Két holdraszállás

Mindkettő kereskedelmi alapon, és mindkettő 2021-ben. Az űrszondák az Artemis program előkészítéseként tudományos műszereket visznek a Holdra.

A NASA által finanszírozott küldetések lesznek az Apollo-program óta az első amerikai sima leszállások a Holdra, illetve az első amerikai küldetések a Holdhoz a 2013-ban indított és 2014-ben tervezetten megsemmisített LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) óta, miközben a 2009-es LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) még mindig működik. A jövő évi két küldetést a NASA kereskedelmi szállítási szerződése keretében (CLPS, Commercial Lunar Payload Services) indítják. A CLPS program végrehajtására a NASA 2019 májusában két cégnek, az Astroboticnak és az Intuitive Machinesnek adott megbízást. (Pontosabban egy kilences listáról eredetileg három cégnek adott megbízást a NASA, de az Orbit Beyond hamarosan visszalépett, később viszont a lista további öt céggel bővült.)

A Peregrine (balra), a NOVA-C (középen) és az Orbit Beyond törölt leszállóegységének méretarányos makettjei. (Kép: NASA / Goddard / Rebecca Roth)

Egyelőre tehát az Astrobotic és az Intuitive Machines az a két cég, amelyeknek el kell juttatniuk a NASA küldeményeit a Hold felszínére, méghozzá az eredeti szerződésük szerint jövő év első félévében, a jelenlegi tervek szerint viszont júliusban, illetve októberben. A NASA idén januárban sajtóközleményben (lásd lent) jelentette be, melyik az a 16 (pontosabban 14 különböző, mert két eszköz mindkét szondára felkerül) tudományos és technológiai kísérleti berendezés, amelyeket a két cégnek a Holdra kell vinnie.

Az Astrobotic Peregrine leszállóegységének repülését bemutató animáció. (Forrás: Astrobotic)

Elsőként a pittsburgh-i (Pennsylvania) Astrobotic indul a Hold felé, a Peregrine leszállóegységüket az ULA (United Launch Alliance) új, Vulcan-Centaur rakétájának első startjával júliusban fogják elindítani.

A Peregrine az akusztikai (balra) és a vibrációs teszten (jobbra), illetve a szerelőcsarnokban (középen). (Kép: Astrobotic)

A Peregrine a Hold 45 fok északi szélességén és 27,2 fok keleti hosszúságán fekvő, 151 km átmérőjű Lacus Mortis területen száll le, fedélzetén 11 NASA eszközzel. Működési idejét szerényen csupán nyolc napra tervezik. Érdekesség, hogy a Peregrine magával viszi az ún. „Holdi Könyvtár” második példányát, miután az első az izraeli Beresit szonda sikertelen leszállásakor megsemmisült.

A „Holdi Könyvtárat” a Peregrine fedélzetén másodszor is megpróbálják a Holdra juttatni. (Kép: Arch Mission Foundation)

A Peregrine fedélzetén a következő eszközök kapnak helyet:

  • a Goddard Űrközpontban fejlesztett magnetométer (Fluxgate Magnetometer, MAG);
  • a Marshall Űrközpont neutronspektrométere (Neutron Measurements at the Lunar Surface, NMLS), amellyel a víz és különböző ritka elemek előfordulását vizsgálják a Hold felszínén;
  • az Ames Központban készített neutronspektrométer-rendszer (Neutron Spectrometer System, NSS), amellyel hidrogént tartalmazó anyagokat keresnek a regolitban, illetve ugyancsak a víz nyomait próbálják kimutatni;
  • ioncsapda tömegspektrométer (Prospect Ion-Trap Mass Spectrometer, PITMS), amilyent az ESA Rosetta szondáján már használtak, és amellyel leszállás közben a holdi exoszférában előforduló illékony anyagokat tervezik kimutatni;
  • a Hold felszínén végrehajtandó műveletek közben, részben az űreszközök kigázosodása, részben az eszközök és a holdfelszín kölcsönhatása következtében felszabaduló, kis molekulatömegű illékony anyagok kimutatását célzó eszköz (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations, MSolo);
  • ugyancsak az Ames fejlesztése az illékony anyagokat a közeli infravörösben kimutató spektrométer-rendszer (Near-Infrared Volatile Spectrometer System, NIRVSS), amely a leszállóhely környékén a felszín hőmérsékletét méri, és a metán, a szén-dioxid és a víz felszín alatti nyomait keresi;
  • a Johnson Űrközpontban készítették azt a spektrométert (Linear Energy Transfer Spectrometer, LETS), amelyet az Orion űrhajó 2014-es, személyzet nélküli EFT–1 tesztrepülésén már kipróbáltak, és amellyel a Hold felszíne közelében a sugárzási szintet fogják mérni;
  • a Glenn Űrközpont fejlesztése az a technológiai kísérlet (Photovoltaic Investigation on Lunar Surface, PILS), amely azt hivatott kipróbálni, milyen lehetőség van a Hold felszínén elektromos energia termelésére napelemekkel;
  • végül a Goddard Űrközpont berendezése (Surface Exosphere Alterations by Landers, SEAL) azt vizsgálja, milyen zavaró és szennyező hatással van a leszállás a holdi környezetre.

A két, 2021-re tervezett küldetés leszállóhelyei. (Kép: Dave Dickinson)

A houstoni (Texas) székhelyű Intuitive Machines a tervek szerint 2021. október 11-én a SpaceX Falcon-9 rakétájával indítja NOVA-C leszállóegységét, amelynek a Viharok óceánjára (Oceanus Procellarum) kell leszállnia, annak a tervezett leszállóhelynek a közelében, ahová az Apollo–18-nak kellett volna érkeznie, ha nem törlik az Apollo-program végét. A NOVA-C fedélzetén öt eszközt helyeznek el, a következő hármat csak ezen a leszállóegységen:

  • a Goddard Űrközpont kísérletében (Low–Frequency Radio Observations for Near Side Lunar Surface, ROLSES) a holdi rádiósugárzási környezetet vizsgálják, annak felderítése céljából, érdemes-e rádiócsillagászati obszervatóriumot telepíteni a Hold innenső oldalára, továbbá a műszerrel megfigyelik a Nap rádiókitöréseit és megmérik a Hold felszíne közelében fotoelektronokból álló réteg skálamagasságát;
  • a Langley Űrközpont sztereókameráival (Stereo Cameras for Lunar Plume–Surface Studies, SCALPSS) megfigyelik, mennyi port kavar fel a leszállóegység leszállás közben;
  • a Marshall Űrközpont berendezésével (Lunar Node 1 Navigation Demonstrator, LN-1) pedig autonóm navigációs kísérleteket végeznek.

Végül, az alábbi két eszköz mindkét leszállóegységre rákerül:

  • a Langley Űrközpont lidar berendezésének (Navigation Doppler Lidar for Precise Velocity and Range Sensing, NDL) célja a pontos leszállás navigálása;
  • a leszállóegységek pontos holdi pozíciójának meghatározása érdekében mindkettőre nyolc, egyenként 1,25 cm átmérőjű lézertükröt szerelnek (Laser Retro-reflector Array, LRA).

Az Astrobotics Peregrine szondájának jövő júliusban a Hold Lacus Mortis területén kell leszállnia. (Kép: NASA Lunar Reconnaissance Orbiter / Wikipedia)

A 2024-es, emberes holdraszállást célzó Artemis program részeként tervezett további lépések a jelenlegi tervek szerint a következők. Pályára állítják a Luner Gatewayt előkészítő Capstone szondát. 2021 novemberében indulhat űrhajósok nélkül első repülésére az SLS (Space Launch System) hordozórakéta, majd 2023-ban kerülhet sor az Artemis porgram első, űrhajósokkal végrehajtandó, a Holdat megkerülő küldetésére (Orion/Artemis–2). Ugyancsak 2023-ban szándékoznak pályára állítani a Lunar Gateway első modulját, és az Astrobotic nagyobb, Griffin leszállóegysége a Hold déli pólusvidékére vinné a VIPER rovert, amellyel vízjeget keresnének.