Návrat člověka na Měsíc startuje. NASA otestuje unikátní orbitu ve střetu gravitací

Nová sonda bude prvním vesmírným plavidlem, které otestuje unikání oběžnou dráhu (orbitu) pro budoucí lunární stanici Gateway nezbytnou k návratu lidí na Měsíc. Váží přitom jen 25 kilogramů a je velká asi jako mikrovlnná trouba.

Její název CAPSTONE je zkratkou pro Cislunární Autonomní Poziční Systém, Technologickou Operativnost a Navigační Experiment.

Sondu amerického úřadu NASA vynese do vesmíru raketa pro malé satelity Electron od firmy Rocket Lab. Po Falconech od SpaceX teprve druhá znovupoužitelná raketa na planetě. Kalifornská společnost ji po návratu do atmosféry chytá vrtulníkem. Budoucí a větší nosič Neutron by už ale měl přistávat na plošinách. Jako jeho konkurence.

Start rakety se sondou se už několikrát přesouval. Zatím poslední termín je naplánovaný na úterý, 28. června 11:55 našeho času, a to z komerčního kosmodromu využívaného společností na poloostrově Mahia na východní pobřeží Nového Zélandu.

Electron k vypuštění CAPSTONE použije nový horní stupeň Photon upravený právě pro efektivní dopravu satelitů na Měsíc. Ten se ve vesmíru rozevře a vypustí sondu, která pak k Měsíci poletí asi tři měsíce. K jeho jižnímu pólu se přiblíží na vzdálenost zhruba 1 600 kilometrů a dalších sedm dní potrvá, než se opět přiblíží k severnímu.

Na elipsoidní oběžné dráze bude od Měsíce nejdále 70 tisíc kilometrů a svou týdenní trajektorii bude takto znovu a znovu opakovat celkem půl roku. Otestuje tak dynamičnost samotné orbity a nové technologie, takže výrazně pomůže v navigaci, komunikaci i snížení rizik pro novou lunární stanici a jakékoli další lodě a sondy letící k Měsíci.

„Sonda bude obíhat mezi gravitačními poli Země a Měsíce v přesně balancovaném tanci. Šest měsíců bude sbírat data o této trajektorii ve tvaru koruny známé také jako „vysoce eliptická polární oběžná dráha“ (NRHO). Ta poskytuje bezpřekážkový výhled na Zemi díky tomu, že obíhá mezi póly Měsíce. A umožňuje nepřetržitou komunikaci s pozemními řídícími středisky,“ vysvětluje americký vesmírný úřad.

„CAPSTONE také otestuje nové palubní navigační systémy. Bude komunikovat s lunárním průzkumným satelitem (LRO) od NASA, aby vypočítával svou polohu. Tato technologie může umožnit budoucím lodím určit lokaci, aniž by se musely kompletně spoléhat na navigaci ze Země. Mise tak zjistí, jak tato unikátní lunární orbita může pomáhat budoucím vesmírným plavidlům na cestě okolo Měsíce. A pomůže tak zahájit novou éru vesmírného průzkumu lidmi,“ dodává agentura.

Výhodou unikátní lunární orbity je, že koráby by na ní mohly potřebovat nižší pohon než u běžné kruhové oběžné dráhy. Eliptická orbita mezi gravitací Země a Měsíce je totiž velice stabilní, a sonda tak bude zkoumat i kolik paliva by stanice, lodě a sondy na ní přesně potřebovaly. Testovat ale bude také vzájemnou komunikaci navigačních systémů dvou lodí. A to díky stále funkčnímu lunárnímu satelitu z roku 2009.

Kromě solárních článků generujících energii k provozu je proto sonda vybavena také kamerou, palubním počítačem a rádiem. A to právě k navigaci, počítání polohy a komunikaci s dalšími plavidly.

