Τα εκπληκτικά πειράματα της αποστολής Artemis 1 της NASA

Ο ισχυρότερος πύραυλος που έχει κατασκευαστεί ποτέ θα κατευθυνθεί σύντομα προς τη Σελήνη, μεταφέροντας μαζί του ένα σωρό δορυφόρους και πειράματα για την ακτινοβολία στο διάστημα.

Ο Luis Zea δεν μπορούσε να σταματήσει να χαμογελάει καθώς μιλούσε για το πείραμα βιολογίας που έκανε στο Zoom αυτό το μήνα. Βρισκόταν στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι της NASA, στην ανατολική ακτή της Φλόριντα, και ετοίμαζε τον εξοπλισμό για να πετάξει στο διάστημα.

Αλλά η διάταξη, η οποία θα εξετάσει πώς τα γονίδια της μαγιάς ανταποκρίνονται στην ακτινοβολία του βαθύ διαστήματος, δεν θα πετάξει με οποιονδήποτε πύραυλο. Θα ταξιδέψει με την πρώτη πτήση του ισχυρότερου πυραύλου που κατασκευάστηκε ποτέ – το Σύστημα Διαστημικής Εκτόξευσης (SLS) της NASA.

Αν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, το SLS θα απογειωθεί στις 29 Αυγούστου και θα εκτοξεύσει στο διάστημα μια μικρή, μη επανδρωμένη κάψουλα που θα μπορεί να μεταφέρει αστροναύτες. Αυτή η κάψουλα, που ονομάζεται Orion, θα πετάξει γύρω από τη Σελήνη – μακρύτερα από ό,τι έχει πάει ποτέ οποιοδήποτε διαστημόπλοιο που έχει κατασκευαστεί για ανθρώπους – και θα επιστρέψει στη Γη 42 ημέρες αργότερα.

Η δοκιμαστική πτήση είναι ζωτικής σημασίας επειδή η NASA σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει την κάψουλα για να στείλει αστροναύτες στη Σελήνη τα επόμενα χρόνια.

Όταν συμβεί αυτό, θα είναι η πρώτη φορά που οι άνθρωποι θα έχουν ταξιδέψει πέρα από τη χαμηλή γήινη τροχιά μετά τους αστροναύτες του Απόλλων 17 που επέστρεψαν από τη Σελήνη το 1972.

Το πείραμα του Zea, το οποίο θα ταξιδέψει στη δοκιμαστική πτήση μαζί με ορισμένα άλλα, θα βρίσκεται κάτω από ένα από τα καθίσματα των αστροναυτών του Orion. “Έχουμε φτάσει σε μια νέα εποχή της έρευνας στις επιστήμες των διαστημικών πτήσεων”, λέει ο Zea, αεροδιαστημικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder.

Η ιδέα είναι να μεγιστοποιηθεί η απόδοση της δοκιμαστικής πτήσης αξίας 4 δισεκατομμυρίων δολαρίων και πλέον.

Άλλα επιστημονικά πειράματα περιλαμβάνουν:

• δύο μικρούς δορυφόρους που θα χαρτογραφήσουν τον πάγο στη Σελήνη,
• ένα ηλιακό ιστίο που θα κατευθυνθεί προς έναν αστεροειδή και
• ανθρωποειδή μανεκέν που θα μετρήσουν πώς η ακτινοβολία επηρεάζει τα εσωτερικά όργανα του σώματος.

Ορισμένα πειράματα θα μεταφερθούν γύρω από τη Σελήνη, ενώ άλλα θα αναπτυχθούν στο διάστημα.

Ένα από αυτά, ένα μικροσκοπικό σκάφος από την Ιαπωνία, προορίζεται να προσγειωθεί στη Σελήνη: αν η προσπάθεια πετύχει, η χώρα αυτή θα γίνει η τέταρτη που θα έχει πραγματοποιήσει ομαλή προσεδάφιση στη Σελήνη.

Οι δορυφόροι της Artemis

Η πτήση, που ονομάστηκε Artemis 1, είναι η πρώτη στο πλαίσιο του προγράμματος Artemis της NASA.

Πήρε το όνομά της από τη δίδυμη αδελφή του Απόλλωνα στην ελληνική μυθολογία, για να υποδηλώσει ότι είναι η σύγχρονη ενσάρκωση του προγράμματος Απόλλων του οργανισμού, το οποίο έστειλε αστροναύτες στη Σελήνη για πρώτη φορά.

Το Artemis 2 θα πετάξει με αστροναύτες γύρω από τη Σελήνη, όχι νωρίτερα από το 2024.

Και το Artemis 3 θα προσεδαφίσει ένα πλήρωμα κοντά στο νότιο πόλο της Σελήνης- αυτή η αποστολή, που έχει προγραμματιστεί για το 2025 ή αργότερα, θα περιλαμβάνει την πρώτη γυναίκα που θα πατήσει το πόδι της στη σεληνιακή επιφάνεια.

