wtorek, 5 grudnia 2017

3 lata po misji EFT-1. Quo vadis, SLS?

Nie wszyscy czytelnicy zapewne zagłębiają się także w astronautykę, ale ci którzy tak, z pewnością pamiętają dwie rzeczy. Pierwsza to ta, że na jej punkcie - zwłaszcza załogowym - jestem nienormalny równie mocno co na punkcie astronomii amatorskiej. Druga - nasze emocje, jakie wspólnie przeżywaliśmy podczas demonstracyjnego lotu statku kosmicznego Orion, który w zamierzeniu agencji NASA ma się stać następcą promów kosmicznych. Od tego testowego lotu Oriona w trakcie misji EFT-1 mijają właśnie już trzy lata i jest to w moim odczuciu idealny moment, aby podsumować sobie postępy w przygotowaniach do regularnych lotów Oriona w ramach Space Launch System, sztandarowego programu amerykańskiej agencji. Jako, że ruch na orbicie w ostatnich latach znacznie rośnie i do grona eksploratorów przestrzeni kosmicznej dołączają kolejne, zwłaszcza komercyjne agencje, pozwolę sobie oprócz podsumowania dotychczasowych prac nad tym nowym programem NASA spojrzeć na program SLS z nieco innej perspektywy dzieląc się paroma przemyśleniami na jego temat.

Być może trudno w to uwierzyć, ale od ostatnich - i niestety jedynych - jak dotąd emocji, jakie przeżywaliśmy podczas debiutu statku kosmicznego Orion, mijają dzisiaj już trzy lata. 5 grudnia 2014 roku nowa kapsuła NASA, mająca w przyszłości zabierać astronautów na Księżyc i Marsa, przeszła prawdziwy chrzest bojowy. Tamtego dnia, o godz. 13:05 CET Orion wzbił się w niebo nad Centrum Kosmicznym Kennedy'ego na szczycie rakiety Delta IV Heavy rozpoczynając misję demonstracyjną EFT-1. Lot ten stanowił cenne preludium do programu SLS - Orion wszystkie próby od startu, przez oddalenie się od Ziemi na wysokość 5600 km, przejście przez pasy Van Allena i doświadczenia silnej radiacji, po dramatyczną próbę ognia (wideo) przy wejściu w atmosferę z prędkością 32 000 km/godz. i pomyślne wodowanie, przeszedł iście podręcznikowo potwierdzając swoją gotowość do służby.

To były widowiskowe, pełne napięcia chwile, napięcia nie tylko dla personelu misji Oriona, ale i wszystkich pasjonatów wpatrujących się w takie wydarzenia z nadzieją, że każdy kolejny lot, każde przekroczenie kolejnych granic nawet niewielkimi krokami, przybliżać nas będą do powrotu człowieka na Księżyc a później początku załogowej eksploracji Czerwonej Planety. Wielkie projekty jednak najczęściej rodzą się w bólach, towarzyszą im częste opóźnienia przez najróżniejsze zawirowania polityczne, aż po zwykłego pecha czy złośliwość Matki Natury.

W przypadku programu SLS, do którego próbą generalną była misja EFT-1 - przetestowany został statek Orion, ale nie rakiety, które w różnych planowanych konfiguracjach będą go wynosić. W locie demonstracyjnym następca wahadłowców został wyniesiony w przestrzeń rakietą Delta IV Heavy, która z dalszą realizacją programu SLS nie będzie już miała nic do czynienia. Mimo faktu, że na czas misji EFT-1 5 grudnia 2014 roku nie istniały jeszcze żadne gotowe egzemplarze rakiet, harmonogram prezentował się wtedy następująco:

  • misja EM-1 (Exploration Mission-1, dawniej SLS-1, pierwsza po EFT-1), start w roku 2018, z wykorzystaniem rakiety SLS Block I; dokonanie oblotu Oriona wokół Księżyca (bezzałogowo),
  • misja EM-2 (Exploration Mission-2), start nie wcześniej niż w roku 2021, z wykorzystaniem rakiety SLS Block I; załogowy oblot wokół Księżyca,
  • misja EM-3 (Exploration Mission-3), start nie wcześniej niż w roku 2022, z wykorzystaniem rakiety SLS Block IA; cel misji jeszcze nie ustalony.

