Artemis I

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

NASA Artemis-ruimtevlucht
Artemis I
Artemis Logo NASA.png
Space Launch System in Flight.jpg
SLS-Orion.
Type ruimtvaartuig: Orion
Naam/serie nr. voertuig: Cernan 1
Draagraket: SLS-block I
Lander: n.v.t.
Aantal bemanningsleden: 0
Lanceerbasis: Kennedy Space Center
Lanceerplatform: LC-39B
Lanceervenster: 23 augustus - 6 september 2022
Geplande lanceerdatum: 29 augustus
Reserve lanceerdata: 2 september
5 september
Aankoppeling Lunar Gateway: n.v.t.
Maanlanding: n.v.t
Landingsplaats aarde: Grote Oceaan
Landingsdatum aarde:
Missieduur: 26 tot 42 dagen
Doel vlucht: Onbemande testvlucht SLS-Orion, orbitale baan om de Maan
Secondaire missie: afzetten dertien CubeSats
Het beoogde traject van Artemis 1

MissieBewerken

De Artemis I missie wordt uitgevoerd met de eerste lancering van een Space Launch System-raket. De Orion zal door een SLS Block I in een retrograde baan om de maan worden gebracht en op die vlucht de lifesupport-systemen en de Europese servicemodule testen.Behalve de Orion-capsule zullen er ook dertien CubeSats worden gelanceerd. Deze zullen in de Orion-adapterring van de draagraket geplaatst zitten en in hun traject worden afgezet na het loskoppelen van de Orion. In 2019 werd NASA’s Artemisprogramma opgestart. Daarmee wou NASA aanvankelijk al in 2024 een bemande maanlanding uitvoeren (dit wordt later).

 
De SLS/Orion adapterring met 13 cubesats.

AssemblageBewerken

In augustus 2019 was de meeste hardware voor de vlucht af. Er moesten echter nog wel tests worden uitgevoerd voor deze lanceerwaardig zouden worden gekeurd.

DraagraketBewerken

De Interim Upperstage van de SLS-Block I werd op 7 maart 2017 naar het Kennedy Space Center overgebracht. Het testen en kwalificeren van de vier RS-25-hoofdmotoren was in oktober 2017 afgerond. Op 25 augustus 2019 was de bouw van SLS-Corestage CS-1 voltooid.[2] Op 26 Augustus werd ook de voltooiing van de tien segmenten van de boosters gemeld.Op 8 november 2019 waren de vier hoofdmotoren op de SLS-Core stage gemonteerd.

Op 9 januari 2020 verliet de afgebouwde SLS-Corestage NASA’s Michoud Assembly Facillity in New Orleans om met NASA’s schip de Pegasus naar het Stennis Space Center te worden gevaren voor de green run test die daar moet plaatsvinden. Op 22 januari werd de core-stage op testinstallatie B-2 geplaatst.[3]

Op 12 juni 2020 kwam een trein met de tien booster segmenten voor de sideboosters van de SLS-raket aan op het Kennedy Space Center. Als extra vracht vervoerde deze trein ook dummy-Common Booster Segemts vanuit dezelfde Northrop Grumman-fabriek die als trainingsmateriaal zouden worden ingezet voor de drie maanden later geannuleerde raket OmegA, een nieuw type raket dat eveneens in het Vehicle Assembly Building in elkaar zou worden gezet en vanaf hetzelfde lanceercomplex zou worden gelanceerd.

Service ModuleBewerken

Eind 2018 werd de Europese servicemodule naar De Verenigde Staten getransporteerd. Op 5 augustus 2019 werd de hoofdmotor van de servicemodule ontstoken tijdens een kwalificatietest in een testopstelling.[4] Dit betreft een aangepaste AJ10-190 afkomstig van Spaceshuttle Atlantis.

OrionBewerken

  Zie Orion (ruimteschip) voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Met de bouw van de Orion-capsule voor EM-1 werd in januari 2016 aangevangen en eind juli 2019 was de Orion-capsule voltooid.[5] Op 12 november 2019 waren de Orion-capsule en de servicemodule op elkaar geplaatst en was deze combinatie voltooid. Op 13 augustus 2020 werd de Orion aan de SLS-Orion-adapter bevestigd.[6] Op 1 september 2020 maakte NASA bekend dat Orion was gecertificeerd voor Artemis I.[7]

Op 30 november 2020 bleek een onderdeel van een van de acht stroom en data apparaten van de Orion-capsule defect. Er zou door Lockheed Martin een plan worden gemaakt om dit zeer moeilijk te bereiken onderdeel te vervangen. Op 17 december deelde NASA mee dat ze het onderdeel niet vervangen omdat er voldoende reservesystemen voor een onbemande vlucht in Orion aanwezig zijn.

