Mise Artemis II otevřela cestu k Měsíci a Marsu. Překážkou jsou už jen politici
Mise Artemis II, při níž tři Američané a Kanaďan v kosmické lodi Orion jednou obletěli Měsíc, zdánlivě nepřináší nic nového. Stejnou výpravu popsal Jules Verne už roku 1865 – sice jen na stránkách románu, ale jinak až zázračně přesně. Roku 1968 ji pak uskutečnili astronauti mise Apollo 8, aby je jejich kolegové později ještě překonali. A tak se Artemis II často nedostala do hlavních zpráv – a někdy vůbec do žádných. Přesto se pod mediálním povrchem děly věci, které možná budou mít pro budoucnost lidstva větší význam než všechno, co se během letu lodi Orion do médií dostalo.
Hlavní cíle lunárního programu Apollo před více než půl stoletím sice vypadají na první pohled stejně jako u současného programu Artemis – ale opravdu jen na první pohled. U Apolla šlo především o to, dostat se na Měsíc před Sověty. A když už tam Američané byli, přivezli zpět i nějaké ty vědecké poznatky. Prostě klasická romantika objevitelských cest, stejná jako třeba při závodech o dosažení pólů. Ale cíle Artemis jsou jinde. Program má zjistit, jestli je možné „tam“ pracovat a žít. Především na Měsíci, ale později i na Marsu a jinde ve vesmíru.
Někdo může namítnout, že totéž lze levněji a bezpečněji realizovat na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), kde se délka pobytu dávno počítá v měsících. Jenže ISS není ve vesmíru. Ano, čtete dobře: místo, kde se nachází, ještě není vesmír. Nejde ani tak o to, že ve skutečnosti létá ve vrstvě velmi řídké zemské atmosféry, jíž se říká termosféra. Podstatnější je, že obíhá Zemi pod ochranou takzvaných van Allenových pásů, které stíní naši planetu před smrtícím kosmickým zářením. Bez přehánění lze říci, že Artemis II je prvním krokem k tomu, aby se lidstvo stalo kosmickým druhem, jehož přežití už neohrozí žádná případná katastrofa na Zemi.
Neživá astronautka Zohar
Mnozí novináři a komentátoři na misi Artemis II vyzdvihují hlavně to, že se při ní k Měsíci poprvé vypravila žena. Christina Kochová je inženýrka se specializací na vývoj přístrojů pro detekci ionizačního záření a jejich testování v extrémních podmínkách. A právě ionizační záření je nejmocnější zbraň, kterou se vesmír brání pronikání lidí.
Christina Hammock Kochová se narodila roku 1979 ve státě Michigan, vystudovala Státní univerzitu Severní Karolíny a začala vyvíjet vědecké přístroje pro kosmické výpravy v Laboratoři vysokých energií Goddardova kosmického střediska. To ji přivedlo do arktických a antarktických vědeckých stanic, včetně základny Amundsen–Scott na jižním pólu. Roku 2013 byla zařazena do astronautického výcviku a o dva roky později ho úspěšně zakončila. Do vesmíru se vypravila roku 2019 v rámci Expedice 59 na ISS. Několikrát ve skafandru vystoupila do otevřeného prostoru a na Zemi se vrátila až po bezmála deseti měsících. Do mise Artemis ji vybrali v dubnu 2023 jako letovou specialistku, což v podstatě znamená, že má na starost vědecký program výpravy.
První testování radiační zátěže astronautů v lodi Orion se uskutečnilo už při jejím bezpilotním testovacím letu mise Artemis I v listopadu 2022. Živé lidi přitom zastoupili manekýni prošpikovaní senzory sledujícími vlivy radiace, vibrací a zrychlení. Tato „posádka“ byla tříčlenná ve složení „velitel“ jménem Moonikin Campos a dvě „ženy“: Helga a Zohar. Není bez zajímavosti, že „zohar“ znamená v hebrejštině „záře“ nebo také „lesk“. Ale je to i název stěžejního díla židovské mystiky, kabalistického komentáře k tóře. Helgu pokřtilo Německé středisko pro letectví a výzkum (DLR), jež figurínu vybavilo svými detektory, zatímco „velitel“ dostal jméno po inženýru Arturu Camposovi (1934–2001), který roku 1970 sehrál významnou roli při záchraně posádky Apolla 13.
