Pionowa rakieta, płaski kontener czy klasyczny lądownik sprzed pół wieku. Czym astronauci opuszczą się na powierzchnię Księżyca?

Trudno powiedzieć, kiedy faktycznie będzie możliwe zrealizowanie załogowego lotu na Księżyc. Obecny harmonogram misji zaplanowanych w ramach programu Artemis wygląda następująco:

Nawet gdybyśmy mieli już w gotowości wszystkie rakiety, statki i lądowniki, trudno byłoby niemal rok po roku zrealizować tak ambitne i kosztowne misje. Rzeczywistość wygląda jednak dużo gorzej.

Prace nad potężną rakietą SLS ciągną się od lat i końca nie widać. Termin ukończenia budowy rakiety wielokrotnie był już przekładany, a koszty całego projektu bezustannie rosną, niczym majątek Elona Muska. Dopiero co kilka tygodni temu NASA po raz kolejny została zobowiązana do poinformowania Kongresu o przekroczeniu budżetu rakiety. Koszt budowy sięga już niemal 10 mld dol., a trzeba tu pamiętać, że Space Launch System to rakieta jednorazowego użytku, a więc do każdej kolejnej misji trzeba będzie budować nową. Aktualnie koszt budowy każdej kolejnej rakiety szacuje się na ponad 2 mld dol. W obecnej sytuacji finansowej i gospodarczej może być bardzo trudno wysupłać takie środki rok do roku.

Załóżmy jednak, że w przyszłym roku budowa pierwszego SLS-a zostanie ukończona, testy przebiegną pomyślnie i rakieta poleci w stronę Księżyca. To będzie ogromny krok na drodze do załogowego powrotu na Księżyc. Czy jest na to szansa? Całkiem możliwe. Rakiety wspomagające SLS (te dwie mniejsze, zainstalowane po bokach głównego członu rakiety) ostatnio zostały przetestowane, a egzemplarze przeznaczone do misji Artemis I już są gotowe. Teraz pozostaje przetestować statycznie główny człon rakiety i połączyć wszystkie te elementy ze sobą. Istnieje spora szansa, że po latach opóźnień w końcu się to uda jeszcze w tym roku.

Nie czekając na zakończenie prac nad rakietą, pod koniec kwietnia w ramach programu NextSTEP-2 NASA rozdzieliła niemal miliard dolarów na trzy firmy, które zobowiązały się przygotować projekt własnego lądownika księżycowego, z których jeden zostanie wybrany do realizacji misji Artemis III. Wczoraj poznaliśmy ostatni z nich, a więc krótki przegląd.

20 sierpnia firma należąca do Jeffa Bezosa, założyciela Amazonu, dostarczyła do NASA pełnowymiarową makietę swojego lądownika. Teraz inżynierowie i astronauci będą mogli rozpocząć testowanie projektu. Makieta składa się z członu lądującego na powierzchni Księżyca, zbudowanego przez Blue Origin, oraz członu wznoszącego, za budowę którego odpowiedzialny był Lockheed Martin. Cały lądownik ma wysokość 12 metrów.

Powyższa makieta jest aktualnie we wczesnych fazach rozwoju, jednak feedback od astronautów oraz inżynierów pozwoli od razu wprowadzić niezbędne poprawki, oraz sprawdzić czy projektanci nie zapomnieli o jakimś istotnym momencie. W ten sposób Blue Origin chce zminimalizować ryzyko zbudowania lądownika i dowiedzenia się już po fakcie, że brakuje jakiegoś istotnego elementu lub udogodnienia. Na opracowanie swojego lądownika Blue Origin otrzymał od NASA aż 579 mln dol.

Firma Elona Muska planuje dostarczyć ludzi na Księżyc za pomocą intensywnie rozwijanego przez siebie statku Starship. Zamiast klasycznego lądownika, na biegunie naszego naturalnego satelity miałby stanąć statek Starship, który potencjalnie ma za jakiś czas zabierać ludzi na Księżyc, na Marsa i w inne miejsca Układu Słonecznego.

