Blíží se finále mise Artemis II. Průlet zemskou atmosférou bude kritický

Přistání modulu Orion se čtyřmi astronauty na palubě se očekává v sobotu ve 2:07 SELČ ve vodách Tichého oceánu nedaleko San Diega. V cílové oblasti bude s předstihem čekat loď amerického námořnictva USS John P. Murtha. Potápěči zajistí kabinu, připojí k ní nafukovací plošinu („přední verandu“) a astronauti budou do dvou hodin od přistání vrtulníkem dopraveni na loď k lékařské prohlídce. Orion bude následně vtažen do zaplavitelného doku lodi.

Více než devět dní trvající mise Artemis II (přesněji má trvat 9 dní, 1 hodinu a 32 minut) má za úkol komplexně otestovat loď Orion a raketu SLS pro budoucí mise, završené přistáním lidí a vybudováním základny na měsíčním povrchu.

(Pozn.: všechny konkrétní časy v tomto článku jsou uvedeny v SELČ; dny mise odpovídají tamnímu času.)

Na palubě lodi typu Orion, kterou sama posádka loni v září pojmenovala Integrity, cestují čtyři vyslanci lidstva: velitel Reid Wiseman, pilot Victor Glover (první afroamerický astronaut u Měsíce) a dva letoví specialisté: Christina Kochová (první žena u Měsíce) a Kanaďan Jeremy Hansen (první neamerický astronaut u Měsíce). Projděme si nyní podrobněji jednotlivé základní fáze letu.

Vše začalo na Floridě v Kennedyho vesmírném středisku. Obří raketa SLS (Space Launch System), generující tah přes 39 milionů newtonů (přibližně čtyři miliony kilogramů), se odlepila z jeho rampy 39B a vynesla loď Orion na oběžnou dráhu kolem Země.

* 2. dubna, 0:35 – Start mise Artemis II z rampy 39B.

* 2. dubna, 0:37 – Oddělení pomocných raket SRB.

* 2. dubna, 0:43 – Vypnutí hlavních motorů SLS (MECO) a oddělení centrálního stupně.

* 2. dubna, 0:59 – Rozvinutí 4 „křídel“ solárních panelů lodi Orion.

* 2. dubna, 1:24 – Zážeh horního stupně SLS zvaného ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), který loď vynesl na stabilní eliptickou orbitu s perigeem ve výšce 160 km.

* 2. dubna, 2:23 – Druhý zážeh ICPS, který Orion posunul na vysokou eliptickou dráhu (HEO) s vrcholem ve vzdálenosti asi 71 000 km od Země.

Tato fáze u Země byla kritická pro prověření systémů podpory života. Proběhla zde také unikátní demonstrace blízkých operací (Prox Ops), při níž Victor Glover manuálně pilotoval Orion v blízkosti vyhořelého stupně ICPS. Tento nácvik je klíčový pro budoucí spojování lodí a modulů na oběžné dráze Měsíce.

* 2. dubna, 3:59 – Proběhlo oddělení Orionu od ICPS a zahájení testů manuálního řízení.

* 2. dubna, 5:10 – Ukončení Prox Ops a návrat k automatickému letu.

* 2. dubna, 14:19 – Krátký zážeh pro úpravu perigea před odletem k Měsíci.

Poté, co pozemní týmy potvrdily stoprocentní stav lodi, přišel okamžik pravdy: manévr zvaný Trans-lunární injekce (TLI). Evropský servisní modul (ESM) zažehl svůj hlavní motor a poslal posádku na cestu po tzv. volné návratové dráze. Gravitace Měsíce totiž během průletu po takové dráze loď přirozeně „vystřelí“ zpět k Zemi bez nutnosti dalšího velkého zážehu motoru.

Po TLI také následovala ukázka manuálního pilotování v „hlubokém“ vesmíru, a to v sobotu 4. dubna. Během 41 minut posádka testovala různé režimy trysek a pohyblivost lodi Orion ve volném prostoru.

* 3. dubna, 2:12 – Zážeh TLI trvající téměř 6 minut, nasměrování k Měsíci.

* 4. dubna, 0:42 – Na tento čas byla naplánována první korekce dráhy (OTC-1), která byla nakonec zrušena pro vysokou přesnost letu.

* 5. dubna, 0:47 – Druhá korekce dráhy (OTC-2) pro upřesnění příletu k Měsíci.

* 6. dubna, 5:58 – Třetí a finální korekce dráhy (OTC-3) před vstupem do lunární sféry vlivu.

Během přeletu posádka testovala skafandry Orion Crew Survival System a prováděla experimenty jako AVATAR (simulace reakcí orgánů na radiaci) nebo ARCHeR (sledování biorytmů a spánku).

Astronauti si také museli poradit s technickými potížemi: toaleta lodi Orion (UWMS – Universal Waste Management System) vykazovala nestabilitu, některé její části zamrzaly a nakonec se z ní linul nepříjemný zápach spáleniny, což posádku občas nutilo využívat záložní systémy s vaky a nálevkami. „Vesmírná instalatérka“ Christina Kochová však nakonec tento problém vyřešila.

Šestý letový den byl vrcholem mise. Orion vstoupil do sféry, kde dominovala gravitace Měsíce.

* 6. dubna, 6:41 – Orion vstoupil do lunární sféry gravitačního vlivu.

* 6. dubna, 19:56 – Došlo k překonání vzdálenostního rekordu mise Apollo 13 (400 171 km). Artemis II se už tehdy stala od Země nejvzdálenější pilotovanou misí v historii.

* 7. dubna, 0:46 – Začátek rádiového klidu (přibližně 40 minut). Loď zmizela za (od Země) odvrácenou stranou Měsíce.

