SpaceX vynese další lunární lander, tentokrát pro Masten Space Systems

V dnešním článku si nejprve stručně představíme milníky výzkumu Měsíce, protože se jedná o oblast, do které se SpaceX v poslední době zapojuje víc a víc. Poté si v krátkosti shrneme všechny mise SpaceX, které tímto směrem v budoucnu zamíří, a na závěr si představíme nově oznámenou lunární misi s nákladem společnosti Masten Space Systems.

Kosmonautický průzkum Měsíce začal již v 50. letech, necelý rok po první umělé oběžnici Země, družici Sputnik 1. První lunární start se odehrál již v polovině srpna 1958, kdy z Mysu Canaveral odstartovala raketa Thor DM-18 Able I s družicí Pioneer 0, havarovala ovšem krátce po startu. První úspěšnou sondou byla až sovětská Luna 1, která odstartovala v lednu 1959 a uskutečnila první průlet okolo Měsíce. O dva měsíce později prolétli okolo Měsíce i Američané v rámci mise Pioneer 4. Při prostém srovnání obou misí však jednoznačně zvítězili Sověti – nejenže jejich družice byla zhruba padesátkrát těžší než americká, ale průlet se jim podařil v desetkrát bližší vzdálenosti od povrchu. V září 1959 přišel i první zásah povrchu Měsíce, obstarala jej Luna 2. V říjnu 1959 jsme poprvé jako lidstvo získali z kamer sondy Luna 3 záběry odvrácené strany Měsíce. V únoru 1964 se první náraz do Měsíce podařil i Američanům, tehdy jej zasáhla sonda Ranger 7, která až do tvrdého přistání pořídila celkem 4316 snímků. První měkká přistání uskutečnily obě velmoci až v roce 1966, v únoru jej zvládla sovětská Luna 9 a v květnu pak americký Surveyor 1. Závod o prvního člověka pak, jak známo, vyhráli Američané, když v červenci 1969 v Moři klidu (Mare Tranquillitatis) přistálo Apollo 11.

První vozítko se na povrchu Měsíce prohánělo od října 1970, kdy v rámci mise Luna 17 použili Sověti slavný Lunochod 1, který na Měsíci během 11 měsíců urazil přes 10 km. První lidmi řízené vozidlo pak brázdilo měsíční povrch o několik měsíců později při misi Apollo 15. Astronauté v něm najezdili přes 27 kilometrů. Už tehdy se ale ukázal věčný spor kosmonautiky. Pokud jsou někde přístroje, které na místě ovládá člověk, zvládne během několika dní mnohonásobně více práce než nejlepší automat. Vyslání člověka si však na oplátku vyžádá daleko větší finanční náklady. Měsíční souboj obou supervelmocí poté pomalu utichal, poslední zářez uskutečnili Sověti v srpnu 1976, když se jim v rámci mise Luna 24 podařilo dopravit na Zemi 170 g vzorků měsíční horniny. Na dlouhých šestnáct let pak zájem o Měsíc úplně vymizel.

Nové kolo průzkumu Měsíce bylo zahájeno až v devadesátých letech. Zemí, která tehdy poslala svou sondu k Měsíci, nebyli však ani Američané či Sověti, ale Japonsko, kterému se jako třetí zemi na světě v roce 1992 podařilo dostat se na měsíční oběžnou dráhu se sondou Hiten. V listopadu 2004 se připojila i Evropská kosmická agentura, když v roce 2004 zahájila sonda Smart-1 zkoumání Měsíce. O tři roky později se pátou zemí stala Čína. Nejprve se jí podařilo v roce 2007 dostat na oběžnou dráhu Měsíce sondu Chang’e 1, aby se o 6 let později dostala na bronzový stupínek zemí, které měkce dosedly na povrch, stalo se tak při misi Chang’e 3. Při následující misi Číňané zvládli i přistání na odvrácené straně Měsíce. V roce 2008 se poprvé dostali na měsíční orbitu i Indové se sondou Chandrayaan-1. Posledním státem, kterému se podařilo vyslat svou sondu směrem k Měsíci, byl Izrael. Mise odstartovala v únoru 2019 na raketě Falcon 9 a nákladem byl kromě telekomunikačního satelitu Nusantara Satu i izraelský měsíční lander Beresheet. Jednalo se o první soukromě financovanou misi, jejímž cílem bylo měkce přistát a pořídit snímky dané oblasti. Landeru se nejprve počátkem loňského dubna podařilo dostat se na oběžnou dráhu, ovšem o 14 dní později při pokusu o přistání havaroval.

Jednalo se o první misi, při které SpaceX dopravilo na oběžnou dráhu sondu mířící k Měsíci. Ale rozhodně nešlo o misi poslední, dokonce by se dalo říct, že mise byla tou první vlaštovku. V nejbližších letech totiž SpaceX vyšle k Měsíci další náklady. Mezi již oznámené mise patří HAKUTO-R 1 a 2, Nova-C a KPLO. Mise HAKUTO-R jsou pozůstatkem soutěže Google Lunar X-Prize a KPLO je plánovaná lunární oběžná sonda Jižní Koreje. Mise Nova-C je výsledkem aktivit americké NASA a jejího programu na komerční dopravu nákladu na Měsíc (CLPS). NASA v v roce 2018 představila celkem 9 firem vyvíjející měsíční landery a o rok později se k nim připojilo dalších 5 potenciálních dopravců. U těchto firem si NASA začala objednávat dopravu různých přístrojů a zařízení na povrch Měsíce. Všechny cíle budoucích misí jsou znázorněny na obrázku výše, který pro vás připravil Pavel Vantuch, za což mu mnohokrát děkuji.

