NASA zastępuje górny stopień SLS jednostką Centaur 5 od ULA

NASA sformalizowała kontrakt na wykorzystanie stopnia Centaur 5 firmy United Launch Alliance (ULA) jako głównego stopnia górnego rakiety Space Launch System (SLS), począwszy od misji Artemis 4. Ta strategiczna integracja, potwierdzona 7 marca 2026 roku, wykorzystuje sprawdzone dziedzictwo lotne rakiety Vulcan w celu zwiększenia udźwigu niezbędnego dla Programu Artemis. Przechodząc na stopień Centaur 5, NASA dąży do usprawnienia swojej architektury dalekiego kosmosu i zapewnienia zrównoważonej częstotliwości eksploracji Księżyca.

Co się stało z oryginalnym stopniem Exploration Upper Stage (EUS) dla SLS?

NASA zrezygnowała z Exploration Upper Stage (EUS) z powodu znacznych przekroczeń kosztów i opóźnień w harmonogramie, które zagrażały osi czasu Programu Artemis. Pierwotnie opracowywany przez firmę Boeing, stopień EUS odnotował wzrost prognozowanych kosztów z początkowych 962 milionów dolarów do prawie 2,8 miliarda dolarów, co skłoniło agencję do priorytetowego potraktowania sprawdzonej w lotach i bardziej opłacalnej architektury Centaur 5, aby utrzymać okno startowe w 2028 roku.

Decyzja o porzuceniu EUS oznacza kluczową zmianę w strategii zakupowej Programu Artemis. Administrator NASA Jared Isaacman ogłosił zmianę podczas briefingu w Kennedy Space Center w dniu 27 lutego 2026 roku, kładąc nacisk na „standaryzację floty SLS”. Ruch ten ma na celu zmniejszenie złożoności architektonicznej i przyspieszenie procesów produkcyjnych, które wcześniej były spowolnione przez problemy z kontrolą jakości w Michoud Assembly Facility w Luizjanie.

Zgodnie z raportem Biura Inspektora Generalnego (OIG) NASA z 2024 roku, rozwój EUS był opóźniony o prawie siedem lat w stosunku do pierwotnego harmonogramu. Raport przewidywał, że całkowite koszty SLS Block 1B osiągną 5,7 miliarda dolarów przed jego pierwszym lotem. Integrując stopień Centaur 5, NASA unika „niedopuszczalnych skutków dla harmonogramu” związanych z dalszym rozwojem czterosilnikowego EUS, który pierwotnie miał zwiększyć udźwig księżycowy o 11 ton metrycznych.

Jak Centaur 5 wypada na tle stopnia górnego Blue Origin?

Centaur 5 został wybrany zamiast stopnia górnego rakiety New Glenn firmy Blue Origin, ponieważ oferuje lepszą kompatybilność z istniejącą infrastrukturą NASA, w szczególności z Mobilną Wyrzutnią 1 (ML1). Chociaż oba stopnie wykorzystują ciekły wodór (LH2) i ciekły tlen (LOX), Centaur 5 wymaga jedynie niewielkich modyfikacji systemów naziemnych, podczas gdy stopień New Glenn wymusiłby kosztowną zmianę projektu ze względu na ograniczenia wysokości w Vehicle Assembly Building (VAB).

Oceny techniczne z Marshall Space Flight Center podkreśliły kilka kluczowych zalet sprzętu ULA:

• Kompatybilność interfejsów: Centaur 5 jest dostosowany do istniejących interfejsów Exploration Ground Systems (EGS) i mechanizmów retrakcji przewodów pępowinowych.
• Dojrzałość silnika: Silnik RL10 używany przez Centaur 5 ma dziesięciolecia dziedzictwa lotnego i został certyfikowany do lotów załogowych w ramach Commercial Crew Program.
• Wymiary fizyczne: W przeciwieństwie do stopnia Blue Origin, Centaur 5 nie wymaga przenoszenia ramienia dostępu dla załogi na Mobilnej Wyrzutni (Mobile Launcher Crew Access Arm).

Urzędnicy NASA zauważyli, że przyjęcie stopnia New Glenn Upper Stage (NGUS) wymagałoby pełnowymiarowych prac rozwojowych i testów rekwalifikacyjnych dla skróconej konfiguracji. Wprowadziłoby to „dodatkowe ryzyko kosztowe”, którego Program Artemis nie mógłby udźwignąć, biorąc pod uwagę obecny mandat dotyczący zwiększenia częstotliwości startów i bezpieczeństwa misji.

Czy kontrakt NASA z ULA na stopień Centaur to zamówienie z wolnej ręki?

Tak, NASA wydała kontrakt z wolnej ręki dla United Launch Alliance na stopień Centaur 5, argumentując, że ULA jest jedynym dostawcą zdolnym do dotrzymania rygorystycznego terminu w 2028 roku. Ośmiostronicowy dokument zamówienia potwierdza, że każda inna alternatywa spowodowałaby „niedopuszczalne opóźnienia” ze względu na czas wymagany na wdrożenie personelu nowego wykonawcy i przeróbki sprzętu.

Uzasadnienie zakupu kładzie nacisk na ograniczenia czasowe nieodłącznie związane z Programem Artemis. NASA wymaga okna przetwarzania w Kennedy Space Center co najmniej dziewięć miesięcy przed startem. Ponieważ Centaur 5 wykonał już cztery udane loty na rakiecie Vulcan od 2024 roku, stanowi on rozwiązanie „niskiego ryzyka”, które wykorzystuje ustanowioną infrastrukturę wsparcia. Tory Bruno, były dyrektor generalny ULA, wcześniej wskazywał, że firma była przygotowana na taką zmianę architektury, gdyby rząd poprosił o zmianę projektu SLS.

