Pięćdziesiąt lat temu, w 1972 roku, zakończyła się misja Apollo 17. Była ona ostatnią z misji tego programu i  już od  50 lat żaden człowiek nie stanął na Księżycu. Natomiast teraz jesteśmy coraz bliżej powrotu na Księżyc, ponieważ 16 listopada o 7:47 czasu polskiego osiągnęliśmy wielki sukces. Ta data oznacza start rakiety Space Launch System z kosmodromu Kennedy Space Center, a co za tym idzie, początek misji Artemis I. Droga do tego kamienia milowego w historii ludzkości była wyboista, lecz mimo wielu lat opóźnień i odwołanych lotów wreszcie rozpoczął się cykl misji Artemis.

Głównym celem lotu było przetestowanie, czy lot rakietą SLS oraz statkiem kosmicznym Orion jest bezpieczny dla ludzi. Z tego powodu na pokładzie nie było żadnych osób – ich miejsca zajęli nieco inni pasażerowie. Kapitanem lotu był manekin, Commander Moonikin Campos. Jego celem było sprawdzenie odporności skafandra kosmicznego, w którym przyszli astronauci polecą na Księżyc. Oprócz Kapitana były jeszcze dwa manekiny — bliźniaczki Helga i Zohar, które zbudowane są z materiałów imitujących budowę anatomiczną prawdziwych kobiet. Wypróbowały one AstroRad – jest to kamizelka, która powinna ochraniać przed promieniowaniem, które występuje w kosmosie. Doświadczenia z przeszłości mówią nam, że nie zawsze wszystko, co działa na papierze i na Ziemi, będzie działać również poza nią, dlatego został przeprowadzony eksperyment. Zohar nosiła kamizelkę AstroRad, natomiast Helga była bez niej.

Etapy misji

Start jest często najtrudniejszą częścią misji. To właśnie w tych chwilach najczęściej dochodzi do katastrof, które mogą wynikać nawet z najmniejszych wad budowy. Jak wiadomo, rakieta przed początkiem lotu jest utrzymywana w pionie przez zaciski w podstawie wyrzutni rakietowej oraz budowlę przypominającą wielkie rusztowanie. W czasie odpalenia silników szczypce trzymające rakietę powinny ją puścić, gdyż od tego momentu będzie ona utrzymywana w odpowiedniej pozycji dzięki wygenerowanej przez silniki sile ciągu. Jeśli natomiast to się nie wydarzy lub wydarzy się za późno, start może zakończyć się fiaskiem, czyli najczęściej wybuchem.

W przypadku Artemis I to się nie wydarzyło i rakieta rozpoczęła swój lot na orbitę okołoziemską. Ten okres jest szczególnie ważny dla pasażerów, ponieważ na tym etapie misji odczuwają bardzo duże przeciążenie. Jest ono spowodowane wysokim przyśpieszeniem rakiety oraz bezwładnością (inercją) ciał.

Kolejnym kluczowym elementem lotu jest punkt max. Q. Jest to moment, kiedy rakieta odczuwa maksymalne ciśnienie dynamiczne. W skrócie znaczy to, że na rakietę jest wywarte największe ciśnienie wynikające z czynników aeronautycznych, czyli w tym przypadku prędkości i gęstości powietrza, w czasie całego lotu. Tę część lotu SLS również dał radę pokonać bez przeszkód.

Po dotarciu do orbity początkowej wokół Ziemi Orion wysunął swoje panele słoneczne, po czym po około 1,5 godziny od startu górny stopień silnika rakiety został odpalony na 18 minut, co wysłało statek kosmiczny w drogę na orbitę Księżyca. Wkrótce potem Orion oddzielił się od górnego stopnia i był już wyłącznie napędzany przez jego moduł serwisowy. W następnych kilku godzinach były wypuszczane CubeSaty — małe satelity mające na celu zbieranie danych, które będą pomocne w przyszłej eksploracji Układu Słonecznego. Jeden z nich, zbudowany przez włoską agencję kosmiczną ArgoMoon, wykonał te dwa piękne zdjęcia.

Dnia 21 listopada Orion dotarł do najbliższego punktu do Księżyca całej misji — około 130 kilometrów od powierzchni. Dotarł tak blisko z dwóch powodów: po pierwsze, aby wykonać wspaniałe zdjęcia jego powierzchni, a po drugie, aby móc wykonać jeden z najważniejszych manewrów w historii lotów kosmicznych — asystę grawitacyjną. Polega ona na wykorzystaniu siły przyciągania pola grawitacyjnego ciała niebieskiego, aby zmienić prędkość i kierunek lotu statku kosmicznego, który je obiega. W tym przypadku jest to oczywiście Orion, który wykonał asystę wspomaganą, czyli wykorzystania procy grawitacyjnej oraz odpalenia silnika, co powoduje dodatkowe zwiększenie prędkości.

Po wykonaniu tego manewru Orion znacząco zwiększył swoją orbitę, aby móc ponownie okrążyć Księżyc i rozpocząć powrót na Ziemię. W trakcie DRO (Distant Retrograde Orbit), czyli dalekiej orbity wstecznej (bo kierunek lotu jest przeciwny do kierunku obrotu Księżyca), statek kosmiczny dotarł do najdalszego punktu całej misji, około 460 000 kilometrów od powierzchni Błękitnej Planety. Kolejnym krokiem misji był powrót na bliską orbitę satelity Ziemi, aby ponownie wykorzystać katapultę grawitacyjną i wyruszyć w stronę Ziemi.

Po opuszczenie DRO po pięciu dniach, 1 grudnia Orion wyruszył w podróż powrotną na Błękitną Planetę. Teraz na jego drodze stała tylko jedna przeszkoda, czyli ponowne wejście w atmosferę. Wiąże się to ze zjawiskiem swobodnego spadku. Jak wiadomo, masa i rozmiar obiektu nie wpływają na swobodny spadek w próżni, lecz w powietrzu mają wielki wpływ. Masa ciała wiąże się z prędkością graniczną — maksymalną prędkością, jaką może osiągnąć ciało w swobodnym spadku w płynach (gazach i cieczach), czyli w tym przypadku w powietrzu. Natomiast rozmiar i kształt obiektu wpływa na jego aerodynamikę. Z tych powodów ciężkie ciała, jak na przykład Orion, osiągają wysokie prędkości, oraz nie są perfekcyjnie aerodynamiczne, więc osiągają bardzo wysokie temperatury poprzez tarcie. Co za tym idzie, bardzo łatwo może dojść do spłonięcia statku kosmicznego. Co więcej, jeśli jego spadochrony nie rozłożyłyby się prawidłowo, to również oznaczałoby przynajmniej częściowe zniszczenie. Na szczęście wszystko poszło gładko i misja zakończyła się bezpiecznym lądowaniem na wodzie.

Podsumowując, jesteśmy o krok bliżej do powrotu na Księżyc, oraz do wielu do innych osiągnięć, które po nim nastąpią. Misja zakończyła się wielkim sukcesem, odbyła się bez żadnych większych problemów. Już niedługo Orion zostanie przetransportowany na suchy ląd, gdzie wszystkie eksperymenty i sam statek zostaną dogłębnie zbadane. Teraz zostaje już tylko czekać na wyniki oraz wypatrywać kolejnych lotów Artemis, z których kolejny powinien nastąpić już za 2 lata.

(Stan na 12.12.22. Obecnie Orion jest już na stałym lądzie.)

Korekta – Matylda Kołomyjec

Autor

Alex Rymarski