Op 14 januari 2021 werd de volledig afgebouwde Orion uit zijn assemblage standaard gehesen en overgedragen aan het team grondsystemen dat de Orion zal klaarmaken en op de raket zal monteren. Op 16 januari werd de Orion overgebracht naar het Vehicle Assembly Building (VAB).

OperationaliseringBewerken

Het mobiele lanceerplatform voor de SLS Block-I in de zomer van 2018 voltooid. Eind oktober 2020 werd het mobiele lanceerplatform voor de laatste maal getest op LC-39B en terug naar het Vehicle Assembly Building (VAB) gereden. Ondertussen werd de Mississippi-delta voor de vierde keer in enkele maanden door een orkaan (Zeta) getroffen waardoor de testinstallaties op het Stennis Space Center reparaties nodig hadden en de green run test nog meer vertraging opliep. Op 18 november werd bekendgemaakt dat de laatste test van de green run test, de statische start met volle duur, rond de week van 21 december zou worden gehouden.[8] De zevende en een na laatste test van de green run test waarbij de raket zou worden volgetankt liep echter niet als verwacht. De temperatuur van de vloeibare waterstof was te hoog waarop de test werd afgebroken en de afronding van de green run langer op zich laat wachten.

Op 21 november 2020 werden de eerste twee delen van een van de boosters op het mobiele platform en op elkaar geplaatst waarmee de integratie van de raket begonnen is.[9]

Op 6 januari 2021 werd bekendgemaakt dat de statische start met volledige duur, het laatste onderdeel van de green run test, voor 17 januari 2021 stond ingepland. Een paar dagen later werd de test een dag vervroegd. Op 16 januari 2021 werden de vier motoren gestart. Na iets meer dan een minuut werden de motoren voortijdig uitgeschakeld. Enkele uren later meldde NASA dat er mogelijk een flits was waargenomen in de isolatie van motor 4. Meer was er nog niet duidelijk.[10] Achteraf bleek dat de motoren perfect hadden gefunctioneerd en dat de anomalie als gevolg van de instellingen van computersystemen was opgetreden. Een deel van de software was ingesteld op een daadwerkelijke vlucht in plaats van een grondtest waardoor er metingen niet overeen kwamen en de motoren werden uitgeschakeld.

Op 1 februari werd officieel bekendgemaakt dat er een tweede hotfiretest werd gepland om de motoren te testen. De test staat gepland voor de vierde week van februari. Dit werd later 25 februari,[11] maar ook die planning hield het niet nadat een mogelijk defecte klep in de zuurstoftoevoer van een van de hoofdmotoren was ontdekt. De test werd uitgesteld tot 18 maart.[12] Ondertussen was de assemblage van de vastebrandstofboosters in het Vehicle Assembly building voltooid. Op 18 maart 2021 werd de hotfire-test nogmaals uitgevoerd. Deze keer werd de volle 500 seconden gehaald. Een maand later, op 19 april werd de eerste trap na het ondergaan van een kleine opknapbeurt werd de core-booster op de Pegasus geladen om naar het Kennedy Space Center te worden gevaren.[13] Op 27 april kwam de Pegasus daar aan. Met het arriveren van de core-stage zijn alle onderdelen aanwezig.

Op 29 april 2021 werd de core stage naar het vehicle assembly building gebracht om daar te worden voorbereid op bevestiging aan de Solid Rocket Boosters. Op 10 en 11 juni 2021 werd de Core Stage in het VAB overeind gehesen. Op 12 juni werd de core stage aan de takel naar highbay 3 gebracht en tussen de SRM’s gehangen.[14] In de daarop volgende weken werd de raket geïntegreerd. Bovenop de raket werd voorlopig een massa simulator (ter vervanging van de Orion) geplaatst zodat vibratietesten konden worden uitgevoerd. Het werk in het VAB raakte wel twee maanden achter op schema. Hoewel NASA officieel eind 2021 als lanceerdatum aanhoudt meldde Ars Technica dat dat realistisch gezien op zijn vroegst in het voorjaar van 2022 kan zijn en nog waarschijnlijker in de zomer.[15]

