Η Αποστολή Artemis: Πέτα Με Στην Σελήνη (Ξανά)

Το Πρόγραμμα Artemis

Η τελευταία φορά που ο άνθρωπος βάδισε στη Σελήνη ήταν τον Δεκέμβριο του 1972, τώρα περισσότερο από 50 χρόνια πριν. Αυτό το γεγονός έχει sido μια συνεχής απογοήτευση για τους ενθουσιώδεις του διαστήματος, ιδιαίτερα λαμβάνοντας υπόψη το φιλόδοξο, λαμπρό μέλλον της εξερεύνησης του διαστήματος που φαινόταν να περιμένει για μας στη δεκαετία του 1970.

Source: Apollo 11 Space

Αλλά οι περικοπές του προϋπολογισμού, οι τεχνολογικές限制 και το τέλος του Ψυχρού Πολέμου έχουν σταματήσει τα προγράμματα διαστημικής πτήσης με πλήρωμα, με τους ανθρώπους που ταξιδεύουν στο διάστημα να παραμένουν στη γήινη τροχιά στο ISS, το οποίο είναι πιθανό να αποσυρθεί σύντομα.

Τυχεώς, μια νέα κυμαία της εξερεύνησης του διαστήματος έρχεται, με την εντάτωση ενός νέου διαστημικού αγώνα. Αυτός ο αγώνας προωθείται από την πρόοδο που έχουν κάνει εταιρείες όπως η SpaceX, μειώνοντας радικά το κόστος της πρόσβασης σε τροχιά, καθώς και την άνοδο της Κίνας ως παγκόσμιας δύναμης, που αγωνίζεται ενεργά με τις ΗΠΑ και τους συμμάχους τους για την εγκατάσταση σεληνιακών και vielleicht sogar μαρινικών βάσεων.

Είναι σε αυτό το πλαίσιο που η NASA έχει σχεδιάσει τις αποστολές Artemis, ονομάζοντας τις από την ελληνική θεά της Σελήνης, μαζί με συνεισφορές από διάφορες διαστημικές υπηρεσίες.

Το μακροπρόθεσμο στόχο του προγράμματος είναι να εγκαταστήσει μια μόνιμη βάση στη Σελήνη, για να διευκολύνει την πιθανότητα της εξωγήινης κατασκευής και να διευκολύνει τις αποστολές ανθρώπων στον Άρη.

Το πρόγραμμα έχει ωστόσο μια προβληματική ιστορία, με πολλές καθυστερήσεις στο παρελθόν και πιθανότατα περισσότερες να έρθουν, και μπορεί να αναθεωρηθεί σε κάποιο σημείο πριν ολοκληρωθεί, ιδιαίτερα όσον αφορά το πυραυλικό του εκτοξευτή, το SLS.

Ωστόσο, με μια διοίκηση Τραμπ που περιλαμβάνει τον Ίλον Μασκ, και ένα γενικό στόχο να “καταστήσει την Αμερική ξανά μεγάλη”, είναι σαφές ότι η επιτυχία σε αυτόν τον νέο διαστημικό αγώνα θα είναι τόσο μια υπόθεση εθνικής υπερηφάνειας όσο και một υπόθεση επιστημονικής και μηχανικής πρόοδου.

Δεν Είναι Μια Επανάληψη Του Apollo

Συγκεντρωμένες στο Πρόγραμμα Artemis είναι μια σειρά από ξεχωριστές αποστολές που χτίζονται η μια πάνω στην άλλη. Αυτό γίνεται così ώστε κάθε κρίσιμη τεχνολογία να μπορεί να δοκιμαστεί μια φορά, μεγιστοποιώντας τις πιθανότητες επιτυχίας και την ασφάλεια των αστροναυτών, ενώ επίσης χτίζει τις απαραίτητες υποδομές για μακροχρόνια διαμονή στη Σελήνη.

Αυτό είναι πολύ διαφορετικό από το πνεύμα των αποστολών Apollo, οι οποίες σχεδιάστηκαν για πολύ σύντομες επισκέψεις, η μακρύτερη ήταν 75 ώρες με το Apollo 17, κυρίως στόχευοντας στην εθνική υπερηφάνεια και τη συλλογή δειγμάτων πετρωμάτων.

Το πρόγραμμα Artemis είναι ένα τεράστιο διεθνές έργο, που εμπλέκει τις ΗΠΑ, τον Καναδά, την ΕΕ, το Ηνωμένο Βασίλειο και πολλές άλλες χώρες ως μέρος των Συμφωνιών Artemis.

