Firmy soupeří o přistání na Měsíci. Američany zradil pohonný systém

Tento týden začala další etapa vesmírného závodu o první soukromou firmu, která přistane na Měsíci. Po dvou neúspěšných adeptech z minulých let z Izraele a Japonska v ní tentokrát soutěží, nebo tedy spíš soutěžily, dva podniky z USA. Jeden už ale stihl vypadnout.

Na floridském Mysu Canaveral v pondělí ráno přesně v 8:18 zažehla motory a na oběžnou dráhu zamířila nová raketa Vulcan, která v nákladovém prostoru nesla lander neboli přistávací modul od americké společnosti Astrobotic. Ten ale krátce po startu přišel o „kritické množství pohonných hmot“.

Informace a záběry si můžete i poslechnout a prohlédnout v úvodní videoreportáži. Včetně vyjádření šéfů firem, animací letu, přistání i dobývání Měsíce dalšími sondami a lidmi.

Modul Peregrine se od horního, tedy druhého raketového stupně Centaur, oddělil přesně 50 minut po startu ve výšce 490 kilometrů. A pokud by za dalších zhruba šest hodin nedošlo k tomuto úniku paliva, o přistání na přivrácené straně Měsíce na svých čtyřech nohách by se pokusil 23. února.

To už by s tímto v překladu Sokolem závodil i druhý americký lander, který se v únoru chystá odstartovat, ale ještě před jeho představením je potřeba uvést, o co přesně firma Astrobotic, ale i NASA a další zahraniční vesmírné agentury, školy a instituce přijdou ztrátou toho prvního. Na jeho palubě je totiž uloženo 20 vědeckých zásilek, vozítko, roboti a další předměty ze sedmi zemí o celkové váze asi 90 kilogramů.

„Toto je model lodi v životní velikosti, takže měří asi šest stop (1,9 metru). A poté, co bude plně naložený palivem, bude vážit okolo 1400 kilogramů. Je to design hodně zaměřený na potřeby zákazníků. Máme otevřené paluby pro náklad v horní i spodní části,“ popisuje v úvodním videu tohoto článku přistávací modul Sharad Bhaskaran, vedoucí mise z firmy Astrobotic. Záznam pochází ještě z roku 2019.

„To byla jedna z našich motivací – udělat jej co nejvíc přívětivý pro zákazníky a aby mohl vést co nejvíc nákladu. Pro některé případy bychom mohli náklad připevnit i k jiným částem landeru. Ale otevřené paluby jsou primární místo pro všechny naše zásilky,“ dodává.

Pět zásilek na palubě Peregrinu bylo od NASA. Čtyři spektrometry a jeden laserový přístroj měly lokalizovat molekuly vody, změřit radiaci a celkově zhodnotit takzvanou exosféru čili tenkou vrstvu plynů u lunárního povrchu a to, jak ji ovlivňuje sluneční záření. To všechno v oblasti Gruithuisenových dómů, tedy měsíčních sopek u Moře dešťů.

Přístroje mohly s pomocí dat minimalizovat rizika pro budoucí mise Artemis neboli plánovaný návrat člověka na Měsíc. NASA za jejich uložení v landeru zaplatila 108 milionů dolarů a v provozu s nimi mohl být až osm dní.

„Jednou z klíčových věcí, která by nás ohromila, by bylo zachycení výskytu radiačního jevu solární bouře na Měsíci. A získat z ní data, aniž by tam byla posádka. To by bylo ideální, že bychom získali data, aniž bychom posádku vystavili riziku. A pak bychom ta data využili k přípravě ochrany posádky během fungování na Měsíci,“ popisuje v reportáži SZ Tech význam přístrojů NASA Nic Stoffle z Johnsonova vesmírného střediska, který byl v čele jejich vývoje.

Lander od Astrobotic nesl ale i první studentské lunární vozítko Iris, které vyvinula americká soukromá univerzita Carnegie Mellon. Rover o velikosti krabice od bot a váze asi dvou kilogramů byl vybavený kamerami, které měly zajistit jak navigaci, tak i vědecké pozorování měsíčního terénu a hornin.

