Kaj lahko gre na poletu proti Luni narobe in kaj se v tem primeru zgodi?

Vsaka vesoljska odprava je tudi svojevrsten varnostni izziv. Pri tako kompleksnem in zahtevnem projektu lahko namreč gre marsikaj narobe, kar lahko astronavte izpostavi nevarnosti - tudi smrtni.

To še posebej velja za zgodovinsko misijo Artemis II, s katero se bo po več kot pol stoletja človek spet približal Luni.

Prvo predvideno časovno okno za izstrelitev (med 6. in 11. februarjem) so zaradi odkrite napake pri dovajanju goriva zaprli "tik pred zdajci".

Ta napaka je le eno od mnogih tveganj, ki lahko predstavljajo grožnjo misiji. Nevarnosti pa je cel kup.

Pri tehnološko tako zapletenem projektu lahko gre marsikaj narobe. Od težav na izstrelišču do vrnitve posadke na Zemljo.

Astronavti Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch in Jeremy Hansen morajo biti zato dobro pripravljeni na vse možne zaplete in tveganja.

Kot piše portal Mail Online, je odprava Artemis II zasnovana tako, da vključuje napredne sisteme za evakuacijo in pobeg astronavtov na katerikoli točki misije.

Težave pred izstrelitvijo – na tleh

Težave se lahko začnejo že na izstrelišču.

Ko bo napočil dan izstrelitve, se bo posadka Artemis II vkrcala na vesoljsko plovilo Orion, nameščeno na najmočnejši raketi, kar jih je NASA kdajkoli izdelala

Raketa je 98 metrov visok velikan, napolnjen z več kot dvema milijonoma litrov tekočega vodika, ohlajenega na –252 stopinj Celzija.

Pred izstrelitvijo bo Nasa izvedla eno ali več tako imenovanih mokrih generalnih vaj, med katerimi bo vadila varno polnjenje in praznjenje ogromne rakete z gorivom.

Prav med eno od teh je prišlo do težav pri uhajanju goriva, zaradi česar so izstrelitev prestavili.

Poleg uhajanja goriva pa v tej fazi misijo lahko ogrozijo požar, strukturne okvare ali kritične napake sistemov.

Če bi prišlo do katere izmed njih, bo posadka imela na voljo zelo malo časa, da pobegne z vrha 83 metrov visokega izstrelitvenega stolpa. Za to imajo na izstrelišču pripravljeno visokohitrostno žičnico s košarami.

Če bi le bilo mogoče, bi astronavti zapustili Orion skozi loputo in pobegnili v košare, ki bi jih do tal, oddaljenih 365 metrov, spustila v zgolj 30 sekundah.

Kako je videti spust, si lahko ogledate na spodnjem videoposnetku.

Če pa posadka ne bi imela časa, da bi dosegla žičnico, bi vključili Orionov sistem imenovan LAS (Launch Abort System), sistem za prekinitev izstrelitve.

Sistem je sestavljen iz dveh delov: stolpa za prekinitev izstrelitve, ki vsebuje tri raketne motorje na trdno gorivo, ter zaščitnega oklepa s štirimi paneli.

Če bi stolp zaznal, da je z izstrelitvijo nekaj narobe, bi se prižgali motorji plovila Orion, ki je pritrjeno na vrh nosilne rakete, in ga v petih sekundah pospešili na hitrost več kot 160 kilometrov na uro.

Če bi bilo treba misijo Artemis II prekiniti še na tleh, bi LAS izstrelil Orion 1.800 metrov visoko in več kot kilometer stran od izstrelišča, preden bi se let izravnal.

Nato bi se odprla padala, ki bi posadko varno spustila v Atlantski ocean, potem ko bi v treh minutah prepotovala od 8 do 19 kilometrov.

Po navedbah Nase bi bil pobeg z rakete v tem primeru zelo težek, saj bi moral LAS Orion spraviti na varno, ne da bi ga pri nadzvočni hitrosti raztrgalo.

Težave med vzletom

Če bi šlo kaj narobe med vzletom, bo LAS deloval približno štiri sekunde, potem pa bi Orion odvrgel motorje ter odprl padala ter pristal kjerkoli od nekaj pa do nekaj sto kilometrov od izstrelišča – odvisno, kako daleč bi nosilna raketa že ponesla posadko.

V tem primeru bi Orion opravil krog okoli Zemlje in se vrnil.