Source: NASA

Οι Συμφωνίες Artemis εστιάζουν σε μια ειρηνική και διαφανή εξερεύνηση της Σελήνης, με αρχές αμοιβαίας συνεργασίας, επείγουσας βοήθειας, αποφυγής παρεμβολής μεταξύ προγραμμάτων, έγκαιρης ανοιχτής δημοσίευσης επιστημονικών δεδομένων και διατήρησης της κληρονομιάς του διαστήματος.

Γιατί Να Μείνουμε Στη Σελήνη;

Εκτός από το επιστημονικό ενδιαφέρον μιας διαμονής στη Σελήνη, που επιτρέπει μια πολύ βαθύτερη κατανόηση του φυσικού δορυφόρου της Γης, υπάρχουν πολλά πρακτικά λόγια για μια ημι-μόνιμη ή μόνιμη ανθρώπινη παρουσία στη Σελήνη.

Δοκιμή Τί Λειτουργεί

Ο πρώτος λόγος είναι ότι αυτό αποτελεί μια πολύ καλή τοποθεσία για να δοκιμάσουμε μόνιμες εγκαταστάσεις εκτός της Γης. Χάρη στη κοντινή απόσταση από τη Γη, είναι πιο εύκολο να στείλετε περισσότερα φορτία με χαμηλότερο κόστος από ότι σε πιο μακρινά πλανητικά σώματα όπως ο Άρης.

Αυτή η κοντινή απόσταση επίσης τοποθετεί οποιαδήποτε επείγουσα αναπλήρωση ή αποστολή διάσωσης σε μόλις 3ήμερη πτήση, αντί για μήνες και χρόνια. Έτσι, με πολλές ακόμη μη αποδεδειγμένες τεχνολογίες και概念 να αναπτύσσονται στο πρόγραμμα Artemis, έχει νόημα να υπολογιστεί η πιθανότητα γρήγορης παρέμβασης σε περίπτωση που κάτι πάει λάθος.

Ένα Βήμα Για Τον Άρη

Μόλις εγκατασταθεί μια διαρκή παρουσία στη Σελήνη, πιο φιλόδοξα προγράμματα όπως η πρώτη ανθρώπινη προσγείωση στον Άρη θα μπορούσαν να ληφθούν υπόψη. Όπως ο Άρης είναι 6-18 μήνες μακριά, όλα τα μαθήματα που θα μάθουμε στη Σελήνη θα είναι εξαιρετικά πολύτιμα για να αποφευχθεί μια καταστροφική αποτυχία στον κόκκινο πλανήτη.

Η προσγείωση βαρέων εξοπλισμών στη Σελήνη θα παρέχει επίσης κρίσιμες γνώσεις για το πώς να αντιμετωπίζουμε την κίνηση στο διάστημα ενός όγκου εξοπλισμού πολλών τάξεων μεγέθους μεγαλύτερου από ότι απαιτούσαν οι αποστολές Apollo.

Source: New Scientist

Τέλος, οι σεληνιακές πηγές θα μπορούσαν να γίνουν một κρίσιμη πηγή καυσίμου και sogar πρώτων υλών για τα διαστημικά σκάφη που πηγαίνουν στον Άρη.

Εκμετάλλευση Τοπικών Πόρων

Η Σελήνη είναι ένα τεράστιο πλανητικό σώμα, με eine σύνθεση πολύ παρόμοια με αυτή της γήινης κρούστα. Μπορεί επίσης να περιέχει κάποιους σημαντικούς υδάτινους πόρους υπό μορφή πάγου κρυμμένους στα βαθύτερα κρατήρα της.

Το 2020, ένας δορυφόρος της NASA ανακάλυψε σημαντικούς υδάτινους πόρους στις μόνιμα σκιερές περιοχές της Σελήνης.

Source: NASA

Επειδή η βαρύτητα της Σελήνης είναι μόνο 1/6η της Γης, η ανύψωση υλικών από αυτήν είναι πολύ πιο εύκολη. Έτσι, η παραγωγή υδρογόνου και οξυγόνου καυσίμου, ή νερού για προστασία από την ακτινοβολία για μια πτήση στον Άρη, μπορεί να είναι πιο εύκολη και φθηνότερη να αποκτηθεί από τη Σελήνη παρά να ανυψωθεί από τη Γη.

Ωστόσο, η απομακρυσμένη εκμετάλλευση αυτών των πόρων είναι πιθανό να είναι σύνθετη, και άμεσες ανθρώπινες επιχειρήσεις εξόρυξης είναι πιο πιθανές.

Στη μακροπρόθεσμη, ο σεληνιακός regolith είναι το πιο ενδιαφέρον, πλούσιος σε αλουμίνιο, μαγνήσιο, σίδηρο, πυριτικό και οξυγόνο.

