astronautika.com

Kineska svemirska industrija u XXI stoljeću bilježi velike uspjehe kojima se profilirala u ozbiljnog igrača sa smislenim i pedantnim projektima. Na području pilotirane astronautike projektiranje, izgradnja i opsluživanje svemirske postaje krucijalna je međutočka prema narednom koraku čovjeka u svemiru – slanju ljudi dalje od Zemljine orbite. Petnaestog dana rujna 2016. u popodnevnim satima po našem vremenu sa raketodroma Jiuquan raketom CZ-2F lansirana je svemirska postaja Tiangong-2. Nakon što je dospjela u orbitu izvršene su dodatne korekcije putanje te se ona sada nalazi na kružnoj orbiti karakteristika 369x378km iznad Zemlje s nagibom 42.5°. Za jedan krug oko planete treba joj 92 minute pri prvoj kozmičkoj brzini od 7.68km/s. Tiangong-2 mjeri 10.4m u dužinu a promjera je 3.35m, mase 8.600kg. Planirani životni vijek postaje iznosi dvije godine. Sastoji se od tri osnovna modula. Orbitalni modul namijenjen prihvatu astronauta (kinezi ih nazivaju taikonautima) i nalazi se pod pritiskom. Unutranje, korisne („čiste“) dimenzije modula za astronaute mjere 2.0×1.8×4.0m. Na njegovoj prednjoj strani nalazi se APAS, univerzalna spojnica namijenjena za prihvat pilotiranih i nepilotiranih svemirskih brodova. Prijelazni modul namijenjen je smještaju rezervoara sa  dušikom, kisikom i vodom te sustava za održavanje života. U servisnom modulu smješteni su rezervoari goriva, raketni motori, energetski sklop, radiokomunikacijski uređaji i druga oprema nužna za funkcioniranje svemirske postaje. Na vanjskoj strani servisnog modula nalaze se i dva velika fotonaponska panela zadužena za opskrbu postaje električnom energijom, svaki od njih je dimenzija 3.1x10m s mogućnošću rotiranja kako bi efikasnije iskorištavali Sunčevu svjetlost. Njihova je ukupna snaga 2kW. Na njegovoj vanjskoj strani nalazi se i deset metarska robotička ruka. Njezina je namjena rad sa vanjskim eksperimentima i pomoć astronautima prilikom svemirske šetnje. Tijekom misije Tiangong-2 biti će odrađeno 14 znanstveno-tehničkih eksperimenata. Sustavi za održavanje života i komoditet astronauta poboljšani su temeljem ranijih iskustva astronauta na Tiangong-1. Svojom konstrukcijom Tiangong-2 nedoljivo podsjeća na tehnička riješenja prve generacije Ruskih svemirskih postaja tipa Salyut 1-5 iz sedamdesetih godina prošlog stoljeća, uz poprilične izmjene i tehnička unaprijeđenja. Posjedovanje samo jednog spojnog mjesta jasno ukazuje kako nije moguć istovremeni prihvat više od jednog svemirskog broda, odnosno permanentan boravak i opskrbu astronata tijekom njihove misije. Uspješno odrađena misija prethodnika Tiangong-1 (koja se još uvijek nalazi u orbiti ali izvan kontrole nakon što je višestruko premašila predviđeni radni vijek i primarni plan upotrebe) „namijenila je“ aktualnoj kineskoj svemirskoj postaji jednu pilotiranu i jednu nepilotiranu misiju svemirskih brodova. Usprkos službenom planu korištenja Tiangong-2 autor članka smatra kako je još jedna pilotirana misija itekako izvjesna. Tada bi kinezi u cijelosti imali zaokružene eksperimente i iskustvo oko korištenja postaje sa boravkom astronauta, njezinu opskrbu novim životno potrebnim potrepštinama te ponovno korištenje od strane astronauta. To bi bila generalna proba prije ili nakon lansiranja modula svemirske postaje treće generacije (sa više od dva spojna mjesta i nekoliko velikih radnih modua) nalik Ruskoj svemirskoj postaji MIR, uz „preskakanje“ druge generacije (Salyut 6 i 7, sa dva spojna mjesta i bez dodatnih radnih modula). Dana 17. listopada u jutarnjim satima sa istog raketodroma i istim tipom rakete (CZ-2F) prema Tiangong-2 lansiran je svemirski brod Shenzhou-11 sa dva astronauta. Nakon nešto manje od 40sati leta