"V tem primeru bi izgubili lunarni del misije," je za portal Mashable dejal Judd Frieling, vodja poleta za vzpon pri misiji Artemis II, "a bi še vedno opravili misijo in lahko preverili vse sisteme za vzdrževanje življenja."

A odcepljanje od nosilne rakete za posadko ne bi bilo prijetno. saj bi astronavti lahko doživeli sile do 15-kratnika zemeljske težnosti oziroma 15 G.

Prav zaradi tako velike sile tudi sam ta umik predstavlja precejšnje tveganje za posadko. Največja sila, ki jo lahko izurjen vojaški pilot običajno prenese brez izgube zavesti, je okoli 9 G, povprečen človek pa običajno ne prenese več kot 6 G.

Torej bi posadka skoraj zagotovo v tem primeru ostala brez zavesti.

Sistem je narejen tako, da lahko pristane samostojno, vendar pa ni popolnoma jasno, kakšen bi lahko bil vpliv takšne sile na člane posadke.

Okvare kritičnih sistemov

Del tveganja misije Artemis II izhaja iz dejstva, da preizkuša razmeroma novo tehnologijo. Orion je doslej bil uporabljen le enkrat, in sicer med misijo Artemis I, ki je polet do Lune in nazaj izvedla brez posadke.

Če bi šlo kaj narobe v prvem dnevu, ko bo Orion še v nizki Zemljini orbiti, bi lahko posadka preprosto vžgala njegove motorje in se predčasno vrnila na Zemljo.

Če pa bi del motorjev ali sistem za vzdrževanje življenja odpovedal po začetku poti proti Luni, bi se stvari precej zapletle.

Najslabši možni scenarij bi vključeval odpoved več sistemov hkrati, vključno s pogonskim sistemom, zaradi česar Orion ne bi mogel več spreminjati svoje poti.

Za zmanjšanje tega tveganja bo Nasa Orion poslala na tako imenovano prosto povratno tirnico.

To pomeni, da bo plovilo obletelo Luno in se vrnilo nazaj brez uporabe motorjev. Izkoriščalo bo namreč Zemljino in Lunino gravitacijo.

Nujne zdravstvene razmere

V začetku tega meseca je bila Nasa prvič v zgodovini prisiljena izvesti evakuacijo dela posadke Mednarodne vesoljske postaje, potem ko je eden od članov doživel nepojasnjeno nujno zdravstveno stanje.

Čeprav vesoljska agencija o podrobnostih molči, ta primer kaže, kako hitro se lahko zdravstvene težave razvijejo v resno krizo.

Življenje zunaj Zemljine gravitacije ima lahko uničujoče učinke na telo, vključno z dolgotrajno slabostjo, propadanjem mišic in kosti ter srčno-žilnimi težavami.

Še večja težava za Artemis II pa je preprosto oddaljenost posadke od zdravstvene pomoči, če bi šlo kaj narobe.

Astronavti bodo sicer imeli na voljo nekaj medicinske opreme in (ne vedno zanesljivo) povezavo z zdravstvenimi strokovnjaki na Zemlji. Še vedno pa bodo več dni oddaljeni od najbližje zdravstvene ustanove.

V takih razmerah lahko tudi manjši zapleti hitro postanejo smrtno nevarni.

Sevanje in sončni izbruhi

Med samo vožnjo do Lune in nazaj predstavlja eno največjih nevarnosti za posadko sevanje.

Ko bo Orion zapustil nizko Zemljino orbito, astronavti ne bodo več imeli naravne zaščite. Zemljinega magnetnega polja, ki na primer varuje Mednarodno vesoljsko postajo.

Zunaj Van Allenovih pasov – dveh obročev intenzivnega sevanja tisoče kilometrov nad Zemljo – vesolje postane bistveno bolj sovražno tako za ljudi kot za elektroniko, je za portal Mashable povedal Mark Clampin, namestnik direktorja za znanost pri Nasi.

"Poleg tega ste izpostavljeni koronarnim izmetom mase, ki s Sonca v vesolje izstrelijo ogromne količine visokoenergijskih delcev," je dodal.

Tveganje je večje tudi zato, ker se Sonce približuje vrhuncu svojega 11-letnega cikla aktivnosti.

Inženirji so Orion zato opremili s senzorji za zaznavanje sevanja, astronavti pa bodo merilne naprave nosili tudi v svojih oblekah.

