Zachód Ziemi z pokładu Oriona: perspektywa czekająca załogę Artemis II

Szóstego dnia historycznej misji Artemis I, należący do NASA statek kosmiczny Orion osiągnął wizualny i techniczny kamień milowy, który wypełnił lukę między dziedzictwem ery Apollo a przyszłością eksploracji głębokiego kosmosu. 21 listopada 2022 roku zewnętrzna kamera zamontowana na skrzydle panelu słonecznego statku zarejestrowała w wysokiej rozdzielczości „zachód Ziemi” – widok całej ludzkiej populacji, około ośmiu miliardów ludzi, znikającej za surową, usianą kraterami krawędzią Księżyca. Ten moment, zarejestrowany gdy Orion znajdował się zaledwie 130 kilometrów nad powierzchnią Księżyca, zapewnił głęboką perspektywę na izolację i ambicje techniczne misji, służąc jako kluczowa walidacja systemów przeznaczonych do powrotu ludzi w głęboki kosmos.

Mechanika księżycowego zachodu Ziemi

„Zachód Ziemi” nie był jedynie symbolicznym wydarzeniem, lecz efektem ubocznym precyzyjnego manewru orbitalnego. Aby przejść z trajektorii dolotowej na stabilną orbitę wokół Księżyca, Orion wykonał „przelot z asystą silnika” (powered flyby). Manewr ten wymagał, aby statek przeszedł w odległości 130 kilometrów od powierzchni Księżyca, wykorzystując przyciąganie grawitacyjne Srebrnego Globu do uzyskania prędkości niezbędnej do kolejnej fazy. Gdy statek okrążał niewidoczną z Ziemi stronę Księżyca, geometria jego ścieżki sprawiła, że z perspektywy Oriona Ziemia schowała się za horyzontem.

Wizualne przejście zarejestrowane przez zewnętrzną kamerę ukazało ostry kontrast między jasną, oświetloną słońcem krawędzią Księżyca a głęboką czernią pustki, w której wcześniej znajdowała się Ziemia. Dla kontrolerów misji w NASA Johnson Space Center to zakrycie oznaczało krótkotrwałą utratę bezpośredniej komunikacji – okres ciszy, który przetestował autonomiczne systemy statku. Udane przechwycenie tych obrazów w wysokiej rozdzielczości stanowi zapowiedź zapierających dech w piersiach widoków, które ostatecznie zostaną ujrzane na własne oczy przez ludzi podczas misji Artemis II.

Zrozumieć daleką orbitę wsteczną

Po bliskim przelocie uzyskana prędkość skierowała Oriona na to, co planiści misji nazywają daleką orbitą wsteczną (Distant Retrograde Orbit, DRO). Ta konkretna ścieżka orbitalna charakteryzuje się dwoma głównymi czynnikami: odległością od Księżyca oraz kierunkiem lotu. Orbita jest uważana za „daleką”, ponieważ Orion przemieścił się o dodatkowe 92 000 kilometrów poza Księżyc, znacznie przekraczając orbity wykorzystywane podczas misji Apollo w latach 60. i 70. XX wieku. Ta ogromna odległość pozwoliła NASA przetestować systemy komunikacyjne i nawigacyjne statku na granicy wpływów grawitacyjnych układu Ziemia-Księżyc.

Termin „wsteczna” odnosi się do kierunku, w którym Orion krążył wokół Księżyca – przeciwnego do kierunku, w którym Księżyc porusza się wokół Ziemi. Orbita ta została wybrana dla misji Artemis I, ponieważ oferuje wysoki stopień stabilności. Na orbicie DRO statek znajduje się w punkcie równowagi między konkurującymi siłami przyciągania grawitacyjnego Ziemi i Księżyca, co wymaga minimalnego zużycia paliwa do utrzymania pozycji przez długi czas. Stabilność ta sprawia, że jest to idealne środowisko do testowania długoterminowego działania sprzętu przystosowanego do lotów załogowych w surowych warunkach głębokiego kosmosu.

