Misiunea Artemis-1

Pe scurt, se dorește testarea noii rachete Space Launch System (SLS), lansarea capsulei Orion (fără echipaj) pe orbită în jurul Lunii și ulterior revenirea capsulei în bune condiții înapoi pe Pământ (urmează să fie recuperată la finalul misiunii din apele Pacificului); durata misiunii este în funcție de ziua lansării (adică depinde de poziția Lunii față de Pământ în momentul lansării).

Viitoarele misiuni Artemis:

  • Misiunea Artemis-2 (a doua lansare a rachetei SLS) este programată pentru 2024, va avea echipaj la bord, va fi mai scurtă decât Artemis-1, pentru că Orion nu va ajunge pe orbită selenară, doar va ocoli Luna și se va întoarce pe Pământ.
  • Misiunea Artemis-3 (a treia lansare a rachetei SLS) este programată pentru 2025, va avea echipaj la bord, care va folosi un lander lunar pentru a ajunge din Orion, de pe orbita Lunii, pe suprafața Lunii.

Noutăți

04 noiembrie:

  • Racheta SLS a ajuns din nou pe rampa de lansa LC-39B, pentru o nouă tentativă de lansare programată în 14 noiembrie.

13 septembrie:

  • testul criogenic (care urmează să fie efectuat după înlocuirea garniturilor liniei de alimentare cu hidrogen) a fost amânat pentru data de miercuri, 21 septembrie; inițial fusese planificat pentru sâmbătă, 17 septembrie; test criogenic înseamnă că ambele trepte ale rachetei SLS vor fi umplute cu combustibil (hidrogen și oxigen), pentru a vedea dacă mai apar scurgeri sau presiuni ridicate pe liniile de alimentare sau la conexiunea cu racheta;
  • asta înseamnă că NASA renunță la tentativa de lansare din 23 septembrie și va încerca să folosească data de marți, 27 septembrie pentru lansare;
  • dacă lansarea nu va avea loc nici în 27 septembrie, următoarea oportunitate va fi în 03 octombrie.
  • datele de 27 septembrie și 03 octombrie rămân valabile doar dacă NASA primește o extindere a certificării bateriilor sistemului pirotehnic FTS, altfel racheta va trebui mutată în hangarul VAB, ceea ce înseamnă că cel mai probabil următoarea tentativă de lansare va fi în luna noiembrie (presupun că mutarea în VAB are loc după testul criogenic din 27 septembrie, indiferent de răspunsul privind bateriile sistemului FTS).

08 septembrie:

  • racheta SLS rămâne pe rampa de lansare și NASA țintește 23 septembrie (10:47 - 12:47 UTC, 120 minute) și 27 septembrie (15:37 - 16:47 UTC, 70 minute) pentru următoarea tentativă de lansare, dacă va primi acordul Eastern Range pentru exinderea certificării sistemului FTS;
  • cererea pentru prelungierea certificării a fost trimisă și NASA așteaptă răspuns;
  • echipele de pe rampa de lansare continuă să înlocuiască garniturile responsabile pentru etanșeizarea liniei și conexiunii de hidrogen;
  • un test criogenic va avea loc în 17 septembrie, pentru a verifica dacă mai există scurgeri;
  • elemente ale sistemului FTS se regăsesc în treapta primară, treapta secundară (ICPS) și propulsoarele auxiliare cu combustibil solid;
  • cele două date au fost alese pentru a permite rețelei Deep Space Network (DSN) să primească date de la misiunea DART, care în 26 septembrie va lovi asteorodiul Dimorphos (și va avea nevoie de accesul la rețeaua DSN), dar și pentru a nu se suprapune cu lansarea misiunii Dragon Crew-5 (programată pentru 03 octombrie)

07 septembrie:

  • [NASA a decis să încerce să rezolve problema scurgerii pe rampa de lansare și să amâne deocamdată întoarcerea în hangarul VAB. În același timp, probabil negociază cu Eastern Range o extindere a certificării bateriilor sistemului FTS.