brod je uspješno u automatskom režimu (prema nekim izvorima na 30m do pristajanja su komande preuzeli astronauti) pristao na Tiangong-2, 18. listopada, kasno navečer po našem vremenu. Prvu posadu druge kineske svemirske postaje koja će u svemiru ostati punih trideset dana čine; Jai Haipeng (50) kojemu je ovo treća svemirska misija te novajlija Chen Dong (38) čiji je ovo prvi let u svemir. Haipeng je poletio u statusu zapovjednika svemirskog broda a takav mu je i status tijekom boravka na postaji, Dong je u statusu specijalista leta. Zanimljivo je napomenuti kako je ovo bio jedanaesti let svemirskog broda klase Shenzhou,  šesti sa posadom. Haipeng i Dong će u svemiru ukupno provesti 33 dana, računajući dva dana leta do postaje i jedan dan nakon odvajanja a prije slijetanja na Zemlju. Shenzhou-11 po planu 18. studenog napušta Tiangong-2 a dan kasnije dvoje astronauta će sletjeti u pustinjske predjele u unutrašnjosti Kine. Kineska svemirska postaja i spojeni svemirski brod čine konstrukciju ukupne dužine preko 18m, promjera tijela 4m, sa razvijenim fotonaponskim panelima širina iznosi preko 25m, ukupne mase oko 17.500kg te ju to noću čini uočljivom golim okom poput sjajnije sporoputujuće zvijezde kada prolazi iznad naših krajeva. U travanju 2017. sa Tiangong-2 treba biti spojen veliki transportni brod, prvi iz klase Tianzhou. Transportni bord klase Tianzhou pokazuje punu domišljatost i razboritost kineskih planera i inženjera. Riječ je o velikom bespilotnom svemirskom brodu temeljenom na konstrukcijskom dizajnu svemirske postaje. Njegove su dimenzije 9×3.35m, ukupna masa iznosi više od 13.500kg (masivniji od Tiangong-2!) od čega na korisni teret otpada impresivnih 6.500kg! Na taj je način konstrukcijskim riješenjem prve generacije kineskih svemirskih postaja istovremeno riješena i problematika transportnih brodova za narednu generaciju postaja ali potencijalno i znanstvenih modula koji će na nju, kad postane operativna (nakon 2022.), biti priključeni. Time se ostvaruju i znatne financijsko-operativne uštede u programu pilotirane astronautike. Obzirom na veliku masu Tianzhou on će biti lansiran raketom CZ-7 (derivat, razvijen iz CZ-2F/H) uspješno isprobanom i lansiranom tijekom ljeta ove godine. Imajući u vidu kako su na Tiangong-1 u dva navrata boravile grupe od po tri astronauta tijekom dvadeset i pet dana jasno je kako Tiangong-2 sa boravkom samo dvojice astronauta u trajanju od mjesec dana i bez nadopune esencijalnim teretom ima mogućnosti za prihvat još jedne pilotirane misije, makar u trajanju od samo nekoliko dana. Autor teksta ovu mogućnost drži veoma izvjesnom. Srpski ekspert za astronautiku, Grujica Ivanović, smatra kako bi druga pilotirana misija ka Tiangong-2 mogla nalikovati misiji ruskog Soyuza T-15 (1986.) kada su astronauti najprije pristali na svemirsku postaju MIR da bi kasnije otišli do svemirske postaje Salyut-7, tamo boravili kraće vrijeme i izvršili povratak na MIR noseći pri tome sa sobom i neke eksperimente, odnosno dijelove opreme sa Salyut-7. Naravno, ovo dolazi u obzir samo u slučaju da Tiangong-2 bude operativna u trenutku kada centralni modul naredne kineske svemirske postaje zaplovi Zemljinom orbitom. Tiangong-2 veliki je korak za kineski svemirski program. Obzirom na studioznost kojom se planiraju i provode pilotirane i bespilotne misije, svojevrsnu tajnovitost i redovna iznenađenja (pozitivna) koje doživljavamo u bezmalo svakoj misiji realno je reći kako u ovom trenutku kinezi imaju najveće šanse da se u narednih petnajstak godina ostvare predviđanja iz sedamdesetih godina prošlog stoljeća; svemirske postaje u Zemljinoj (i Mjesečevoj orbiti), spuštanje čovjeka na Mjesec sa idejom da se ovog puta tamo i ostane.