W przyszłym roku więc powinniśmy oczekiwać rozpoczęcia pierwszej pełnoprawnej misji w ramach programu SLS, którą powinna być EM-1. Naturalnie opóźnienia można i nawet trzeba było wówczas zakładać, ale drugą kwestią jest teraz pytanie, czy spodziewać się można było tak znaczących opóźnień, o których za chwilę wspomnę, jak się one mają w kontekście samego programu i rosnących jak na drożdżach możliwości i osiągnięć agencji prywatnych. W ostatnim czasie przedstawiciele NASA ogłosili, że ciężki zestaw startowy programu SLS do dziewiczej misji najprawdopodobniej nie będzie gotowy nawet do roku 2020. Informowali przy tym, że w ostatnich latach starali się niezmiennie celować ze startem w koniec roku 2018, ale już od kwietnia bieżącego roku agencja wyszła z komunikatem, iż opóźni się on co najmniej do roku 2019. Po kilkumiesięcznej ocenie ostatnich postępów programu, menadżerowie agencji ustalili, że w najlepszym możliwym przypadku start odbędzie się w grudniu 2019. Niestety inżynierowie pracujący przy tym programie spodziewają się kolejnych opóźnień w trakcie nadchodzących lat, także po całkowitym ukończeniu prac montażowych i testów głównego stopnia rakiety, zanim Orion uda się w bezzałogowy lot wokół Księżyca i powróci na Ziemię. Teraz, zgodnie z tym co mówią menadżerowie NASA, system SLS, kapsuła Orion, systemy i cała infrastruktura naziemna będą gotowe do pierwszego lotu programu SLS - Exploration Mission 1 - na czerwiec 2020 roku, z niewielkimi raczej nadziejami, że misja EM-1 będzie osiągalna wcześniej.

Wizja artystyczna - zestaw SLS w misji EM-1 czeka na start na stanowisku LC-39A w Centrum Kosmicznym Kennedy'ego na Florydzie. Credits: NASA  Wizja artystyczna - start pierwszej misji EM-1 w ramach programu SLS. Credits: NASA
Wizje artystyczne - oczekujący na wystrzelenie zestaw SLS na stanowisku startowym LC-39A w Centrum Kosmicznym Kennedy'ego oraz start pierwszej misji EM-1 w ramach programu SLS.
Credits: NASA

Opublikowany w kwietniu br. raport wydany przez GAO (Government Accountability Office) - instytucję kontrolą Kongresu USA w stylu naszej rodzimej Najwyższej Izby Kontroli - wskazał cały szereg problemów technicznych i harmonogramów odpowiedzialnych za opóźnienia misji EM-1, m.in.: brak dostawy dla produkowanego w Europie modułu serwisowego Oriona, który ma dostarczać załodze zasilanie w kapsule, problemy z harmonogramem prac spawalniczych, a także uszkodzenia jednej z hal produkcyjnych w Nowym Orleanie w lutym tego roku, którą nawiedziło tornado.

NASA przyjęła ustalenia raportu i zdecydowała się na wyznaczenie nowej daty startu. 5 groszy do kontroli dołożyła także sama administracja prezydenta USA Donalda Trumpa, celem przyspieszania prac nakazując agencji na początku tego roku zbadanie i ocenę ewentualnych możliwości umieszczenia astronautów na pokład Oriona w misji EM-1, która choć będzie drugim lotem Oriona, to jednocześnie pierwszym ze zbudowanym w Europie modułem napędowym i zasilania. W maju agencja oświadczyła jednak, że zarys EM-1 pozostaje bez zmian i że ta dziewicza misja programu SLS będzie testowym lotem bezzałogowym.

NASA zakończyła prace spawalnicze zbiornika ciekłego wodoru na pierwszą misję SLS, w hali montażowej Michoud w Nowym Orleanie. Zbiornik był ostatnim ukończonym elementem zestawu startowego na potrzeby dziewiczego lotu tej mającej być zdolną osiągać głęboką przestrzeń nowej rakiety NASA. Wszystkie pięć elementów po połączeniu ma stanowić podstawowy stopień rakiety SLS będąc konstrukcją mierzącą 64 metry wysokości. Zbiornik na ciekły wodór mierzy niemal 40 metrów (co odpowiada niemal 2/3 wysokości całego pierwszego stopnia) i pomieści 537 000 galonów ciekłego wodoru ochładzanego przed startem do temperatury minus 252 stopni Celsjusza. Credits: NASA/MSFC/MAF/Jude Guidry
NASA zakończyła prace spawalnicze zbiornika ciekłego wodoru na pierwszą misję SLS, w hali montażowej Michoud w Nowym Orleanie. Zbiornik był ostatnim ukończonym elementem zestawu startowego na potrzeby dziewiczego lotu tej mającej być zdolną osiągać głęboką przestrzeń nowej rakiety NASA. Wszystkie pięć elementów po połączeniu ma stanowić podstawowy stopień rakiety SLS będąc konstrukcją mierzącą 64 metry wysokości. Zbiornik na ciekły wodór mierzy niemal 40 metrów (co odpowiada niemal 2/3 wysokości całego pierwszego stopnia) i pomieści 537 000 galonów ciekłego wodoru ochładzanego przed startem do temperatury minus 252 stopni Celsjusza.
Credits: NASA/MSFC/MAF/Jude Guidry

Produkcja głównego stopnia SLS w hali montażowej Michoud w Nowym Orleanie w tym roku zwiększyła tempo, a wszystkie główne elementy konstrukcyjne zostały zakończone dzięki wysokiemu na 52 metry urządzeniu do spawania zaprojektowanemu i zbudowanemu specjalnie na potrzeby programu SLS.

