Visszatérés a Holdra

Utoljára 1972. december 11-én lépett ember a Hold felszínére, az Apollo-17 űrmisszió, az amerikai Hold-program utolsó küldetése során. Az emberes Hold-expedíciók felújításának ötletét csaknem fél évszázados Csipkerózsika-álom után 2017-ben az első Trump-adminisztráció elevenítette fel. A nemzetközi együttműködésben, az amerikai, az európai és a japán űrkutatási szervezet kooperációjában megvalósuló grandiózus Artemis-projektnek nem csak az a célja, hogy megismételje az 1960-as évek végén, illetve az 1970-es évek elején sikerre vitt amerikai Hold-expedíciókat; az Artemis-program ennél jóval távolabbra tekint: a végső cél egy állandó űrállomás létesítése égi kísérőnk felszínén, ami ugródeszkaként szolgálhat az emberiség soron következő nagy kozmikus kalandja, a Mars-utazás megvalósításához.

NASA Artemis II Forrás: NASA

A több szakaszra tervezett és minden korábbinál nagyratörőbb Artemis-program következő lépése, hogy legkésőbb 2026 áprilisáig az Artemis II küldetés négy asztronautája az Orion űrhajó fedélzetén megkerülje a Holdat, előkészítendő a 2027-re beütemezett holdbéli landolást. E küldetés sok szempontból hasonló az Apollo-8 1968 decemberében végrehajtott történelmi jelentőségű űrrepüléséhez, amikor is az emberiség történetében első alkalommal sikerült három amerikai asztronautának megkerülnie a Holdat. 

Az Apollo-8 űrhajósai, Frank Borman, Jim Lovell és Bill Anders voltak az első emberek, akik a saját szemükkel pillanthatták meg a Hold Földről sohasem látható túlsó oldalát, de az Apollo-8 küldetése számít az első olyan űrmissziónak is, amikor az ember először jutott ki a bolygóközi térbe. 

Az Artemis II indítása a NASA jelenlegi ütemezése szerint leghamarabb március elején várható. A misszióra kiválasztott négy asztronauta komoly tapasztalatokkal rendelkező űrhajós. A küldetésparancsnok, az 50 éves mérnök végzettségű Reid Wiseman 2009-ben járt először e világűrben, és egy alkalommal összesen 165 napot töltött el a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén. Az Orion űrhajó pilótája, Victor J. Glover szintén tapasztalt asztronautának számít, aki a SpaceX Crew-1 program alkalmával járt a kozmoszban. A misszió egyetlen női tagja, Christina Koch küldetésspecialista ugyancsak veterán űrhajósnak tekinthető, aki eddig  három küldetés során összesen 238 napot töltött a világűrben. A másik küldetésspecialista, az 50. életévében járó kanadai Jeremy Hansen pedig már 12 évesen elkezdte a repülős pályafutását. 

Fotó: AFP/MAURICIO PAIZ

Távol az otthontól 

A mostani vállalkozás közvetlen előfutárának az Artemis I misszió tekinthető; a NASA ugyanis ekkor próbálta ki először „élesben” a rendkívül nagy teljesítményű Space Launch System (SLS)  szupernehéz hordozórakétát és az Orion űrhajót is. 2022-ben az Artemis I program alkalmával az SLS és az Orion még személyzet nélkül kerülte meg a Holdat. A küldetés célja az Orion űrhajó Hold körüli pályára állításának majd Földre való visszatérésének a tesztelése volt. A műveletet teljes siker koronázta; miután az Orion hat napig a Hold körül keringett, 2022. december 11-én problémamentesen visszatért a Földre, ahol a fékezőernyői segítségével a Csendes-óceánon landolt a kaliforniai partvidék közelében. Az Artemis I küldetése során szerzett tapasztalatokat felhasználva tervezték meg az Artemis II missziót. 

A start a floridai Cape Canaveral űrrepülőtér legendás LC  39B jelű indítóállásról fog megtörténni, néhány héten belül. Az 1960-as, 70-es évek történelmi jelentőségű Hold-expedícióit ugyanerről a kilövőállásról indították a kozmoszba, köztük az első emberes Hold-küldetést, az Apollo-11 missziót is. A start után először az asztronautákat szállító űrkabin orrára rögzített mentőrendszer válik le, ezután – még az űrhajó Föld körüli orbitális pályára állása előtt – a két gyorsítórakéta is. Miután az Orion ráállt az orbitális pályára, az űrhajósok két Föld körüli keringés során ellenőrzik a fedélzeti rendszereket. Ezután először egy igen elnyújtott 185 X 2240  kilométeres elliptikus pályára állnak át, amit a manőver második fázisában még egy ennél is sokkal megnyúltabb, 185 X 73 600 kilométeres pályára módosítanak.  A Föld körül keringve az asztronauták egy egész sor előre meghatározott tesztfeladatot fognak elvégezni. A második pályamódosítás után a szervizmodul rakétahajtóművel indítják el az Oriont a Hold felé. Az Artemis II küldetés személyzete négy napos repülés után éri el a Holdat, ahol az égi kísérőnk körüli pályára állnak. A pályát úgy tervezték meg, hogy az Orion egy nyolcas alakú hurkot írjon le a Hold körül. 