Astronaut ve zkumavce
Ochrana proti radiaci je jedním z klíčových prvků celého programu Artemis, takže její výzkum pokračoval i během jeho první pilotované mise. K vědeckému vybavení lodi patří systém HERA (Hybrid Electronic Radiation Assessor), v němž je šest českých detekčních čipů Timepix vyrobených pražskou firmou ADVACAM. Jde o zařízení původně vyvinuté pro detektor Atlas Velkého hadronového urychlovače Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN). S českými čipy se počítá i pro další mise programu Artemis.
V interiéru Orionu i v oblecích posádky byla řada dalších detektorů, navíc astronauti shromažďovali vzorky svých slin, z nichž vědci na Zemi vyčtou, jak radiace a další vlivy kosmického prostředí ovlivnily jejich imunitu. Jiný typ informací o odezvě organismu na vesmír přinese experiment jménem AVATAR.
Pod pojmem Avatar si nejspíš každý vybaví kultovní sci-fi Jamese Camerona, v níž jsou pozemšťané vykořisťující planetu Pandora propojeni s těly tamních obřích modrých Indiánů. Současný skutečný AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response) dělá opak: astronauty mise Artemis II zmenšuje. Přesněji řečeno, vědci jim odebrali buňky kostní dřeně, vypěstovali z nich tkáňové kultury a ty umístili do pouzder velikosti USB karty. Vytvořili tak jakési buněčné analogy členů posádky. Jde to i s buňkami jiných orgánů, ale kostní dřeň jako orgán krvetvorby je z hlediska odolnosti vůči záření obzvlášť významná. Odborníci z NASA této technologii říkají orgánové čipy.
„Než pošleme lidi na Mars, ze všeho nejdřív musíme poznat potenciální zdravotní rizika,“ uvádí web NASA. „Orgánové čipy nám k tomu poskytnou nezbytné informace.“
Část orgánových čipů putovala společně s astronauty Artemis II do vesmíru na různých místech interiéru Orionu, část zůstala na Zemi jako kontrolní vzorek. Po vyhodnocení změn budou moci vědci zjistit, co dělá vesmír s organismem každého konkrétního astronauta – ale nejen to. Půjde také individualizovat prevenci, životosprávu a případnou léčbu příštích posádek a vybavit lodě i stanice soupravami lékařských potřeb ušitých na míru členům každé mise.
Pozemští vědci během mise Artemis II také víc než kdy jindy sledovali aktivitu Slunce i všechna data přicházející ze satelitů, jež ho zkoumají. Zapřáhli do této činnosti i rover Perseverance na Marsu, který mohl díky momentální poloze rudé planety pozorovat naši hvězdu z opačné strany. Cílem bylo včas odhalit jevy předcházející erupcím nabitých částic, jež by mohly Orion na jeho pouti vesmírem zasáhnout a ohrozit posádku.
Astronauti by v takovém případě nebyli bezmocní. Pro záření je každá hmota překážkou a konstrukce lodi jí někde obsahuje víc, jinde méně. Data získaná při misi Artemis I ukázala, které části interiéru jsou nejvíce stíněné. Experti z NASA na základě toho vypracovali postup, jak by měla posádka před hrozícím nebezpečím rozmístit zásoby a další výbavu interiéru, aby ochranu těchto míst ještě posílila. A pak by se tam na nezbytnou dobu uchýlila.
