Enne kui ainuski astronaut saab NASA praeguse Artemise plaani kohaselt Kuu pinnale jalga tõsta, näeb missiooni ülesehitus ette vähemalt 15 eraldi raketistarti, mis kõik on vajalikud üksnes orbiidil ootava Kuu-maanduri tankimiseks. See arv jõuab stardiülekannete kokkuvõtetesse harva, kuid see räägib tagasitulekureisi tegelikust raskusest rohkem kui ükski kaader rakette starditornist lahkumas.
Artemis on NASA kampaania, mille eesmärk on tuua astronaudid taas Kuule, täites lünka, mis on kestnud alates 1972. aastast; NASA plaanib, et meeskonda kuulub ka esimene naine, kes iial Kuu pinnal käib. Sinna naasmine, rohkem kui viis aastakümmet hiljem, on kujunenud palju suuremaks tehniliseks mõistatuseks, kui algsed Kuule maandumised kunagi olid.
Selle mõistatuse osad hõlmavad uut raketti, kapslit, millel on juba lennutunde ette näidata, ning väikest kosmosejaama, mis on ehitatud veetma suurema osa oma elueast ilma pardal olevate inimesteta. Koos selgitavad need, miks lause „naasmine Kuule” on tegelikult palju keerulisem, kui see kõlab.
Viiskümmend aastat päevapealt
Kui Artemis I kapsel lõpuks vette laskus, ei olnud kuupäev juhus: see maandus täpselt 50 aastat päevapealt pärast Apollo 17 missiooni, viimast missiooni, mis viis meeskonna Kuu pinnale. Sellegipoolest ei pidanud NASA lennutestitud tehnika leidmiseks nii kaugele minevikku vaatama. Orion, Artemise südamikuks olev kapsel, oli juba aastaid varem käinud kosmoses — 2014. aasta detsembris toimunud lend, mis kasutas teistsugust raketti ja mille ainus eesmärk oli kontrollida, kas soojuskilp peab vastu naasmisele kaugkosmosest.
See lõhe kapsli, millel oli edumaa, ja raketi, mis oli valmisolekust veel aastaid eemal, vahel näitab, kust enamik Artemise viivitusi tegelikult pärines. Orion oli suuresti tõestatud tehnoloogia; sõiduk, mis pidi seda kandma, seda ei olnud.
Rakett, pääsutee ja kapsel, millel on juba kilomeetreid taga
Rakett, mis lõpuks Orioni starditornist üles viis, on Space Launch System, mille esimene aste toetub tehnikale, mida NASA juba usaldas: neli RS-25 mootorit, sama mootoriperekond, mis vedas kosmosesüstikute laevastikku kolm aastakümmet.
Paberil on SLS võimsaim rakett, mis on kunagi kinnitatud inimmeeskonna vedamiseks, andes stardil 39 meganjuutonit tõukejõudu — rohkem kui ükski teine inimmeeskonnaga kanderakett ajaloos. Puhas tõukejõud pole aga kogu lugu. Kui arvestada, kui palju massi see tegelikult Kuu suunas lükata suudab, veab SLS Kuu-suunalisele trajektoorile ligikaudu 27 tonni, mis on vaid umbes pool sellest, mida suutis kanda Apollo-ajastu Saturn V oma 48,6-tonnise kasuliku koormaga. Suurem mootor ei tähenda automaatselt suuremat veosemahtu.
Enne kui kogu see võimsus meeskonnaga lennul rakendub, testib NASA esmalt väljumisplaani. Test Ascent Abort-2 kavandati ühe konkreetse halvima stsenaariumi ümber: kas Orioni stardipääste süsteem suudab kapsli ja meeskonna SLS-ist eemale tõmmata, kui midagi läheb valesti hetkel, mil kosmoseaparaat kannatab tõusul kõige suuremat aerodünaamilist koormust.
Kosmosejaam, mis on ehitatud lendama tühjana
Kui Orion jõuab Kuu-lähedasse kosmosesse, näeb plaan ette dokkimist jaamaga Gateway, mis on kavandatud saama esimeseks rahvusvaheliseks tugipunktiks, mis kunagi Kuu orbiidile ehitatud.
