Artemisprogramma / Artemis program

Het Artemisprogramma / Artemis program is een ruimtevaartprogramma van de Amerikaanse lucht- en ruimtevaartorganisatie NASA om tegen 2024 opnieuw mensen op de maan te laten landen.

Index:

Introductie
Artemis updates
Perseverance
Space Launch System
Uitstel start naar 2025
Landingslocaties Maan
Medische gevolgen lange ruimtereizen
Artemis I
Artemis II
Artemis III
Verwante projecten

Links

Introductie:
Op 26 maart 2019 kondigde de Amerikaanse vicepresident Mike Pence het project tijdens de vijfde vergadering van de National Space Council aan. De regering Trump kondigde vervolgens in mei 2019 aan 1,6 miljard dollar extra vrij te maken voor het programma.

De bedoeling van dit ruimteprogramma is om ook een eerste vrouw op de maan te brengen. Het project werd daarom op 13 mei 2019 door NASA-directeur Jim Bridenstine vernoemd naar Artemis, de tweelingzus van Apollo in de Griekse mythologie. Apollo was de naam van het eerste Amerikaanse bemande maanprogramma in de jaren 1960 en 1970. Artemis was ook de godin van de maan. De planning van het Artemisprogramma behelst anno mei 2019 tot en met 2028 37 lanceringen waaronder zes bemande vluchten waarvan er vijf tot een bemande maanlanding moeten leiden. 

Inmiddels is duidelijk dat de eerste maanlanding van het programma (Artemis III) geen gebruik zal maken van de Lunar Gateway en de maanlander hoogst waarschijnlijk met een, in plaats van drie raketten zal worden gelanceerd waarmee het aantal lanceringen kleiner zal zijn. Het Artemisprogramma wordt behalve als een maanprogramma, ook gezien als voorbereiding op bemande ruimtevaart naar Mars. In een later stadium zal het programma internationaliseren.

Artemis updates:

Perseverance:

Space Launch System:

https://nasa.tumblr.com/post/653721278469095424/the-big-build-artemis-i-stacks-up
https://a3veen.tumblr.com/post/680236638959452160/der-neue-wettlauf-zum-mond-nasa-artemis-erkl%C3%A4rt

Uitstel start naar 2025:
NASA heeft op 9 november 2021 bekendgemaakt dat de ambitie om weer mensen op de maan te zetten met minimaal een jaar is uitgesteld. De Amerikaanse ruimteorganisatie verwacht op z’n vroegst vanaf 2025 maanlandingen uit te voeren.

Daarmee haalt NASA definitief niet meer de deadline van 2024 die was gesteld onder de vorige Amerikaanse president Trump. NASA-topman Bill Nelson noemt onder meer het recente juridisch gesteggel over de nog te bouwen maanlander als reden voor de vertraging. NASA besloot eerder dit jaar dat SpaceX, het bedrijf van miljardair Elon Musk, die lander mocht bouwen. Blue Origin van Musks rivaal Jeff Bezos wilde ook graag de miljardenorder voor de lander binnenslepen en stapte vanwege het NASA-besluit naar de rechter. De zaak, die door Blue Origin werd verloren, heeft het project zeker zeven maanden vertraging opgeleverd, aldus Nelson.

Ook helpt het volgens Nelson niet dat het Amerikaanse Congres onvoldoende geld beschikbaar heeft gesteld voor het Artemis-project. Hij vraagt om structureel en “significant” meer budget om de zeker tien geplande maanlandingen te kunnen uitvoeren. Nelson waarschuwde daarbij dat China met zijn ambitieuze ruimteprogramma de VS voorbij kan streven als het gaat om de maanambities. Voor de maanlandingen in 2025 wil NASA eerst nog een bemande ruimtevlucht zo’n 40.000 mijl verder dan de maan sturen. Nooit reisden astronauten zo ver de ruimte in. De maanmissies dienen als opstap voor uiteindelijk bemande missies naar Mars.

