You are here

Projekt Constellation

Kui Apollo 17 meeskond 1972. aasta detsembris Kuult tagasi pöördus, ei osanud keegi arvata, et järgmist Kuu-lendu tuleb oodata aastakümneid. Tol ajal loodeti õige pea Marsil maanduda. Viimastel aastatel on tekkinud siiski lootus, et paus Kuu-lendude vahel jääb lühemaks kui pool sajandit.

 

1960. aastate alguses ei arvanud üldsus USA kosmosealasest võimekusest just eriti hästi. Nõukogude Liidule oldi alla jäädud nii esimese tehiskaaslase kui esimese inimese kosmosesse saatmisel. Kosmosevõidujooksu järgmine vahefiniš oli Kuul, kuid isegi paljud ameeriklased uskusid, et sinnagi jõuavad esimesena venelased. USA tollane president John Kennedy nii ei arvanud. Poolteist kuud pärast maailma esimese kosmonaudi Juri Gagarini ajaloolist lendu pidas John Kennedy 25. mail 1961 USA Kongressi eriistungil kõne, milles muu hulgas püstitas ülesande "... veel enne selle aastakümne lõppu saata inimene Kuule ja tuua ta tervena Maale tagasi". Ja see ülesanne täideti.

Praeguse sajandi algul olid USA kosmoseasjanduses jälle rasked ajad. 2003. aasta veebruaris hukkus maandumisel kosmosesüstik Columbia. See oli juba teine seda tüüpi kosmosesõidukiga juhtunud õnnetus ja viitas tõsistele probleemidele kosmosesüstiku ehituses. Ka oli järele jäänud vaid kolm süstikut, kõigil vanust veidi rohkem või vähem kui kakskümmend aastat ning midagi tuli kiiresti ette võtta kas või selleks, et üldse säilitada USA võime inimesi kosmosesse saata. Katastroofi põhjuste uurimise ajal tuli oma astronaute Rahvusvahelisse Orbitaaljaama ISS viia niikuinii vaid venelaste Sojuzidega.

George W. Bushi kosmosenägemus

Nii NASA kui teiste vastavate asutuste asjatundjad tegelesid probleemiga ja 14. jaanuaril 2004 oli asi niikaugel, et president George W. Bush võis esineda kõnega, kus kuulutas välja uue pikaajalise kosmoseuurimise plaani ehk nägemuse (ingl Vision for Space Exploration). Küllap seisis Bushilgi meeles Kennedy eespoolmainitud kõne ning kõige olulisema punktina nägigi esitatud kava ette mehitatud lendu Kuule. Paraku mitte "veel enne selle aastakümne lõppu", nagu eelkäija lubas, vaid hiljemalt aastal 2020. Pärast seda tuleks Kuule rajada alaline baas ning seejärel võtta kurss Marsile. Sinnajõudmisele aga Bush mingeid konkreetseid tähtaegu targu ei seadnud. Lähemate ülesannetena tuleks kõigepealt aastaks 2010 valmis saada ISS ja saata pensionile selle ajani orbitaaljaama detailide orbiidile transportimiseks hädavajalikud kosmosesüstikud. Nende asemele tuleks aga luua uus kosmoselaev esialgse nimetusega CEV (ingl Crew Exploration Vehicle). See peaks esitatud ajakava kohaselt tegema esimese lennu astronautidega pardal alles 2014. aastal ning seega jääks viimase kosmosesüstiku lennu ja esimese CEV-i lennu vahele neli aastat, kui Ameerika sõltuks oma astronautide Rahvusvahelisele Orbitaaljaamale toimetamisel jälle täielikult Venemaast. President Bush küsis esitatud eesmärkide saavutamiseks lisaraha, mille USA Kongress eraldaski ning töö võis alata. Kogu see projekt sai nimeks Constellation (Tähtkuju).