Peregrine měl ale na palubě i pět malých robotů vyvinutých týmem 250 studentů z Mexické národní autonomní univerzity (UNAM). Každý měřil v průměru jenom deset centimetrů a vážil 60 gramů, na svých kolečkách s palubními senzory a počítači ale měly studovat tamní atmosféru, a především šlo o první misi Mexika na Měsíc.

Součástí nákladu landeru bylo ale například i vybavení od německého vesmírného úřadu, britských univerzit a firem nebo japonská kapsle se vzkazy od skoro 186 tisíc dětí z celého světa. A třeba mince, na které měl být údajně nahraný jeden bitcoin. Nic z toho ale na Měsíc nedorazí.

Jak už se nyní přesně ví, sedm hodin po startu rakety Vulcan došlo na Peregrinu k úniku kritického množství paliva. Lander se tou dobou už odpojil a spoléhal na vlastní pohonné systémy. A právě ty selhaly. Následně měl problém i s orientací solárního panelu, pomocí kterého si dobíjí baterii.

Cílem Astrobotic tak nakonec bylo pouze dostat Peregrine co nejblíže Měsíci, aby získal aspoň nějaká data. Pak se z něj stane jen další kus vesmírného odpadu plujícího kosmem. A jelikož veze i DNA a popel několika desítek lidí včetně autora Star Treku či románu 2001: Vesmírná odysea a tří bývalých amerických prezidentů, které na jeho palubu daly podniky Celestis a Elysium Space, bude doslova rakví plující nekonečným vesmírem.

O titul prvního amerického landeru, který za posledních více než 50 let zkusí přistát na Měsíci, a rovněž tedy i první lunární modul v majetku soukromé firmy se bude ucházet Nova-C od Intuitive Machines. „Je to opravdu jen na naší představivosti a potřebách našich zákazníků, aby se kdekoli na této struktuře našlo místo k připevnění nákladu,“ popisuje omezený prostor v modulu v úvodním videu tohoto článku viceprezident firmy Tim Crain. I tento záznam pochází ještě z roku 2019.

Nova-C by měl dle posledních informací odstartovat na palubě Falcon 9 od SpaceX nejdřív v polovině února. Protože ale zvolil kratší cestu než Astrobotic, měl by přistát na Měsíci už během jediného týdne od zážehu raketových motorů, a to v kráteru Malapert A nedaleko jižního pólu.

Lander je vysoký čtyři metry, má šest nohou a kromě vlastního raketového paliva na pohon také využívá ještě solární panely. Na přirozenou družici Země je ale schopný dopravit o deset kilogramů nákladu víc než Peregrine, tedy přibližně 100 kilogramů. Pro NASA veze rovněž pět vědeckých zařízení, zatímco pro soukromé instituce jen čtyři – od kamerového systému, přes vzkazy po umělecká díla. Půjde tak zřejmě o větší zásilky.

„Vstoupíme na lunární orbitu. Zkontrolujeme všechny systémy. Využijeme lunární povrch ke zlepšení našich navigačních řešení. A potom zahájíme brzdný manévr, abychom se v podstatě zbavili energie získané na oběžné dráze a přiblížili se k místu přistání. Než se k tomuto místu ale dostaneme, tak uděláme sken k nalezení bezpečných zón, skal a balvanů. I snímání mračen,“ dodává Tim Crain z Intuitive Machines, jak bude probíhat dosednutí jejich landeru na lunární povrch.

„A pak sletíme a budeme se vznášet 30 metrů nad místem přistání, načež provedeme vertikální sestup. A to nám dává hodně prostoru k ujištění se, že je vše v pořádku a stabilní pro finální přistávací sekvenci,“ doplňuje.

S pomocí vědeckých přístrojů od NASA bude Nova-C po dosednutí fungovat vesměs také jako výzvědná sonda pro mise Artemis a přistání lidí na Měsíci. Laserový měřič, LiDAR a další navigační čidla, rádiové snímače či kamery budou studovat například působení kosmického počasí na povrch, ale i dopady samotného přistání a sloupců prachu od trysek. A pozornost mise věnuje také způsobu, jak nejlépe přistát.