Source: AnthroFuturism

Αυτοί οι ορυκτοί πόροι θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση ενός σεληνιακού συστήματος κατασκευής, όπου το μεγαλύτερο μέρος των δορυφόρων και των διαπλανητικών διαστημικών σκαφών, συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών πάνελ, θα κατασκευαστούν στη Σελήνη, με τα υψηλής τεχνολογίας εξαρτήματα από τη Γη να προστίθενται αργότερα.

Такая κατασκευαστική ικανότητα θα μπορούσε επίσης να αποτελέσει τη βάση ενός τεράστιου συστήματος για την παραγωγή ενέργειας από ηλιακά πάνελ σε τροχιά, όπως συζητήσαμε στο ” Space-Based Energy Solutions For Endless Clean Energy“.

Τέλος, η Σελήνη είναι πλούσια σε ηλίου-3, ένα σπάνιο στοιχείο που θα μπορούσε να κάνει την εμπορική πυρηνική σύντηξη πιο εύκολη, που θα ήταν σημαντικό αν η μέθοδος σύντηξης τριτίου-δευτερίου που ευνοείται από το ITER αποδειχθεί μη πρακτική (ακολουθήστε τον σύνδεσμο για ένα πλήρες άρθρο για αυτό το μεγαπρότζεκτ).

Η NASA έχει ήδη προετοιμαστεί για την εκμετάλλευση τοπικών πόρων, ιδιαίτερα με μια μακρά σειρά ρομποτικών προβών: τον Δορυφόρο Ανακάλυψης της Σελήνης και διάφορους σεληνιακούς CubeSat για ανίχνευση υπόγειας νερού, τον Ρομποτικό Οχήμα Εξερεύνησης των Πολικών Περιοχών (VIPER) για αξιολόγηση όγκου νερού, τον Δορυφόρο Παρατήρησης και Ανίχνευσης Κρατήρων (LCROSS) για σύνθεση σεληνιακού regolith, και ακόμη το Πείραμα Εκμετάλλευσης Τοπικών Πόρων του Άρη (MOXIE) για παραγωγή οξυγόνου στον Άρη.

Οι Πολλές Αποστολές Artemis

Artemis 1

Η αποστολή Artemis 1 έγινε στο τέλος του 2022 και ήταν μια αcrewed δοκιμή πτήσης στη Σελήνη που διήρκεσε 25 ημέρες.

Αυτή ήταν η πρώτη εκτόξευση με τον εκτοξευτή SLS. Ο SLS είναι ένας μη ανακυκλώσιμος εκτοξευτής, με διαστάσεις και φορτίο παρόμοιο με του Saturn V της Apollo. Βλέπετε μια επισκόπηση του σχεδιασμού των αποστολών Artemis σε αυτό το βίντεο της NASA:

Η αποστολή Artemis 1 έγινε για να δοκιμάσει τον SLS, αλλά και το διαστημικό σκάφος Orion, το οποίο θα μεταφέρει τους αστροναύτες στη Σελήνη στο υπόλοιπο πρόγραμμα Artemis. Για αυτήν την αποστολή, ανδρείκελα εξοπλισμένα με αισθητήρες θα πάρουν τη θέση του πληρώματος, καταγράφοντας επιταχύνσεις, δονήσεις και επίπεδα ακτινοβολίας.

Τα μέτρημα της αποστολής Artemis 1 έδειξαν ότι ενώ η έκθεση σε ακτινοβολία μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τη θέση μέσα στο Orion, το διαστημικό σκάφος μπορεί να προστατεύσει το πλήρωμά του από πιθανώς επικίνδυνες επιπέδους ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια των σεληνιακών αποστολών.

Source: NASA

Το Orion περιλαμβάνει ένα σύστημα εκτόξευσης που θα επιτρέψει στους αστροναύτες να επιστρέψουν στη Γη σε περίπτωση που κάτι πάει λάθος κατά τη διάρκεια της πτήσης προς την τροχιά του SLS.

Στη συνέχεια, διαιρείται μεταξύ του τμήματος πληρώματος, που είναι κατοικήσιμο για μέχρι 21 ημέρες, και του ευρωπαϊκού τμήματος υπηρεσιών, που περιέχει προώθηση, θερμικό έλεγχο και ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ηλιακά πάνελ.

Source: NASA

Artemis 2

Η αποστολή Artemis 2, που έχει καθυστερήσει και προγραμματίζεται για τον Απρίλιο του 2026, θα είναι η πρώτη πτήση με πλήρωμα του προγράμματος. Ο γενικός στόχος αυτής της αποστολής είναι να δοκιμάσει πλήρως τα συστήματα του Orion με ανθρώπους πάνω και να δοκιμάσει την εφαρμογή του πληρώματος, τον έλεγχο, και τα συστήματα πλοήγησης.