Aprillis 2005 asus NASA-t senise üsna konservatiivse juhi Sean O'Keefe'i asemel juhtima uuendusmeelsem ja dünaamilisem Michael Griffin. Varem oli ta osalenud ühiskondliku organisatsiooni planeediühingu (ingl Planetary Society) poolt korraldatud vastavas uuringus ning tal oli seetõttu eelseisvast ülesandest selgem pilt. Eelmise juhi plaane pidas Griffin liiga aeglaseks, eriti ei rahuldanud teda pikk paus kosmosesüstiku viimase ja CEV-i esimese lennu vahel. Ta tegi korralduse vaadata kava uuesti läbi, andes selleks aega kuuskümmend päeva. Nimetatud töö tulemusena valmis uurimus ESAS (ingl Exploration Systems Architecture Study), mida tutvustati avalikkusele 19. septembril 2007 toimunud pressikonverentsil. ESAS-i soovituste järgi tuleb CEV, mida edaspidi hakati nimetama Orioniks, teha mitte lennukikujuline, nagu kosmosesüstik, vaid Apollo komandomooduli laadse aerodünaamilise kapslina. Apolloga võrreldes on see mõnevõrra suurem, Maale tagasipöörduv viiemeetrise läbimõõduga osa kaalub 7,3 tonni. Tänu märksa suuremale ruumalale, 11 kuupmeetrit Apollo 6 vastu, võib Orion toimetada Rahvusvahelisse Orbitaaljaama kuni kuus astronauti, Kuule aga neli. Sarnaselt Apolloga, mille komandomoodulisse mahtus kolm meeskonnaliiget, on Orionil lisaks koonilisele meeskonnaruumile veel silindriline tehniline sektsioon, milles asuvad mootorid, hapniku- ja kütusepaagid, elektroonikaplokid jms. Selle külge kinnituvad ka kaks päikesepatareid, mida Apollol polnud, sest talle andsid elektrit kütuseelemendid. Orion maandub langevarjude abil, nagu Apollogi, kuid erinevalt viimasest mitte ookeani, vaid kuivale maale, nagu seda kogu aeg on teinud Vene kosmoselaevad Vostokist Sojuzini. Võimalikud maandumiskohad asuksid USA lääneosas, kuivale maale laskumise pehmendamiseks kasutatakse õhkpatju (Sojuzil pidurdusrakette). Loomulikult saab hädaolukorras maanduda ka vette. Viimasel ajal aga levivad kuuldused, et kaalu vähendamiseks loobutakse õhkpatjadest ja seega kuivale maale maandumisest, kuid NASA ise eitab seda. Orioni tagasipöörduva osa võib uuesti kosmosesse saata kuni kümme korda. Sellist kosmoselaeva peetakse kosmosesüstikust märgatavalt ohutumaks, põhipanused annavad sellesse stardil rakendatav rakettmootoritega päästesüsteem, mis toimetab Orioni avarii korral kanderaketist eemale, ning Apollo ja Sojuzi maandumistel hästi läbiproovitud väliskuju.

Esimest korda loodetakse Orion üles lennutada aastal 2013, hiljemalt aasta pärast järgneb mehitatud lend. Seega Griffini plaan seda sündmust oluliselt ettepoole tuua ebaõnnestus. Esimesed lennud toimuvad rahvusvahelisse orbitaaljaama ISS, millesse toimetatakse vahetusmeeskondi ja varustust. Orion võib jääda orbitaaljaama juurde kuni pooleks aastaks.

Ares'te abil Kuule

Orbiidile viib Orioni kaheastmeline kanderakett Ares I (Ares on üks Kreeka sõjajumalatest, vastab Rooma Marsile), mille kandevõime on 25 tonni. Selle esimese astme moodustab kosmosesüstiku veidi pikendatud tahkekütusekiirendi, teine aste töötab aga vedelkütusel, milleks on vedel vesinik, oksüdeerijaks loomulikult vedel hapnik. Selle astmel on üks J-2X-tüüpi mootor, mis on Apollo kanderaketi Saturn V teisel ja kolmandal astmel kasutatud J-2 modifitseeritud variant. See näitab veel kord, kui hea oli legendaarse raketikonstruktori Wernher von Brauni looming, et isegi enam kui nelikümmend aastat hiljem pöördutakse selle juurde tagasi! Esimene, tahkekütusel töötav aste laskub pärast oma ligi kaks minutit kestnud töö lõppu langevarjuga merre, nagu kosmosesüstiku puhulgi, ja seda võib uuesti pruukida. Teine aste korduvalt kasutatav ei ole.