Gateway jääb orbitaaltugipunktide mõõtu arvestades tagasihoidlikuks — umbes 20 meetrit pikk, võrreldes Rahvusvahelise Kosmosejaama ligikaudu 50 meetriga —, kuid sellest hoolimata on see kavandatud võimaldama meeskonnal seal elada kuni kolm kuud korraga.
Enamiku ajast pole seal siiski kedagi kodus. Gateway enda tiirlemistee Kuu ümber asetab selle Maast umbes 1 000 korda kaugemale kui madalal Maa orbiidil asuva jaama, ning tugipunkt on kavandatud toimima pikki perioode inimeseta, sealhulgas hoolitsema robotsüsteemide abil ise oma hoolduse eest, oodates järgmise meeskonna saabumist.
Kuuepäevane silmus, mitte ring
Gateway ei tiirle Kuu ümber ka lihtsalt ringikujuliselt. Selle kavandatud haloorbiit on venitatud, kuue ja poole päeva pikkune ellips, mis kaardub Kuu pinnale kuni 7000 km kaugusele, enne kui pöördub tagasi ligikaudu 70 000 km kaugusele kaugkosmosesse.
See kummaline kuju lahendab reaalse probleemi: enamikul rakettidel napib lihtsalt võimsust, et lennata otse Maalt Kuu pinnale ja tagasi ühe reisiga. Selle asemel on Gateway mõeldud toimima vaheetapina — jõuda esmalt jaama ning seejärel teha eraldi, väiksem hüpe pinnale ja tagasi üles.
Esimesed kaks moodulit, mis peaksid jaama moodustama, on NASA toite- ja jõuseade ning elamismoodul nimega HALO, mis kannab ühtlasi sidereleed nimega Lunar Link koos paari Euroopa kiirgusseireinstrumendiga.
Miks vajab üks Kuule maandumine 15 starti
Sissejuhatuses mainitud viieteistkümne stardi arv tuleneb sellest, kuidas praegune Kuu-maandur kütust saab. Selle asemel, et startida juba täis, on maandur kavandatud täidetama pärast orbiidile jõudmist, mis tähendab, et eraldi tankurrakett peab korduvalt lendama, dokkima ja üle andma kütust, enne kui ükski meeskond üldse pardale astub. Ainuüksi maanduri tankimiseks ühe meeskonnaga maandumiskatse jaoks on vaja vähemalt 15 sellist starti, mistõttu näib tegelik laskumine pinnale peaaegu lihtne võrreldes kõigega, mis peab eelnevalt orbiidil toimuma.
Partnerid ja hinnasildid
Miski sellest ei ole odav ning miski sellest ei tule üksnes NASA-lt. Artemisega seotud programmide maksumuseks prognoositakse ligikaudu 93 miljardit dollarit eelarveaastatel 2012 kuni 2025, kusjuures iga esimestest Artemise startidest on hinnatud 4,1 miljardile dollarile.
Nii kulude kui ka töökoormuse jagamiseks on NASA allkirjastanud mittesiduvad Artemise kokkulepped, mis sätestavad rahumeelse koostöö põhimõtted kosmoses; allakirjutajate seas on muu hulgas Kanada ja Jaapan ning veel vähemalt 18 osalevat riiki. Artemis II meeskond peegeldab seda partnerlust otseselt, lennates koos kui üks programmi seni kõige nähtavamaid rahvusvahelisi tulemusi.
Mida õpetasid NASA-le kakskümmend aastat ISS-il
Suur osa Artemise taga olevast kindlustundest pärineb hoopis lähemal asuvast laborist. NASA märgib, et reis Kuule katab umbes 1 000 korda suurema vahemaa kui reis madalal Maa orbiidil asuvasse jaama — hüpe, mis muudab iga eluspidamis- ja navigatsioonivaru palju vähem andestavaks.
See kogemus ei ole ainult kindlustunde suurendaja — see on otseselt kujundanud ka riistvaraplaane. Peaaegu 20 aastat pidevat eluspidamissüsteemide toimimist pardal kosmosejaamas on lasknud inseneridel ümber kujundada tulevaste Marsi-missioonide jaoks kavandatud süsteeme, vähendades massi 36% võrra — kaal, mis muidu tuleks tohutu kuluga kosmosesse saata.