Dvě dámy Helga a Zohar letí k Měsíci  
Po několika odkladech konečně startovala první mise programu Artemis, který má realizovat návrat člověka na Měsíc. Mělo by jít o návrat trvalý, který by se měl stát odrazovým můstkem pro expanzi na Mars a dále. Při prvním letu nejsou na palubě živí astronauti, letí však tři fantomy. Jeden mužský jménem Campos testuje mechanické namáhání a dvě „dámy“ Helga a Zohar testují radiační zátěž ve velkých vzdálenostech od Země.

Nádherný první start rakety SLS, která je v současné době tím nejsilnějším vesmírným dopravním prostředkem NASA, proběhl v noci z 15. na 16. listopadu 2022 (zdroj NASA).
Nádherný první start rakety SLS, která je v současné době tím nejsilnějším vesmírným dopravním prostředkem NASA, proběhl v noci z 15. na 16. listopadu 2022 (zdroj NASA).

Přípravu a odložení startu Artemis 1 na konci srpna 2022 jsem popsal v srpnovém článku na Oslovi. Ve středu 16. listopadu se konečně zapálily motory rakety SLS. Ta je v současnosti nejvýkonnějším nosičem NASA. Centrální stupeň na kapalné palivo a pomocné motory na tuhé pohonné látky zaburácely a celý systém se vydal na cestu do vesmíru, na jeho činnost navázal horní stupeň ICPS, který svými zážehy namířil kosmickou loď Orion na dráhu směrem k Měsíci. Po necelých dvou hodinách letu se loď Orion od horního stupně oddělila a mise Artemis I s Camposem, Helgou a Zohar zahájila svoji pouť k našem odvěkému souputníkovi.

 

Připomeňme, že raketa SLS (Space Launch System) je velmi výkoný systém určený pro dopravu velmi těžkých nákladů i do vzdálenějšího vesmíru. Je to klíčová komponenta měsíčního a meziplanetárního programu NASA, který předpokládá expanzi člověka nejen na Měsíc a Mars. Skládá se z centrálního stupně, dvou urychlovacích stupňů na boku centrálního stupně a horního stupně.

Selfie lodi Orion pořízené kamerou umístěnou na fotovoltaickém panelu lodi (zdroj NASA).
Selfie lodi Orion pořízené kamerou umístěnou na fotovoltaickém panelu lodi (zdroj NASA).

Centrální stupeň má čtyři motory RS-25 spalující vodík z velké nádrže s využitím kyslíku v druhé nádrži. Vodík i kyslík jsou v nádržích v tekuté podobě. Jeho výška je 65 m, průměr 8,4 m a hmotnost v prázdném stavu je něco přes 85 tun. V provozu je zhruba 500 s. Urychlovací stupně jsou dva po stranách centrálního stupně. Jsou na pevné palivo a každý z nich má pět segmentů. Jejich výška je 54 m, průměr 3,7 m a celková hmotnost jednoho je 730 tun. Horní (druhý) stupeň ICPS využívá raketový motor RL-10, který také spaluje tekutý vodík a kyslík. Je možné zmínit, že u mise Artemis 4 se plánuje využít horní stupeň EUS (Exploration Upper Stage) se čtyřmi motory RL-10.

 

První snímek Měsíce pořízeny CubeSatem AgroMoon (zdroj ASI/NASA).
První snímek Měsíce pořízeny CubeSatem AgroMoon (zdroj ASI/NASA).

Vesmírná loď Orion se skládá z velitelské částí (pro posádku) CM (Crew Module) a servisního modulu ESM (European Service Module). První byl vyvinut v USA firmou Lockheed Martin a druhý v Evropské unii. Velitelský modul má startovní hmotnost 10,4 tuny a servisní modul pak 15,5 tuny. Výška je 3,3 m a průměr 5,0 m. Umožňuje dopravovat až šestičlennou posádku do vzdálenějšího vesmíru. Let bez ukotvení ke stanici může probíhat až 21 dní a v případě zakotvení až šest měsíců. Kosmická loď bude operovat úplně mimo ochranou náruč Země, kde je vysoké riziko intenzivní radiace. Proto je extrémní pozornost věnována zajištění ochrany posádky před radiací. A právě testování toho, jak se v tomto směru konstrukce podařila, umožní právě i zmíněné dva dozimetrické fantomy Helga a Zohar.  Podrobněji byla ochrana kosmonautů před radiací rozebrána v dřívějším článku zde.

 

Selfie lodi společně s naší modrou planetou (zdroj NASA).
Selfie lodi společně s naší modrou planetou (zdroj NASA).