„Měření při misi Artemis I ukázala, že máme účinnou strategii pro řízení radiačních rizik uvnitř lodi,“ uvedl Stuart George, expert na radiaci z Johnsonova kosmického střediska NASA. „Jedním z hlavních úkolů Artemis II byl nácvik a prověření těchto postupů.“
Na odvrácené straně
Orion odstartoval z Kennedyho kosmodromu na špici nosné rakety SLS 1. dubna – a nešlo o apríl, přestože si to mnozí mysleli. Mise Artemis II byla totiž tolikrát odložena, že už v její uskutečnění leckdo přestával věřit. Nejdřív se oddělily pomocné rakety na tuhé palivo SRB (Solid Rocket Boosters), stejné, jaké dříve pomáhaly do vesmíru raketoplánům Space Shuttle. Motory hlavního stupně pokračovaly v práci a vynesly loď do výšky 2300 kilometrů, čtyřikrát výš, než létá ISS. Tato dráha by ale Orion vrátila zpět k Zemi. NASA ji zvolila záměrně, jako pojistku proti případným vážným problémům s nepříliš vyzkoušenou raketou a lodí. Kdyby se něco stalo, Orion by bez jakéhokoliv zásahu sám přistál na padácích.
Posádka v této fázi letu zkontrolovala životně důležité systémy, a když se ukázalo, že všechno je v pořádku, řídicí středisko dalo pokyn k pokračování mise. Zatímco oddělený první stupeň nosné rakety klesal zpět do atmosféry, kde shořel, motor druhého stupně vynesl loď na oběžnou dráhu Země, jejíž nejvyšší bod (apogeum) se nacházel 74 000 kilometrů nad zemským povrchem.
Tady se Orion od druhého stupně SLS oddělil a posádka začala testovat manévrovací schopnosti své lodi. Opuštěný druhý stupeň přitom posloužil jako cílové těleso, jež Orion oblétával, přibližoval se k němu a zase vzdaloval. Současně Christina Kochová opravovala palubní WC, které se ukázalo být největším problémem mise. Vyneslo jí to titul první kosmický instalatér. Naproti tomu test řízení dopadl skvěle, a tak mohl Orion zažehnout motor svého servisního modulu a vyrazit k Měsíci.
Servisní modul ESM (European Service Module) zůstal při misi Artemis II poněkud stranou pozornosti, což je škoda hned ze dvou důvodů. Jednak je dílem Evropské kosmické agentury (ESA), která se tak stala účastníkem návratu lidí na Měsíc, především ale proto, že teprve ESM dělá z Orionu plnohodnotnou kosmickou loď. Obsahuje nejen motor a nádrže paliva pro manévrování, ale také zásoby vody, kyslíku, energetické zdroje a další nezbytnou techniku.
Evropská kosmická agentura vyvinula servisní modul Orionu ze své nákladní kosmické lodi ATV (Autonomous Transfer Vehicle). Ty v letech 2008 až 2014 sloužily k zásobování ISS. Základní konstrukci postavila italská firma Thales Alenia Space v Turíně, další systémy dodalo dvacet podniků z deseti evropských zemí, konečná montáž proběhla v brémské firmě Airbus Space. A zatímco první ESM hnal Orion vesmírem, v Evropě už začal vznikat další exemplář, určený pro misi Artemis III.
Dráha, po níž se Orion vydal k Měsíci, je takzvaná trajektorie volného návratu, při níž všechny manévry obstará jen přitažlivost kosmických těles. Je tak jistota, že loď se vrátí a přistane na Zemi, i kdyby se všechno pokazilo. Orion tedy 6. dubna 2026 překonal rekord Apolla 13 v největší vzdálenosti, v jaké kdy lidé byli od Země: dostal se až 406 770 kilometrů daleko. Za odvrácenou stranou Měsíce čtveřice astronautů zažila největší možnou samotu, když mohutná masa naší přirozené družice na 40 minut znemožnila rádiové spojení.