Landingslocaties Maan:

NASA has announced the identification of 13 candidate landing regions near the Moon’s South Pole for the Artemis III mission, the first crewed mission to the Moon’s surface since 1972. This video features a data visualization showing the locations of all 13 regions, and highlights the interesting lunar topography and exploration potential of these areas
Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center
Shown here is a rendering of 13 candidate landing regions for Artemis III. Each region is approximately 9.3 by 9.3 miles (15 by 15 kilometers). A landing site is a location within those regions with an approximate 328-foot (100-meter) radius.
Credits: NASA
Click to enlarge

Medische gevolgen lange ruimtereizen:

https://a3veen.tumblr.com/post/680797822269980673/so-ver%C3%A4ndert-sich-dein-hirn-im-all-terra-x
https://a3veen.tumblr.com/post/682243588559667200/this-person-went-to-space-for-340-days-this-is

Artemis I:
Artemis I, tot mei 2019 bekend als Exploration Mission 1 (EM-1) is de eerste geplande vlucht onder NASA’s Artemisprogramma en de tweede onbemande ruimtevlucht van NASA’s Orion-ruimtecapsule.

De Artemis I missie wordt uitgevoerd met de eerste lancering van een Space Launch System-raket in de Block I-configuratie. Het is de tweede lancering van een Orion-capsule, maar de eerste met alle systemen aan boord die is gebouwd volgens het eind ontwerp en niet als prototype geldt. Ook is het de eerste lancering vanaf complex LC-39B van het Kennedy Space Center sinds Ares I-X in 2009. Tijdens de 42 dagen tellende vlucht zal men de gedeeltelijk aanwezige lifesupport-systemen en de eveneens debuterende Europese servicemodule testen.

Communications & navigation milestones, klik op afbeelding voor origineel

In 2019 werd NASA’s Artemisprogramma opgestart. Daarmee wilde NASA aanvankelijk al in 2024 een bemande maanlanding uitvoeren (dit wordt later). Alle reeds geplande SLS-Orion testvluchten werden daarbij in het Artemisprogramma ondergebracht en de aanvankelijke naam Exploration Mission 1 werd veranderd in Artemis 1

Zo’n twee uur na de lancering zal de bovenste rakettrap een aarde-verlatingsstoot uitvoeren om trans lunar injection, een overgangstraject naar de maan, te bereiken. Na vijf dagen zal de Orion voor het eerst dicht langs de Maan vliegen waarop deze zich in een elliptische ruime retrograde baan om de Maan zal manoeuvreren. Daarbij wordt een afstand van ruim 60.000 kilometer voorbij de Maan bereikt; nooit eerder vloog een capsule zo ver van de Aarde. Na een verblijf van twee weken in die baan zal de Orion weer terugkeren naar een traject dicht langs de Maan dat de Orion een zwaartekrachtslinger terug naar de Aarde geeft. Voor de terugkeer op aarde zal de service module worden afgekoppeld. Tijdens de terugkeer in de dampkring zal het hitteschild van de Orion voor het eerst aan de volledige terugkeersnelheid en bijbehorende hitte van een maanmissie worden blootgesteld.

Een verschil met een bemande missie is dat wanneer er zich tijdens de fase direct na de lancering een defect als het uitgevallen van een van de boordcomputers of defect zonnepaneel voordoet, de vlucht toch wordt doorgezet omdat er veel meer testdoelen te behalen zijn. Naast het lanceercontrolecentrum op het Kennedy Space Center (Florida) en het vluchtcontrolecentrum op het Johnson Space Center (Houston) is er ook een vluchtcontrolecentrum in Noordwijk actief dat de Europese servicemodule op gedetailleerder niveau in de gaten houdt.