* 7. dubna, 1:02 – Nastalo nejbližší přiblížení k povrchu Měsíce ve výšce přibližně 6 545 km.

* 7. dubna, 1:07 – Dosažena maximální vzdálenost od Země (cca 406 771 km).

* 7. dubna, 1:24 – Obnovení signálu a pozorování úchvatného východu Země zpoza Měsíce.

Během průletu posádka fotografovala cca 30 vědeckých cílů, včetně pánví Orientale a Hertzsprung. Lidské oko dokáže zachytit barevné nuance (odstíny modré a hnědé), které automatickým sondám unikají a které napovídají mnohé o mineralogickém složení povrchu. Astronauti také navrhli pojmenovat dva menší krátery jako Integrity (podle jména lodi) a Carroll (na počest zesnulé manželky velitele Wisemana).

Fascinujícím momentem bylo o hodinu později zatmění Slunce (úvodní video našeho článku), kdy se z pohledu Orionu sluneční disk schoval za Měsíc, což astronautům umožnilo asi hodinu studovat sluneční korónu a záblesky dopadů meteoritů na temnou část Měsíce.

* 7. dubna, 2:35 – Začátek pozorování zatmění Slunce (trvalo 57 minut).

* 7. dubna, 3:32 – Konec pozorování zatmění.

Cesta zpět trvá již čtvrtý den. Posádka si během návratu užila zasloužený odpočinek, ale také provedla historicky první komunikační spojení mezi pilotovanou lodí u Měsíce a Mezinárodní vesmírnou stanicí (ISS), kdy si Christina Kochová popovídala se svou „astro-sestrou“ Jessicou Meirovou, se kterou se v roce 2019 „prošla“ ve skafandrech ve volném kosmickém prostoru mimo ISS.

Posádka také podnikla řadu dalších testů a experimentů, např. sledování radiace a kontrolu ventilace, a začala uklízet kokpit a ukládat vybavení na zpáteční cestu.

* 7. dubna kolem 19:25 – Orion opouští gravitační sféru Měsíce a směřuje k Zemi.

* 7. dubna, 20:35 až 21:05 – První rádiový most Orion – ISS.

* 8. dubna, 2:03 – První korekce návratové dráhy (RTC-1).

* 10. dubna, 5:08 – Druhá korekce návratové dráhy (RTC-2).

Co dále (v pátek večer našeho času) nastane:

* 10. dubna, 19:50 – Začátek konfigurace kabiny Orion pro vstup do atmosféry.

* 10. dubna, 21:08 – Třetí a finální korekce dráhy (RTC-3).

Na palubě nechyběla ani trocha zábavy, mj. v podobě maskota jménem Rise (plyšová figurka Měsíce s kšiltovkou v podobě Země, která obsahuje paměťovou kartu s 5 647 889 jmény pozemšťanů), kterého navrhl osmiletý školák Lucas Ye. Posádka si také pochutnávala na menu zahrnujícím 189 položek, od hovězího až po kanadský javorový sirup.

Závěrečná fáze bude asi tradičně tou nejdramatičtější v rámci každé pilotované mise. Orion vletí do atmosféry rychlostí přibližně 38 400 km/h.

Díky zkušenostem s chováním tepelného štítu při předchozí (bezpilotní) misi Artemis I, jak připomněl portál Space.com, NASA zvolila strmější profil sestupu, aby loď strávila ve fázi „vysokého žáru“ méně času (loď se tak vyhne mj. tradiční fázi částečného odražení od atmosféry, které je často používáno při návratu kosmických lodí s lidskou posádkou), přestože bude zřejmě vystavena nárazově vyšším teplotám, což by ale bezpečnost posádky nemělo ohrozit.

V nejvíce horké fázi sestupu kosmické lodi se atmosféra kolem ní změní v horké plazma, které agresivně působí zejména na tepelný štít lodi.

Klíčové parametry návratu podle NASA:

● Maximální teplota plazmatu: 2700–2800 °C (nárazově možná až ~3800 °C).

● Tepelný štít: Využívá ablativní materiál Avcoat, který se při vysokých teplotách postupně odpařuje, a tím odvádí teplo pryč od kabiny s posádkou.

● Komunikační blackout: Vrstva horkých ionizovaných plynů (plazmatu) kolem lodi na cca 6 minut zcela zablokuje rádiové spojení s řídicím střediskem.

Následné časové údaje jsou přibližné:

* 11. dubna, 1:33 – Oddělení velitelského modulu od Evropského servisního modulu, který shoří v atmosféře. Velitelský modul pak zapálí korekční trysky, které ho nasměrují na dráhu poměrně rychlého sestupu.

* 11. dubna, 1:53 – Vstup do atmosféry ve výšce 122 km. Astronauti budou vystaveni přetížení až 4 G, nouzově možná až kolem 7-7,5 G.

* 11. dubna, 1:56 – Ve výšce 11 km bude odhozen přední kryt pomocí 3 malých extrakčních padáků a poté začne pracovní sekvence dalších 8 padáků (2 brzdicí/stabilizační + 3 pomocné/pilotní + 3 hlavní/velké oranžovo-bílé padáky), které postupně zbrzdí původně nadzvukový pád Orionu na přijatelných cca 27–30 km/h.

* 11. dubna, 2:07 – Velitelský modul s posádkou dopadne do Tichého oceánu zhruba 100 km od San Diega.

* 11. dubna, 4:30 – Tisková konference v Johnson Space Center.

Mise Artemis II díky pečlivému otestování nové lodi a chování posádky za letu prokázala, že lidstvo je připraveno na další velké kroky: otestování lunárního modulu na oběžné dráze kolem Země (plánováno na rok 2027 při misi Artemis III) a samotné přistání na Měsíci (mělo by proběhnout v roce 2028 jako hlavní cíl mise Artemis IV).