Nakon filmskih zapleta te beskrajnih odugovlačenja oko planiranja europske misije na Mars, letjelica ExoMars 2016 (Exobiology on Mars) čije se idejno riješenje povlači još od 2005. godine u sklopu Aurora Programa Europske svemirske agencije (ESA), te nakon propale suradnje sa američkom svemirskom agencijom (NASA) napokon je u ožujku 2013. stala na zdrave noge. Partnerstvo ESA i ruskog Roscosmosa finalizirano je u obliku dvaju misija. ExoMars 2016 podrazumijevala je slanje ka crvenoj planeti velikog orbitera (TGO, Trace Gas Orbiter) i manjeg landera (Schiaparelli, EDM, Entry, Descent and Landing Demonstrator Module). ExoMars 2020 podrazumijeva složeni lender koji ima za cilj sigurno spustiti rover za astrobiološka istraživanja na Mars a sam lander će kao nepokretna znanstvena platforma samostalno istraživati Marsovo okružje. ExoMars 2016 lansiran je sa ruskog kozmodroma Baikonur u Kazahstanu raketom Proton 14. ožujka 2016. Nakon nekoliko stotina milijuna kilometara prijeđenog puta i nešto više od sedam mjeseci leta u međuplanetarnom prostoru ExoMars 2016 stigao je do cilja. Dana 16. listopada TGO i EDM su odvojeni. TGO tada nastavlja po trajektoriji koja će ga tri dana kasnije dovesti u poziciju da kočenjem raketnim motorima i uz pomoć gravitacije uđe u željenu putanju oko Marsa a EDM biva usmjeren prema površini ka području Meridiani Planum u južnom ekvatorskom području, tek nekoliko desetaka kilometara dalje od mjesta gdje se nalazi američki rover Opportunity. TGO je mase 4.332kg, centralna struktura promjera je dva metra a visine tri i pol metra. Ima dva fotonaponska panela koji daju maksimalno 2000W električne energije. U razvijenom stanju od kraja jednog do kraja drugog, računajući i letjelicu te nosivu strukturu mjere punih 17.5m dužine, širina im je 1.74m. TGO nosi 135kg znanstvene opreme. Osim kamere visoke rezolucije tu je prvenstveno aparatura koja ima zadatak da skenira sadržaj Marsove atmosfere s naglaskom na istraživanje porijekla i koncentracije metana koji se prvenstveno povezuje sa biološkim (ali i geološkim) procesima. ExoMars 2016 namijenjen je potrazi za životom na Marsu. Njegova je uloga da oko crvene planete služi i kao radio-relejna potpora postojećim ali i budućim misijama na i oko Marsa. Planirani životni vijek TGO je najmanje do 2022., no njegova će se misija zasigurno produžavati sve do potpunog otkaza tehničkih sustava. Tijekom prelaska iz međuplanetarne putanje u orbitalnu, TGO je sve manevre odradio kako je i bilo planirano. U ovom trenutku letjelica se nalazi na izduženoj eliptičnoj orbiti karakteristika 3.691×101.000km s ophodnim periodom od 4.2 dana. Biti će potrebni mjeseci i mjeseci dok se letjelica ne prevede u ciljanu polarnu, kružnu putanju na visini od 400km iznad površine krajem 2017. odnosno početkom 2018. Tek će tada kapacitet znanstvenog instrumentarija biti u cijelosti korišten, iako će se prva, ograničena znanstvena istraživanja obavljati i ranije, posebice nakon ožujka slijedeće godine. EDM je pak zamišljen kao dodatak misji TGO, svojevrsni inženjerijski tehnološki demonstrator čija je zadaća ispitati tehnike i tehnologije mekog slijetanja na Marsovo tlo, sa tek simboličnim paketom znanstvene opreme, bez kamera i fotonaponskih panela (ugrađene baterije bile bi dostatne za 2-4 radna dana). Ovalne strukture, najvećeg promjera 2.4m, mase 577kg. Nakon odvajanja od TGO, EDM je u zaštitnom kućištu ušao u Marsovu atmosferu 19. listopada u predvečerje (po našem vremenu). Šest minuta pakla, kako se to popularno kaže, traje slijetanje na Mars. U nepunih pet minuta Schiaparelli je uspješno odradio većinu zahtjevnih operacija tijekom spuštanja. Ulazak u atmosferu bio je na planiranom mjestu i pod dobrim kutem, aerodinamičko kočenje odrađeno po planu, odbacivanje toplinskog štita također. Uspješno je razvijen padobran te je sonda gubila na brzini i visini kako je predviđeno. Usljedilo je odvajanje padobrana i gornje oplate landera a sa radom su započeli i raketni motori koji su lander trebali dovesti a visinu od 2m iznad tla i usporiti ju na brzinu 4km/h nakon čega bi EDM doslovce „pao“ na tlo. Posebna struktura bila je sposobna apsorbirati udar, čak i ako bi lander pao na kamen veličine