Behalve de Orion-capsule zullen er ook tien CubeSats worden gelanceerd. Deze zullen in de Orion-adapterring van de tweede-trap van de draagraket geplaatst zitten en in hun traject worden afgezet na het loskoppelen van de Orion. De adapter ring biedt overigens ruimte aan maximaal dertien CubeSats. Vooraf aan de lancering waren er zorgen over vijf van de tien cubesats. Mogelijk is de tijd tussen de installatie in de raket en de lancering te lang geweest en zijn de accu’s daardoor ontladen waardoor ze niet meer kunnen werken. De andere satellieten worden vanuit de raket van elektriciteit voorzien.

Artemis I Map

Op 27 augustus 2022 werd om 14:23 UTC de aftelsequentie van 43 uur en 9 minuten en 22 seconden gestart. De daadwerkelijke tijd tot de lancering zal enkele uren langer zijn omdat er enkele pauzes ingebouwd zijn. De minimumtijd tot de lancering is 46 uur minuten en 40 minuten en het lanceervenster biedt op 29 augustus ruimte voor een uitloop van twee uur. Enkele uren na de start van de aftelsequentie werd de kans op gunstig lanceerweer ingeschat op zeventig procent. Ook werden 3, 4 en 6 september als reserve lanceerdata toegevoegd mocht, afhankelijk van de reden, een lancering voor of op 2 september niet mogelijk blijken.

Tijdens de aftelsequentie liep NASA tegen enkele problemen aan. Wegens een onweersbui moest het voltanken van de raket worden uitgesteld. Daarna deed er zich een waterstoflek voor. Dat werd opgelost, maar de lancering kon daardoor waarschijnlijk niet meer bij de start van het lanceervenster plaatsvinden. Daarop bleek dat er een bleed valve in RS-25-hoofdmotor 3 niet opende. Bleed valves zijn ventielen waardoor kleine hoeveelheden waterstof in de motoren worden gelaten voor het voorkoelen van de motoren. Het openen van de bleed valves werd tijdens de generale repetitie niet getest. Ook liep de communicatie met de Orion tijdens de aanloop nog niet nominaal. Ook was er kort de vrees voor een scheur in een van de tanks. Het bleek slechts om een scheur in het isolatieschuim te gaan waardoor er zich ijs afzette op de intertank, het onderdeel waarmee de waterstoftank en de zuurstoftank op elkaar zijn gemonteerd.

Het probleem met de bleed valve leidde er toe dat de lancering voor de dag werd geannuleerd. Wel werd de sequentie nog doorgezet om andere onderdelen van de raket te testen. Ook werd er nog een probleem met een afblaasventiel in de intertank gemeld. Achteraf bleek dat men die dag ook zonder de technische problemen niet had kunnen lanceren omdat de weersomstandigheden dat niet zouden hebben toegelaten.

De problemen leken de volgende dag te zijn verholpen, het probleem met de bleedvalve was waarschijnlijk ontstaan door de lage temperatuur van de motor. Daarom wordt de aftelsequentie gemodificeerd; de zogenaamde bleed test wordt vroeg in de sequentie geplaatst wanneer de motoren nog op omgevingstemperatuur zijn. Tijdens de green run test was dit met succes ook zo gedaan en daarom wil NASA dit repliceren. Het probleem met de communicatie van de Orion had met een fout in het laden van de software te maken.

NASA besloot een lanceerpoging niet op 2 september, maar op 3 september plannen. Er werd op dat moment een kans van zestig procent op gunstig lanceerweer gegeven.

In oktober reserveerde NASA drie data in het lanceervenster dat van 12 tot 27 november geopend is. Mocht het 19 november nog niet zijn gelukt tot een lancering te komen dan hoopt NASA op 25 november nog een datum te kunnen inplannen. Dit is moeilijker omdat door de thankgivingvakantie, NASA, de Space Force en/of de FAA in die periode onvoldoende personeel beschikbaar kunnen krijgen.

