Itt a blogon sokat írtunk már az Artemis, és az SLS/Orion-programról, ahol többször említésre került a tervezett új űrállomás is, a Gateway. Mostani cikkünkben a jó eséllyel megvalósuló, Hold körüli pályára tervezett űrállomást mutatjuk be.
Egy Hold körül keringő űrállomás ötlete már 2012-ben felmerül a NASA-nál, 2015-ben pedig az ügynökség NextSTEP-programja keretében kezdték el vizsgálni egy mélyűri lakóegység megépítésének lehetőségét. A programba 2017-től a Nemzetközi Űrállomásban résztvevő országokat is bevonták, 2018-ban pedig az USA és Oroszország írt alá egy informális egyezményt a két ország résztvételi szándékáról az új űrállomás létrehozásban. Oroszország azóta viszont nem tett lépéseket a Gateway-program felé, sőt a Roszkoszmosz vezetője, Dimitrij Rogozin azt nyilatkozta nemrégiben, hogy a Gateway “túl amerikai” kezdeményezés. Jelen sorok írása közben Kanada, Japán és az Európai Űrügynökség jelezte biztosan részvételi szándékát a programban.
Forrás: CSA
Kanada a harmadik generációs robotkarral, a Canadarm3-al, és a robotikus folyamatok támogatásával vesz majd rész a programban, cserébe egy űrhajósuk a Holdat megkerülő Artemis-2 küldetésen, egy másik kanadai űrhajós pedig egy egyelőre meg nem nevezett misszión a Gateway-űrállomásra utazhat (írásunkat az eseményről itt olvashatjátok). Az együttműködési szándékot 2019 februárjában jelentették be, 2020 júniusában pedig a Kanadai Űrügynökség már meg is bízta az MDA céget a Canadarm3 megépítésével.
Japán a lakómodulhoz biztosít majd elemeket, illetve a leendő HTV-X teherűrhajóval szállít majd utánpótlást a Gateway-re. A Japán Űrügynökség (JAXA) másodikként, 2019 októberében jelentette be, hogy csatlakozik a programhoz.
Forrás: JAXA
Az Európai Űrügynökség (ESA) 2019 novemberében szavazta meg a szükséges költségvetést a Gateway-programban való részvételre. 2020 októberében írták alá a megállapodást a NASA-val: az ESA építi meg az ESPRIT modult, illetve két újabb szervízmodult bocsát a NASA rendelkezésére az Orion űrhajókhoz.
A Gateway (“Átjáró vagy Bejárat”) űrállomás tervei az elmúlt években sokat változtak, és korábban hívták Deep Space Gateway-nek (DSG, Mélyűri Átjáró), és Lunar Orbiter Platform-Gateway-nek (LOP-G) is.
A Gateway a Nemzetközi Űrállomásnál egy jóval kisebb űrállomás, mely a Hold körül fog keringeni egy rendkívül elnyújtott elliptikus pályán. Az ún. “near-rectilinear halo orbit” (NRHO, majdnem egyenes vonalú körpálya) egy hétnapos keringési pálya, mely a legközelebbi megközelítésnél 3000 kilométerre lesz a Hold északi sarkától, legtávolabbi pontján pedig 70 000 kilométerre a déli sarktól.
Ilyen Hold körüli pályára még korábban egyetlen űreszköz sem állt, a pályát a NASA jövőre induló CAPSTONE műholdja fogja majd tesztelni.
A Gateway az alábbi feladatokat fogja ellátni:
– tudományos laboratórium
– új űrtechnológiák kípróbálási helye
– átszállási, vagy kiindulási hely Holdraszálló küldetések számára, irányítóközpont a Hold felszínén végzett műveletekre
Az ISS-el ellentétben a Gateway nem lesz folyamatosan lakott, évente 1 emberes utat terveznek az űrállomásra indítani. A Gateway 4 űrhajóst tud fogadni, és kb. 20 napot töltenek majd el a fedélzeten. A Gateway-re tartó út oda-vissza kb. 10 napot vesz igénybe, melyet az Orion űrhajóval terveznek végrehajtani. A holdraszállást célzó Artemis-3 küldetés űrhajósai is a Gatewayről fognak majd indulni a Hold felszínére. Amikor a Gateway-en nem tartózkodik személyzet, a Földről távirányítással végeznek majd tudományos kísérleteket.
A Gateway moduljait a korábbi tervek szerint SLS rakétákkal tervezték indítani, azonban a NASA idei döntése szerint kereskedelmi hordozókkal juttatják majd a Hold köré a Gateway elemeit. Jelenlegi állás szerint az első két modult (PPE és HALO) a Földön építik össze, és valószínűleg egy Falcon Heavy rakétával indítanák 2023 novemberében. A PPE és HALO 9-10 hónap alatt érne a tervezett Hold körüli pályára, és az elkövetkező években bővítenék tovább az űrállomást.