Eind september 2021 werden in het VAB tests uitgevoerd onder meer het laten schudden van de raket en met hamers erop tikken om eventuele resonanties in zowel de raket als de lanceerconstructie te ontdekken. Ook werden de quick-disconnectors waarmee de voedingslijnen van de raket net voor de lancering worden ontkoppeld getest.[16]

Op 21 oktober was de massasimulator vervangen door het Orion-ruimteschip en was de raket compleet.[17]

Roll-out en generale repetitieBewerken

Volgens de planning van 25 oktober 2021 zou er in januari 2022 een generale repetitie (ook wel aangeduid met de Engelse term Wet Dress Rehearsal) plaatsvinden en is de richtdatum 12 februari. Er werden ook tijdvakken in maart en april gereserveerd voor de lancering. Pas na de generale repetitie zal er meer zekerheid zijn over de lanceerdatum. De roll-out die daaraan vooraf moet gaan liep in december 2021 vertraging op doordat er een niet nader gespecificeerd probleem met een van RS-25 motoren werd ontdekt. Op 17 januari 2022 werd aangekondigd dat de raket op 15 februari van het VAB naar het lanceercomplex 39B zal worden gereden. Een dag later, op 18 januari, werd de pers uitgenodigd om zich in te schrijven voor de lancering die volgens de uitnodiging op zijn vroegst in maart 2022 zal plaatshebben.[18] Op 1 februari 2022 was de rollout volgens ruimtevaartjournalist Christian Davenport van de Washington Post reeds uitgesteld tot 8 maart.[19] Dit uitstel van enkele weken werd een dag later door NASA bevestigd zonder een harde datum te noemen. Er waren geen grote problemen maar de extra tijd werd nodig geacht voor het afronden van het werk in het VAB.[20] De rollout werd vervolgens nog een week doorgeschoven naar 17 maart; de dag waarop het ook daadwerkelijk gebeurde.[21] Om ongeveer 17:50 lokale tijd kwam de Crawler-Transporter met daarop het mobiele lanceerplatform, de lanceertoren en de raket in beweging. Het transport en de plaatsing op Lanceercomplex 39B nam zo’n elf uur in beslag.

Eerste campagne voor generale repetitieBewerken

Na plaatsing zullen diverse tests plaatsvinden die moeten culmineren in een generale repetitie waarbij de lanceersequentie tot T-9,8 seconde voor de lancering wordt uitgevoerd. Bij een daadwerkelijke lancering worden er vanaf 9,7 seconde stuwstoffen naar de motoren gepompt. Die grens wil NASA tijdens de generale repetitie niet passeren. Op 28 maart werd een critical readiness review gehouden waarbij alle systemen tegen het licht werden gehouden en klaar bleken voor de generale repetitie. De generale repetitie staat voor 3 april 2022 op de planning. De aftelsequentie voor de generale repetitie werd overigens al op 1 april om 21:00 UTC gestart.[22] Na een succesvolle generale repetitie zal een officiële doeldatum voor de lancering worden geprikt. De lancering van SpaceX vlucht AX-1 op het nabijgelegen platform LC-39A moest wegens de generale repetitie van 3 naar 6 april worden verschoven. Op 2 april trok zwaar onweer over het Kennedy Space Center. Daarbij sloeg meermaals de bliksem in die werd opgevangen door de aanwezige bliksemafleiders. Er werd daarop onderzocht of er schade aan de raket of grondsystemen was. Uiteindelijk kon de test worden hervat.[23] De volgende dag, 3 april moest het vullen van de stuwstoftanks worden geannuleerd en de test daarmee voor die dag worden stilgelegd omdat een aantal ventilatoren van het mobiele lanceerplatform niet werkten. Hierdoor kon geen overdruk worden gecreëerd die nodig is om gevaarlijke gassen buiten bepaalde ruimtes te houden.[24] De volgende dag, 4 april 2022, werd de test hervat. 31 minuten voor het geplande einde moest de test wederom voor de rest van de dag worden stilgelegd wegens een probleem met een ventiel van de raket. Op dat moment was de core stage-tank voor vloeibare zuurstof half gevuld.[25] Op 5 april werd de generale repetitie niet hervat maar uitgesteld tot zeker na de lancering van AX-1. 11 april werd op 7 april als werkdatum voor de hervatting bekendgemaakt.[26] Op 8 april werd een probleem met een helium ventiel in de Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) ontdekt wat een nieuwe poging tot generale repetitie met een paar dagen vertraagde. Op 14 april zou de generale repetitie daarom volgens een aangepast schema worden uitgevoerd waarbij de ICPS niet zal worden gevuld. Het probleem met het bewuste ventiel zal later worden verholpen. Op 14 april werd de generale repetitie na een paar uur wederom gestaakt. Ditmaal wegens een waterstof-lek in een toevoer slang tussen de lanceerinstallatie en de "staart" van de raket.[27] Twee dagen later meldde NASA dat er wegens een door te voeren aanpassing bij een leverancier tijd is vrijgekomen waarin ze de raket terug naar het VAB brengen om daar zowel het lek in de grondsystemen als het defecte ventiel te repareren alvorens ze verder gaan met testen.[28] De roll-back is op zijn vroegst op 26 april.[29] Op 24 april werd de crawler-transporter onder het mobiele lanceerplatform teruggeplaatst.[30] In de nacht van 25 op 26 april werd de raket terug naar het VAB gereden.[31]

