Artemis nie je Apollo. Vedci hľadajú najlepšie riešenie lunárneho modulu

Tá historická chvíľa by mala prísť v roku 2024. NASA plánuje v rámci programu Artemis vrátiť ľudí na Mesiac a prvým vyslancom novej éry má byť žena. Aby sa to podarilo, treba vyriešiť „zopár maličkostí“ – dokončiť kozmickú loď Orion a nosnú raketu SLS, postaviť lunárnu orbitálnu stanicu Gateway a vyrobiť lunárny modul, ktorý dopraví astronautov na Mesiac, aj späť k Orionu.

Vedci z výskumných inštitútov Skoltech a MIT teraz pomocou matematických modelov skúmali rôzne konfigurácie kozmických lodí na pristátie na Mesiaci. Cieľom bolo najlepšie riešenie pre takzvanú „poslednú míľu“ (pojem prevzatý z telekomunikačnej branže však celkom nezodpovedá kozmickým reáliám, keďže orbitálna stanica bude mnoho míľ nad mesačným povrchom). Inak povedané nájsť optimálny postup na vysadenie astronautov na Mesiac a ich návrat na orbitálnu stanicu Gateway.

Iniciatíva vyzerá, akoby zmeškala vlak, keďže problém už bol takpovediac vyriešený pred viac ako polstoročím v projekte Apollo. A aj v projekte Artemis už NASA rozdala karty. Zákazky na vývoj landerov sú už zadané a aktéri zrejme majú vlastné analýzy. Tie sú však súčasťou priemyselného tajomstva, takže každá externá štúdia musí začínať od nuly.

Medzi Apollom a Artemis sú veľké rozdiely. V programe Apollo kompletná misia štartovala zo Zeme, takže raketa Saturn V niesla do vesmíru samotnú veliteľskú sekciu Apollo, aj lunárny modul. Obe spojené kozmické lode sa dostali na obežnú dráhu okolo Mesiaca a lunárny modul zostupoval na jeho povrch na krátky pobyt v trvaní rádovo hodín, maximálne niekoľkých dní.

Navyše lunárny modul Apollo bol navrhnutý takmer pred 60 rokmi, odkedy sa technologické možnosti posunuli výrazne dopredu. Lunárny modul pre Artemis bude podstatne väčší, aby umožnil astronautom pobyt na Mesiaci až 14 dní.

Pri počítačovom modelovaní tím Skoltech a MIT vychádzal z predpokladu, že lunárna misia odštartuje z Gateway obiehajúcej okolo Lagrangeovho bodu L2, kde sa vyrovnáva gravitácia Zeme, Mesiaca a Slnka. Na Mesiaci by mali pristáť štyria astronauti blízko južného pólu nášho satelitu a zotrvajú tam sedem dní.

Cieľom bolo nájsť optimálnu verziu landera. Apollo používalo dvojstupňový pristávací modul, ale v hre je aj možnosť jednostupňového a trojstupňového systému. Potom zvažovali rôzne druhy paliva a možnosť opakovanej použiteľnosti landeru.

Vzniklo tak 39 variácií, ktoré vedci vyhodnocovali pomocou architektonických skríningových modelov. Ukázalo sa, že v prípade modulu na jedno použitie, je najlepší dvojstupňový dizajn v štýle Apolla, pretože je ľahší a lacnejší.

Z hľadiska ekonomiky opakovaných misií – čo je aj prípad programu Artemis – to však už nie je najvýhodnejšie riešenie. Jednostupňový, opakovane použiteľný lunárny modul poháňaný motorom na kvapalný kyslík a kvapalný vodík je celkovo najlepším riešením pre krátke lunárne výsadky.

Podobným smerom sa uberá aj SpaceX, ktorá pre pristávanie na Mesiaci navrhla použiť upravenú verziu svojej kozmickej lode Starship. Nie je však jasné, či plánuje použiť ako palivo kvapalný kyslík a metán, ako v aktuálne testovaných prototypoch, alebo kyslík a vodík.

Nazdávam sa, že vzhľadom na použité motory Raptor tým palivom zostane metán, aj keď vodík by sa dal v budúcnosti teoreticky vyrábať aj na Mesiaci. V každom prípade spoločnosti Blue Origin, SpaceX a Dynetics, ktoré pre NASA vyvíjajú lunárne pristávacie moduly pre Artemis, už čoskoro musia prezentovať svoje kozmické vozidlá, takže aká koncepcia zvíťazí, zistíme čo nevidieť.