Polka pracująca przy Artemis II: ta misja to jeden wielki test

Misja Artemis II to jeden wielki test, obarczony sporym ryzykiem – powiedziała PAP dr Anna Fogtman z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Dodała, że zespół przygotowujący lot wokół Księżyca jest jednak przygotowany na wiele wydarzeń, w tym na silną burzę magnetyczną.

Dr Anna Fogtman z Zespołu Medycyny Kosmicznej ESA kieruje operacjami ochrony radiologicznej w Europejskim Centrum Astronautów ESA w Kolonii. Wraz z zespołem Polka współpracuje m.in. przy zabezpieczeniu astronautów misji Artemis II przed promieniowaniem kosmicznym.

Artemis II to pierwsza po ponad 50 latach misja załogowa, która ma dotrzeć na orbitę księżycową (bez lądowania na Srebrnym Globie). Zgodnie z informacjami podawanymi przez NASA pierwsze okno startowe otwiera się 6 lutego, a start ma się odbyć „nie później niż w kwietniu 2026 r.”. Rakieta Space Launch System wraz z kapsułą Orion zostały już przetransportowane na stanowisko startowe w Kennedy Space Center na Florydzie.

W ramach rozpisanego na kilka etapów programu Artemis, ogłoszonego w 2017 r., NASA planuje doprowadzić do stałej obecności ludzi na Księżycu. Ma to być też element przygotowań do załogowych misji na Marsa. Orion (bez załogi) dotarł już do orbity księżycowej w 2022 r., w ramach misji Artemis I. Lądowanie astronautów na Księżycu ma nastąpić podczas misji Artemis III, której start – jak podaje NASA – jest planowany najwcześniej pod koniec 2027 r. Kolejnym etapem programu ma być umieszczenie na orbicie Księżyca stacji kosmicznej Gateway.

Dr Anna Fogtman oceniła, że podczas dziesięciodniowej misji Artemis II nie należy się spodziewać u astronautów drastycznych skutków promieniowania kosmicznego. Ekspozycja na nie będzie bowiem niższa niż podczas półrocznego pobytu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

– Jednak poza niską orbitą okołoziemską (ang. Low Earth Orbit, LEO) astronauci są w większym stopniu narażeni na wysokoenergetyczne promieniowanie galaktyczne, co może mieć inne długotrwałe skutki zdrowotne, porównując z misjami na ISS – tłumaczyła naukowiec, która pracuje m.in. przy zabezpieczeniu przed nim astronautów misji Artemis II.

Najpoważniejszym bezpośrednim zagrożeniem dla astronautów poza LEO jest promieniowanie związane z gwałtowną aktywnością Słońca, w tym z koronalnymi wyrzutami masy (CME). Słońce wyrzuca wtedy obłoki plazmy, które składają się głównie z elektronów i protonów oraz jonów, m.in. jonów helu, tlenu i żelaza.

– Bez odpowiednich osłon taka ekspozycja mogłaby wywołać ostre objawy kliniczne i zwiększać ryzyko późniejszych powikłań, takich jak zaćma. Ale jesteśmy na takie wydarzenia przygotowani – zapewniła dr Fogtman.

Uściśliła, że aluminiowe ściany Oriona i aparatura na jego pokładzie obniżają energię cząsteczek promieniowania do bezpiecznych poziomów.

– W żadnym z rozważanych przez nas scenariuszy nie przewidujemy, że u astronautów tej misji mogą pojawić się ostre skutki promieniowania – powiedziała.

Jeśli podczas lotu wokół Księżyca obserwacje aktywności słonecznej wykażą, że prognozowane poziomy energii mogą przekroczyć granice bezpieczeństwa, zespół kontroli misji zaalarmuje astronautów. Załoga musi wtedy przejść do tzw. konfiguracji schronu, czyli przekształcenia kapsuły tak, by przeniknęło do niej jak najmniej szkodliwego promieniowania.