Spolu s Orionem bylo vyneseno a vypuštěno směrem do vzdáleného vesmíru i deset CubeSatů. Mají studovat Měsíc, planetky a meziplanetární prostor. Bez problémů funguje polovina z nich, ArgoMoon, Biosentinel, Equuleus, LunaH-Map a OMOTENASHI. Zbytek měl problémy s akumulátory a jeden NEA Scout se dokonce neozval. Původně bylo plánováno třináct těchto sond, ale tři se nepodařilo včas dokončit. Doufejme, že se podaří co nejvíce problémů CubeSatů vyřešit a přinesou nám zajímavé vědecké informace.

 

Během prvního dne letu proběhla komplexní kontrola všech systémů, včetně rozvinutých solárních panelů, na nichž je i kamera, která umožňuje získávat během letu selfie lodi. Pomocí ní už byla získána celá řada zajímavých fotografií. Došlo ke kalibraci optického navigačního systému i všech kamer. Kromě zmíněné kamery na fotovoltaickém panelu má Orion celou řadu dalších. Lze tak kontrolovat důležité technologické uzly. Druhé korekční zapálení motoru v servisním modulu proběhlo ve čtvrtek 17. listopadu.

Další selfie lodi Orion spolu s Měsícem pořízené kamerou namontovanou na kraji panelu se slunečními bateriemi třetí den letu (zdroj NASA).
Další selfie lodi Orion spolu s Měsícem pořízené kamerou namontovanou na kraji panelu se slunečními bateriemi třetí den letu (zdroj NASA).

V dalším dni se aktivoval systém Callisto vyvinuté firmou Lockheed Martin, který testuje možnosti zjednodušení interakce mezi astronauty a přístroji. Testovalo se i fungování wifi spojení mezi kamerou na fotovoltaickém panelu řídícím systémem sestavy kamer.

 

Mechanický fantom Campos bude při letu Artemis 1 testovat mechanické namáhání astronautů hlavně při startu a přistání (zdroj NASA).
Mechanický fantom Campos bude při letu Artemis 1 testovat mechanické namáhání astronautů hlavně při startu a přistání (zdroj NASA).

Dne 20. listopadu dostal let zelenou k uskutečnění těsného průletu nad měsíčním povrchem, vzdálenost by měla být 130 km a realizovalo by se umístění na retrográdní dráhu okolo tohoto tělesa. Vše je tak připraveno na nejzajímavější část celkově více než 25denního letu. Samotný přechod na tuto dráhu a těsný průlet by měl být přenášen NASA živě během pondělí 21. listopadu.

 

Posádku tentokrát tvoří jen pět členů. Jde o tři fantomy a dva talismany. Jméno Campos dostal mechanický fantom podle Arthura Campose, který byl elektroinženýr NASA a byl klíčovou postavou úspěšného návratu astronautů Apolla 13. K jeho dozimetrickým kolegyním Helze a Zohar se vrátíme za chvíli podrobněji. Kromě nich se letu účastní ještě figurka Snoopyho jako indikátor beztíže a zástupce NASA a také ovečka Shaun jako zástupce ESA.

 

Helga a Zohar jsou součástí výzkumného programu MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment), který se zaměřuje na výzkum biologických účinků radiace na člověka. Jde o první možnost tohoto projektu zkoumat radiační podmínky existující mimo ochranu pomocí magnetického pole Země. Volba ženských fantomů je dána tím, že na současné expanzi na Měsíc a dále budou astronautky hrát velmi intenzivní roli. Zároveň je ženský organismus k radiaci daleko citlivější než mužský.

Oba fantomy s pracovníky DLR, mezi kterými je i Karel Maršálek, v popředí je Helga a vzadu Zorah s protiradiační vestou (zdroj NASA/LM/DLR).
Oba fantomy s pracovníky DLR, mezi kterými je i Karel Maršálek, v popředí je Helga a vzadu Zorah s protiradiační vestou (zdroj NASA/LM/DLR).

 

Jména byla vybrána s ohledem k významným účastníkům projektu. Zohar je židovské jméno, protože Izrael dodává speciální vesty AstroRad, které zajišťují radiační ochranu kosmonautů. A právě fantom zmíněného jména bude mít tuto vestu, která má hmotnost přesahující 30 kg. Helga je pak typické německé jméno.

 

Oba dozimetričtí fantomové (tedy spíše fantomky) při přípravě k letu (zdroj NASA/LM/DLR).
Oba dozimetričtí fantomové (tedy spíše fantomky) při přípravě k letu (zdroj NASA/LM/DLR).