Kuule sõiduks plaanitsetakse Apollo omast veidike erinevat strateegiat. Nagu Apollo lendudelgi, toimetatakse astronaudid põhilaevalt Kuule ja sealt tagasi kuumooduliga. Viimane on seegi kord kaheastmeline, kusjuures maandumisaste jääb Kuule, moodustades tõusuastmele stardiplatvormi. Erinevalt aga Apollo-programmist viib kuumooduli orbiidile ümber Maa teine kanderakett Ares V. Seejärel põkkub sellega Orion, ning kasutades Ares V teist astet, võtab kursi Kuule. Erinevalt eelmistest Kuul-käikudest jõuab nüüd meie loodusliku kaaslase pinnale kahe asemel korraga neli astronauti. Ka ei jää neid orbiidile ümber Kuu ootama ükski astronaut, vaid maandub kogu meeskond. Orion võib seejärel omapead ümber Kuu tiirelda kuni pool aastat.

Kuumooduli orbiidile viiva kanderaketi Ares V esimese astme puhul on kasutatud kosmosesüstiku modiftseeritud komponente - selle moodustavad kosmosesüstiku suurendatud väline kütusepaak koos viie mootoriga ning kaks selle mõlemale küljele kinnitatud veidi pikendatud tahkekütusekiirendit, viis sektsiooni kosmosesüstiku nelja asemel. Needki on korduvalt kasutatavad. Ares V on kõigi aegade võimsaim kanderakett, mis suudab Maa-lähedasele orbiidile toimetada kuni 131-tonnise laadungi, ületades senise rekordiomaniku Saturn V kandevõimet enam kui kümne tonniga.

Üksikute projekti Constellation komponentide katsetused käivad juba täie hooga. Mitu korda on proovitud tahkekütuskiirendite langevarjusüsteemi, heites selle alla lennukilt. Järgnevalt on kavas üle vaadata, kuidas töötab päästesüsteem ja käitub kanderakett Ares I suborbitaalsel lennul.

Kas uus võidujooks?

Vaatamata sellele, et proovitakse juba olemasolevaid komponente, on esimene Kuu-reis kavas alles 2020. aastal, seega 51 aastat pärast Neil Armstrongi ajaloolist sammu. Aga siis kulus selle sammuni jõudmiseks alates president John Kennedy kõnest vaid kaheksa aastat. Aeglase tempo tingib projekti rahastamine: kuna erinevalt Apollo ajajärgust pole erilist vajadust kellegagi võidu joosta, siis arendatakse seda projekti just nii kiiresti, kui olemasolev raha lubab. Mitte ei eraldata nii palju raha, et see kindlasti mingi lühikese ajaga eesmärgini jõuaks.

Päris konkurentideta USA siiski pole. Oma kavatsustest Kuule jõuda on teatanud nii Hiina, Jaapan kui India. Neist esimesel kahel on automaatjaamad juba jõudnud Kuu ümber tiirlema, India automaatjaam peaks järgnema neile varsti. Euroopa Kosmoseagentuur ESA ja Venemaa Kosmoseagentuur Roskosmos arendavad koostööd kosmoselaeva loomiseks, millega saaks, nagu Orionigagi, lennata nii rahvusvahelisse orbitaaljaama kui arvatavasti ka Kuule, ehk kaugemalegi. Nendega on ühinenud ka Jaapani kosmoseagentuur JAXA. Aluseks on võetud Venemaa edukas, kuigi juba üsna vana Sojuz. Vaevalt neist küll keegi seekordki ameeriklastest ette jõuab, aga mine sa tea.

 

TÕNU TUVIKENE (1952) on Eesti Hariduse ja Teaduse Andmesidevõrgu EENet programmeerija. Lõpetanud Tartu Ülikooli astrofüüsikuna 1975. Kuni aastani 1988 oli Tartu Observatooriumi (tollase AAI) insener ja nooremteadur tähtede füüsika uurimisel. Seejärel töötanud arvutite alal, juhatanud Tartu Tähetorni astronoomiaringi ning populariseerinud astronoomiat ja kosmonautikat. Üle viiekümne aimekirjutise autor, kogumiku "Universum" kaasautor.