Zbiornik na ciekły wodór stanowi większość podstawowego stopnia. Główny stopień systemu SLS obejmować będzie także zbiornik ciekłego tlenu, tylną sekcję silnikową, sekcję między zbiornikami i przednią osłonę. Choć prace w tym roku przyspieszyły względem poprzedniego, techniki spawania w celu zespolenia segmentów podstawowego stopnia systemu SLS okazały się dużym wyzwaniem. Brak współosiowości gigantycznej konstrukcji w Michoud, którą personel hali wykorzystywał do tych prac spowodował wstrzymanie produkcji stopnia w 2014 i 2015 roku, a inżynierowie mieli do rozwiązania zagrożenia związane z grubymi spoinami aluminiowymi.

Główny stopień SLS będzie wykorzystywał najgrubsze struktury, jakie kiedykolwiek zostały zespolone z wykorzystaniem mieszania tarciowego, procesu wykorzystującego ciepło powstałe w wyniku tarcia do łączenia materiałów bez ich topienia. Zespół wykonawczy Boeinga odpowiedzialny za podstawowy stopień SLS wyprodukował kilka testowych artykułów zanim rozpocznie spawalnie zbiorników przeznaczonych do lotu EM-1. Technicy zakończyli spawanie zbiornika ciekłego wodoru we wrześniu, co było równoznaczne z ukończeniem wszystkich pięciu elementów pierwszego stopnia. Następnym krokiem będzie wyposażenie elementów w hydraulikę, okablowanie, awionikę, pomarańczową piankę do ochrony termicznej konstrukcji i w końcu cztery główne silniki RS-25, które były wykorzystywane przez wahadłowce podczas programu promów kosmicznych. Pięć komponentów zostanie połączonych w całość tworząc 64-metrowej wysokości pierwszy stopień systemu SLS.

Zapożyczenia z programu STS nie kończą się jednak na samych silnikach promu i zewnętrznym zbiorniku paliwa, nawet z docelowych barw (widocznych na wizjach artystycznych) od razu kojarzących się z zewnętrznym zbiornikiem ET na paliwo ciekłe. Kolejnym znanym nam już rozwiązaniem technologicznym z programu lotów wahadłowców będą boostery (SRB) - dające potężnego kopniaka i wspaniałe pióropusze ognia rakiety pomocnicze na paliwo stałe.

Zestawy startowe programu SLS w konfiguracji Block 1 i 1B będą wykorzystywać dwie 5-segmentowe rakiety SRB (w programie STS były one niższe, 4-segmentowe). Nowe modyfikacje na potrzeby programu SLS obejmują dodanie centralnego segmentu, nowej awioniki i nowej izolacji, która eliminuje wykorzystywany przy lotach STS azbest, będąc dodatkowo o 860 kg lżejszą. Pięć segmentów każdej z SRB zapewnia aż o około 25% większy impuls całkowity w porównaniu do wersji z programu STS, ale różnicą w nowym programie będzie za to fakt, że silniki pomocnicze nie będą odzyskiwane po starcie. Agencja obrała taki wariant z powodu ekonomii i bezpieczeństwa - koszty odzysku, kontroli i odnawiania rakiet połączone ze wzrostem prawdopodobieństwa katastrofy przy starcie np. z powodu niezauważalnego zużycia SRB są nie warte takiego ryzyka i rozsądniej będzie wyprodukować nowe rakiety pomocnicze. Łatwo sobie wyobrazić co by się działo, gdyby miała się powtórzyć historia Challengera. Orbital ATK dokonało już w całości pełnoczasowych naziemnych testów statycznych pracy 5-segmentowych silników SRB. Pomyślny test z 28 czerwca 2016 roku był ostatnim takim testem naziemnym przed misją EM-1. Na potrzeby kolejnych misji SLS, w bardziej zaawansowanych konfiguracjach zestawów startowych NASA planuje dalsze modyfikacje i rozbudowę boosterów. W późniejszych wariantach, w konfiguracji Block 2 SLS będzie w stanie wynieść na LEO 130 ton ładunku, co będzie porównywalne z możliwościami historycznego Saturna V. Bedą to czynić rakiety SLS w konfiguracjach typu cargo stworzonych pod bezzałogowe loty z określonym ładunkiem, np. misjami naukowymi.