Tweede campagne voor generale repetitieBewerken

Op 6 juni 2022 werd de raket terug naar het lanceerplatform gereden.[32]

Op 18 juni werd de generale repetitie opnieuw aangevangen.[33] Op 20 juni bereikte de aftelklok T -10 minuten waarop werd gepauzeerd om na te gaan welke acties moeten worden ondernomen na ontdekking van een klein waterstoflek in een ventiel. Dit lek werd vastgesteld in de waterstof-bleedline-aansluiting van een van de quick disconnect umbilicals (tankslang) onderaan de brandstoftank van de core-stage. De pauze in de aftelsequentie werd verlengd om te kijken of het lek verholpen kan worden. Er werd een plan gemaakt om de lanceerinstallatie zodanig te manipuleren dat deze het lekje negeert zodat de test verder kan worden afgemaakt tot T -30 seconde. De oplossing hiervoor werd gevonden in het sluiten van het ventiel naar de bleedline. De bleedlines worden gebruikt om vanuit de lanceerinstallatie stuwstoffen door de hoofdmotoren te pompen voor starten van de motoren waardoor vóór het opstijgen geen stuwstoffen uit de tanks van de raket worden gebruikt. Nadat enkele uren later de aftelsequentie werd hervat werd een groot deel van de doelen gehaald. Op T -29 seconde werd de klok gestopt wegens "een vlag". Men verwachtte en stop op dat moment maar het gebeurde mogelijk door een andere dan verwachte oorzaak. Hierna werd de repetitie beëindigd en werden de tanks van de raket leeggepompt.[34] Wat er daarna zou gebeuren was niet onmiddellijk duidelijk. Mogelijk moest er nog een volgende generale repetitie worden ingepland omdat nog niet tot T -9,3 seconde was afgeteld. Maar als NASA na een data review vond dat er genoeg doelen zijn behaald kan de raket worden teruggereden naar het VAB en worden klaargemaakt voor de lancering. Ook lag er een scenario op tafel om de acties uit die laatste twintig seconden te testen zonder dat de stuwstoftanks gevuld zijn omdat dat voor die acties niet noodzakelijk is. Op 22 juni 2022 werd de generale repetitie voltooid verklaard. Na nog enkele kleine tests, die ook samenhingen met het waterstoflek bij de tankaansluiting, werd de raket op 2 juli 2022 teruggereden naar het VAB.[35]

AlternatievenBewerken

Bemannen EM-1Bewerken

Op 15 februari 2017 (een kleine maand na het aantreden van president Trump) verzond waarnemend NASA-administrator Robert Lightfoot een memo waarin hij een onderzoek gelaste naar de mogelijkheid van het bemannen van vlucht EM-1. Dit zou EM-1 vertragen maar missie EM-2 overbodig maken. Dit was echter niet onomstreden en gaf aan dat de regering Trump bereid leek te zijn meer risico te nemen en de zaken te versnellen[36]. Bemanning op vlucht EM-1 had volgens toenmalig hoofd bemande ruimtevaart van NASA Bill Gerstenmaier alleen zin gehad als de vlucht uiterlijk in 2019 zou plaatsvinden. De missie zou dan 8 tot 9 dagen duren en een vergelijkbare baan volgen als Apollo 8. Op 12 mei 2017 werd bekend gemaakt dat EM-1 onbemand zou blijven[37].