A Gateway utánpótlását a fentebb említett japán HTV-X teherszállítóval, illetve a 2020 márciusában bejelentett SpaceX Dragon XL űrhajóval oldják meg. A SpaceX leendő teherszállítóját Falcon Heavy rakétákkal fogják indítani, és kb. 5000 kg hasznos terhet tud majd a Gatewayre szállítani, ahol 6-12 hónapot tartózkodik majd. A NASA két ilyen utánpótlás-küldetésre adott megbízást a SpaceX-nek.
A Gateway tervezett moduljai
Energiaellátó és Hajtómű modul (Power and Propulsion Element – PPE)
A PPE egy nagy teljesítményű napelemekkel rendelkező (60 KW), szolár elektromos meghajtású modul, amely a meghajtásért, nagysebességű kommunikációért, pozíciótartásért és pályamódosításért felel. A PPE “Hall-effekt” típusú ionhajtóművet használ majd, ami az üzemanyagot elektromos térben gyorsítja majd fel, ezáltal generálva tolóerőt az űrhajó/űrállomás számára. A Gateway ionhajtóművei xenont fognak üzemanyagként használni, a pozíciótartásért felelős kisebb hajtóművek pedig hidrazint.
A 8-9 tonnásra tervezett modul az űrállomás központi egysége lesz, és a Maxar cég gyártja a NASA megbízásából, 375 millió dollárért. A modul fejlesztését és gyártását a NASA ohiói Glenn Űrközpontja felügyeli. A PPE-t eredetileg az azóta már törölt, Asteroid Redirect Mission (ARM) küldetéshez tervezték, melynek keretében egy robotikus egység egy többtonnás aszteroidát szállított volna Hold körüli pályára, ahol Orion űrhajóval űrhajósok vizsgálták volna meg.
Lakó-, és Logisztikai modul/előörs (Habitation and Logistics Outpost – HALO)
A HALO modul lesz a Gateway első lakómodulja látogató űrhajósok számára. A modulban találhatóak az életfenntartó rendszerek, egy adatközpont, kommunikációs, energiatároló és elektromos vezérlőrendszerek. A modul kifejlesztésére a Northrop Grumman kapott megbízást a NASA-tól 187 millió dollár értékben, az építésére külön szerződést fognak majd kötni. A modul a meglévő Cygnus teherhajó alapjaira fog épülni, és körben dokkolóportokkal is rendelkezik majd (IDA, vagyis a nemzetközi szabványú csatlakozókkal).
A HALO-t és a PPE egybeépítve tervezik majd indítani 2023 novemberében, valószínűleg a nagyobb áramvonalazó kúppal rendelkező Falcon Heavy rakétával, azonban hivatalos bejelentés még nem történt a NASA részéről. A modul fejlesztését a houstoni Johnson Űrközpont felügyeli.
Újratankolást, Infrastruktúrát és Kommunikációt biztosító Európai Rendszer (European System Providing Refueling, Infrastructure and Telecommunications – ESPRIT)
Az ESPRIT szervízmodul további kommunikációs rendszereket, üzemanyagtárolókat, tudományos eszközök számára egy légzsilipet és a Nemzetközi Űrállomáson lévő Cupolához hasonló kilátóhelyet tartalmaz. A modult az Európai Űrügynökség (ESA) megbízásából az olasz Thales Alenia Space cég gyártja majd, és két részből áll. Az első elem a Halo Lunar Communication System (HLCS), mely az állomás kommunikációs központjaként üzemel majd, és a HALO modulhoz csatlakoztatva 2023 novemberében indul a PPE-vel. A második elem a kilátót és a légzsilipet, illetve a xenon és hidrazintárolókat tartalmazó ESPIRIT Refueling Module (ERM). Az ERM építésének befejezése 2026-ban várható, és 2027-ben indulhat a Gatewayre.
Nemzetközi Lakómodul (International Habitation Module – I-HAB)
A második lakórész az ESA és a Japán Űrügynökség közös hozzájárulása a Gateway-programhoz. A modult szintén a Thales Alenia Space gyártja, míg az életfenntartó rendszereket a JAXA szolgáltatja majd. Az I-HAB avionikus és irányítószoftvereit a NASA, a robotikus rendszereket (Canadarm3) pedig a Kanadai Űrügynökség (CSA) biztosítja majd. A modult 2026-ban tervezik indítani, és a HALO-val együtt már 125 köbméter lakhely áll majd rendelkezésre az űrhajósok számára.
Oroszország korábban egy többcélú modullal épített volna az űrállomásra, azonban mint fentebb is említettük, továbbra is kérdéses az orosz részvétel. Az űrállomás tervei még változhatnak, azonban jó esély van rá, hogy ténylegesen meg is épül: a nagyobb elemek építésére már kiadták a megbízásokat, és a költségvetés is biztosított a partnerek részéről. Ha esetleg az Artemis-program és az újabb Holdraszállás éveket csúszik is, a Gateway megépítése egy hatalmas mérföldkő lesz az űrutazás történetében.