Viitoare oportunități și constrângeri pentru Artemis-1

  • 19 septembrie - 04 octombrie (cu excepția zilelor de 29 și 30 septembrie)
  • dacă lansarea are loc între 19-26 septembrie, va fi o misiune de scurtă (26-28 zile)
  • dacă lansarea are loc între 27 septembrie - 04 octombrie, va fi o misiune lungă (38-42 zile)
  • 17 octombrie - 31 octombrie (cu excepția zilelor de 24, 25, 26 și 28 octombrie)
  • dacă lansarea are loc între 17-23 octombrie, va fi o misiune scurtă (26-28 zile)
  • dacă lansarea are loc între 27-31 octombrie, va fi o misiune lungă (38-42 zile)
  • Nu pot avea loc mai mult de 3 tentative pe parcursul a 7 zile consecutive (constrângere legată de treapta primară); în plus:
  • trebuie să treacă cel puțin 48 de ore între tentativa 1 și 2;
  • trebuie să treacă cel puțin 72 de ore între tentativa 2 și 3;

Tentative de lansare Artemis-1

Considerăm că o tentativă de lansare începe când a început alimentarea cu combustibil a rachetei, pe rampa de lansare, cu scopul ca lansarea să aibă loc în fereastra propusă.

A doua tentativă de lansare

T-zero: 03 septembrie 2022, 18:17 UTC (fereastră de 120 minute)

  • scurgerea de hidrogen detectată sâmbătă în timpul alimentării cu combustibil a fost una semnificativă, mult mai mare decât cea de luni; s-a manifestat de 3 ori, când debitul de hidrogen a trecut de la valori mici la valori mari (necesare pentru ca alimentarea să permită lansarea în fereastra disponibilă pentru zbor); scurgerea a fost detectată la interfața dintre conducta flexibilă (cu diametrul de 8 inci) de alimentare cu hidrogen și structura rezervorului principal;
  • o concentrație de 4% hidrogen în aer este considerată o concentrație periculoasă, sâmbătă s-a atins o concentrație de 2-3 ori mai mare în jurul conductei de alimentare cu hidrogen;
  • a fost detectă și o presiune mai mare decât cea normală pe linia de alimentare cu hidrogen, înainte de începutul alimentării rezervorului principal;
  • racheta SLS are un sistem pirotehnic de auto-distrugere, pentru cazul în care traiectoria acesteia după lansare este diferită de cea normală; sistemul se numește FTS (flight termination system) și este activat de niște baterii care sunt certificate pentru 25 de zile;
  • asta înseamnă că racheta nu poate sta pe rampă mai mult de 25 de zile, pentru că bateriile trebuie schimbate, iar acest lucru se face doar în hangarul VAB;
  • din acest motiv, fereastra din 25-27 septembrie nu poate fi atinsă, decât dacă se negociază o prelungire a certificării bateriilor FTS (tocmai s-a negociat o extindere de la 20 la 25 de zile, nu este clar încă dacă o altă prelungire este posibilă); bateriile nu pot fi accesate cât timp racheta este pe rampa de lansare;
  • mutarea în hangarul VAB, investigațiile din hangar și transportul înapoi pe rampă durează câteva săptămâni;
  • unele teste criogenice nu pot fi efectuate în hangarul VAB, ci doar pe rampa de lansare;
  • trebuie luată în considerare și misiunea SpaceX a capsulei Dragon Crew-5, care va fi lansată de pe o rampă alăturată, LC-39A (momentan programată pentru începutul lunii octombrie) și care are prioritate;

Prima tentativă de lansare

T-zero: 29 august 2022, 12:33 UTC (fereastră de 120 minute)

  • alimentarea cu combustibil întârziată de fulgere în apropierea rampei
  • o scurgere de hidrogen, rezolvată
  • a fost investigată o fisură, care s-a dovedit a fi în stratul de spumă termoizolantă a primei trepte, nu în structura rachetei
  • motorul nr. 3 nu s-a putut răci suficient cu hidrogen (engine bleed)

Structura rachetei SLS

Motoarele RS-25

Configurația motoarelor RS-25 pentru misiunea Artemis-1:

  • Motorul în poziția nr. 1: seria 2045
  • 12 zboruri: STS-089, STS-092, STS-095, STS-102, STS-105, STS-110, STS-113, STS-118, STS-121, STS-127, STS-131, STS-135
  • Motorul în poziția nr. 2: seria 2056
  • 4 zboruri: STS-104, STS-109, STS-114, STS-121
  • Motorul în pozția nr. 3: seria 2058
  • 6 zboruri: STS-116, STS-119, STS-120, STS-124, STS-129, STS-133
  • Motorul în pozția nr. 4: seria 2060
  • 3 zboruri: STS-127, STS-131, STS-135

Treapta primară

Denumită și core stage, treapta primară a rachetei este practic rezervorul pentru combustibil necesar motoarelor și are două părți: rezervorul pentru oxigen și rezervorul pentru hidrogen. Treapta primară este construită de Boeing, o lungime de 64.6 metri și un diametru de 8.4 metri; are o masă de 99.3 tone, iar plină cu combustibil cântărește 1102 tone.