Την ημέρα της εκτόξευσης του Artemis 1, το SLS, τροφοδοτούμενο από δύο πυραυλοκινητήρες και τέσσερις πανίσχυρους κινητήρες, θα εκτοξευθεί στον ουρανό, θα ρίξει τις άδειες δεξαμενές καυσίμου στον ωκεανό και στη συνέχεια θα διαχωριστεί από το Orion.

Η κάψουλα θα χρησιμοποιήσει ένα μικρότερο, ευρωπαϊκής κατασκευής σύστημα προώθησης για να τεθεί σε πορεία για να πετάξει δίπλα από τη Σελήνη.

Στην πορεία, θα ξεκινήσουν επιστημονικά πειράματα – ή, τουλάχιστον, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα ξεκινήσουν. Μέσα σε λίγες ώρες από την εκτόξευση, το διαστημικό σκάφος θα αναπτύξει στο διάστημα δέκα μικρούς δορυφόρους “cubesat’’.

Αν αναπτυχθούν με επιτυχία, δύο από τους δορυφόρους θα χαρτογραφήσουν τον πάγο στη σεληνιακή επιφάνεια, με διαφορετικούς τρόπους. Η NASA ενδιαφέρεται για τον σεληνιακό πάγο επειδή διατηρεί ένα αρχείο της ιστορίας του Ηλιακού Συστήματος και επειδή θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως πόρος για μελλοντικούς εξερευνητές του ανθρώπου.

Διαστημικά σκάφη σε τροχιά έχουν ήδη δείξει ότι οι πολικές περιοχές της Σελήνης περιέχουν πάγο σε σκιώδεις κρατήρες.

Το Artemis 3 στοχεύει να προσεδαφίσει το πλήρωμά του στο νότιο πόλο για να μελετήσει αυτόν τον πάγο, πιθανώς σε μία από τις 13 περιοχές που έχει ορίσει η NASA ως ενδιαφέρουσες.

• Ένας  από τους δορυφόρους χαρτογράφησης πάγου που θα εκτοξευθεί με το Artemis 1 θα πετάξει χαμηλά πάνω από το νότιο πόλο της Σελήνης, ψάχνοντας για νερό με τη μορφή υδρογόνου.

Γνωστός ως LunaH-Map, ο δορυφόρος θα δημιουργήσει τον χάρτη νετρονίων με την υψηλότερη δυνατή ανάλυση που υποδεικνύει πού βρίσκεται το υδρογόνο .  “Αυτό θα μας πει πού βρίσκεται ο πάγος του νερού”, λέει ο Craig Hardgrove, πλανητικός επιστήμονας στο Arizona State University στο Tempe και κύριος ερευνητής της αποστολής.

• Ο  δεύτερος δορυφόρος cubesat, που ονομάζεται Lunar IceCube, θα χαρτογραφήσει τον πάγο χρησιμοποιώντας ένα υπέρυθρο φασματόμετρο για να αναζητήσει υπογραφές νερού στην επιφάνεια. Θα συμπληρώσει τους χάρτες νετρονίων από το LunaH-Map παρέχοντας μια άλλη άποψη για το πού είναι κατανεμημένος ο πάγος.

• Ένας τρίτος cubesat είναι ο ιαπωνικός Omotenashi. Αυτό το διαστημικό σκάφος θα πετάξει απευθείας προς τη σεληνιακή επιφάνεια και, μερικές εκατοντάδες μέτρα πάνω από αυτήν, θα απελευθερώσει έναν μικροσκοπικό, αερόσακο.

Ο ανιχνευτής θα φτάσει στην επιφάνεια, και στη συνέχεια θα προσπαθήσει να επικοινωνήσει με τη Γη και να μετρήσει το περιβάλλον ακτινοβολίας. Με βάρος μόλις 700 γραμμάρια, θα είναι η μικρότερη σεληνιακή προσεδάφιση που έχει γίνει ποτέ, λέει ο Tatsuaki Hashimoto, υπεύθυνος του έργου στην Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης στη Sagamihara.

• Ένας διαφορετικός δορυφόρος cubesat, που ονομάζεται Near-Earth Asteroid Scout, θα κατευθυνθεί προς έναν αστεροειδή αντί για τη Σελήνη. Θα ξεδιπλώσει ένα ηλιακό πανί 86 τετραγωνικών μέτρων – ουσιαστικά μια λεπτή ιστική μεμβράνη – και θα πλοηγείται στο διάστημα χρησιμοποιώντας την πίεση του ηλιακού φωτός, όπως ένα σκάφος ταξιδεύει με τον άνεμο.