Rozbicie na szczegóły budowy zestawu SLS w wariancie Block 1. Od dołu: cztery silniki główne RS-25 (wykorzystywane w programie promów kosmicznych); pierwszy centralny stopień zawierający w sobie zbiorniki ciekłego wodoru i ciekłego tlenu oraz system awioniki. Po obu stronach centralnego stopnia dwie pięciosegmentowe rakiety pomocnicze SRB na paliwo stale (wykorzystywane w programie promów kosmicznych w wersji czterosegmentowej); wyżej adapter łączący pierwszy centralny stopień z drugim stopniem. Jednostka napędowa drugiego stopnia, adapter łączący górny stopień ze statkiem MPCV Orion. Na szczycie Orion oraz system LAS wykorzystywany dawniej w programie Apollo, aktywujący się w razie stwierdzenia anomalii grożącej eksplozją i śmiercią załogi podczas pierwszych minut wznoszenia na orbitę. Credits: NASA
Rozbicie na szczegóły budowy zestawu SLS w wariancie Block 1. Od dołu: cztery silniki główne RS-25 (wykorzystywane w programie promów kosmicznych); pierwszy centralny stopień zawierający w sobie zbiorniki ciekłego wodoru i ciekłego tlenu oraz system awioniki. Po obu stronach centralnego stopnia dwie 5-segmentowe rakiety pomocnicze SRB na paliwo stale (wykorzystywane w programie promów kosmicznych w wersji 4-segmentowej); wyżej adapter łączący pierwszy centralny stopień z drugim stopniem. Jednostka napędowa drugiego stopnia, adapter łączący górny stopień ze statkiem MPCV Orion. Na szczycie Orion oraz system LAS wykorzystywany dawniej w programie Apollo, aktywujący się w razie stwierdzenia anomalii grożącej eksplozją i śmiercią załogi podczas pierwszych minut wznoszenia na orbitę. Credits: NASA
Rozbicie na szczegóły budowy zestawu SLS w wariancie Block 1B i statku MPCV Orion. Od dołu: cztery silniki główne RS-25 (wykorzystywane w programie promów kosmicznych), pierwszy centralny stopień zawierający w sobie zbiorniki ciekłego wodoru, ciekłego tlenu. Po obu stronach dwie pięciosegmentowe rakiety pomocnicze SRB na paliwo stałe (wykorzystywane w programie promów kosmicznych w wersji czterosegmentowej). Łącznik pierwszego i drugiego stopnia. Drugi stopień napędzany czterema silnikami RL10 (wykorzystywanymi przez rakiety Delta IV). Powyżej przykładowy ładunek, ukryty pod uniwersalnym adapterem powyżej drugiego stopnia. Połączony on będzie z adapterem powiązanym ze statkiem Orion. Panele ochronne modułu serwisowego Oriona, moduł serwisowy, moduł załogowy, system przerywania startu LAS. Credits: NASA
Rozbicie na szczegóły budowy zestawu SLS w wariancie Block 1B i statku MPCV Orion. Od dołu: cztery silniki główne RS-25 (wykorzystywane w programie promów kosmicznych), pierwszy centralny stopień zawierający w sobie zbiorniki ciekłego wodoru, ciekłego tlenu. Po obu stronach dwie 5-segmentowe rakiety pomocnicze SRB na paliwo stałe (wykorzystywane w programie promów kosmicznych w wersji 4-segmentowej). Łącznik pierwszego i drugiego stopnia. Drugi stopień napędzany czterema silnikami RL10 (wykorzystywanymi przez rakiety Delta IV). Powyżej przykładowy ładunek, ukryty pod uniwersalnym adapterem powyżej drugiego stopnia. Połączony on będzie z adapterem powiązanym ze statkiem Orion. Panele ochronne modułu serwisowego Oriona, moduł serwisowy, moduł załogowy, system przerywania startu LAS. Credits: NASA

Personel programu SLS ustalił nowe "kroki milowe" dalszego procesu produkcyjnego dla zapewniania jakości przyszłych podstawowych stopni SLS, NASA i ESA na nowo zaplanowały harmonogram dotyczący prac z modułem serwisowym Oriona by uwzględnić późniejsze dostawy. Dla dziewiczej misji programu SLS - EM-1 - konfiguracja ciężkiego zestawu startowego o nazwie Block 1, będzie w stanie wynieść 77 ton ładunku na niską orbitę okołoziemską, co stanowi ponad dwukrotnie większą ładowność w porównaniu do najwydajniejszej w tym względzie obecnie stosowanej rakiety na świecie jaką jest wykorzystywana przez United Lauch Alliance Delta IV Heavy - ta, która wyniosła Oriona w misji EFT-1.

Drugi (górny) stopień zestawu SLS w wersji Block 1 napędzany będzie silnikiem Aerojet Rocketdyne - RL10, opartym na silniku drugiego stopnia rakiet Delta IV. NASA rozważa wprowadzenie większego, czterosilnikowego drugiego stopnia na misję EM-2, w konfiguracji SLS zwanej Block 1B. Misja EM-2 ma być pierwszą załogową misją programu SLS, podczas której astronauci na pokładzie Oriona dokonają oblotu Księżyca, co obecnie planowane jest na rok 2023.

Pod koniec tego roku podatkowego, który nastąpi 30 września 2018 roku, koszt jaki NASA poniesie na potrzeby rozwoju programu SLS wyniesie 23 miliardy dolarów, mając na uwadze także koszty związane z Orionem i systemami naziemnymi, choć 15 miliardów z tej inwestycji gromadzi się od 2012 roku, jak NASA wskazała w raporcie w kwietniu bieżącego roku.

Wartości te są jedynie dodatkiem do nakładów finansowych poniesionych przez NASA na rzecz kapsuły Orion, sprzętu naziemnego i koncepcji ciężkich zestawów startowych w trakcie księżycowego programu Constellation, inicjatywy z czasów administracji George'a W. Busha, a która to została odwołana przez prezydenta Obamę w roku 2010 w wyniku przekroczenia kosztów realizacji programu. NASA cały czas pracuje nad koncepcją zwaną Deep Space Gateway (DSG) - niewielką stacją kosmiczną budowaną siłami wielu narodów, zarówno w ramach misji agencji państwowych jak i firm prywatnych, która miałaby zostać na stałe umieszczona na orbicie okołoksiężycowej. Jeżeli pomysł zostanie zatwierdzony i doczeka się finansowania, pierwszy element tej stacji kosmicznej będzie mógł zostać wyniesiony podczas misji EM-2 w roku 2023, a prócz tego znaczna część pierwszych misji programu SLS za cel będzie posiadała właśnie księżycową stację kosmiczną DSG.