Amikor az Orion a legközelebb kerül a Holdhoz, 6 513 kilométerre lesz az égi kísérőnk felszínétől, vagyis jóval távolabb mint az Apollo-küldetések bármelyike.

 Ennek a hosszan elnyúló hurok formájú pályának lesz  az is köszönhető, hogy a korábbi expedíciókkal szemben az Orion sokkal jobban eltávolodik a Hold túlsó oldalán az égitesttől; így ez lesz az első olyan alkalom, amikor az ember legmesszebbre távolodott el a szülőbolygójától. Ezután – már visszafelé haladva – az űrhajó ismét egyre közelebb kerül a Holdhoz, amelynek felszíni alakzatai apró részletességgel fognak feltűnni az Orion ablakában. Az oda, illetve a Földre visszavezető úton az asztronauták rengeteg adatot gyűjtenek majd a bolygóközi utazás élettani hatásairól. Erre pedig amiatt lesz nagy szükség, mert az Artemis-program végső célja az emberi történelem leghosszabb űrutazásának, a Mars-expedíciónak a megvalósítása. 

Optimista becslések 

Az Orion űrhajó egy úgynevezett szabad visszatérő pályára áll a Hold körül ami azt jelenti, hogy bármilyen gyorsítás nélkül vissza tud térni a Földre. A szükséges apróbb pályakorrekciók és a fedélzeti berendezések ellenőrzésének elvégzése után az Orion megkezdi a szintén négy napig tartó visszaútját a Föld felé. A lassítási manőver néhány órával a légkör elérése előtt kezdődik meg. A visszatéréshez szükséges pályakorrekció elvégzése után és még mielőtt az Orion belépne az atmoszféra felső rétegeibe a személyzet leválasztja az űrkabinról a technika modult, majd ettől eltávolodva megkezdi a visszatérés legkritikusabb manőverét, a légkörbe való belépést. Amikor az Orion eléri az atmoszférát, még közel 40 000 km/órás sebességgel száguld. Érdemes megjegyezni, hogy ekkora belépési sebességet még soha, egyetlen űreszköz sem ért el, éppen ezért kell rendkívül körültekintően megtervezni és végrehajtani ezt az életveszélyes műveletet. 

A légkör sűrűbb rétegeibe érkezve a súrlódási hő gyorsan eléri a 4000 Celsius fokot; ezt az irtózatos hőterhelést pedig csak az űrkabin aljára szerelt hővédő pajzs képes felfogni.

 Éppen ezért rendkívül fontos a belépési szög pontos meghatározása. A hatalmas hőterhelésre figyelemmel az Orion egy úgynevezett lepattanós belépési manővert fog végrehajtani. Ennek első fázisában az űrkabin először teljes sebességgel belerohan a légkörbe, ahonnan a felhajtóerő hatására visszapattan, majd a második fázisban már lelassulva ismét és végleg behatol az atmoszférába. A még mindig tekintélyes sebesség miatt a felizzó hőpajzs összepréseli maga előtt a légkör molekuláit, amelyek ionizálódnak és vakítóan fényes csóvaként veszik körül az űrhajót. Ez a jelenség azonban nem csak látványnak félelmetes, de átmenetileg megszakítja a rádió összeköttetést is az űrkabin és a földi irányítóközpont között, mivel az ekkor képződő extrém forró plazmarétegen nem tudnak áthatolni a rádióhullámok. Ezek a visszatérés legidegtépőbb pillanatai, hiszen a kommunikáció megszakadása miatt hosszú másodperceken át, vagy akár egy-két percig sem tudható, hogy sikeres volt-e a visszatérési manőver, illetve hogy mi van az űrhajósokkal. Ezután az Orion már jelentősen lelassulva, a fékezőernyői segítségével landol majd a Csendes-óceán felszínén.  A NASA tervei szerint 2027 közepén indul az Artemis III misszió, szintén négy űrhajóssal, és ez lesz 1972. decembere óta ez első valódi visszatérés; ez alkalommal ugyanis a személyzet két tagja a személyszállító landoló rendszer kabinjában leszáll égi kísérőnk felszínére, hogy 58 év elteltével ismét ember léphessen a Holdra. 

Borítókép: Az Artemis-program rakétája (Fotó: AFP/JIM WATSON)