Apollo 17 to ostatnia misja kosmiczna, podczas której ludzka stopa pozostawiła ślad na Księżycu. Od tamtej chwili minęło już niemal 50 lat. W ramach programu Artemis NASA planuje triumfalny powrót człowieka na Srebrny Glob. Jednak tym razem ma to być już na stałe. W 2024 roku powinno odbyć się pierwsze, po przerwie od 1972 roku załogowe lądowanie na Księżycu. Jakie pojazdy zostaną do tego wykorzystane? Co w tym zakresie przewiduje program Artemis?
Kolejnym krokiem NASA w ramach programu Artemis będzie lądowanie na Księżycu. Przygotowania do tego już trwają, a nastąpi to wkrótce po umieszczeniu stacji kosmicznej na orbicie Księżyca, o czym możecie przeczytać w naszym wcześniejszym wpisie. Za czasów Programu Apollo amerykańscy astronauci lądowali na powierzchni Srebrnego Globu za pomocą kolejnych wersji lądowników księżycowych – Lunar Module (LM). Pierwszym LM który wylądował był legendarny „Orzeł”. To na jego pokładzie znajdowali się pierwsi ludzie, którzy postawili nogę na Księżycu – Neil Armstrong i Buzz Aldrin. Teraz, po wielu latach przerwy spowodowanej zakończeniem wyścigu kosmicznego między ZSRR a USA nadszedł czas, by wykorzystać zdobyte wówczas doświadczenia. Współcześni inżynierowie i naukowcy dzięki pozyskanym w tamtych czasach doświadczeniach zbudują nowoczesny lądownik. Ma on być pozbawiony wad konstrukcyjnych, które dokuczały wszystkim wersjom LM z XX wieku.
W lipcu 2019 NASA wyznaczyła Marshall Spaceflight Center w Huntsville do kierowania programem Human Landing System (Załogowy System Lądowania, HLS). Zespół ten jest odpowiedzialny za nadzorowanie rozwoju i współpracę z amerykańskimi firmami, które zaprojektują księżycowe lądowniki.
W kwietniu 2020 NASA wybrała trzy firmy, które rozpoczną pracę nad Human Landing System, są nimi: Blue Origin, Dynetics i SpaceX.
Blue Origin do współpracy nad budową swojego lądownika wybrał trzech podwykonawców: Lockheed Martin, Northrop Grumman oraz Draper, które tworzą zespół o nazwie National Team. Blue Origin prócz tego, że jako główny zleceniodawca przewodzi całemu programowi, pracuje również nad modułem opadania oraz silnikiem rakietowym BE-7. Lockheed Martin zaprojektuje moduł wznoszenia, umożliwiający powrót pojazdu wraz z załogą na orbitę Księżyca. Northrop Grumman zaprojektuje moduł transferowy, który pozwoli HLS na obniżenie orbity. Draper zajmie się produkcją awioniki oraz systemów nawigacji.
HLS od Blue Origin to trójstopniowy system, zaprojektowany z myślą o maksymalnej elastyczności. Elementy mogą być wystrzelone w różnych kombinacjach, za pomocą komercyjnych lub rządowych systemów transportowych. Pojazd może zadokować bezpośrednio do Oriona lub do stacji orbitującej Księżyc – Gateway. Jest również przystosowany do transportu na powierzchnię Księżyca ładunków o masie do 15 ton. Wyposażony będzie w silniki BE-7, które mają być napędzane ciekłym wodorem i tlenem. Użycie takiej mieszanki pozwoli na wykorzystanie paliw wydobytych i przetworzonych na Księżycu. Systemy podtrzymywania życia, nawigacji awionika, centrum sterowania oraz miejsce dla załogi znajdą się w module wznoszenia (częściowo opartym na budowie statku kosmicznego Orion). Moduł opadania umożliwi bezpieczne lądowanie na powierzchni. Moduł transferowy będzie służył do koniecznych korekt i zmian orbity okołoksiężycowej. Wszystkie systemy w nim wykorzystane pochodzą ze statku kosmicznego Cygnus, który wykonał 13 misji zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS).
Propozycja od SpaceX to odpowiednio zmodyfikowana wersja już obecnie niezwykle rozpoznawalnego statku Starship. Starship Human Landing System (SHLS) ma być zdolny do obsługiwania długoterminowych załogowych misji Księżycowych. Docelowo ma przede wszystkim pełnić funkcje transportowe – od wersji „tradycyjnej” różnić się będzie większą ilością przestrzeni ładunkowej, co zostanie osiągnięte kosztem przestrzeni dla załogi. Taka konfiguracja uczyni go największym lądownikiem HLS. Księżycowa wersja nie będzie lądować na ziemi – po wyniesieniu ma jedynie transportować ładunki i załogę z i na powierzchnię Księżyca. Wobec tego będzie pozbawiona zbędnych w takiej konfiguracji osłon termicznych i elementów aerodynamicznych. Istnieje również szansa na trwałe osadzenie SHLS na powierzchni Srebrnego Globu i wykorzystanie go jako pierwszej bazy dla astronautów. Potężne silniki Raptor, które standardowo znajdują się w dolnej części Starshipa, zastąpione zostaną przez usytuowane w wyższych partiach lądownika silniki typu Super Draco. Taka konfiguracja ma ograniczyć podnoszenie się regolitu księżycowego przy lądowaniu statku. Przewidziana jest również możliwość dokowania SHLS do statku Orion lub stacji kosmicznej Gateway.
Dynetics podobnie jak Blue Origin stworzył zespół. Ten jednak składa się aż z 25 firm. Do największych z nich należą min: Sierra Nevada Corporation, Maxar, Draper Laboratory, United Launch Alliance. HLS od Dynetics będzie dostosowany do transportu za pomocą Space Launch System (SLS) oraz rakiety typu Vulcan Centaur. Ma być również przystosowany do wielokrotnego użytku oraz wielozadaniowy. Zapewni transport ludzi i wszelkiego rodzaju ładunków, którymi mogą być np. łaziki lub elementy konstrukcyjne bazy księżycowej. Dynetics dąży również do tego, aby ich lądownik był maksymalnie ekonomiczny i przystępny finansowo. Prezentowany HLS ma prostokątny kształt, gdzie po bokach umieszczone zostały zbiorniki paliwa wraz z silnikami rakietowymi zamontowanymi w ich dolnej części. Pośrodku znajduje się cylindryczna kabina dla załogi, która może zostać wyciągnięta i zastąpiona dowolnym ładunkiem (system przypomina śmigłowce transportowe z pustą przestrzenią zamiast kabiny ładunkowej). Energia elektryczna będzie zapewniana przez dwa panele fotowoltaiczne ustawione pionowo na górnej części konstrukcji. Będą one miały docelowo możliwość śledzenia słońca.
Już niebawem, bo 30 kwietnia 2021 NASA wybierze dwa z wymienionych wyżej projektów, które będą kontynuować swój rozwój w ramach programu HLS.
Źródła:
https://www.blueorigin.com/blue-moon/national-team
https://www.nasa.gov/content/more-about-the-human-landing-system-program
https://www.blueorigin.com/news/national-team-submits-moon-proposal-to-nasa
https://www.space.com/nasa-artemis-moon-lander-competition-delay
https://www.dynetics.com/_images/banners/dyn-banner-119965424e.jpg
https://spectrum.ieee.org/image/MzczOTYxNQ.jpeg
https://pbs.twimg.com/media/EW3eLciU4AEKnFN?format=jpg&name=4096×4096
https://www.blueorigin.com/assets/blueorigin_hls_ilv_moon_approach.jpg