Op 4 november werd de raket naar de lanceerplaats overgebracht. De lange duur van de lanceercampgne had ondertussen vragen over meer raketonderdelen met een korte houdbaarheidsdatum opgeworpen die voor een volgende lancering van tegen het licht moeten worden gehouden. Ondermeer de boosters en de centrale trap zijn volgens de gebruikte keuringsmethoden maar een beperkte tijd houdbaar. De centrale trap mag ook maar maximaal vijftien keer worden volgetankt inclusief de testperiode op het Stennis Space Center.

Kort na de roll-out ontstond ten oosten van de Bahama’s een depressie die zich tot de tropische storm Nicole ontwikkelde en volgens de voorspellingen op 9 november langs het Kennedy Space Center trekt. De storm zal korte tijd orkaankracht hebben maar de verwachtte wind op het Kennedy Space Center zou volgens de voorspelling van 7 november de limieten voor SLS niet overschrijden en de raket zal daarom op het lanceercomplex blijven staan. In de loop van 7 en 8 november verslechterden de weersvoorspellingen. Op 8 november werd de kans op overschrijding van de limieten door de orkaan op vijftien procent geacht. Het was toen al ruimschoots te laat om nog een roll-back te organiseren. SLS kan windstoten tot 137 kilometer per uur aan. Het lanceerschema liep door de komst van Nicole zeker twee dagen vertraging en de lancering werd uitgesteld naar 16 november. De kans op overschrijding van de windlimiet voor SLS nam de volgende dag af tot vier procent.

Nadat het oog van de orkaan in de nacht van 9 op 10 oktober ten zuiden van het Kennedy Space Center aan land was gekomen bleek dat de hardste windstoten juist op het KSC waren en de wind limieten van SLS daarbij waren overschreden. Er waren rond het platform windstoten tot 161 kilometer per uur gemeten. 

Op 11 november gaf NASA aan dat op dat moment niets een lancering op 16 november in de weg zat. Wel was 25 november inmiddels als extra reservedatum gereserveerd. Als de lancering op 16 november plaatsvindt dan zal de missie 26 dagen duren.

Tijdens de aftelsequentie enkele uren voor de geplande lancering, tijdens het voltanken van de stuwstoftanks ontstond er een lek in het mobile lanceerplatform. Korte tijd lekte er 1,5 procent waterstof weg, maar dat zakte al snel af naar 0,2 procent. NASA stuurde daarop een Red Crew bestaand uit twee technici naar het platform om met succes een pakking-bout aan te draaien en daarmee het lek te dichten. Daarna deed zich nog een probleem met een ethernet switch voor. Doordat de vervangende switch nog moest worden getest en het tanken door het eerdere lek ietwat vertraagd raakte was een lancering om 06:04 UTC niet mogelijk en wordt gewacht tot die problemen zijn verholpen voor de laatste tien minuten van de aftelsequentie in werking worden gesteld. Na de Go-No Go poll werd de aftelsequentie om 06:38 UTC hervat. Tien minuten later steeg de raket op. Na twee minuten werden de boosters afgekoppeld en na 8 minuten en 3 seconden had de Core-stage zijn werk voltooid.

Na de succesvolle lancering werden ook de tien CubeSats met succes in hun trajecten afgezet. Er werden tijdens de zes dagen durende vlucht richting de Maan verschillende testen van Orion uitgevoerd. Waaronder het richten van de zonnepanelen en het testen van de stuwers. De zonnepanelen bleken meer stroom op te wekken dan vooraf werd gedacht. Op 18 november werd gemeld dat de lanceerinstallatie tijdens de lancering significant meer schade had opgelopen dan was verwacht; drie dagen later bleek uit vrijgegeven foto’s dat onder meer de liftdeuren van beide personeels liften in de lanceertoren door de stuwkracht waren vernield.