Jak tłumaczyła dr Anna Fogtman, na pokładzie Oriona znajdują się cztery siedzenia dla załogi, a między nimi – sporo przestrzeni.

– Są tam duże schowki, w których znajduje się dziewięć toreb zawierających różny ładunek, na przykład ubrania albo przedmioty osobiste. Podczas zmiany konfiguracji kapsuły astronauci część toreb przeniosą na jedną z jej ścian, żeby zapewnić sobie dodatkową osłonę – tłumaczyła rozmówczyni PAP.

Dodała, że reszta toreb trafi do włazu do dokowania. Astronauci będą zaś mieli do wyboru – albo zostaną na pokładzie kapsuły, albo mogą skryć się w opróżnionych schowkach. 

– Kiedy początkowo planowaliśmy misję Artemis II, przejście do schowków było obowiązkowe. Potem okazało się to niepraktyczne, zwłaszcza że niektórzy astronauci tej misji są bardzo wysocy. Ciężko byłoby im wytrzymać dłuższy czas w niewielkiej przestrzeni z podciągniętymi kolanami. Na szczęście umieszczenie toreb ze schowków na ścianie okazało się bardzo skuteczne w blokowaniu promieniowania, więc załoga może przeczekać niebezpieczny okres na pokładzie – opisywała specjalistka ESA.

Podkreśliła, że głównym celem Artemis II jest sprawdzenie większości urządzeń i systemów, których działanie nie było dotąd weryfikowane w przestrzeni kosmicznej.

– To jeden wielki test, obarczony sporym ryzykiem. Dlatego mamy na ten lot dość zachowawczy plan – przyznała.

Ten plan zakłada, że po starcie Orion okrąży Ziemię przynajmniej dwukrotnie, żeby sprawdzić, czy systemy działają poprawnie. Jeśli wszystko będzie w porządku, nastąpi manewr trans-lunar injection (TLI), czyli odpalenie silników modułu serwisowego statku.

– To zmieni trajektorię kapsuły i popchnie ją w kierunku Księżyca. Wtedy nie będzie już odwrotu – opisała dr Fogtman.

Poinformowała, że kabina statku Orion stanowi również śluzę, która w przyszłości ma służyć do przejścia do stacji kosmicznej Gateway.

– Na stacji będzie panowało niższe ciśnienie niż ciśnienie atmosferyczne Ziemi, więc w śluzie również trzeba będzie je odpowiednio obniżyć. Podczas tego lotu chcemy też sprawdzić, jak przebiegnie ta operacja – stwierdziła.

Dlatego, kiedy Orion skieruje się już ku Księżycowi, ciśnienie na pokładzie zacznie spadać, a w drodze powrotnej ma stopniowo wracać do pierwotnego. Ciśnienie ziemskie na poziomie morza to ok. 101,3 kPa (14,7 psi), na stacji ma wynosić ok. 70 kPa (10,2 psi).

– Ale, o czym wiedzą na przykład miłośnicy górskich wypraw, kiedy zmniejsza się ciśnienie, z każdym oddechem dostarczamy organizmowi mniej cząsteczek tlenu, bo powietrze staje się „rzadsze”. W kabinie wraz ze spadkiem ciśnienia musimy więc zwiększać ilość tlenu z ziemskiego poziomu ok. 21 proc. do ok. 30 proc. – wyjaśniła specjalistka ESA.

Zaznaczyła, że przeprowadzenie tej operacji będzie kolejnym dowodem, że z technologicznego punktu widzenia NASA i ESA są gotowe do dokończenia projektu Gateway.

– Dzięki misjom Apollo sprzed ponad 50 lat ludzkość bardzo wiele się nauczyła o lotach kosmicznych i lądowaniu na Księżycu, na przykład jak korzystać z toalet w kosmosie albo jak człowiek porusza się po powierzchni naszego naturalnego satelity. Mamy bardzo dużo danych, jednak wiele rzeczy możemy teraz zrobić lepiej, bezpieczniej, oszczędniej i w sposób bardziej zrównoważony – podsumowała dr Anna Fogtman.