Nyní si však už pojďme představit nejnovější přírůstek v seznamu budoucích lunárních startů SpaceX. V dubnu 2020 byl firmě Masten Space Systems přidělen kontrakt na dopravu celkem devíti vědeckých zařízení, která mají pomoci návratu lidí na povrch Měsíce. Firma dostala od NASA celkem 75,9 milionů dolarů v rámci již zmíněného programu CLPS. Tyto peníze poslouží jako úhrada za nosnou raketu, dopravu přístrojů na Měsíc a na jeho povrchu má firma navíc zajistit funkčnost přivezených zařízení po dobu nejméně 12 dnů. Dne 26. srpna 2020 pak vyšlo oznámení, že si firma zaplatila start k Měsíci na raketě firmy SpaceX. Nově získaná mise se jmenuje Masten Mission One (MM1) a její start je plánován na prosinec 2022.

Pojďme si nyní v krátkosti tuto novou misi SpaceX představit. Vědecké přístroje, jejichž dopravení na Měsíc si NASA zaplatila, budou umístěny na lander XL-1. Ten firma Masten už řadu let vyvíjí. Lander má mít celkovou hmotnost 2675 kg (včetně paliva) a na Měsíc bude schopen dopravit až 100 kg užitečného nákladu. Dle údajů výrobce je navržen tak, aby mohl letět jako sekundární náklad na raketách Falcon 9, Atlas V či Delta IV. Přístroje na palubě landeru budou zkoumat povrchové složení Měsíce a měřit rozložení teplot. Měřeny budou i potenciálně dostupné surovinové zdroje, radiace na povrchu nebo přesnost přistání. Součástí landeru bude i robotické rameno, které se pokusí odebrat vzorky lunárního regolitu. Z hlediska veřejnosti bude patrně nejzajímavější částí nákladu malý 13,5 kg vážící rover Moonranger. Toto vozítko bude měřit koncentrace vodíku v lunární hornině. Podrobnější popis přístrojů je možno najít v článku serveru Kosmonautix.

Firma Masten si objednala u SpaceX vynesení nákladu, nespecifikovala však nosnou raketu, dle svých slov si zkrátka zajistila nosnou kapacitu. O jaký nosič se však bude jednat? Půjde o Falcon 9, Falcon Heavy či dokonce vyvíjenou Starship? A bude lander XL-1 jediným nákladem, nebo bude mít nějakého spolujezdce? V celém oznámení o uzavření dohody mezi firmou Masten a SpaceX navíc není uvedena cílová dráha, na kterou bude lander vynesen. Zkusme se u tohoto kroku zastavit a podívat se, jaký bude cíl tohoto startu a na jaké raketě se asi poletí.

Osobně se domnívám, že lander bude vynesen na dráhu přechodovou ke geostacionární (GTO), stejná dráha byla totiž použita i v případě izraelského landeru Beresheet. Koneckonců, už jen dopravením na tuto dráhu dodalo SpaceX landeru Beresheet celkem 90 % energie, která byla pro jeho cestu třeba. A jako nejpravděpodobnější nosič se mi jeví Falcon 9. Tato raketa startuje na GTO relativně často, nemělo by tedy být těžké najít pro lander spolucestujícího mezi řadou komerčních družic. Proti spolujízdě na Falconu 9 však mluví jiná okolnost. Pokud bude chtít SpaceX po této misi přistát s prvním stupněm, neměla by celková hmotnost vynášeného nákladu překročit 5,5 tuny. A pokud samotný lander váží téměř 2,7 tuny, pro případnou komerční družici zbývá pouhých 2,8 tun, a tak lehké družice vynesl Falcon 9 naposledy v roce 2016.

Tento limit pro případného spolucestujícího by sice hravě dokázal odstranit Falcon Heavy, ten však startuje velmi zřídka a v momentálně se chystá jen jedna komerční mise na GTO. Navíc cena této rakety by hravě překročila částku, kterou dostala firma Masten od NASA zaplacenou. Ano, při sdíleném startu se sdílí i cena startu, i tak mi však přijde, že zaplatit byť i jen polovinu ceny Falconu Heavy (90 milionů dolarů za misi) se mi zdá pro firmu Masten příliš. Jakékoliv diskuze o komerčním použití vyvíjené rakety Starship se mi zdají předčasné a v současné chvíli lze opravdu jen těžko odhadovat, jak daleko pokročí její vývoj během nejbližších dvou let.

Závěrem dnešního článku bych rád podotknul, že během následujících měsíců se bude rozhodovat o raketě pro měsíční rover VIPER, jehož vynesení si NASA zaplatila u firmy Astrobotic Technology. Pro volbu nosiče firmy SpaceX v tomto případě mluví nízká cena. Je však dobré podotknout, že pro firmu Astrobotic se nebude jednat o první start k Měsíci, ten si objednala u firmy United Launch Alliance. V polovině příštího roku odstartuje její lander Peregrine při inauguračním letu rakety Vulcan. Každopádně se domnívám, že SpaceX rozhodně má šanci získat další misi k Měsíci ve formě vozítka VIPER.