oko pola metra… Nedostajalo je samo nekoliko desetaka sekundi da se scenarij mekog amarsiranja dogodi kako je bilo planirano. Pedeset sekundi prije planiranog slijetanja Schiaparellijev radio odašiljač iznenada je zašutio. Zauvijek. Dva dana kasnije (21.listopada) američka letjelica MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) snimila je mjesto slijetanja. Jasno se vide ostaci gornje oplate i padobrana te krater promjera 15x40m načinjen udarom landera Schiaparelli o tlo te istovremenom eksplozijom preostalog raketnog goriva (ostao je gotovo pun rezervoar). Izvjesno je kako se iz nekog razloga padobran otkačio par sekundi prerano a raketni motori radili su samo 4-5s, desetak puta kraće od potrebnog vremena za sigurno slijetanje. Točan uzrok problema zasad nije poznat. Usprkos uništenju landera njegovu misiju u tehničkom smislu možemo smatrati 80% uspješnom. Svi telemetrijski podaci (600Mb) do samog trenutka udara zaprimljeni su u kontrolnom centru ESA u Darmstadtu, Njemačka. Dodamo li tome potpuno uspješno postavljanje TGO u orbitu, ExoMars 2016 ispunio je očekivanja. Nedostajala je samo „žličica šlaga“ na kraju obilnog, dobrog ručka. Iznimno je teško uspješno spustiti tehničku tvorevinu na neko drugo nebesko tijelo. Prvima je to na Marsu uspjelo poći za rukom Rusima u misiji Mars 3, sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Otada na ovamo više od polovice svih misija koje su uključivale slijetanja na druga nebeska tijela završilo je neuspjehom. U ovom trenutku na Marsu se nalaze dva operativna američka rovera (Opportunity i Curiosity) a oko njega orbitira šest operativnih letjelica, tri američke (Mars Odyssey, MRO i MAVEN), dvije europske (Mars Express i TGO, potonji u suradnji sa Rusima) te indijski Mangalyaan. Za dvije godine (2018.) na Marsovo tlo pristići će američki Mars InSight u „pratnji“ SpaceX-ova „Red Dragona“. Godine 2020. očekuje se prava gužva oko Marsa; europsko-ruski lander i rover, indijski orbiter sa još neizvjesnim landerom i roverom, američki rover..Kinezi također najavljuju tehnološki demonstrator u vidu orbitera, landera i rovera a tu su i Emirati (UAE) sa svojim projektom. Mogli bi i bez „pjesničke slobode“ mirne savjesti izjaviti kako se radi o pravoj iinvaziji Zemljana na Mars, zasad samo pomoću tehničkih tvorevnina – robota. Schiaparelliju, umjesto EPITAFA; Jednog dana, kada biljke budu rasle na Marsu, kada ljudska aktivnost na tom dalekom svijetu više ne bude zanimljiva niti specijaliziranim medijima za naslovnicu, jednog dana će mjesto udara Schiaparellija (ali lokacije svih drugih zemaljskih artefakata) biti posebno područje, spomenik ljudskoj vrsti, spomenik civilizaciji koja se međusobno ubijala iz krajnje primitivnih i nerazumljivih razloga a istovremeno je težila zvijezdama. Od praha smo nastali u prah ćemo se pretvoriti, baš kao i Giovanni Schiaparelli (1835.-1910.) po kojem je europsko-ruski EDM dobio naziv – Schiaparelli.

Svaka nada da je europsko-ruski lander Schiaparelli ipak preživio slijetanje na Mars nestala je kasno večeras. Na snimkama planiranog mjesta slijetanja landera koje je napravio američki orbiter MRO jasno se vidi odbačeni padobran i gornja oplata landera a nešto podalje i veliki krater (15x40m) nastao udarom i eksplozijom landera Schiaparelli o Marsovo tlo. U narednim danima kamera američki MRO napraviti će snimke i sa kamerom visoke rezolucije, tada ćemo pobliže vidjeti prizor koji još uvijek predstavlja „noćnu moru“ za projektante u smislu „što je pošlo po zlu tijekom zadnje minute slijetanja“. Inženjerima će biti potrebno još nekoliko dana obrade telemetrijskih podataka koje je Schiaparelli slao sve do udara u tlo kako bi zaključili što se zapravo dogodilo, odnosno gdje je nastao uzrok problema. To su vrlo važne informacije obzirom se dio primjenjenih tehnologija planira iskoristiti i 2020. kada na Mars slijeće veliki europsko-ruski lander i rover. Glavni dio misije ExoMars 2016, velika letjelica koja će godinama istraživati Mars iz orbite (TGO), nalazi se u odličnom stanju i na planiranim parametrima putanje. Realno gledano ovu europsko-rusku misiju možemo smatrati preko 90% uspješnom, usprkos neuspjehu mekog amarsiranja Schiaparellija.

