Artemis jordnedgång: Vad människan kommer att se under den första bemannade månfärden på femtio år

Artemis jordnedgång: Vad människor kommer att se under den första bemannade månfärden på femtio år

Medan NASA förbereder sig för Artemis II-uppdraget ger en fantastisk bild av en "jordnedgång", fångad av den obemannade rymdfarkosten Orion, en glimt av det perspektiv som framtida astronauter snart kommer att dela. Denna vy, som visar vår hemplanet försvinna bakom månranden, markerar ett avgörande ögonblick i övergången från robotiserade tester till mänsklig utforskning av rymden. Den 21 november 2022 försvann i princip åtta miljarder människor från siktfältet för Orions externa kameror, dolda av månens karga och uråldriga horisont. Detta fotografi är inte bara en visuell triumf utan också ett datarik belysning av framgången för Artemis I-uppdraget, som fungerade som en rigorös prövosten för de system som är avsedda att föra mänskligheten tillbaka till månens yta.

Det visuella fenomenet med en "jordnedgång" är ett perspektiv unikt för resenärer på väg mot månen. Till skillnad från solnedgången vi upplever på jorden, som orsakas av vår planets rotation, är en jordnedgång sedd från en rymdfarkost nära månen ofta resultatet av en omloppsrörelse. På bilden som togs under den sjätte dagen av Artemis I-uppdraget reduceras hela den mänskliga befolkningen till en blå och vit marmorkula som glider ner bakom månens ljusa kant. Detta perspektiv understryker den djupa isoleringen vid resor i rymden och den tekniska precision som krävs för att navigera det enorma svalget mellan jorden och dess satellit. För NASA fungerade bilden som en kontroll av rymdfarkostens optiska navigeringssystem och externa övervakningskameror, för att säkerställa att de kunde motstå de tuffa strålnings- och ljusförhållandena i månmiljön.

Uppdragets mekanik: Distant Retrograde Orbit

Vägen som togs för att fånga en sådan bild dikterades av banmekanikens komplexa fysik. För att nå sin destination utförde rymdfarkosten Orion en motordriven förbiflygning, vilket förde den så nära som 130 kilometer från månens yta. Detta nära möte var inte bara för observation; det var en manöver med höga insatser utformad för att utnyttja månens gravitation. Genom att utföra en exakt tidsbestämd tändning av motorerna under denna förbiflygning fick Orion den nödvändiga hastigheten för att slunga sig in i en Distant Retrograde Orbit (DRO). Denna specifika omloppsbana valdes för sin naturliga stabilitet och den unika testmiljö den erbjöd för rymdfarkostens långsiktiga uthållighet i rymden.

En Distant Retrograde Orbit kännetecknas av två primära faktorer: dess höjd och dess riktning. Den anses vara "avlägsen" (distant) eftersom den placerade Orion cirka 92 000 kilometer bortom månen vid sin mest avlägsna punkt. Den är "retrograd" eftersom rymdfarkosten färdades i motsatt riktning mot månens omloppsbana runt jorden. Denna bana gör det möjligt för en rymdfarkost att förbli i en stabil position i förhållande till jord-måne-systemet med minimal bränsleförbrukning. För NASA:s ingenjörer fungerade DRO som det perfekta laboratoriet för att övervaka hur Orions värmeskyddssystem, navigeringssensorer och solpaneler presterade när de befann sig långt ifrån jordens skyddande magnetiska inflytande.

Överträffar Apollo: Rekord i utforskning av rymden

Artemis I-uppdraget utformades för att tänja på gränserna för vad rymdfarkoster godkända för mänsklig närvaro kan åstadkomma. Den 28 november 2022, under sin färd genom den vida omloppsbanan, nådde Orion ett maximalt avstånd på drygt 400 000 kilometer från jorden. Genom att göra detta överträffade den officiellt rekordet som sattes av Apollo 13-uppdraget 1970 för den mest avlägsna rymdfarkosten designad för mänsklig rymdfart. Medan Apollo 13 nådde sitt rekord under nödomständigheter under en förbiflygning av månen, var Orions prestation en planerad demonstration av rymdfarkostens uthållighet och dess förmåga att upprätthålla kommunikation med Deep Space Network på extrema avstånd.