Planowane udoskonalenia wariantów rakiet programu SLS w zależności od potrzeb i celów konkretnych misji. Wersje typu cargo przeznaczone do transportu ładunków bądź wynoszenia bezzałogowych misji naukowych pozbawione będą systemu awaryjnego przerwania startu LAS, który zaimplementowany będzie w wariantach załogowych, będąc krokiem w stronę zwiększenia bezpieczeństwa załogi w trakcie pierwszych minut wznoszenia na orbitę. W największej i najcięższej wersji pierwszy stopień wzbogacony ma być jeszcze bardziej udoskonalonymi rakietami pomocniczymi na paliwo stałe. Credits: NASA
Planowane udoskonalenia wariantów rakiet programu SLS w zależności od potrzeb i celów konkretnych misji. Wersje typu cargo przeznaczone do transportu ładunków bądź wynoszenia bezzałogowych misji naukowych pozbawione będą systemu awaryjnego przerwania startu LAS, który zaimplementowany będzie w wariantach załogowych, będąc krokiem w stronę zwiększenia bezpieczeństwa załogi w trakcie pierwszych minut wznoszenia na orbitę. W największej i najcięższej wersji pierwszy stopień wzbogacony ma być jeszcze bardziej udoskonalonymi rakietami pomocniczymi na paliwo stałe. Credits: NASA
Wizualizacja międzynarodowej stacji okołoksiężycowej DSG. Od lewej: pierwszy planowany moduł zasilająco-napędowy PPB (mający zostać zbudowany we współpracy NASA i ESA), moduły typu habitat (NASA, ESA, JAXA), oba z portami cumowniczymi dla ewentualnych statków zaopatrzeniowych, PTK Dederatiya (Roskosmos), śluza powietrzna (Roskosmos), na końcu port cumowniczy dla statku Orion. Credit: Anatoly Zak (RussianSpaceWeb.com)
Wizualizacja międzynarodowej stacji okołoksiężycowej DSG. Od lewej: pierwszy planowany moduł zasilająco-napędowy PPB (mający zostać zbudowany we współpracy NASA i ESA), moduły typu habitat (NASA, ESA, JAXA), oba z portami cumowniczymi dla ewentualnych statków zaopatrzeniowych, PTK Dederatiya (Roskosmos), śluza powietrzna (Roskosmos), na końcu port cumowniczy dla statku Orion.
Credit: Anatoly Zak (RussianSpaceWeb.com)
Wizja gotowej międzynarodowej stacji okołoksiężycowej DSG nie prezentuje się szczególnie porywająco, ma jednak stanowić również przyczółek dla DST (Depp Space Transport) - dodatkowej stacji czy raczej statku, który będzie w stanie odcumować i zabrać 4-osobową załogę na orbitę Mara. DST ma zostać dołączony do budowanej stacji DSG w trakcie misji EM-6 w 2027 roku, w ramach kolejnych misji będzie on uzupełniany nowym zaopatrzeniem, by w misji EM-11 planowanej na rok 2033 odłączyć się od stacji DSG i zabrać astronautów w dwuletnią podróż na marsjańską orbitę. Nie przewiduje się - moim zdaniem szkoda - budowy bazy księżycowej przed opuszczeniem układu Ziemia-Księżyc. NASA postawiła w tej strategii na właściwie stację ISS-bis, tyle że w mniejszej skali i na orbicie okołoksiężycowej. Czy to dobrze, że przez całą kolejną dekadę - a najpewniej dłużej, bo co najmniej niepoprawnym optymizmem byłoby zakładanie brak obsuw czasowych - będzie w dużej mierze powtórka z rozrywki z budowaniem stacji orbitalnej tylko w nieco odleglejszym miejscu, zamiast podjęcia innych projektów, choćby przytaczanej często bazy księżycowej w kontekście przyszłej eksploracji Marsa dla przyzwyczajania załóg do stopniowo coraz dłuższego przebywania na innym obiekcie, a nie tylko jego orbicie - czas pokaże, choć prywatnie uważam, że nie do końca.

Misje programu SLS potwierdzone przez NASA w planowanym harmonogramie lotów ogłoszonym w kwietniu 2017 roku:
  • EM-1 - w wariancie SLS Block 1 - misja bezzałogowa, czas trwania 26-40 dni, cel - orbita okołoksiężycowa, dokonanie oblotu Oriona wokół Księżyca, uwolnienie 6 niewielkich CubeSatów, start nie wcześniej niż w grudniu 2019;
  • EC - Europa Clipper - w wariancie SLS Block 1B Cargo - misja bezzałogowa, cel - orbita jowiańska, początek bezzałogowej eksploracji Europy, jednego z księżyców Jowisza, start w roku 2022;
  • EM-2 - w wariancie SLS Block 1B Crew - misja załogowa, czas trwania 8-21 dni, cel - orbita okołoksiężycowa, umieszczenie na niej pierwszego modułu stacji DSG (Deep Space Gateway) - modułu zasilająco-napędowego (PBB - Power and Propulsion Bus), start w czerwcu 2022 roku;
  • EM-3 - w wariancie SLS Block 1 Crew - misja załogowa, czas trwania 16-26 dni, cel - orbita okołoksiężycowa, dołączenie do DSG modułu-habitatu, start w roku 2024;
  • EM-4 - w wariancie SLS Block 1B Crew - misja załogowa, czas trwania 26-42 dni, cel - orbita okołoksiężycowa, dostawy logistyczne na stację DSG, start w roku 2025;
  • EM-5 - w wariancie SLS Block 1B Crew - misja załogowa, czas trwania 26-42 dni, cel - orbita okołoksiężycowa, dostarczenie na stację DSB modułu-śluzy powietrznej, start w roku 2026;
  • EM-6 - w wariancie SLS Block 1B Cargo - misja bezzałogowa, cel - orbita okołoksiężycowa, transport na stację DSG modułu DST (Deep Space Transport), start w roku 2027;
  • EM-7 - w wariancie SLS Block 1B Crew - misja załogowa, czas trwania 191-221 dni, cel - orbita okołoksiężycowa, sprawdzenie działalności DST, start w roku 2027;
  • EM-8 - w wariancie SLS Block 1B Cargo - misja bezzałogowa, cel - orbita okołoksiężycowa, misja logistyczna dla DST, start w roku 2028;
  • EM-9 - w wariancie SLS Block 2 Crew - misja załogowa, czas trwania 1 rok, cel - misja na DST o przedłużonym czasie trwania celem symulacji lotu na Marsa, start w roku 2029;
  • EM-10 - w wariancie SLS Block 2 Cargo - misja bezzałogowa, cel - orbita okołoksiężycowa, misja logistyczna dla DST, start w roku 2030;
  • EM-11, w wariancie SLS Block 2 Crew - misja załogowa, czas trwania 2 lata, cel - orbita marsjańska, dwuletni lot międzyplanetarny w DST, start w roku 2033.

Dopiero na tym tle widać teraz z jak skrajnie niską częstotliwością lotów będziemy mieć do czynienia, nawet pomimo faktu, że zaznaczone są tu dodatkowo loty bezzałogowe. Przeważająco 1 start rocznie (i to tylko przy "dobrych wiatrach"), przy konieczności stworzenia szerokiej technologii pod wiele różnych wariantów rakiet SLS może - i najpewniej będzie, o ile program się utrzyma - rodzić w potężne koszty utrzymania całej infrastruktury, które mogą okazywać się niewspółmiernie wysokie wobec osiąganych celów. Niewiele zdaje się na tym tle także znaczyć fakt, że część rozwiązań technologicznych jest w znacznej mierze gotowa i pochodzi z programu promów kosmicznych. Taki rozwój lotów w ramach programu SLS pokazuje też wyraźnie z jaką strategią NASA chce się zmierzyć zanim zdecyduje się doprowadzić do pierwszej w historii załogowej misji na Marsa. Powolne zdobywanie głębokiego kosmosu, począwszy od "zadomowienia" się na księżycowym podwórku poprzedzać ma etapy coraz głębszej eksploracji Układu Słonecznego przez człowieka i jego coraz dłuższym przebywaniem w przestrzeni kosmicznej.

Można teraz zestawić obowiązujący plan z poprzednimi zapowiedziami choćby pierwszych lotów w ramach programu SLS: misja EM-1 z roku 2018 przesuwa się na nie wcześniej niż grudzień 2019, a najpewniej połowę roku 2020; misja EM-2 z roku 2021 przesuwa się na czerwiec 2022 zaś misja EM-3 z roku 2022 przesuwa się na nie wcześniej niż 2024 rok. Nie są to małe opóźnienia wiedząc z jak niską częstotliwością lotów mamy mieć do czynienia, a jest przecież praktycznie pewne, że powyższe terminy ulegać będą dalszym przesunięciom w przyszłość.

Od zakończenia programu promów kosmicznych mija obecnie 6 i pół roku. Od lipca 2011 roku NASA nie może wysyłać astronautów w kolejne misje dysponując własnym systemem transportu, będąc uzależnioną od rosyjskich Sojuzów. Zakładając mało prawdopodobny brak nowych opóźnień w realizacji programu SLS, przy obowiązującym scenariuszu amerykańska agencja na nowo wystrzeliłaby swoich załogantów własną technologią dopiero w czerwcu roku 2022, niemal 11 lat od ostatniej misji promu kosmicznego Atlantis. Nieprzyjemnie długa przerwa, zwłaszcza, gdy uzmysłowimy sobie rozwój technologi na przestrzeni ostatnich dekad, jak i postęp z ostatnich lat, jaki się dokonuje na komercyjnym rynku kosmicznym.

Graczy jest w tym segmencie coraz więcej, ale mam tu na myśli przede wszystkim SpaceX, któremu przyznam się, mocno kibicuję, choć też staram się trzeźwo stąpać po gruncie widząc piękne kolorowe rendery dla mediów, jakich to wyczynów uda się temu przedsiębiorstwu dokonać w skrajnie krótkich okresach czasu. Nie brakowało również i tu bowiem wpadek czy obsunięć w realizacji odważnych celów, z których najambitniejsze nadal leżą w sferze marzeń, ale nie zmienia to faktu, że zaczynają się tu urzeczywistniać wydarzenia, których jeszcze dekadę temu byśmy tak szybko nie oczekiwali.

Od 2010 roku do końca października roku bieżącego SpaceX przeprowadziło w sumie 44 starty różnych wersji rakiet Falcon 9. 42 misje zostały zrealizowane pomyślnie, jedna nie osiągnęła orbity ulegając eksplozji podczas startu, druga eksplodowała na stanowisku startowym podczas testów przed lotem. 16 z ostatnich dotychczasowych startów - z czego 100% pomyślnych - zostało zrealizowanych tylko w 2017 roku, co daje częstotliwość wyraźnie wyższą od średnio jednego lotu miesięcznie. Do 16 zrealizowanych w tym roku misji dochodzą jeszcze 3 planowane. SpaceX stało się największym graczem na rynku komercyjnym zapewniając nie tylko konkurencyjne możliwości wynoszenia satelitów dla firm rządowych i podmiotów prywatnych, ale też wspierając w znacznej mierze programy COTS (Commercial Orbital Transportation Services) i CRS (Commercial Ressuply Services) dostarczając kolejne misje zaopatrzeniowe na Międzynarodową Stację Kosmiczną przy wykorzystaniu własnego i bez awaryjnego jak dotąd statku kosmicznego Dragon - mogącego być stosowanym więcej niż jednorazowo.

21 grudnia 2015 roku nastąpiło pierwsze w historii pomyślne pionowe lądowanie na pracujących silniach pierwszego stopnia rakiety, który jeszcze kilka minut wcześniej wznosił się w przestrzeń kosmiczną w trakcie pierwszej fazy startu. Zakończona pełnym sukcesem próba odzyskania pierwszego stopnia nastąpiła w 9 minut 45 sekund po starcie. Credits: SpaceX
21 grudnia 2015 roku nastąpiło pierwsze w historii pomyślne pionowe lądowanie na pracujących silniach pierwszego stopnia rakiety, który jeszcze kilka minut wcześniej wznosił się w przestrzeń kosmiczną w trakcie pierwszej fazy startu. Zakończona pełnym sukcesem próba odzyskania pierwszego stopnia nastąpiła w 9 minut 45 sekund po starcie.
Credits: SpaceX
Oprócz niemal niezawodnych Falconów 9 i statków Dragon, SpaceX od pewnego czasu dokonuje wyczynów, do których ręce same składają się do oklasków jeśli chodzi o odzyskiwalność pierwszych stopni rakiet, odrzucanych po pierwszej fazie startu. Na 24 próby 19 zakończyło się pomyślnie, z czego 15 ostatnich prób już bez niepowodzeń. Jest rzeczą niesamowitą patrzeć jak coraz większą codziennością stają się udane pionowe lądowania zużytych stopni Falconów, zarówno na stanowiskach lądowych jak i na specjalnej barce na Atlantyku. Już trzy z takich stopni zostały wykorzystane do ponownego użytku. Jakby tego było mało na początku kolejnego roku ma dojść do debiutu ciężkiej rakiety nośnej Falcon Heavy (osobny dedykowany wpis wkrótce na blogu), która będzie posiadać podobne możliwości do pierwszej wersji rozwijanej przez NASA rakiety SLS. Gdyby pomyślnie zadebiutowała, SpaceX za kilka tygodni dysponowałby sprawną technologią, której NASA nie będzie posiadać jeszcze co najmniej dwa lata.

"Falcon wylądował!". Wideo - Pierwsze w historii udane pionowe lądowanie na silnikach pierwszego stopnia rakiety. Credits: SpaceX

Wiem, że trudno porównywać osiągnięcia na polu lotów na niską orbitę okołoziemską i wspieranie dostaw zaopatrzenia na Międzynarodową Stację Kosmiczną z ambitnymi planami powrotu człowieka na Księżyc, a dalej na Marsa, ale uważam, że jeżeli prywatne przedsiębiorstwo jest w ciągu kilku lat osiągnąć wspomniane sukcesy przy nieporównywalnie niższych nakładach finansowych budując od zera swoje własne technologie, to nie jest wcale przesądzone, że załogowa eksploracja Srebrnego Globu nie nastąpi szybciej i efektywniej za sprawą misji komercyjnych. Prócz SpaceX, które pracuje także nad innymi koncepcjami rakietowymi mamy też doskonalące swoje możliwości Blue Origin, które również opracowało technologię odzysku i pionowego lądowania pierwszych stopni swoich rakiet, inne prywatne przedsiębiorstwa i przede wszystkim inne kraje, które z pewnością nie będą bezczynnie przyglądać się powolnym postępom amerykańskiej agencji.

Nie zdziwię się, jeśli za jakiś czas, może nawet przed rozpoczęciem regularnych startów SLS, okazałoby się, że  nowy program NASA nie ma większej racji bytu w świetle rosnących coraz ambitniejszych dokonań prywatnych graczy. Z perspektywy pasjonata za zdecydowanie korzystniejszy uznałbym scenariusz zacieśnienia i zwiększenia współpracy między rządową NASA a komercyjnymi przedsiębiorstwami w realizacji koncepcji powrotu człowieka na Księżyc, a w dalszej perspektywie wysłania go na Marsa, od realizowanego przez NASA programu SLS w pojedynkę przy wspomnianych wcześniej nakładach finansowych, wcale nie przekładających się na większą częstotliwość startów czy lepsze tempo osiągania kolejnych celów. Tempo prac nad SLS jest dalekie od wywołania entuzjastycznych odczuć, przynajmniej we mnie, trudno też oprzeć się wrażeniu, że przekraczanie kolejnych granic w zdobywaniu kosmosu w latach 60. i 70. ubiegłego wieku odbywało się z zauważalnie większym kopem (fakt, że inne realia, nie mniej postęp się dokonał i chciałoby się to widzieć także w tej dziedzinie).

Popieram wprawdzie pomysł ponownego lądowania człowieka na Księżycu - choć wolałbym koncepcję budowy nawet skromnej bazy księżycowej i załogowych badań powierzchniowych, zamiast tracenia co najmniej dekady na budowę mniejszej ISS-bis, zanim zdecydujemy się wybrać dalej. Absolutnie nie jestem tu w gorącej wodzie kąpany, nie wyobrażam sobie drogi na skróty, mimo, że u zwykłego hobbysty pragnącego doczekać historycznego lądowania na Czerwonej Planecie, nie byłoby to niczym nieuzasadnionym - ale nie uważam, by kierunek obrany przez NASA, na niezwykle finansożerny program SLS mający wyglądać tak jak przytoczyłem w zestawieniu, był tym najbardziej słusznym. Powiem więcej, uważam, że kolejnym lecz tym najbardziej istotnym podobieństwem - na razie pozornie niewidocznym - do programu wahadłowców, będzie właśnie drożyzna i zbyt powolne podążanie do przodu czyniące z programu SLS to, co się stało w końcu z programem STS: dążenie do szybszego zamknięcia. Gdyby tak miało się stać również z SLS, gdyby po paru misjach miało się okazać, że program przedwcześnie przestaje być opłacalny i musi zostać zakończony, to szkoda byłoby znów zmarnować tyle lat.

W astronautyce dzieje się coraz więcej, graczy przybywa, nie tylko na komercyjnym rynku w USA, ale mamy także inne kraje coraz odważniej planujące realizować swoje programy kosmiczne. Pozostaje obserwować co przyniosą najbliższe lata i ufać, że nawet jeśli strategia NASA wobec realizacji programu SLS okaże się powolna i mało efektywna, to nie zabraknie innych uczestników kosmicznego rynku, którzy będą w stanie wyraźniej i skuteczniej przybliżać nas do powrotu człowieka na Księżyc, a później też jego lądowania na Czerwonej Planecie - na razie, powiedzmy sobie szczerze, bardzo, bardzo odległego.


Oprac. własne na podst. materiałów SpaceflightNow, SLS (Wiki), RussianSpaceWeb.comNASA Spacefight, SpaceX, NASA.


Bądź na bieżąco ze zjawiskami astronomicznymi i zapleczem amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku lub GooglePlus.

3 komentarze:

  1. NASA to wielka przeciwproduktywna zgraja urzędasów, tymczasem firmy prywatne, chcą budować, latać i zarabiać. Gdyby nie administracyjne siły krępujące prywatną inicjatywę już moglibyśmy polecieć na Księżyc ot tak turystycznie.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ano właśnie, wszak ryba psuje się od głowy. Technologicznie bez wątpienia byłyby możliwości gdyby ktoś to porządnie ogarnął, zwłaszcza że były już w latach 60-70 ub. wieku. Ale jak rzecz w tym, że właśnie już na szczeblu organizacyjno-decyzyjnym NASA kuleje no to stąd też m.in. nowy program załogowy rodzi się tak opornie, "jakby chciał a nie mógł"...

      Usuń
    2. Znana wszystkim urzędasom zasada by "gonić króliczka", niektórzy pamiętają wszak jeszcze program Apollo, po którego finale nagle pracę straciło wielu dawniej wpływowych urzędasów z NASA, którzy nagle stali się niepotrzebni a w przeciwieństwie do kadry technicznej nie umieli "przesiąść" się na jakiś inny program.

      Usuń

Zainteresował Ciebie wpis? Masz własne spostrzeżenia? Chcesz dołączyć do dyskusji lub rozpocząć nową? Śmiało! :-)
Jak możesz zostawić komentarz? - Instrukcja
Pamiętaj o Polityce komentarzy

W komentarzach możesz stosować podstawowe tagi HTML w znacznikach <> jak b, i, a href="link"