Kromě toho, že má CAPSTONE do budoucna pomoct ušetřit palivo kosmickým korábům, sama byla ve srovnání s jinými projekty pro americký vesmírný úřad vcelku levná. Na vývoj a provoz sondy dala NASA 13,7 milionu dolarů. A to firmě Advanced Space z Colorada, která se vedle NASA a Čínské vesmírné agentury stala teprve druhou institucí s vlastním plavidlem na oběžné dráze Měsíce, a první komerční. Rocket Lab pak za vynesení sondy raketou Electron dostane bezmála 10 milionů dolarů.

Cílem sondy je zajistit maximální bezpečnost i stabilitu budoucích lunárních misí. A nejblíž je právě založení stanice Gateway – klíčového dílu projektu Artemis čili návratu lidí na Měsíc do roku 2025 až 2026, tedy více než půlstoletí od slavného programu Apollo.

Základ tohoto orbitálního komplexu budou tvořit dva moduly sestavené na Zemi, které už v listopadu 2024 odstartují z pevniny na raketovém nosiči Falcon Heavy. Po jejich dopravení na oběžnou dráhu Měsíce poskytnou astronautům životní podporu nezbytnou pro dlouhodobější mise – včetně sestupů na lunární povrch.

NASA doufá, že stanice na oběžné dráze Měsíce bude sloužit i jako trvalá základna a v příštím desetiletí také jako odrazový můstek pro misi s posádkou na Mars. Až bude hotová, měla by mít obytný prostor s objemem 55 metrů krychlových, a být tedy velká asi jako pětina Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Žít a pracovat na ní ale budou moci až čtyři astronauti (ISS je stavěná pro šest astronautů, pozn. red.).

Celý program Artemis, tedy návrat člověka na Měsíc, tvoří celkem čtyři hlavní pilíře. Kromě stanice Gateway mezi ně patří i raketa Space Launch System (SLS), kosmická loď Orion a lunární přistávací modul HLS.

Zatím vůbec nejsilnější, 111 metrů vysoký nosič SLS se v pondělí už po třech odložených pokusech konečně podařilo zkušebně naplnit palivem. Testovací odpočet ale NASA zastavila o 20 sekund dřív, než chtěla, kvůli úniku vodíku a není jisté, zda má všechna data, která od testu očekávala.

Raketa s lodí Orion by přitom měla odstartovat už letos v srpnu v rámci mise Artemis 1, tedy nepilotovaného zkušebního obletu Měsíce. V květnu 2024 si trasu má zopakovat i s posádkou v rámci mise Artemis 2. A v roce 2025 by už mělo následovat přistání astronautů – první ženy a osoby jiné barvy pleti na povrchu Měsíce, tedy mise Artemis 3.

Celý program ale provází zpoždění už od samotného vývoje rakety SLS. Ta měla vzletět ještě v prosinci 2016. Rozpočet byl tehdy sedm miliard dolarů, dnes už to je i s inflací údajně trojnásobek – přes 23 miliard. Cena za samotný start se pak za tu dobu zdvojnásobila na více než čtyři miliardy. S prostorem pro náklad o váze bezmála 70 tun tak cena vychází zhruba na 58 700 dolarů za kilogram.

Připravovaná Starship od společnosti SpaceX o kapacitě nejméně 100 tun nákladu přitom slibuje cenu pouhých 10 dolarů za kilogram.

A zpozdil se i vývoj lunárního přistávacího modulu, kvůli čemuž se údajně i přistání lidí na Měsíci oddálilo z roku 2024 na 2025. Jako hlavní důvod NASA uvedla sedm měsíců trvající soudní spor. Kontrakt za 2,9 miliardy dolarů totiž udělila právě firmě SpaceX. Rozhodnutí ale napadla konkurenční společnost Blue Origin, která měla o přistávací modul HLS také zájem. Americký vesmírný úřad po dobu soudu údajně nemohl s firmou Elona Muska o vývoji jednat.

Pro všechna zmíněná plavidla je klíčový právě úspěch mise CAPSTONE a otestování jedinečné lunární trajektorie.