Rachetele auxialiare cu combustibil solid

Racheta SLS este propulsată imediat după lansare și de două rachete auxiliare cu combustil, denumite și solid rocket boosters (SRB) sau redesigned solid rocket motors (RSRM). Fiecare dintre acestea au o masă de 726 tone, din care 99 tone o reprezintă combustibilul. Sunt construite de compania Northrop Grumman și Centrul Spațial Marshall al NASA. Designul lor este similar cu cel al boosterelor navetelor spațiale, doar că atunci erau folosite 4 segmente pentru fiecare booster, în timp ce pentru SLS se folosesc 5 segmente, pentru un plus de performanță.

Adaptorul treptei primare

Launch Vehicle Stage Adapter (LVSA) conectează treapta primară de treapta secundară (ICPS). Are o masă de 4.5 tone și este construită de compania Teledyne Brown (din Huntsville). După lansare, separarea dintre treapta primară și ICPS, LVSA rămână atașată de treapta primară și revine împreună cu aceasta distructiv prin atmosferă.

Treapta secundară (ICPS)

Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) este treapta secundară a rachetei SLS, derivată din treapta secundară Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) folosită pentru racheta Delta IV (și Delta IV Heavy), construită de United Launch Alliance. Principala diferență este că ICPS are un diametru mai mare decât DCSS, de 5 metri. ICPS are o masă de 3.8 tone, iar când este plină cu combustibil cântărește 32.7 tone; este propulsată de un motor RL10B-2, produs de Aerojet Rocketdyne, care folosește tot hidrogen și oxigen pentru propulsie.

Adaptorul treptei secundare

Orion Stage Adapter (OSA) face legătură dintre ICPS și capsula Orion; după separare, rămâne atașat de ICPS; cântărește 800 de kilograme și conține 10 sateliți de mici dimensiuni (cubsats) care vor fi lansați spre Lună.

Capsula Orion

Vehiculul atașat treptei secundare are mai multe părți (Orion stack):

  • Sistemul de anulare al lansării, Launch Abort System (LAS), are o masă de 7 tone și nu este activ pentru misiunea Artemis-1; acest sistem ar salva echipajul, prin extragerea capsulei Orion din vârful rachetei și îndepărtarea ei de o eventuală explozie, înainte sau imediat după lansare; se desparte de restul asamblului la 3 minute și 30 de secunde după lansare și cade în ocean;
  • Orion Crew Module (CM), cu seria 002, practic capsula Orion propriu-zisă, unde pentru misiunea Artemis-1, în locul astronauților, se află trei manechine; are o masă de 10.4 tone și este construită de Lockheed Martin, împreună cu Centrul Spațial Johnson al NASA;
  • Modulul de serviciu european, sau European Service Module (ESM), cu seria 001 “Bremen”, construit de Airbus Defence and Space; CM împreună cu ESM mai este numit și Orion Spacecraft;

FAQ

De ce atâtea amânări?

Hidrogenul este combustibilul folosit de motoarele RS-25 și este gazul cu cea mai mică moleculă, ceea ce înseamnă că orice încercare de a-l ține într-un volum închis este una dificilă. Au mai existat și în trecut astfel de probleme: misiunile navetei spațiale (vehicul care folosea aceleași motoare RS-25 și același combustibil) au fost și ele amânate de nenumărate ori (STS-61C și STS-73 au avut fiecare câte 6 lansări amânate și mai există și ceea ce acum se numește The Summer of Hydrogen); iar naveta spațială era un vehicul operațional, în timp ce SLS este încă în faza de teste.

Mai sunt și alte rachete propulsate cu hidrogen?

Da, cele mai recente exemple sunt Delta IV, Delta IV Heavy și lansatorul european Ariane 5. Însă acestea nu sunt certificate pentru zboruri cu echipaj, ceea ce înseamnă că regulile privind concentrația de hidrogen din jurul lor sunt puțin mai flexibile. Ați văzut vreodată o lansare Delta IV Heavy? Este foarte spectaculoasă, pentru că hidrogenul din jurul rachetei se aprinde înainte de lansare.

Sunt aceste amânări un eșec pentru NASA?

Un eșec ar fi o lansare eșuată, o misiune parțială a capsulei Orion doar pe orbita Pământului sau pierderea completă a rachetei SLS imediat după lansare. SLS este un vehicul test și NASA o va testa până va fi sigură că nu va avea loc o lansare eșuată.

Resurse