Ewolucja architektury SLS i Programu Artemis

Standaryzacja Space Launch System stała się głównym celem kierownictwa NASA, aby zapewnić długoterminową żywotność misji księżycowych. Przechodząc w stronę konfiguracji „zbliżonej do Block 1” dla Programu Artemis, agencja stawia na niezawodność i częstotliwość startów ponad teoretycznie wyższe osiągi niesprawdzonego stopnia EUS. Ewolucja ta jest uznaniem faktu, że spójna, coroczna częstotliwość startów jest bardziej wartościowa dla montażu stacji Lunar Gateway niż pojedynczy system dostarczania dużych mas, który cierpi na chroniczne opóźnienia.

Misja Artemis 4 posłuży jako debiut dla tej nowej konfiguracji. Pierwotnie NASA zamierzała używać stopnia Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) podczas pierwszych trzech misji przed przejściem na EUS. Wybór stopnia Centaur 5 tworzy złoty środek, który zapewnia lepsze osiągi niż ICPS, zachowując jednocześnie dziedzictwo programów Delta 4 i Vulcan. Ten strategiczny zwrot gwarantuje, że Mobilna Wyrzutnia 1 pozostanie kluczowym aktywem bez konieczności ponoszenia ogromnych nakładów kapitałowych związanych z modernizacją Mobilnej Wyrzutni 2.

Profil techniczny: Przewaga Centaur 5

Stopień górny Centaur 5 stanowi znaczący skok technologiczny w porównaniu do Centaur 3, charakteryzując się większą średnicą i zwiększoną pojemnością materiału pędnego. Zaprojektowany dla rakiety Vulcan, wykorzystuje zaawansowane systemy zarządzania termicznego, które pozwalają na długotrwałe fazy dryfu w przestrzeni okołoksiężycowej. Ta zdolność jest niezbędna dla profili misji Programu Artemis, które wymagają precyzyjnego wejścia na orbitę w pobliżu Księżyca po wielu godzinach lotu z Ziemi.

Poza średnicą 5,4 metra, Centaur 5 jest napędzany dwoma silnikami Aerojet Rocketdyne RL10C-1-1. Silniki te zapewniają wysoki impuls właściwy, co jest krytyczne dla wstrzykiwania ładunków w głęboką przestrzeń kosmiczną. Zdolność stopnia do korzystania z tych samych komponentów napędowych — ciekłego tlenu i ciekłego wodoru — co człon główny SLS, upraszcza logistykę operacji tankowania w Kompleksie Startowym 39B. Co więcej, Centaur 5 zademonstrował już swoją niezawodność w różnych profilach misji dla U.S. Space Force, dostarczając NASA solidny zestaw danych do certyfikacji lotów załogowych.

Dziedzictwo lotne: Od Vulcana do SLS

Udane działanie stopnia Centaur 5 podczas jego pierwszych czterech startów rakiety Vulcan od stycznia 2024 roku dostarczyło empirycznych dowodów, których NASA potrzebowała do sfinalizowania kontraktu. To dziedzictwo lotne było głównym czynnikiem w procesie selekcji, ponieważ mityguje ryzyko „pierwszego lotu” zazwyczaj związane z nowymi stopniami rakietowymi. W przypadku Programu Artemis, użycie stopnia, który przetrwał już trudy wznoszenia atmosferycznego i restartów w próżni, jest istotną zaletą pod względem bezpieczeństwa dla misji załogowych.

Zespół NASA Exploration Ground Systems rozpoczął już współpracę z ULA w celu sfinalizowania drobnych modyfikacji potrzebnych do integracji z SLS. Zespoły te wnoszą lata doświadczenia z programów Atlas 5 i Delta 4, zapewniając, że personel obsługujący sprzęt w Kennedy Space Center jest dobrze zaznajomiony z niuansami operacyjnymi tego stopnia. Ta „pamięć instytucjonalna” jest postrzegana przez NASA jako niematerialny, ale kluczowy zasób dla utrzymania bezpieczeństwa misji i dotrzymania harmonogramu.

Perspektywy na przyszłość dla Programu Artemis

Integracja stopnia Centaur 5 wyznacza nową trajektorię dla konfiguracji SLS Block 1B i Block 2, koncentrując się na zrównoważonej niezależności w zakresie wynoszenia ciężkich ładunków. Chociaż Program Artemis spotkał się z krytyką ze względu na swój budżet, to podejście „powrotu do podstaw” ma na celu ustabilizowanie sytuacji finansowej programu. Wykorzystując komercyjnie opracowany sprzęt, taki jak Centaur 5, NASA z powodzeniem łączy swoje tradycyjne cele w głębokim kosmosie z wydajnością nowoczesnego komercyjnego sektora kosmicznego.

Patrząc w przyszłość, misja Artemis 4 będzie ostatecznym testem tej nowej architektury. Jeśli zakończy się sukcesem, SLS napędzany stopniem Centaur 5 stanie się koniem pociągowym dla logistyki Lunar Gateway i wsparcia systemu lądowania ludzi (HLS). Kontrakt ten nie tylko zabezpiecza rolę United Launch Alliance jako krytycznego partnera w księżycowym łańcuchu dostaw, ale także zapewnia NASA jasną drogę naprzód do Artemis 5 i kolejnych misji, wolną od przeszkód rozwojowych, które wyeliminowały oryginalny Exploration Upper Stage.