Německé centrum pro letecký a vesmírný výzkum DLR (Deutsches Zentrum fűr Luft- and Raumfahrt) je totiž hlavní řešitel zmíněného výzkumu. Přímo v něm pracuje i český výzkumník Karel Maršálek, který nám také poskytl zajímavé informace v diskuzích pod články o daném tématu na Oslovi.

 

Oba dozimetričtí fantomové (tedy spíše fantomky) při přípravě k letu (zdroj NASA/LM/DLR).
Oba dozimetričtí fantomové (tedy spíše fantomky) při přípravě k letu (zdroj NASA/LM/DLR).

Projekt je však mezinárodní a je do něj zapojena řada dalších institucí z Rakouska, Belgie, Polska, Maďarska, Česka, Řecka, Švýcarska a pochopitelně i USA. Mezi nimi je i náš Ústav jaderné fyziky AV ČR. Kolegové z Oddělení dozimetrie záření jsou dlouhodobě zapojení do dozimetrických sledování na mezinárodní kosmické stanici ISS a nyní i při letu Artemis I.

 

Rozmístění všech tři fantomů na palubě lodi Orion (zdroj NASA/Lockheed Martin/DLR).
Rozmístění všech tři fantomů na palubě lodi Orion (zdroj NASA/Lockheed Martin/DLR).

Fantomy, tedy asi správněji fantomky, jsou z materiálů, které simulují složení lidského těla, kostí, jednotlivých orgánů i těch specificky ženských. Tvoří je 38 segmentů. Celkově obsahují fantomy přes 6000 pasivních dozimetrů a 16 aktivních. Ty jsou dodány právě ústavem DLR a další také organizací NASA. Organizace DLR dodala aktivní dozimetr M-42, který váží 250 g a měří 20 cm. Získaná data bude vysílat během letu.

 

Postupné sestavování antropomorfního dozimetrického fantomu (zdroj DLR).
Postupné sestavování antropomorfního dozimetrického fantomu (zdroj DLR).

Stejný dozimetr by měl být využit i při letu měsíčního přistávacího modulu Peregrine, který by měl na měsíčním povrchu přistát v roce 2023.

 

Pasivní dozimetry umožňují získat prostorové rozložení celkové absorbované dávky. Simulují se i jednotlivé orgány. Aktivní dozimetry pak doplní tuto informaci o časový průběh dávkového příkonu i energetického spektra. Časové rozlišení je 5 minut. Celková hmotnost obou fantomů i s vybavením je 150 kg.

 

Dozimetrické fantomy umožní otestovat radiační ochranu posádky v lodi Orion v reálných podmínkách. Případně bude možné získaná data využít pro vylepšení. Jde tak o jeden z klíčových projektů potřebných pro úspěch projektu Artemis a bezpečnou práci kosmonautů v těchto extrémních podmínkách. Držme palce, aby let Artemis I skončil úspěšně a otevřel cestu k opětnému návratu člověka na Měsíc.

 

 


 

Dnes již historická přednáška o problematice ochrany kosmonautů před radiací:


Datum: 21.11.2022
Tisk článku

Související články:

Pro odpad na Měsíc     Autor: Vladimír Wagner (17.08.2019)



Diskuze:

Gábor Vlkolinský,2022-11-22 23:23:21

Američanom musí byť oveľa lepšie. Predošlé lety na Mesiac zastavili po protestoch občanov proti obrovským nákladom za vozenia sa na skalu obiehajúcu Zem. Nebavilo ich ani pozeranie TV na opakovania toho, čo už videli pri prvom lete.

Odpovědět

Extras

Karel Marsalek,2022-11-22 13:02:02

Zdravim na rodnou hroudu a dekuji panu Wagneorvi za krasny prehledovy clanek. Muzu doplnit jeste par drobnych insider-informaci: jeden fantom vazi 36 kg, ochranna vesta proti solarnim protonum Astrorad ma take 36 kg. Celkem vazi oba fantomy vcetne aktivnich a pasivnich detektoru a podpurne struktury a asi 1/2 kg upevnovacich sroubu (2 x 12 x 95€) zhruba 150 kg.

https://youtu.be/4p7HfQ-z6HQ?t=267
https://www.dlr.de/content/de/video/2022/aufbau-von-helga.html

Fantomy jsou oblecene v modrem nehorlavem obleceni, cerna Astrorad vesta je take nehorlava. Dle NASA predpisu se tak kompenzuje riziko pozaru horlavych fantomu. Modul Orion neposkytuje nasim aktivnim detektorum ani napajeci ani datovy interface. Dozimetry jsou napajene z baterii a data budou dostupna az po pristani do vody, ktere je planovano na 12. prosince pobliz pacifickeho pobrezi USA. V polovine ledna budou fantomy pro nas pripravene k vyzvednuti na mysu Canaveral (KSC). Uz na miste probehne download vedeckych dat z aktivnich dozimetru, fantomy s pasivnimi detektory budou zaslany letecky do DLR, kde budou pasivni detektory vyhodnoceny. Samotny readout zabere priblizne 6 mesicu strojoveho casu a spotrebuje sest 60 litrovych 300 barovych lahvi dusiku coby ochranne atmosfery..