Bicie rekordów ustanowionych przez Apollo 13

Kontynuując podróż po orbicie DRO, Orion osiągnął maksymalną odległość od Ziemi 28 listopada 2022 roku. Znajdując się ponad 400 000 kilometrów od naszej planety, statek oficjalnie pobił rekord najdalszego dystansu przebytego przez statek kosmiczny zaprojektowany do lotów załogowych. Poprzedni rekord należał do misji Apollo 13, która w 1970 roku osiągnęła odległość 400 171 kilometrów po tym, jak awaria sprzętu zmusiła załogę do okrążenia Księżyca w celu wejścia na trajektorię powrotną.

Choć Artemis I była lotem bezzałogowym, znaczenia pobicia tego rekordu nie sposób przecenić. Orion to w pełni hermetyczny pojazd przystosowany do lotów załogowych, wyposażony w osłony radiacyjne i zestawy czujników podtrzymywania życia. Wysyłając Oriona na te ekstremalne odległości, NASA mogła przeprowadzić rygorystyczny „test warunków skrajnych” odporności statku na promieniowanie w głębokim kosmosie i wahania temperatury, upewniając się, że przyszłe załogi będą mogły przetrwać i sprawnie funkcjonować podczas misji trwających tygodnie, a nawet miesiące.

Od Artemis I do Artemis II: Ludzka perspektywa

Sukces lotu Artemis I i oszałamiające obrazy zachodu Ziemi przygotowały grunt pod kolejną fazę programu: Artemis II. Podczas gdy pierwsza misja wykorzystywała „Komandora Moonikina Camposa” – naszpikowanego czujnikami manekina – do zbierania danych na temat przeciążeń i promieniowania, Artemis II zabierze w podróż wokół Księżyca czworo astronautów. Misja ta będzie pierwszym od 1972 roku przypadkiem opuszczenia przez ludzi niskiej orbity okołoziemskiej, a zachód Ziemi, taki jak ten uwieczniony w 2022 roku, będzie centralnym punktem ich doświadczenia.

Czteroosobowa załoga Artemis II podąży trajektorią podobną do tej, którą Orion przetestował podczas swojego pierwszego lotu. Doświadczą oni tego samego bliskiego przelotu obok Księżyca i tych samych momentów ciszy radiacyjnej podczas przelotu za Księżycem. Dane zebrane podczas przelotu z 21 listopada pozwoliły inżynierom dopracować oprogramowanie lotu i protokoły ochrony termicznej, zapewniając bezpieczeństwo ludzkiej załodze podczas manewrów przy wysokich prędkościach wymaganych do powrotu na Ziemię.

Kierunki na przyszłość i harmonogram misji

NASA planuje obecnie wystrzelenie misji Artemis II nie wcześniej niż 6 lutego. Misja ta posłuży jako ostateczny poligon doświadczalny przed próbą lądowania ludzi na południowym biegunie Księżyca w ramach Artemis III. Cel programu Artemis wykracza poza zwykłą eksplorację; zakłada on ustanowienie trwałej obecności na Księżycu i wokół niego, w tym budowę stacji Lunar Gateway. Ta długofalowa obecność jest postrzegana jako niezbędny krok w kierunku ewentualnej załogowej eksploracji Marsa.

W miarę zbliżania się startu Artemis II, obrazy Ziemi znikającej za krawędzią Księżyca pozostają poruszającym przypomnieniem o skali misji. Nadchodzący lot załogowy nie tylko powtórzy te manewry techniczne, ale także zapewni subiektywny, ludzki kontekst, którego nie mogą oddać automatyczne kamery. Kiedy nastąpi kolejny zachód Ziemi, będzie on oglądany przez okna Oriona przez astronautów, którzy przywiozą ze sobą coś więcej niż tylko dane – przywiozą odnowione poczucie naszego miejsca w kosmosie.