Source: NASA

Θα μεταφέρει 4 αστροναύτες, 3 Αμερικανούς και 1 Καναδά, σε μια 10ήμερη πτήση γύρω από τη Σελήνη και πίσω στη Γη. Μεταξύ τους θα είναι ο Victor Glover, ο οποίος θα είναι ο πρώτος μαύρος αστροναύτης που θα πετάξει γύρω από τη Σελήνη.

Η τροχιά που θα χρησιμοποιηθεί θα πετάξει 4.600 μίλια πέρα από τη Σελήνη, καθώς αυτή η πιο σύνθετη διαδρομή θα σώσει καύσιμο, χρησιμοποιώντας τη βαρύτητα της Γης για να την τραβήξει πίσω.

Source: Explore Deep Space

Το πλήρωμα θα φορέσει νέα διαστημικά σーツ, κατασκευασμένα για να αντέχουν στο υψηλότερο επίπεδο ακτινοβολίας του cisunar περιβάλλοντος.

Source: NASA

Artemis 3

Αυτή η αποστολή θα είναι η δεύτερη πτήση με πλήρωμα του προγράμματος και η πρώτη που θα προσγειωθεί αστροναύτες στη Σελήνη, σπάζοντας την 50+ ετών μακρά κατάρα από την τελευταία σεληνιακή προσγείωση.

Η εκτόξευση θα χρησιμοποιήσει τον SLS, η πτήση στη Σελήνη το Orion, και η προσγείωση θα γίνει με το σύστημα προσγείωσης της SpaceX, το Starship, πριν επιστρέψει στην τροχιά με αυτό.

Πριν χρησιμοποιηθεί από αστροναύτες, το HLS θα τρέξει μια σειρά δοκιμών, ακολουθούμενη από την πτήση του SpaceX τουλάχιστον μιας αcrewed αποστολής που θα προσγειωθεί το Starship στη σεληνιακή επιφάνεια. Η концепция του HLS θα απαιτήσει την αναπλήρωση καυσίμου ενός Starship στη γήινη τροχιά, για να έχει πλήρη δεξαμενή όταν φεύγει για τη Σελήνη.

Source: NASA

Το πλήρωμα θα επισκεφθεί τον νότιο πόλο της Σελήνης για να αναζητήσει νερό, να μελετήσει την επιφάνεια και να μάθει να εργάζεται σε ένα κόσμο έξω από τη Γη.

Θα δοκιμάσει επίσης τεχνολογίες όπως συστήματα διαστημικών περιπατήσεων και επιφανειακά σーツ, τα οποία θα δώσουν πολύ μεγαλύτερη κινητικότητα από τα σーツ της εποχής Apollo.

Η εξερεύνηση θα γίνει στη σεληνιακή επιφάνεια.

Κατά τη διάρκεια του χρόνου εξερεύνησης στη σεληνιακή επιφάνεια, το Orion θα παραμείνει σε μια εκτεταμένη σεληνιακή τροχιά, κρατώντας πάνω του 2 από τους 4 αστροναύτες.

Source: NASA

Στη μακροπρόθεσμη, ένα άλλο σύστημα προσγείωσης, σχεδιασμένο από την Blue Origins, θα υποστηρίξει αποστολές στη Σελήνη.

Source: NASA

Artemis 4

Η αποστολή Artemis 4 είναι όπου ο στόχος της μόνιμης εγκατάστασης στη Σελήνη αρχίζει να παίρνει σχήμα. Ένα κρίσιμο στοιχείο θα είναι η πρώτη σεληνιακή διαστημική σταθμός, η Lunar Gateway.

Η Gateway θα κατασκευαστεί από 7 κύρια τμήματα, στα οποία θα προσαρμοστεί το Orion:

• Το Crew & Science Airlock, που παρέχεται από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, για την εκτέλεση διαστημικών περιπατήσεων.
• Το Lunar-I-Hab, με κατοικήσιμους χώρους και υποστήριξη ζωής, που παρέχεται από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) και την Ιαπωνική Υπηρεσία Διαστήματος (JAXA).
• Το HALO, που παρέχεται από την ESA, ένα τμήμα πληρώματος και Lunar Link για υψηλής ταχύτητας τηλεπικοινωνίες με την σεληνιακή επιφάνεια.
• Το Lunar View, επίσης από την ESA, με χώρο για φορτίο και μεγάλα παράθυρα.
• Το σύστημα προώθησης και ενέργειας, που περιλαμβάνει 60kW ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακά πάνελ, την περισσότερη που έχει παραχθεί σε ένα διαστημικό σκάφος.
• Το Λογιστικό Μό