Gateway

Gateway (sau Deep Space Gateway –DSG, Lunar Gateway, Lunar Orbital Platform-Gateway –LOP-G) este o stație spațială aflată deocamdată în stadiul de proiect, care urmează să fie plasată în jurul Lunii, pentru a sprijini activitățile cu echipaj uman de la suprafața Lunii, din cadrul programului Artemis.

Orbita selenară

Gateway va orbita Luna pe o orbită NRHO (near-rectilinear halo orbit) cu excentricitate ridicată, o perioadă de 7 zile, orbită care trece pe deasupra polilor selenari (3000 km de Polul Nord și 70000 km de Polul Sud). O astfel de orbită permite un contact permanent cu Pământul (pentru comunicație) și cu Soarele (pentru energie). Pentru andocare, navele pornite de pe orbită terestră joasă (LEO) vor avea nevoie de un delta-v de doar 3.63 km/s până la andocarea cu Gateway, față de 8.0 km/s cât ar avea nevoie de pe LEO până direct pe orbita lunară joasă. Unul din motivele pentru care a fost aleasă această orbită este pentru că capsula Orion nu putea ajunge de pe Pământ până direct pe orbită lunară. Gateway va juca rolul modulului de serviciu/comandă, care aștepta astronauții să revină de pe suprafața Lunii, în modulul lor lunar, însă prin această nouă abordare, practic modulul de serviciu/comandă poate fi refolosit pentru mai multe misiuni și nu este nevoie de un nou astfel de modul pentru fiecare misiunie în parte. Similar, poate fi refolosit și modulul lunar, care poate rămâne andocat la Gateway, între misiuni.

Module

Primul modul, Power and Propulsion Element, –PPE va fi proiectat de JPL și va genera electricitate cu ajutorul panourilor solare vitală pentru desfășurarea operațiunilor viitoare. PPE este derivat dintr-o navă cu propulsie electrică pe care NASA intenționa să o folosească în cadrul programului Asteroid Redirect Mission –ARM, anulat în 2017. Modulul va fi construit de compania Maxar pentru 375 milioane de dolari1, este derivat din sateliții Maxar 1300, va avea 9 tone și va panourile solare vor genera 50 kW energie electrică, iar pentru propulsie vor fi folosite motoare ionice cu efect Hall.

Habitation and Logistics Outpost, –HALO, este realizat de compania Northrop-Grumann și evoluat din capsula Cygnus, folosită în prezent pentru aprovizionarea Stației Spațiale Internaționale. HALO urmează să fie dotat cu porturi de andocare, antene de comunicații și va putea găzdui un echipaj Artemis pentru o perioadă de 30 de zile, deși va avea dimensiuni mai mici decât un modul al actualei ISS.

Cele două module sunt suficiente pentru a susține operațiunile de aselenizare, dar NASA nu plănuiește să folosească Gateway pentru misiunea Artemis 3, prima care va transporta un echipaj pe suprafața Lunii. Primele două module vor fi lansate în 2023, folosind o singură rachetă comercială, ele fiind lansate gata cuplate, evitând astfel cuplarea lor automată pe orbita lunară și profitând de faptul că există companii comerciale care oferă un con protector suficient de spațios pentru a găzduit ambele module2.

După 2024, sunt programate alte doi noi module, European System Providing Refueling, Infrastructure and Telecommunications, –ESPRIT (care va asigura propulsie, echipamente științifice și de comunicație, porturi pentru andocare) și International Habitation Module, –iHAB, o colaborare între ESA și JAXA pentru un modul care va mări volumul presurizat pe care echipajul îl va avea la dispoziție.

Tabel 1: Cronologia asamblării Gateway
Lansare Modul Producător Finanțare
2023 PPE Maxar NASA
2023 HALO Northrop-Grumann NASA
2025 ESPRIT Airbus/OHB ESA
2026 iHAB TBD ESA/JAXA

Aprovizionare

Capsula Dragon-XL a comapaniei SpaceX a fost primul vehicul pe care NASA l-a desemnat pentru a face parte din soluțiile comerciale alese pentru aprovizionarea viitoarei stații spațiale Gateway3. Acest vehicul este derivat din versiunea Dragon2 Cargo și va folosi probabil propulsia cu motoare Draco (nu va fi nevoie de motoare SuperDraco), sistemul de andocare și softul de la bord, dar are unele particularități:

  • va fi lansat exclusiv de o rachetă Flacon Heavy;
  • va putea transporta aproximativ 5 tone încărăctură utilă spre Gateway;
  • va fi autonom pentru cel mult 30 de zile și va putea rămâne andocat la Gateway pentru cel mult 3 ani;
  • nu va putea fi recuperat după trecerea prin atmosferă (nu este aerodinamic, nu are scut termic);
  • lipsa oricăror elemente aerodinamice înseamnă că în timpul lansării va fi în interiorul unui con protector (lucru care nu se întâmplă pentru restul capsulelor Dragon);
  • partea presurizată nu se va desprinde de partea nepresurizată (cum se întâmplă cu restul capsulelor Dragon).