Raketa SLS na startovací rampě (zdroj NASA).

Přistání Apolla 11 na Měsíci bylo historickou událostí, která mě v dětství ovlivnila snad nejvíce. Jako devítiletý kluk, který se zajímal o astronomii, jsem byl prvními kroky člověka na povrchu našeho nejbližšího nebeského souseda fascinován. Sledoval jsem tak všechny měsíční mise a věřil, že opravdu začíná rychlá expanze lidstva do vesmíru. Těšil jsem se na budování měsíčních základen a předpokládal, že do konce tisíciletí se člověk dostane i na Mars. Jak víme, nic z toho se nakonec nerealizovalo. Lidská civilizace dosáhla za uplynulé půlstoletí v řadě technologických oblastí obrovského pokroku, ale noha člověka se na Měsíc od přistání Apolla 17 nevrátila a návštěva člověka na Marsu zůstává stále za vzdáleným horizontem.

Postupně jsem přestával doufat, že se návratu člověk na Měsíc dožiji, proto jsem byl zpočátku skeptický k programu Constellation, který vyhlásil na začátku roku 2004 president George W. Bush jako náhradu raketoplánů s cílem opětného návratu na Měsíc. Mělo jít o rakety Ares, které měly vynášet i novou kosmickou loď Orion. Program byl v roce 2010 zrušen prezidentem Barackem Obamou a nahrazen současným programem, známým dnes jako Artemis. V tomto případě měla být vyvinuta raketa SLS (Space Lunch System), která měla vynášet kosmickou loď Orion. Úkolem jejich projektantů a realizátorů bylo co nejvíce využít předchozích znalostí a navázat na vyvinuté a existující technologie.

Kosmická loď Orion (zdroj NASA).

Samotná raketa SLS, se skládá ze dvou stupňů, centrálního a druhého ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), které oba využívají tekutý vodík a kyslík. Po stranách jsou pak dva urychlovací stupně na tuhé palivo. I z toho je vidět, že se do značné míry využily zkušenosti z raketoplánu, který využíval také motory na tekutý vodík a kyslík a postranní urychlovací stupně na tuhé palivo. Využily se i zkušenosti z využívání dalších standardních raketových systémů, druhý stupeň je tak převzatý druhý stupeň využívaný i u raket Delta IV. Centrální stupeň využívá čtyři raketové motory RS-25, které jsou také velice dobře známy z raketoplánu. Ty mají impozantní parametry v tahu i specifickém impulsu, výška motoru je 4,3 m, průměr trysky 2,4 m a hmotnost se blíží 3,5 tunám.

Schéma letu Artemis I (zdroj NASA).

Do vývoje a realizace vesmírné lodi Orion, i do celého projektu Artemis, je kromě americké NASA zapojena velmi intenzivně i evropská ESA. Její velitelská (návratová) část byla připravena NASA a má o 50 % větší objem, než tomu bylo u Apolla. Servisní modul pak dodala právě organizace ESA, zajistí 11,2 kW elektrického výkonu, což je téměř dvakrát více, než tomu bylo u Apolla. Rozměry má zhruba stejné a hmotnost se zásobami je okolo 15,5 tuny, což je o 40 % méně než u Apolla. Každá mise Artemis bude mít svůj servisní modul, nyní už jsou podepsány smlouvy pro jejich dodání až po misi Artemis VI.

Umístění jednotlivých členů posádky Artemis I, kterými jsou jeden mechanický a dva dozimetrické fantomy (zdroj NASA).