„Technologie stavění vesmírných lodí je tak pokročilá a komerčně dostupná, že máme širokou paletu nástrojů, ze kterých vybírat. Ale je to integrace systémů, které budou fungovat na lunárním povrchu v plně automatizovaném smyslu, to je tady ta opravdová výzva. A umět to dělat způsobem, který je komerčně dostupný, a zároveň aby NASA byla jedním z mnoha dalších zákazníků, o tom je ta výzva pro nás,“ říká dál v úvodním videu tohoto článku viceprezident firmy Tim Crain.

Intuitive Machines stejně jako Astrobotic už v roce 2019 na vývoj i let Nova-C získala finance od NASA. Přesně 77,5 milionu dolarů v rámci dohody o přepravě vědeckých přístrojů a jiných zásilek vesmírné agentury USA na Měsíc. Takzvané Commercial Lunar Payload Services (CLPS) jí takto bude nabízet celkem 14 firem – včetně třeba SpaceX a Blue Origin.

„Doufáme, že tento model bude znamenat častý, rychlý a cenově dostupný přistup na Měsíc. Tyto dodávky budou znamenat více zkoumání Měsíce než kdy dřív a pomůže nám se připravit na přistání první ženy a osoby jiné barvy pleti na povrchu Měsíce v programu NASA Artemis,“ doplňuje v reportáži SZ Tech Megan Cruzová z oddělení komunikace NASA.

Loni v dubnu o první dobytí Měsíce soukromou firmou v historii usilovala i japonská společnost ispace. Těsně před dosednutím na jeho přivrácené straně v kráteru Atlas blízko Moře chladu ale ztratila se svým landerem Hakuto-R kontakt. A později vyšlo najevo, že do povrchu narazil, jelikož klesal moc rychle. Už v roce 2019 se o přistání snažil také izraelský podnik SpaceIL, jeho Beresheetu ovšem selhal při brzdném manévru gyroskop, a tak rovněž havaroval.

Co se ale týče pondělního startu s modulem Peregrine od Astrobotic, tak i když přistát nemůže a možná zvítězí Nova-C od Intuitive Machines, datum 8. ledna 2024 zůstane v historii dobývání kosmu stále zapsané jako další milník. A to kvůli raketě Vulcan od United Launch Alliance, společné americké firmy od zbrojovky Lockheed Martin a výrobce letadel Boeing.

„Jsme opravdu nadšení. Tohle opravdu přinese novou éru v letech do kosmu. Zbrusu nový startovací koráb, který je navržený tak, aby byl podporou pro širokou škálu zákazníků i širokou paletu výkonů od střední po velmi těžkou přepravu. To všechno s jedinou řadou raket, “ říká ve videu Mark Peller z oddělení vývoje rakety Vulcan.

Tento dvoustupňový nosič o výšce 61,5 metru je totiž nástupce a náhrada za dosud nejsilnější verze raket řady Atlas a Delta, které například pro americkou armádu do kosmu vynášely špionážní satelity, ale významnou úlohu sehrály právě i pro NASA.

Ke zkušebnímu obletu Země vynesly loď Orion pro lety s posádkou na Měsíc, také poslaly k Slunci družici Parker, sondu OSIRIS-REx pro dosud největší odběr vzorků z asteroidu v dějinách nebo na Mars dostaly vozítka Curiosity a Perseverance. Obě tyto rakety ale využívaly ruské motory RD-180, a tak je Spojené státy nechtěly dále využívat.

United Launch Alliance ještě před invazí Ruska na Ukrajinu nicméně začala vyvíjet právě Vulcan, jehož hlavní dva motory BE-4 pochází z továren další známé americké vesmírné firmy Blue Origin. Do budoucna se počítá i s jejich záchranou po startu a vzletu tak, aby další nový americký raketový nosič mohl podobně jako stroje Falcon od SpaceX být částečně znovupoužitelný.

Nová raketa vynese 27 tun na nízkou oběžnou (LEO) a 12 tun právě na translunární dráhu (TLI), což je podobné jako u jejích předchůdců i konkurence.

Proč je dobývání vesmíru pro lidstvo důležité a co už mu přineslo, to si lze přečíst už v jednom z minulých článků redakce SZ Tech o poslední písni marsovského vozítka Curiosity a o tom, jak drahé je dobývat Mars.