Już w maju NASA przyznała, że projekt Elona Muska jest najbardziej skomplikowanym ze wszystkich trzech rozwijanych, przez co ryzyko, że to nie Starship zostanie wysłany na Księżyc, jest spore. Z drugiej strony korzyści z wykorzystania takiego statku byłyby ogromne także dla dalszych planów podboju przestrzeni kosmicznej. Stąd i decyzja o uwzględnieniu SpaceX w konkursie i przyznaniu firmie 135 mln dol. na rozwój projektu.

Należy jednak pamiętać, że w maju SpaceX miał problemy z chociażby zatankowaniem pierwszych prototypów statku. Jeden po drugim albo eksplodowały, albo implodowały podczas tankowania. Od tego momentu jednak minęło trochę czasu i sytuacja się zmieniła. Dwa ostatnie prototypy Starshipa oderwały się od Ziemi, wzbiły się na wysokość 150 m, a następnie bezpiecznie i w pełni kontrolowanie wylądowały niedaleko miejsca startu. Jakby tego było mało, w ciągu najbliższych dni planowany jest pierwszy lot Starshipa na wysokość 19 km. Trzeba zatem przyznać, że tempo rozwoju projektu jest imponujące.

Z drugiej strony jak na razie firma nie informuje, jaki jest status prac nad projektem lądownika i kiedy model czy makieta trafi do NASA

Ostatni prototyp. 15 września firma Dynetics przedstawiła swój pełnowymiarowy model lądownika księżycowego. W przeciwieństwie do pionowego lądownika Blue Origin, tutaj mamy projekt bardziej horyzontalny.

Całość lądownika opiera się na centralnej, cylindrycznej kapsule załogowej, która podczas pobytu na powierzchni Księżyca może stanowić swego rodzaju habitat księżycowy. Podczas webinaru, na którym przedstawiono projekt, pojawiła się nawet informacja, że cylindryczny element lądownika może być odczepiany i pełnić rolę pojazdu, którym astronauci mogliby przemieszczać się po powierzchni Księżyca. Na opracowanie swojego lądownika Dynetics otrzymał 253 mln dol.

Na przedstawionym w trakcie prezentacji filmie można zobaczyć, jak będzie wyglądało wnętrze lądownika.

Tak samo jak w przypadku lądownika firmy Blue Origin, także i ta makieta gotowa jest do testów. Inżynierowie i astronauci mogą teraz zapoznać się z wnętrzem kapsuły, przetestować potencjalne scenariusze misji załogowej i wrócić do inżynierów Blue Origin z rekomendacjami i propozycjami zmian, które na tak wczesnym etapie przygotowania projektu będzie można stosunkowo łatwo wprowadzić.

Wszystkie trzy firmy na przygotowanie swoich projektów otrzymały 10 miesięcy. W lutym 2021 r. NASA wybierze z całej trójki jedną lub dwie firmy, które będą musiały zbudować faktyczne lądowniki, a następnie przeprowadzić odpowiednie misje demonstracyjne.

A przynajmniej tak miało być. Jak zawsze ambitne plany mogą rozbić się o pieniądze. Nie wiadomo, czy NASA będzie miała środki pozwalające na kontynuowanie dwóch projektów jednocześnie. W propozycji budżetu na 2021 r. NASA wnioskowała o 3,3 mld dol. na rozwój załogowych systemów kosmicznych. Tymczasem Izba Reprezentantów w lipcu zaproponowała zamiast tego jedynie niecałe 630 mln dol. Wszystko zatem w rękach senatorów.

Według naukowców możliwości realizacji misji po stronie powyższych trzech firm są, a największe ryzyko związane jest jedynie z pieniędzmi. Jeżeli senatorzy przeznaczą odpowiednie środki finansowe, to człowiek wyląduje na Księżycu w 2024 r., a jeżeli nie... to sami wiecie.