Protože loď míjela Měsíc ve vzdálenosti několika tisíc kilometrů, posádka neviděla na povrchu takové detaily jako posádky programu Apollo. Přesto spatřila záblesky světla na temné straně měsíčního disku, jež identifikovala jako místa dopadu mikrometeoritů. Objevila také dva dosud neznámé krátery na rozhraní přivrácené a odvrácené strany Měsíce. Pro posádku to byla i chvíle smutku, když jeden z nich pojmenovali Carroll po ženě velitele Reida Wisemana, která zemřela na rakovinu.
Drama v zákulisí
Trajektorie volného návratu sice zajišťuje, že loď se samovolně vrátí na Zemi – pohříchu však nezaručuje, že na konci cesty bude v dobrém stavu. V závěru se totiž těleso letící po této dráze pohybuje velmi vysokou rychlostí (okolo 40 000 km/h) a má jen dvě možnosti. První je, že do atmosféry vstoupí pod malým úhlem, odrazí se od ní jako oblázek na vodě a nenávratně zmizí v hlubinách vesmíru. Druhá možnost není o nic lepší: pod větším úhlem se sice těleso ponoří do atmosféry, ale teplota generovaná třením o vzduch ho doslova uškvaří. Žár dosahuje až 2800 stupňů Celsia...
Právě tady čekalo na astronauty mise Artemis II největší nebezpečí. Zatímco na veřejnost proudily téměř idylické zprávy z letu, někteří odborníci se obávali, že Orion čeká podobný osud jako raketoplán Columbia, jenž se v únoru 2003 při návratu do atmosféry rozpadl po porušení své tepelné ochrany. Mise Artemis I totiž ukázala, že s tepelným štítem Orionu není všechno v pořádku – a přesto s ním loď při misi Artemis II letěla znovu.
Nejdřív to vypadalo, že problém tepelné ochrany při návratu od Měsíce byl vyřešen už při programu Apollo. Loď nejdřív odhodí už nepotřebný válcovitý servisní modul a natočí se mírně vypouklým dnem velitelského modulu do směru letu. Dno je pokryté tepelným štítem, který kabinu s lidmi před žárem ochrání. Pro Apollo byl na štít vybrán materiál jménem Avcoat, což je (hodně zjednodušeně řečeno) něco jako bloky laminátu na titanovém a uhlíkovém rámu. Vysoká teplota při tření o atmosféru v pryskyřici tvoří plyny, které ze štítu unikají a vytvářejí přechodovou vrstvu na povrchu lodi, jež část tepla odvádí. O zbytek se postará zuhelnatělý podklad fungující jako klasická tepelná izolace.
U Apolla to fungovalo, zdálo se tedy, že není důvod, proč by to nemělo fungovat u Orionu. Jenže když se kabina z mise Artemis I vrátila na Zemi, přišlo ošklivé překvapení: štít odpadával ve velkých kusech. Důvod se ukázal rychle: zatímco u Apolla měl průměr jen necelé čtyři metry, dno Orionu mělo průměr pět metrů. Plyny vznikající v pryskyřici nestačily rovnoměrně unikat a místo toho odtrhávaly celé kusy povrchu štítu.
Logické by bylo štít překonstruovat, což také mnozí odborníci požadovali. Jenže to by znamenalo další zdržení programu Artemis. Nakonec zvítězil názor, že kabina se z mise Artemis I vrátila v pořádku a tepelné senzory při návratu ukázaly, že teplota uvnitř nepřekročila 24 stupňů. A tak NASA rozhodla, že mise Artemis II ještě poletí se štítem původní konstrukce. Jen trochu upravila sestupovou dráhu, aby bylo tepelné namáhání kratší – ovšem za cenu většího přetížení.
Nakonec to dobře dopadlo a Artemis II splnila všechny cíle na výbornou: NASA má plně funkční raketu a loď. Pokračování kolonizace Měsíce a Marsu tak už stojí v cestě jen politici.
Tento článek je součástí balíčku PREMIUM.
Odemkněte si exkluzivní obsah a videa!
