Celem pierwszego lotu w ramach programu Artemis jest przetestowanie działania systemów przed bardziej ryzykownym lotem załogowym. NASA sprawdzi, czy rakieta nośna SLS oraz statek kosmiczny Orion działają poprawnie. Orion przeleci po wysokiej orbicie wokół Księżyca, kapsuła zbliży się też na odległość około 100 km od powierzchni Srebrnego Globu. Potem zaplanowany jest powrót na Ziemię.

Sumarycznie misja ma potrwać 25 dni 11 godzin i 36 minut, od 16 listopada do 11 grudnia 2022 roku.

W trakcie misji, w najdalszym punkcie statek Orion znajdzie się 450 tysięcy kilometrów od Ziemi (64 tysiące kilometrów nad powierzchnią Księżyca przeciwną w stosunku do Ziemi). Tym samym pobije rekord z misji Apollo 13, kiedy to statek oddalił się na 400 170 km od Ziemi. Łącznie Orion przebędzie dystans 2,1 miliona kilometrów.

Kolejne etapy lotu można podzielić na trzy główne fragmenty: tranzyt na Księżyc, pobyt na orbicie wokół Księżyca i powrót na Ziemię. Istotnymi momentami z punktu widzenia trajektorii lotu będą momenty odpalenia silników w celu zmian charakteru orbity. Takich wydarzeń będzie kilka w trakcie misji.

Pierwszą fazą lotu jest start i sekwencja czynności aż do separacji statku. Łącznie zestaw tych czynności zajmie około dwóch godzin. W końcowych etapach górny człon rakiety nośnej SLS, określany jako ICPS, zostanie włączony, aby podnieść perygeum orbity, czyli punkt orbity najbliżej Ziemi, tak aby statek nie powrócił w ziemską atmosferę. Potem, po sprawdzeniu na orbicie okołoziemskiej systemów i ukierunkowania baterii słonecznych, nastąpi ponowne uruchomienie ICPS, aby zwiększyć prędkość statku Orion na pozwalającą uciec z pola grawitacyjnego Ziemi i znaleźć się na trajektorii kierującej w stronę Księżyca. Manewr ten potrwa około 20 minut.

W kolejnym etapie Orion (ok. 2 godz. 5 minut po starcie) odłączy się od ICPS i dokona ewentualnych korekt trajektorii w razie potrzeby. Po dotarciu w pobliże Księżyca moduł serwisowy włączy silniki, aby umieścić Oriona wystarczająco blisko powierzchni księżycowej, aby wykorzystać grawitację Księżyca i skierować statek na tzw. wysoką wsteczną orbitę księżycową (ang. lunar distant retrograde orbit). Kolejnym krokiem jest uruchomienie silnika w celu wejścia na orbitę okołoksiężycową i stabilizacja statku na wysokiej wstecznej orbicie księżycowej.

Po pokonaniu jednego lub półtora okrążenia wokół Księżyca moduł serwisowy ponownie uruchomi silniki, aby wyjść z orbity okołoksiężycowej i skierować statek do drugiego bliskiego przelotu nad powierzchnią.

Kolejne odpalenie silników modułu księżycowego wyśle Oriona na tyle blisko powierzchni Księżyca, aby przy pomocy manewru asysty grawitacyjnej umieścić statek na trajektorii powrotnej na Ziemię. Gdy Orion zbliży się do Ziemi, tuż przed wejściem w atmosferę odłączy się od modułu serwisowego, ustawi się w odpowiednim kierunku, aby osłony cieplne chroniły go od strony, a na końcu nastąpi lądowanie na spadochronie i wodowanie w Pacyfiku.

Powrotny lot przez atmosferę to będzie ważny etap misji Artemis I, gdyż inżynierowie z NASA chcą sprawdzić w praktyce, czy osłona cieplna statku Orion jest w stanie przetrwać wysokie prędkości i wysoką temperaturę, gdy statek będzie leciał przez ziemską atmosferę. W drodze powrotnej wleci w atmosferę z prędkością blisko 40 tysięcy km/h i doświadczy temperatury 2800 stopni Celsjusza podczas lotu przez atmosferę. To dużo większe wartości niż w przypadku powrotu z niskiej orbity okołoziemskiej. Przy czym, o ile osłona cieplna była intensywnie testowana na Ziemi, a nawet w eksperymentalnym locie w 2014 roku, to żadne testy nie odtworzą w pełni realnych warunków doświadczanych podczas powrotu z Księżyca. Jest to absolutnie konieczny krok przed wyprawą załogową.

NASA chce też sprawdzić różnorodne aspekty działania i zarządzania poszczególnymi etapami lotu, na platformie startowej, w infrastrukturze naziemnej, rozłączanie statku od rakiety w kosmosie, procedury podjęcia astronautów, po wodowaniu kapsuły na Oceanie Spokojnym w pobliżu San Diego.

W ramach testów w fotelu dowódcy misji Artemis I „zasiada” manekin o imieniu Campos, nazwany tak na cześć inżyniera Arturo Camposa, który miał znaczny wkład w misję Apollo i lądowanie ludzi na Księżycu. Campos będzie wspierany przez dwa inne manekiny – Helgę i Zohara.(PAP)

cza/ agt/