Airbus w programach ESA badań Księżyca i Marsa

14 października europejska spółka Airbus Defence and Space poinformowała o otrzymaniu dwóch zleceń od Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA (European Space Agency) w programach badawczych powierzchni Księżyca i Marsa. Pierwszy dotyczy budowy dużego europejskiego lądownika logistycznego EL3 (European Large Logistic Lander), a drugi budowy statku kosmicznego ERO (Earth Return Orbiter), który przywiezie próbki marsjańskiej gleb i skał.

European Large Logistic Lander
Airbus został wybrany jako jeden z dwóch dostawców w programie EL3  w ramach etapów A i B1. Program EL3 jest wkładem ESA w międzynarodowe wysiłki na rzecz ustanowienia zrównoważonej eksploracji Księżyca. Ma na celu budowę lądownika księżycowego, który będzie zdolny do transportu dowolnego ładunku o masie do 1700 kg z orbity na powierzchnię Księżyca. Pierwszy lot doświadczalny zaplanowano na drugą połowę lat 2020., a regularne loty rozpoczną się w latach 2030. Loty będą wykonywane po trajektorii podobnej, do tej jak misje Apollo w XX wieku.

EL3 będzie dostarczany na niską orbitę wokółksiężycową (LLO, Low Lunar Orbit) przez nową 63-metrową rakietę nośną Ariane 6, zaprojektowaną jako następca Ariane 5 (pierwszy lot Ariane 6 zaplanowano na koniec 2021). Będzie mógł pozostać na LLO przez nawet 14 dni, pozostając w gotowości do lądowania. ESA przewiduje wykonanie trzech do pięciu misji EL3 w ciągu 10 lat za pomocą rakiet w konfiguracji A64 (masa jednego lądownika z ładunkiem nie przekroczy 8,5 t).

W zeszłym roku w Sewilli europejscy ministrowie ds. kosmosu uzgodnili, że Europejska Agencja Kosmiczna powinna rozpocząć przygotowywania do budowy lądownika do przewożenia ładunków naukowych i logistycznych na Księżyc. Konstrukcja lądownika EL3 będzie modułowa na zasadzie plug-and-play, wykorzystując technologię nawigacji opartą na kamerach (opracowaną w programie pojazdu zaopatrzeniowego ATV ISS)i pozwoli na realizację misji logistycznych dla misji załogowych na Księżycu (obóz bazowy misji Artemis, realizowanej przez NASA) czy innych misji naukowych z łazikami księżycowymi (Trzech w programie lądownika księżycowego NASA, 2020-05-02).

Co więcej, EL3 będzie wyposażony w autonomiczny system wykrywania i unikania zagrożeń. System ten przeskanuje miejsce lądowania pod kątem potencjalnych zagrożeń (małych skał, kraterów lub lokalnych zboczy), które są zbyt małe, aby można je było zidentyfikować przez satelity teledetekcyjne. Na podstawie tej oceny zostanie zidentyfikowane najbezpieczniejsze miejsce dla lądowania w jego zasięgu.

Program EL3 będzie prowadzone przez zespół eksploracji Księżyca w Bremie i obejmie ponad 20 inżynierów z pięciu ośrodków Airbusa w Niemczech, Francji i Wielkiej Brytanii. Airbus będzie współpracował z sześcioma spółkami branży kosmicznej i jednym instytutem badawczym z siedmiu różnych państwach Europy.

Earth Return Orbiter
Drugim ogłoszonym programem jest kolejny etap wspólnej inicjatywy ESA i NASA w badaniu powierzchni Marsa. 16 czerwca br. Airbus został wybrany do budowy łazika marsjańskiego Sample Fetch Rover (SFR), który zbierze próbki gleb i skał marsjańskich, pozostawione przez łazik NASA Perseverance w ramach misji Mars 2020. W 2026 zostanie wystrzelona rakieta z nowym łazikiem marsjańskim, SFR, który po wylądowaniu w 2028, będzie przemieszczał się średnio 200 metrów dziennie przez sześć miesięcy. Po zebraniu 36 próbek (z łącznie 43), zostaną one umieszczone w kapsule lądownika i wystrzelone na orbitę wokół Czerwonej Planety (Airbus zbuduje marsjański łazik, 2020-06-17).

Statek kosmiczny ERO o masie 6 t i wysokości 6 m, który ma zostać wystrzelony za pomocą rakiety Ariane 6 w 2026, wyposażony będzie w panele słoneczne o powierzchni 144 m² i rozpiętości ponad 40 m – jedne z największych, jakie kiedykolwiek zbudowano. ERO otrze na Marsa po około roku. Jego zadaniem będzie przechwycenie kapsuły Orbiting Sample (OS) i sprowadzenie jej na Ziemię podczas pięcioletniej misji. Będzie również będzie działał jako przekaźnik komunikacyjny z misją na powierzchni Marsa.

Po przechwyceniu kapsuły OS, zostanie ona zabezpieczona i umieszczona wewnątrz pojazdu powrotnego (EEV, Earth Entry Vehicle), dzięki czemu cenne próbki dotrą na Ziemię w stanie nienaruszonym. Przez około roku ERO wejdzie na orbitę wokółsłoneczną po precyzyjnej trajektorii lotu, a następnie wokółziemską.

Po wylądowaniu na Ziemi, próbki zostaną przekazane do wyspecjalizowanego zakładu przetwarzania, gdzie zostaną poddane kwarantannie. Po otwarciu probówek zostaną wykonane wstępne pomiary w celu utworzenia szczegółowego katalogu, umożliwiającego skierowanie określonych części próbek do specjalistycznych badań naukowych.

W przypadku programu ERO, spółka Airbus Defence and Space wykorzysta swoją wiedzę w zakresie autonomicznego przechwytywania i dokowania, doświadczenia w nawigacji opartej na kamerach (w ramach budowy wspomnianego pojazdu ATV ISS) i najnowsze osiągnięcia w programie JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer), czyli planowanej na czerwiec 2022 pierwszej europejskiej misji na Jowisza, a także wcześniejszych misji kosmicznych: Rosetta, Mars Express, Venus Express, Gaia czy BepiColombo.

Wartość umowy na budowę ERO to 491 mln EUR (2,21 mld zł). Zostanie zbudowany w zakładach Airbusa w Tuluzie i Stevenage oraz Thales Alenia Space w Turynie. Z kolei ArianeGroup zbuduje na potrzeby misji silniki jonowe RIT-2X.