Hlavním úkolem prvního letu programu Artemis je právě otestování vesmírné lodi Orion a také rakety SLS. Ta je při tomto startu ze startovacího komplexu 39B v Kennedyho vesmírném středisku využívána rovněž poprvé. Nejdříve bude loď Orion vynesena na nízkou oběžnou dráhu okolo Země a později se ve vhodný moment zapálí druhý stupeň, který nasměřuje Orion na oběžnou dráhu k Měsíci. Orion se pak od druhého stupně ICPS oddělí a jeho další pohon zajistí servisní modul. Druhý stupeň se pak vydá po vlastní, ale podobné, trajektorii a v různých místech vypustí dohromady 13 CubeSatů, z nich deset se vydá k Měsíci. Kromě řady velice zajímavých testů technologií i výzkumů by měl jeden z nich vypustit malý modul, který přistane na měsíčním povrchu. Po několikadenní cestě k Měsíci pomůže motorický manévr servisního modulu dostat Orion na oběžnou dráhu okolo Měsíce a uskuteční se první těsný průlet nad jeho povrchem. Navržená dráha jej pak zavede do větší vzdálenosti od Měsíce a k několikadennímu sběru dat a stabilizaci dráhy. Poté nastane další těsný průlet okolo Měsíce a gravitační manévr i motorová korekce nasměruje Orion k Zemi. Po zhruba měsíčním pobytu ve vesmírném prostoru by pak měl Orion přistát na povrchu Země.

Vesmírná stanice Gateway u Měsíce v době příletu lodi Orion (ESA).

Je třeba zdůraznit, že hlavním úkolem mise jsou všestranné technologické testy lodi SLS a vesmírné lodi Orion. Ta sice neponese tentokrát kosmonauty, ale budou v ní tři lidské fantomy. Všechny tři ponesou velké množství senzorů. Jeden bude mít mechanické vlastnosti podobné lidskému tělu a bude testovat vliv letu v období silného mechanického namáhání, hlavně při startu a přistávání. Další dva jsou dozimetrickými fantomy. Jsou složeny z materiálů podobných lidskému tělu a dozimetry v různých místech ukáží radiační dávku, kterou by daní kosmonauté, v daném případě kosmonautky, obdrželi. Jde totiž o ženské fantomy, jejichž jména jsou Helga a Zohar. Ženské tělo je totiž daleko citlivější k radiaci. Jeden z těchto fantomů bude mít speciální ochrannou vestu proti radiaci, aby se otestoval její účinek. Podrobněji o nebezpečí radiace ve vesmíru a ochrany před ní se píše v nedávném článku na Oslovi. Připomeňme, že na dozimetrickém monitorování nejen na vesmírné stanici ISS se podílejí i kolegové z našeho Ústavu jaderné fyziky AV ČR.

Pokud bude let úspěšný, a moc držím palce, vydala by se v roce 2025 mise Artemis II k Měsíci už s lidmi a Artemis III by už pak mohla mít přistávací modul a realizovala by výsadek kosmonautů na měsíčním povrchu. Přistávací modul by byl umístěn na dráze okolo Měsíce v době startu rakety SLS s lodí Orion této mise. Na povrchu Měsíce by posádka měla strávit šest dní, poprvé by mělo jít i o ženu. Postupně by se na oběžné dráze okolo Měsíce měla vybudovat vesmírná stanice Gateway. Ta bude zajišťovat podporu práce na povrchu Měsíce a jeho výzkum. Nebude osídlena trvale, jako ISS, ale zajistí dostatečnou a dlouhodobou podporu výzkumu a prací na povrchu i v okolí Měsíce. Výsledkem by mělo být vybudování základny přímo na povrchu. Ta se neobejde bez jaderných zdrojů energie, například vyvíjeného vesmírného reaktoru Kilopower.

V tomto případě by už mělo jít o trvalý návrat lidstva na povrch našeho vesmírného souputníka. Důvěru v takový dlouhodobý návrat mi dává i to, že aktivity na Měsíci neplánují a nerealizují pouze Spojené státy a Evropská unie, ale i další státní i soukromé subjekty. A na pólech Měsíce tak může být brzy docela husto.

Před třemi lety jsem měl přednášku o návratu lidí na Měsíc pro studenty FJFI ČVUT, ta doufám, že se nyní tento sen stává realitou (zde).