Andere draagraketBewerken

Nadat bezuinigingen door het congres op doorontwikkelingen van het SLS en nieuwe vertragingen van de bouw van de eerste raket bekend werden had NASA’s directeur Jim Bridenstine op 13 maart 2019 aangegeven te overwegen EM1 met commerciële draagraketten te lanceren.[38] Het plan was dan de Orion met een eerste draagraket in een baan om de Aarde te brengen en met een tweede raket een volledig getankte rakettrap die als Aarde-verlatingstrap moet functioneren in de ruimte te brengen waarna de Orion en de rakettrap koppelen en samen het traject naar de Maan vervolgen. Met dit plan hoopte Bridenstine EM1 toch in 2020 te kunnen lanceren. Er was nog geen koppelingsmechanisme ontwikkeld. Dat had dan dus in een jaar tijd moeten gebeuren. Bridenstine was overtuigt van de kracht van Amerikaanse ruimtevaartbedrijven om dit te bewerkstelligen. Een verkennend onderzoek zou een week later al klaar zijn.

Twee weken later gaf Bridenstine tijdens de vijfde vergadering van de National Space Council aan dat EM1 toch met het SLS wordt gelanceerd. Boeing had een manier gevonden om tijd te besparen door de raket op het lanceerplatform op het Kennedy Space Center te testen in plaats van op de testinstallatie van het Stennis Space Center, waardoor de logistieke operatie flink wordt ingekort. Bovendien, zo legde Bridenstine op 1 april 2019 tijdens een zogenaamde “town hall meeting” voor NASA-personeel uit, was geen van de plannen die technisch konden werken voor 1 juni 2020 te realiseren. Van dit plan werd later toch afgezien. Wel worden plannen voor Falcon Heavy met een toegevoegde Cryogene Upperstage verder uitgewerkt als alternatief voor latere missies.[39]

LanceringBewerken

De vlucht die aanvankelijk in 2016 moest plaatshebben is vele malen uitgesteld doordat de ontwikkeling van de nieuwe raket en het ruimteschip veel vertraging opliep. Ook werd het vluchtprofiel aangepast om beter bij het Artemisprogramma aan te sluiten. De vlucht stond gepland voor 12 februari 2022 en zal 26 dagen duren[40]. Op 25 februari werd bekend dat de lancering voor de tweede maal is uitgesteld en niet voor juni 2022 zou plaatsvinden.[41] Door de problemen bij de generale repetitie zou de lanceerdatum verder opschuiven. Na de generale repetitie werd bekend gemaakt dat de lancering is gepland om gedurende het lanceervenster tussen 23 augustus en 6 september 2022 te zullen plaatsvinden. Deze testvlucht zal worden gelanceerd vanaf Lanceercomplex 39B van het Kennedy Space Center. Op 20 juli werd bekend gemaakt dat er een datum en twee reserve data waren gereserveerd voor de lancering. 29 augustus is de eerste mogelijkheid en 2 september en 5 september zijn de reserve data. De laatste roll-out staat gepland voor 18 augustus.

Lanceervenster augustus-september 2022Bewerken

Datum Opening lanceervenster (UTC) Duur (minuten) Status
23 augustus 10:26 42
24 augustus 10:40 65
25 augustus 11:05 120
26 augustus 11:13 120
27 augustus 11:27 120
28 augustus 11:51 120
29 augustus 12:33 120 Gereserveerd voor lancering
2 september 16:48 120 Gereserveerd als reserve datum
3 september 18:17 120
4 september 19:44 120
5 september 21:12 90 Gereserveerd als reserve datum
6 september 22:57 24

TriviaBewerken

  • De SLS-corebooster van Artemis I bevat de volgende RS-25-motoren:
    • E2045 - gebruikt op 12 spaceshuttlevluchten, waaronder STS-95
    • E2056 - 4 spaceshuttlevluchten, waaronder STS-114
    • E2058 - 6 spaceshuttlevluchten, waaronder STS-133
    • E2060 - 3 spaceshuttlevluchten, waaronder STS-135
  • ESA stuurt een Shaun het schaap-pop in een astronautenoveral mee aan boord van de Orion[42]

Zie ookBewerken