Ο στόχος του είναι ένας μικροσκοπικός αστεροειδής που ονομάζεται 2020 GE. Αν η αποστολή φτάσει εκεί με επιτυχία, μήνες μετά την εκτόξευση του Artemis 1, το ανιχνευτικό σκάφος θα πετάξει αργά δίπλα από τον αστεροειδή, φωτογραφίζοντάς τον και μελετώντας τη σύστασή του.

Ο δορυφόρος αυτός θα δοκιμάσει μια νέα κάμερα και καινοτόμους τρόπους συμπίεσης και μετάδοσης δεδομένων από αποστολές στο βαθύ διάστημα, λέει η Julie Castillo-Rogez, πλανητική επιστήμονας στο Εργαστήριο Αεριοπροώθησης της NASA στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια και κύρια επιστημονική ερευνήτρια της αποστολής.

Επιπτώσεις της ακτινοβολίας

Άλλα πειράματα θα πραγματοποιηθούν στο σκάφος Orion καθώς θα ταξιδεύει πέρα από τη Σελήνη, συμπεριλαμβανομένων αρκετών που έχουν σχεδιαστεί για να δοκιμάσουν τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας σε ζωντανούς οργανισμούς.

Το πείραμα του Zea θα ξεκινήσει μόλις η κάψουλα Orion βρεθεί στο βαθύ διάστημα. Όταν βρεθεί έξω από την ασπίδα του γήινου μαγνητικού πεδίου, το οποίο προστατεύει τη ζωή στη Γη από τη θανατηφόρα διαστημική ακτινοβολία, οι αντλίες θα ενεργοποιηθούν και θα αρχίσουν να ωθούν ένα ειδικό υγρό καλλιέργειας σε σακούλες με αποξηραμένη μαγιά.

Οι ζύμες θα αναπτυχθούν μέχρι να καταναλώσουν όλο το υγρό, πράγμα που θα διαρκέσει περίπου τρεις ημέρες, και στη συνέχεια θα πεθάνουν.

Όταν ο Orion πέσει στις ακτές της Καλιφόρνιας, ο Zea και οι συνάδελφοί του θα ανακτήσουν τις σακούλες και θα μελετήσουν πώς η έκθεση στην ακτινοβολία επηρέασε το DNA της μαγιάς.

Τον επόμενο χρόνο, θα πραγματοποιήσουν ένα παρόμοιο πείραμα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, ο οποίος εκτίθεται σε λιγότερη ακτινοβολία, για να συγκρίνουν τα αποτελέσματα. Η μελέτη των γονιδίων που επηρεάζονται περισσότερο και του κατά πόσον το DNA της ζύμης διαθέτει τρόπους για την αποκατάσταση των βλαβών από την ακτινοβολία, θα μπορούσε να βοηθήσει τους μελλοντικούς αστροναύτες να παραμείνουν υγιείς σε μακρινά ταξίδια στο βαθύ διάστημα, λέει ο Zea. Η ζύμη μοιράζεται το 70% των βασικών γονιδίων της με τον άνθρωπο.

Η Zohar και η Helga

Άλλα πειράματα ακτινοβολίας περιλαμβάνουν ένα ζευγάρι “θηλυκών” ανδρείκελων που θα είναι δεμένα στα καθίσματα του Orion με μόνιτορ ακτινοβολίας στα τεχνητά τους όργανα. Το ένα, ονόματι Zohar, θα είναι προστατευμένο με ειδικό γιλέκο, ενώ το άλλο, ονόματι Helga, όχι.

Το πείραμα, με επικεφαλής το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο της Κολωνίας, αποσκοπεί στην καλύτερη ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων της ακτινοβολίας στο ανθρώπινο σώμα – ειδικά στις γυναίκες, των οποίων το σώμα είναι πιο ευάλωτο στην ακτινοβολία του βαθέος διαστήματος από ό,τι των ανδρών.

“Καθώς εξερευνούμε περαιτέρω το διάστημα, ελπίζουμε ότι θα είμαστε σε θέση να συλλέξουμε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις διαφορές”, λέει η Ramona Gaza, βιολόγος ακτινοβολίας στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA στο Χιούστον του Τέξας.

Το ισχύον όριο ακτινοβολίας της NASA για τους αστροναύτες, κατά τη διάρκεια της καριέρας τους, δίνει στους άνδρες αστροναύτες περισσότερες ευκαιρίες να πετάξουν, επειδή οι γυναίκες φτάνουν νωρίτερα στο όριο έκθεσης. Ο οργανισμός εργάζεται για την υιοθέτηση ενός νέου προτύπου που θα κάνει λιγότερες διακρίσεις εις βάρος των γυναικών αστροναυτών, προσθέτει η Gaza.

Αυτό θα είναι ζωτικής σημασίας για να επιτύχει η NASA τον στόχο της να επιτρέψει στις γυναίκες να συμμετάσχουν περισσότερο στην εξερεύνηση της Σελήνης.

ΠΗΓΗ: https://www.nature.com