Jordnedgång från Orion: Perspektivet som väntar Artemis II-besättningen

På den sjätte dagen av den historiska Artemis I-missionen uppnådde NASA:s rymdfarkost Orion en visuell och teknisk milstolpe som överbryggade klyftan mellan arvet från Apollo-eran och framtiden för utforskning av djupt rymden. Den 21 november 2022 fångade en extern kamera monterad på farkostens solpanelsvinge en högupplöst "jordnedgång" – synen av hela den mänskliga befolkningen, ungefär åtta miljarder människor, som försvann bakom månens karga, kraterfyllda rand. Detta ögonblick, som inträffade medan Orion befann sig bara 130 kilometer ovanför månytan, gav ett djupt perspektiv på missionens isolering och tekniska ambition, och fungerade som en kritisk validering av de system som är avsedda att föra människor tillbaka till den djupa rymden.

Mekaniken bakom en jordnedgång på månen

"Jordnedgången" var inte bara en symbolisk händelse utan en biprodukt av en precisionsmanöver i omloppsbana. För att övergå från sin utgående bana till en stabil omloppsbana runt månen utförde Orion en "motoriserad förbiflygning" (powered flyby). Denna manöver krävde att farkosten passerade inom 130 kilometer från månytan och utnyttjade månens gravitationskraft för att få den nödvändiga hastigheten för nästa fas. När farkosten rundade månens baksida gjorde banans geometri att jorden sjönk under horisonten från Orions perspektiv.

Den visuella övergången som fångades av den externa kameran visade den skarpa kontrasten mellan månens ljusa, solbelysta kant och det djupa mörkret i tomrummet där jorden nyss befunnit sig. För flygledarna vid NASA:s Johnson Space Center innebar denna ockultation en kort förlust av direktkommunikation – en period av tystnad som testade farkostens autonoma system. Den framgångsrika dokumentationen av dessa bilder i hög upplösning fungerar som en försmak av de hisnande vyer som så småningom kommer att bevittnas med egna ögon av människor under Artemis II-missionen.

Att förstå den avlägsna retrograda omloppsbanan

Efter den nära förbiflygningen drev den vunna hastigheten Orion in i vad missionsplanerare kallar en Distant Retrograde Orbit (DRO) – en avlägsen retrograd omloppsbana. Denna specifika bana kännetecknas av två huvudfaktorer: dess avstånd från månen och dess färdriktning. Banan anses vara "avlägsen" eftersom Orion färdades ytterligare 92 000 kilometer bortom månen, vilket vida översteg de banor som användes under Apollo-missionerna på 1960- och 70-talen. Detta enorma avstånd gjorde det möjligt för NASA att testa farkostens kommunikations- och navigationssystem vid gränsen för jord-måne-systemets gravitationsinflytande.

Termen "retrograd" syftar på den riktning i vilken Orion rörde sig runt månen – motsatt den riktning som månen rör sig runt jorden. Denna bana valdes för Artemis I eftersom den erbjuder en hög grad av stabilitet. I en DRO balanseras farkosten av de motverkande gravitationskrafterna från jorden och månen, vilket kräver minimal bränsleförbrukning för att bibehålla positionen under långa perioder. Denna stabilitet gör den till en idealisk miljö för att testa prestandan hos människoanpassad hårdvara under lång tid i den tuffa miljön i den djupa rymden.

Slog rekordet från Apollo 13

När Orion fortsatte sin resa genom DRO nådde den sitt maximala avstånd från jorden den 28 november 2022. Positionerad på över 400 000 kilometers avstånd från vår hemplanet slog farkosten officiellt rekordet för det längsta avstånd som tillryggalagts av en rymdfarkost utformad för bemannad rymdfart. Detta rekord hölls tidigare av Apollo 13-missionen, som nådde ett avstånd på 400 171 kilometer 1970 efter att ett maskinvarufel tvingat besättningen att runda månen för en återfärdsbana.

Även om Artemis I var en obemannad flygning kan betydelsen av att slå detta rekord inte överskattas. Orion är en fullt trycksatt, människoanpassad farkost utrustad med strålskydd och sensorpaket för livsuppehållande system. Genom att pressa Orion till dessa extrema avstånd kunde NASA genomföra ett rigoröst "stresstest" av farkostens motståndskraft mot strålning i rymden och temperaturfluktuationer, vilket säkerställer att framtida besättningar kan överleva och verka under uppdrag som varar i veckor eller till och med månader.

Från Artemis I till Artemis II: Det mänskliga perspektivet

Framgången med Artemis I-flygningen och dess fantastiska bilder av jordnedgången har banat väg för nästa fas i programmet: Artemis II. Medan den första missionen använde "Commander Moonikin Campos" – en sensortung testdocka – för att samla in data om G-krafter och strålning, kommer Artemis II att föra fyra astronauter runt månen. Denna mission kommer att markera första gången sedan 1972 som människor lämnar låg omloppsbana runt jorden, och jordnedgången som fångades 2022 kommer att vara en central höjdpunkt i deras upplevelse.

Besättningen på fyra personer i Artemis II kommer att följa en bana som liknar den som testades av Orion under dess första resa. De kommer att uppleva samma nära förbiflygning av månen och samma ögonblick av radiotystnad när de passerar bakom månen. Data som samlades in under förbiflygningen den 21 november har gjort det möjligt för ingenjörer att förfina flygprogramvaran och protokollen för termiskt skydd, vilket säkerställer att den mänskliga besättningen förblir säker under de höghastighetsmanövrar som krävs för att återvända till jorden.

Framtida riktning och tidsplan för missionen

NASA siktar för närvarande på att skjuta upp Artemis II så tidigt som den 6 februari. Denna mission kommer att fungera som den slutgiltiga prövningen innan Artemis III försöker landa människor på månens sydpol. Målet med Artemis-programmet sträcker sig längre än bara utforskning; det syftar till att etablera en hållbar närvaro på och runt månen, inklusive byggandet av rymdstationen Lunar Gateway. Denna långsiktiga närvaro ses som ett nödvändigt steg för en framtida mänsklig utforskning av Mars.

När uppskjutningen av Artemis II närmar sig förblir bilderna av jorden som försvinner bakom månkanten en gripande påminnelse om missionens omfattning. Den kommande bemannade flygningen kommer inte bara att upprepa dessa tekniska manövrar utan också ge det subjektiva, mänskliga sammanhang som automatiserade kameror inte kan förmedla. När nästa jordnedgång inträffar kommer den att betraktas genom Orions fönster av astronauter som kommer att föra med sig mer än bara data – de kommer att föra med sig en förnyad känsla av vår plats i kosmos.