Op 20 november om 19:09 UTC bereikte Orion de gravitationele invloedssfeer van de Maan. Op het moment dat Orion de gravitationele invloedssfeer van de Aarde verruilde voor die van de Maan was de snelheid van Orion afgenomen tot 570 kilometer per uur maar zou daarna door de zwaartekracht van de Maan weer toenemen. Op 21 november rond 12:30 UTC vloog Orion achter de Maan langs. Tijdens die periode was er vanaf 12:26:20 UTC gedurende 34 minuten en een seconde geen communicatie met de Aarde mogelijk. Wel werd in die tijd, volledig autonoom, de flyby-stoot met een duur van twee minuten en dertig seconden uitgevoerd waarbij de snelheid en uitrichting met behulp van de OMS-motor en de zwaartekracht van de maan werd aangepast zodat de capsule in een elliptische baan om de maan zou geraken. De flyby-stoot bewerkstelligde een snelheidsverschil van 643 kilometer per uur. Orion zou het maanoppervlak om 12:57 UTC tot op 130 kilometer naderen. Om 13:00:21 UTC werd het signaal van Orion weer opgepakt en bleek de manoeuvre succesvol te zijn geweest.

Tijdens de elliptische vlucht die lange tijd aan de achterzijde van de maan verbleef, werd een groot aantal gedetailleerde foto’s van het maanoppervlak gemaakt met Orion’s optische navigatieinstrumenten. Op 25 november naderde Orion zijn grootste afstand van de Aarde op zo’n 65.000 kilometer voorbij de Maan. Om 21:52 UTC werd de Distant Regrograde Orbit Insertion burn uitgevoerd waarbij de OMS gedurende een minuut en 28 seconden actief was om zich naar een verre circulaire retrograde baan om de Maan te manoeuvreren.

Op 26 november om 13:40 UTC werd het record van de afstand van een voor bemanning bedoeld ruimteschip vanaf de aarde overschreden. Dat was op 400171 kilometer van de Aarde en stond op naam van Apollo 8. Op 28 november om 20:57 UTC bereikte Orion z’n grootste afstand ten opzichte van de Aarde; 432194 kilometer.

Op 1 december 2022 om 21:53 voerde men de manoeuvre uit waarmee Orion de verre retrograde baan om de Maan verliet om nogmaals dicht lang de Maan te vliegen. Deze manoeuvre die de Distant Retrograde Orbit Departure Burn heet gebeurde middels een OMS-stoot van 1 minuut en 45 seconden. Op 5 december 2022 om 16:42 UTC vloog Orion weer dicht langs de Maan. Kort nadat het dichtste punt werd bereikt werd de OMS-motor gestart om de koers terug naar Aarde in te zetten. Deze Return Lunar Flyby Burn duurde 3 minuten en 27 seconden en vond plaats aan de achterzijde van de Maan tijdens een periode waarbij geen contact tussen Orion en het vluchtcontrolecentrum mogelijk was.

Artemis II:
Artemis II is de geplande tweede vlucht van NASA’s Artemisprogramma. Het is de derde vlucht van een Orioncapsule en de eerste bemande ruimtevlucht met een Orion. Volgens de planning van begin 2019, zou op 1 juni 2023 worden gelanceerd vanaf Lanceercomplex 39B van het Kennedy Space Center. De draagraket die daarvoor zal worden gebruikt is een Space Launch System Block I. In november 2021 werd de lancering uitgesteld tot mei 2024.

De vlucht zal hetzelfde vluchtprofiel hebben als de onbemande testvlucht Artemis I die in een retrograde vrije-terugkeerbaan om de Maan vliegt. De bemanning zal waarschijnlijk uit vier personen bestaan. En het is na vluchten EFT-1 en Artemis I de derde ruimtevlucht van een Orion-ruimteschip en de tweede lancering van het Space Launch System.

Er is enige tijd sprake van geweest dat NASA EM-2 met een SLS Block IB-configuratie zou lanceren. NASA wilde zo geld besparen omdat ze dan de Interim Upper Stage van de Block I-configuratie niet voor slechts een vlucht hoefden aan te passen en goedkeuren voor slechts één bemande vlucht. De ontwikkeling van de Exploration Upper Stage voor de Block IB is echter vertraagd waardoor toch naar de Block I variant wordt teruggegrepen.