Če bi prišlo do močnega sončnega izbruha, bi se posadka lahko zatekla v prostor pod tlemi kapsule, ki je obdan s torbami z zalogami, ki dodatno ščitijo pred sevanjem.

Nasa bo seveda s svojimi sateliti podrobno spremljala Sončevo aktivnost.

Izpadi komunikacije

Oddaljenost prinaša še en izziv. Med Orionovim najbližjim preletom okoli Lune bo plovilo zdrsnilo za oddaljeno stran Lune, kar bo za približno 45 minut prekinilo radijsko zvezo z Zemljo.

"Rad bi, da bi se ves svet združil in preprosto upal in molil, da bomo znova ujeli signal," je dejal Victor Glover, pilot misije.

Načrtovani izpadi so eno, nepredvideni pa nekaj povsem drugega.

Med testno misijo brez posadke Artemis I je Nasa izgubila stik z Orionom za 4,5 ure zaradi okvar v kompleksu Goldstone v Kaliforniji, ki je del Nasinega omrežja za globoko vesolje.

Težave so izvirale iz zastarelih trdih diskov, stare programske opreme in opozorilnih sistemov, ki niso delovali.

Največja Nasina antena v Goldstonu je zdaj zaradi nesreče že štiri mesece izključena, vendar uradniki pravijo, da ta krožnik za Artemis II nikoli ni bil nujen in ne bo vplival na komunikacijo.

Odpoved toplotnega ščita pri vrnitvi

Ko bo Orion zaključil oblet Lune in se vračal proti Zemlji, bo posadko čakal še najbolj nevaren del celotne misije.

Ob vstopu v Zemljino atmosfero s hitrostjo okoli 40.000 kilometrov na uro bo trenje v nekaj minutah hitrost zmanjšalo na zgolj 482 kilometrov na uro.

Posledica bo izjemna količina toplote, saj bo sprednji del plovila dosegel temperature okoli 2.760 stopinj Celzija.

Kako je vstop v atmosfero in pristanek videti iz notranjosti plovila Orion, si lahko ogledate na spodnjem posnetku s testne misije Artemis I.

Takrat bo posadko pred takojšnjim uničenjem ločevalo le približno štiri centimetre toplotno odpornega materiala, imenovanega toplotni ščit.

Težava je v tem, da nekateri strokovnjaki in nekdanji astronavti ne verjamejo, da je Orionov toplotni ščit kos tej nalogi.

Med testno misijo Artemis I je NASA ugotovila, da je bil toplotni ščit razpokan in poln kraterjev z nepričakovano škodo.

Material toplotnega ščita, znan kot Avcoat, je zasnovan tako, da med ponovnim vstopom izgoreva in s tem odvaja toploto, vendar je bila opažena poškodba precej večja, kot je NASA pričakovala.

Preiskava je sicer pokazala, da je ščit opravil svojo nalogo – postopno je izgoreval in s tem odvajal toploto –, vendar so se na nekaterih mestih plini nabirali hitreje, kot so lahko ušli, zato so se ponekod zaradi pritiska odluščili večji deli, kot je bilo predvideno.

Po misiji je dr. Danny Olivas, nekdanji astronavt Nase in član neodvisne preiskovalne skupine, za CNN povedal: "Ni dvoma: to ni toplotni ščit, kakršnega bi NASA želela dati svojim astronavtom."

NASA se je odločila, da toplotnega ščita pred misijo Artemis II ne bo spreminjala, je pa uvedla nekatere pomembne spremembe v poteku misije.

Artemis II bo ob vrnitvi na Zemljo izvedel tako imenovani poskakujoči vstop, pri katerem se plovilo obnaša kot "žabica" - kamen, ki poskakuje po vodi, ko se postopoma spušča v atmosfero.

To pomaga razpršiti toploto, ki nastane pri zaviranju, in omogoča natančno določitev območja pristanka v morju. Pri vsakem skoku se bo plovilo le rahlo dvignilo.

Kot so pojasnili pri Nasi, je namen takega vstopa tudi zmanjšanje časa izpostavljenosti največjemu segrevanju in s tem omejitev nadaljnje izgube ožganega materiala.

Tudi ob teh spremembah končni spust ostaja tvegan – neizogibna realnost človeških vesoljskih poletov, je dejal John Honeycutt, vodja Nasine ekipe za vodenje misije.

"Z vidika celote," je dejal, "je to preprosto del kljubovanja gravitaciji."