Att underhålla en farkost för mänsklig rymdfart på sådana avstånd kräver extraordinär ingenjörskonst. De livsuppehållande systemen, även om de var obemannade under Artemis I, övervakades via tusentals sensorer för att säkerställa att de kunde bibehålla atmosfärstryck, syrenivåer och temperatur för en framtida besättning. Skärmningen var också ett huvudfokus; vid 400 000 kilometer exponeras rymdfarkosten för betydligt högre nivåer av kosmisk strålning och solflammor än vad den skulle göra i låg jordbana. Framgången med detta uppdrag gav den telemetri som krävs för att bekräfta att Orion säkert kan hysa fyra astronauter under ett flera veckor långt månuppdrag, vilket banar väg för återkomsten av bemannad månfart.

Artemis II: Från robotiserade tester till mänsklig närvaro

Övergången från de robotiserade testerna i Artemis I till den mänskliga närvaron i Artemis II representerar ett av de mest betydande sprången i NASA:s moderna historia. Medan Artemis I var en ensamflygning för Orion-kapseln och Space Launch System (SLS), kommer Artemis II att bära en besättning på fyra astronauter på en resa med höga insatser runt månen och tillbaka. Detta uppdrag, som för närvarande är planerat att skjutas upp tidigast i februari, kommer att följa en "hybridbana för fri återresa" (hybrid free-return trajectory). Besättningen kommer att utföra flera manövrar i jordens omloppsbana innan de påbörjar en translunar injektion som kommer att föra dem bakom månens baksida, i en bana som speglar den som gav de ikoniska vyerna av jordnedgången under det första uppdraget.

Besättningen på Artemis II kommer att vara de första människorna som ser jorden gå upp och ner ur ett månperspektiv sedan det sista Apollo-uppdraget 1972. Utöver den historiska betydelsen är uppdraget ett kritiskt operativt test. Astronauterna kommer att manuellt styra Orion under vissa faser av flygningen för att testa rymdfarkostens hanteringsegenskaper och gränssnitten mellan besättningen och omborddatorerna. De kommer också att utvärdera kommunikationssystemens prestanda, vilka måste överföra högupplöst video och komplexa dataströmmar över hundratusentals kilometer, för att säkerställa att världen kan ta del av deras resa i realtid.

Månutforskningens framtid

Framgången med förbiflygningen i Artemis II är den sista förutsättningen för programmets mest ambitiösa fas: Artemis III, uppdraget som ska föra människan tillbaka till månens yta. Genom att bevisa att Orion säkert kan transportera och upprätthålla en besättning i rymdmiljön nära månen, bäddar NASA för att landa den första kvinnan och den första personen som inte är vit på månens sydpol. Denna region är av särskilt vetenskapligt intresse på grund av förekomsten av vattenis i kratrar som ligger i ständig skugga, vilket potentiellt skulle kunna utvinnas för livsuppehållande system och bränsle i framtida "Moon-to-Mars"-arkitekturer.

I slutändan är den "jordnedgång" som Orion fångade mer än bara ett fotografi; den är en symbol för en ny era. Den psykologiska och vetenskapliga effekten av att se jorden från månens perspektiv – en bräcklig blå oas i ett oändligt svart tomrum – fortsätter att inspirera "Overview-effekten", en kognitiv förändring som rapporterats av astronauter och som betonar vår hemplanets enhet och sårbarhet. När NASA rör sig mot uppskjutningsfönstret i februari för Artemis II, tittar världen på när vi går från att ta bilder av vårt hem på avstånd till att skicka representanter för mänskligheten att bevittna dessa syner med egna ögon. Återkomsten till månen är inte längre en fråga om "om", utan "när", allteftersom Artemis-programmet etablerar en hållbar mänsklig närvaro i rymden.