Za zminku stoji testovani hardware, ktere musi podstoupit vsechny seriozni projekty, ktere startuji do kosmu. Pri startu rakety vznikajici vibrace (vlivem nerovnomerneho horeni predevsim pevneho paliva booster-raket) se simuluji na vibracni stolici: https://www.dlr.de/me/en/desktopdefault.aspx/tabid-18146/ Meri se zrychleni jednotlivych casti HW a jejich rezonancni frekvence pred a po testovani. Pokud se rezozancni frekvence zmeni, je to znamka pravdepodobneho poskozeni struktury (prasklina). Lehke pristroje letici do kosmu jsou umisteny do tzv. soft-stowed cargo transfer bags. Vlivem mekkeho ulozeni jsou vibrace velmi dobre utlumeny. Pri startu tezkych pristroju (priblizne nad 10 kg hmotnosti), jsou tyto pevne spojeny se strukturou rakety (hard-mounted) a vibracni zatez je u nich podstatne vetsi. Take zalezi na typu samotne nosne rakety. Napr. start se Sojuzem s posadkou predstavuje mensi vibracni zatez nez start s cargo Protonem.

NASA ma enormni zajem o nase merena data predevsim kvuli srovnani s jejich vlastnimi merenimi a k prokazani, ze jejich system dozimetrie pro astronauty je vhodny pro nasledujici lety s posadkou k Mesici. Nase pracoviste vyuzije data mj. k benchmarkingu vlastnich matematickych modelu, kterymi jsme schopni vypocist ionizujici zareni prakticky v libovolnem miste slunecni soustavy (D. Matthiä: https://wrmiss.org/workshops/twentysecond/Matthia.pdf). I chovani nasich aktivnich dozimetru budeme vyhodnocovat a bude urcovat dalsi smerovani jejich vyvoje v nasi laboratori, jako napr. pro misi RAMIS: https://www.dlr.de/content/de/artikel/missionen-projekte/eucropis/satellit.html

Odpovědět


Re: Extras

Vladimír Wagner,2022-11-23 10:01:09

Moc díky za perfektní doplnění. Přesně to ukazuje, proč má diskuze pod články smysl. Zdravím a přeji hodně úspěchů, které rád sleduji.

Odpovědět

Krásne, gratulujem

Miro Skunda,2022-11-21 20:58:06

Gratulujem. Ale spôsob prepravy ľudí na Mars.... na chemických raketách je len ilúzia.

Odpovědět

Trvalé osídlení

Stanislav Kaderabek,2022-11-21 13:11:05

Tak to jsem opravdu zvědav, jestli se povede trvale osídlit Měsíc už teď. Podle mého názoru by měly nejdříve nastoupit 3D tiskárny a roboti a připravit to. Ale třeba to půjde i už takto, ale co tam budou kolonisté průkopníci bez infrastruktury dělat, co by nešlo dělat vzdáleně, nevím.
Ale k trvalému osídlení patří i reprodukce, děti. Tím pádem se možná dožijeme prvního mimozemšťana! A pak jsem zvědav, jak se budou Měsíčňani vyvíjet v 6x menší gravitaci...

Odpovědět

Dakujem za pekny clanok.

Radoslav Porizek,2022-11-21 13:08:47

Uz som si prave hovoril, ze OSEL predsa nemoze vynachat taku vyznamnu udalost akou je misia smerujuca k navratu cloveka Mesiac.

Dakujem za pekny clanok.

P.S. este by niekto mohol nieco napisat o tej zrazke druzice s planetkou (jej miesiacom) a bolo byto dokonale...

Odpovědět


Re: Dakujem za pekny clanok.

Vladimír Wagner,2022-11-21 13:14:16

Článek už mám rozepsaný, ale chci udělat podrobnější přehledový, tak to ještě chvíli potrvá.

Odpovědět


Re: Re: Dakujem za pekny clanok.

Stanislav Kaderabek,2022-11-21 13:22:30

K poděkování za článek, a nejen tento, se rád přidávám. Díky za Váš čas, který si na nás vždy najdete...

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace