Ten element powstał w Europie. Bez niego załogowa misja na Księżyc nie ruszy

O tym, że Artemis II to misja o międzynarodowym charakterze świadczy nie tylko skład załogi, w którym oprócz trzech osób z USA znalazł się także Kanadyjczyk. Bo to wciąż w pewnym sensie skład zza oceanu, w którym Europejczycy nie mają udziału. Jednakże budowana dla tej misji rakieta NASA SLS (praktycznie taka sama jak podczas pierwszego lotu w 2022 r.) i pojazd Orion skonstruowany przez Lockheed Martin, to nie wszystkie jej elementy. Gdy rakieta wyniesie kapsułę załogową na trajektorię księżycową, ta będzie musiała polegać na zasilaniu, paliwie i zasobach niezbędnych dla przeżycia załogi, które zapewni Europejski Moduł Serwisowy (EMS).

Elementy misji Artemis II - wspomagające rakiety na paliwo stałe, główny człon rakiety SLS z czteremna silnikami RS-25 i część, która poleci w podróż wokół Księżyca. (fot: NASA)

NASA mogła oczywiście zlecić wykonanie tego modułu firmie amerykańskiej, ale w przypadku misji kosmicznych nie ma zmiłuj - jeśli chcemy odnieść sukces lepiej polegać na sprawdzonych rozwiązaniach. A tym był europejski pojazd towarowy ATV, który kiedyś woził zaopatrzenie na MSK. Część serwisowa tego pojazdu stała się podstawą EMS, który został zaplanowany dla sześciu misji Artemis. Ta liczba jest jeszcze niepewna, ale wiadomo, że EMS sprawdził się w bezzałogowej misji Artemis I, a teraz czeka go jeszcze trudniejsze zadanie, gdyż na pokładzie Oriona w misji Artemis II znajdzie się czwórka ludzi. O ile oczywiście dojdzie do misji Artemis II w obecnej postaci, bo cięcia budżetowe w NASA czynią przyszłość wszelkich projektów nieprzewidywalną. A szczególnie tak kosztownego jak część programu Artemis związana z lotami SLS.

Co to jest moduł serwisowy?

Pojazd kosmiczny, niezależnie od tego czy załogowy czy bezzałogowy, składa się zazwyczaj z części, która zapewni możliwość podróżowania i funkcjonowania aparatury naukowej lub kapsuły załogowej. W przypadku misji Apollo był on zintegrowany z kapsułą, którą astronauci lądowali w trakcie powrotu na Ziemi. Razem był to tak zwany CSM czyli moduł dowodzenia i serwisowy. W trakcie misji Apollo 8 na Księżyc załoga wybrała się tylko CSM. W kolejnych dołączony był do niego moduł księżycowy LM, który poszerzał ewentualną przestrzeń życiową i służył do lądowania dwójki ludzi na Księżycu i ich powrotu na jego orbitę. W trakcie misji Artemis ta kwestia będzie inaczej rozwiązana - jedną z opcji jest zmodyfikowany Starship, ale NASA bierze pod uwagę (i słusznie, bo to minimalizuje ryzyko, że coś się nie uda) także inne projekty.

ESM są budowane pod skrzydłami ESA przez Airbus Defence and Space w Bremie i współpracujące z nim firmy. Wkład mają tu polscy naukowcy, zarówno poprzez opracowanie aparatury testowej w polskich instytucjach jak i bezpośrednio, czyli zatrudnieni w Airbusie.(fot: Lockheed Martin / NASA)

ESM to przestrzeń towarowa, w której znajdzie się woda dla astronautów na 20 dni misji, a także zapasy żywności, tlen i azot potrzebne do wypełnienia powietrzem kabiny załogi, a także elektronika odpowiedzialna za działanie całego pojazdu i jego manewrowość, w tym 8,6 tony paliwa hipergolowego (dwuskładnikowe, zapala się przy ich kontakcie), dla głównego silnika i manewrowych (te zbudowane są przez amerykańską firmę Rocket Aerodyne).

Moduł, od którego zależy powodzenie misji i życie astronautów

ESM ma kształt walca, który ma wysokość 2 metrów i średnicę 5,2 metra. Wraz z elementami, które wystają na zewnątrz, całość ma 4 metry wysokości. Na orbicie po rozłożeniu paneli fotowoltaicznych całość osiągnie 19 metrów rozpiętości. W przeciwieństwie do pojazdu Apollo, który wykorzystywał ogniwa paliwowe, Orion będzie polegał na energii generowanej przez baterie słoneczne ESM. Daje to większą swobodę jeśli chodzi o czas całej misji, gdyż zapas energii można cały czas uzupełniać, choć wymaga też odpowiednio zaplanowanej orbity.

Na czas wyniesienia na orbitę, ESM będzie zainstalowany w przestrzeni towarowej rakiety z pomocą adaptera, który dodatkowo osłania silniki napędowe całego statku kosmicznego. Pomiędzy ESM a z pojazdem załogowym Orion znajduje się dodatkowy pierścień, który łączy oba moduły statku - sprawia on, że część serwisowa jest łatwa do odróżnienia od kapsuły, w przeciwieństwie do pojazdów Apollo. Bezproblemowe funkcjonowanie ESM, a tu bardzo ważna jest nie tylko niezawodność wyposażenia, ale i całej struktury oraz izolacji termicznej, to podstawa powodzenia załogowej części misji Artemis II. Sam Orion też musi spełnić wymogi bezpieczeństwa, a rok temu był on z tego powodu mocno krytykowany.

Panele słoneczne modułu serwisowego mogą dostosowywać swoją orientację, by maksymalizować generację energii w trakcie misji. W trakcie misji Artemis I, działały one o 15 proc. efektywniej niż zakładano. (fot: NASA)

Cztery siedmiometrowej długości baterie słoneczne zbudowane przez holenderski oddział Airbusa zanim zostały zainstalowane w ESM odbyły podróż do USA. Tam przeszły testy wytrzymałościowe, a następnie europejscy inżynierowie dokonali montażu w Centrum Kosmicznym Kennedy’ego. Kolejny etap to instalacja paneli osłonowych wokół ESM, które ochronią zainstalowane właśnie baterie w trakcie startu.

Źródło: inf. własna, ESA