NASA biedt op de vlucht ook de mogelijkheid aan derden om zes en twaalf units grote CubeSats mee te lanceren.

Artimis II is de laatste voorbereidende vlucht. Artemis III zou de eerste maanlanding van dit project moeten uitvoeren.

Na de grotendeels mislukte eerste testvlucht van de Boeing Starliner die in december 2019 het ISS niet bereikte, is NASA zijn plannen voor Artemis II aan het heroverwegen. Mogelijk wordt er aan het vluchtprofiel een rendez-vous toegevoegd om zodoende die kwaliteiten van de Orion-capsule te bewijzen. Met wat voor voorwerp die zou moeten koppelen is niet duidelijk. Mogelijk is de Lunar Orbital Platform-Gateway tegen die tijd beschikbaar, maar dat is nog allerminst zeker.

Artemis III:
Artemis III is de voorgenomen derde missie van NASA’s Artemisprogramma die in de planning uit 2019 in 2024 zou moeten plaatsvinden. In februari 2021 werd dat doeljaar door NASA intern reeds als onhaalbaar bestempeld en in november 2021 werd de missie officieel minstens een jaar uitgesteld. Het is de tweede bemande vlucht van een SLS–Orion en moet de terugkeer van Amerikaanse ruimtevaarders naar het maanoppervlak bewerkstelligen. De vlucht moet tevens de eerste vrouw en de eerste persoon met een donkerder huidskleur op de Maan zetten.

Artemis III will be humanity’s return to the lunar surface and NASA will make history by sending the first humans to the lunar South Pole region. Credits: NASA
https://a3veen.tumblr.com/post/712083706162053120/artemis-iii-nasas-first-human-mission-to-the

Verwante projecten:

In het verleden zijn er al verschillende maanlanders op onze natuurlijke satelliet geland.

En zelfs bemande missies naar de maan zijn ons niet vreemd. En toch mag je de landing van de ispace HAKUTO-R Mission 1 historisch noemen. Want al die eerdere maanmissies waren het werk van gouvernementele ruimtevaartorganisaties, zoals bijvoorbeeld NASA. Maar deze landing wordt ondernomen door een commerciële partij: iSpace. En dat betekent dat we – als de landing volgens het boekje gaat – er voor het eerst getuige van zullen zijn dat een private maanlander voet op de maan zet. De landing zal naar verwachting plaatsvinden op 25 april 2023 rond 17:40.

De eerste maanlanding van een commerciële partij lijkt te zijn mislukt. De Hakuto-R-maanlander van Japans ruimtebedrijf ispace zou landen op de maan. Het bedrijf verloor tijdens de landingspoging contact met de sonde en wist dat niet te herstellen.

Links:
NASA Artemis Lunar Program

Artemis Blog

Artemis – YouTube playlist

Agenda – #Moon2Mars #JournyToMars NASA Mars Exploration Program

Moon2Mars

NASA’s Moon to Mars Plans – Youtube playlist

NASA Mars Exploration Program

Assessment of Artemis-1 Development Flight Instrumentation,” Sensors and Instrumentation, Aircraft/Aerospace, Energy Harvesting & Dynamic Environments Testing, Volume 7, September 2020

V. Angelopoulos. The ARTEMIS Mission. Springer (2010)

Marshall Smith et at, “The Artemis Program: An Overview of NASA’s Activities to Return Humans to the Moon,”IEEE Aerospace Conference, pp. 1-10, March 2020

John Honeycutt. “NASA’s Space Launch System: Progress Toward Launch,” Session: On-Earth Spaceports and Launch Systems, November 2020

Artemis program

Lijst van ruimtevluchten naar de Maan

NASA’s Lunar Exploration Program Overview

Follow the NASA Artemis missions

NASA’s Lunar Exploration Program Overview

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Ga naar de inhoud