicijalni predviđen za novembar 2017. godine, pomeren je za jul 2018, pa onda za decembar 2019, pa sredinu 2021… U poslednje tri godine troškovi projekta otišli su u nebesa. Ako nastave da rastu sadašnjim tempom, očekuje se da na “Artemis” do 2025. godine bude potrošeno više od 90 milijardi dolara, što je veliki novac čak i za Ameriku. Inicijalno je procenjeno da će za jedan let “Artemisa” biti potrebne dve milijarde ali, kako sada stvari stoje, teško da će i četiri biti dovoljne. Takav finansijski pritisak NASA ne može da izdrži čak ni na kraće staze (jedno lansiranje raketom “Falkon Heavy”, koja može da nosi 70 odsto tereta “Artemisa”, košta svega 150 miliona dolara).
Istina je da sav tav novac nije uludo bačen. Odgovarajući na kritike javnosti koja optužuje nacionalnu svemirsku agenciju za raspiništvo, loš menadžment i nepouzdane partnere, čelnici NASA podsećaju da na projektu “Artemis” sarađuje čitava armija naučnika i da je na konstrukciji uposleno više od 3800 firmi iz svih 50 saveznih država. “Artemis”, po njihovom mišljenju, predstavlja kapitalnu nacionalnu investiciju. Tamo gde drugi vide samo gomilu metala, NASA vidi armiju najboljih stručnjaka koji zajednički rade u korist američke budućnosti. Osim toga, NASA se nada da će “Artemis” krenuti stopama “Džejmsa Veba”. I “Džejms Veb” je nemilice probijao rokove i na kraju koštao mnogo više nego što se očekivalo, ali ga je javnost prigrlila kao novu ikonu čim su se pojavile prve spektakularne fotografije. Ako se misija “Artemisa 1” okonča uspešno, otvoriće se i prečica do srca američke javnosti.
Koncept “Artemisa” nije bez konkurencije. I sada je na raspolaganju “Falcon Heavy” koji, doduše, nije tako moćan kao SLS, ali i dalje predstavlja jedino u praksi provereno vozilo za lansiranje velikih tereta. Elon Mask i “Space X” rade na kolosalnom raketnom nosaču “Starship” koji će, svojim dimenzijama i snagom, u potpunosti zaseniti SLS i “Artemis”. Ova grdosija biće visoka oko 120 metara i imaće dva stepena, sa 33 “Raptor” motora na metanski pogon u prvom i šest u drugom, sa maksimalnim potiskom od 7200 tona. Uz još veći potisak, “Zvezdani brod” imaće i dodatnu prednost: najveći deo komponenti moći će ponovo da se koristi, što će drastično smanjiti troškove lansiranja. Tu su i Džef Bezos i njegova kompanija “Blue Origin” sa projektom “New Glenn”. Iako ovaj raketni nosač neće biti tako moćan kao SLS ili “Starship”, i dalje se radi o impozantnoj letelici. A uskoro se očekuje i kineski “Dugi marš 9”, možda i ruski “Jenisej”. Konkurencija je uvek bila dobra stvar.