Nakon osam mjeseci međuplanetarnog putovanja europsko-ruske misije ExoMars 2016 i svih dosadašnjih uspješno odrađenih ključnih elemenata misije znanstvenici i inženjeri imaju razloga za slavlje ali i tugu. Primarni cilj misije, postavljanje TGO letjelice u Marsovu orbitu uspješno je odrađen. Nakon iznimno zahtjevnog manevra usporavanja TGO se nalazi u dobrom stanju i na predviđenoj putanji oko Marsa. Biti će potrebni mjeseci kako bi se letjelica dovela u polarnu orbitu a prava znanstvena misije kreće početkom 2018. TGO će i ranije obavljati svoje zadaće no složeno manevriranje radi postavljanja u ciljanu, „znanstvenu“ orbitu traži poprilično vremena. Europa sada (sa Rusima) ima svoju drugu letjelicu oko Marsa (od ranije se tu nalazi Mars Express). Situacija sa EDM modulom (lander Schiaparelli) nažalost nije ispunila planirane zadaće. EDM je sekundarni dio misije i predstavljao je 560kg masivnu ovalnu letjelicu max promjera 2.4m koja se do Marsa „švercala“ na matičnom TGO. Po dolasku u neposrednu blizinu crvene planete EDM je odvojen. Njegova je zadaća bila da odradi sve faze slijetanja na Marsovo tlo kao tehnološki demonstrator za znatno veći lander koji će 2020. tamo spustiti europsko-ruski rover s primarnim ciljem potrage za tamošnjim tragovima života. Nakon primitka svih radio podataka i njihove obrade jasno je kako misija nije u cijelosti uspjela. Odvajanje Schiaparellija od matične letjelice prošlo je uspješno. Ulazak u Marsovu atmosferu brzinom od preko 20.000km/h dogodio se na planiranoj poziciji. Toplotni štit odradio je svoju zadaću i spasio Schiaparellija od temperatura preko 1500°C. Letjelica je u tom dijelu slijetanja usporila prema planu, toplinski štit propisno je odvojen. Padobrani za daljnje usporavanje slijetanja također su odradili svoj dio posla i odvojeni su od landera (ovaj podatak se razlikuje od izvora do izvora!) Sve je još uvijek proticalo po planu. Upaljeni su i raketni motori čija je zadaća bila usporiti lander do vertikalne brzine 0m/s na 2m iznad tla. U tom bi trenutku lander doslovce pao na tlo a posebna amortizirajuća struktura trebala je apsorbirati energiju udara o tlo. Prema pristigloj telemetriji sve je bilo u redu do nekih pet ili šest sekundi po paljenju raketnih motora. Što se dogodilo nakon toga zasad ostaje nejasno. Inženjeri će pokušati u narednim satima i danima odgonetnuti zadnje sekvence minutu prije slijetanja. Nekoliko je mogućih uzroka neuspjeha, o njima više u narednim danima. Situacija bi bila znatno jasnija kada bi telemetrija pokazala kako je visina bila 2m, brzina propadanja nula uz potvrdu prestanka rada raketnih motora. Ukoliko bi laneer imao nesreću da padne na neki veći kamen razumljivo bi bilo da je stradao od tog udara. Nekoliko (15) crno bijelih fotografija tijekom slijetanja koje je EDM trebao napraviti zasad nitko ne spominje, ukoliko su odaslane i one će pomoći u rasvjetljavanju zadnjih trenutaka misije. Treba istaknuti kako će i ovi podaci itekako pomoći inženjerima u planiranju misije za 2020. godinu. Iznimno je teško uspješno spustiti neku tehničku tvorevinu na drugo nebesko tijelo. Prvima je to na Marsu uspjelo poći za rukom Rusima u misiji Mars 3. Otada na ovamo više od polovice svih misija na sva druga nebeska tijela završilo je neuspjehom. Za nekoliko dana nestati će svaka nada da se lander Schiaparelli javi sa Marsove površine, baterije (nema solarnih fotonaponskih panela) su predviđene za 2 do 4 dana rada.

Europsko-Ruska misija na Mars (EXOMARS 2016) lansirana početkom ove godine sa namjerom istraživanja Marsa iz orbite (TGO) te tehnološki demonstrator (Schiaparelli) danas u popodnevnim satima stigla je do Marsa. Kontrolni centri misije u Njemačkoj i Moskvi zaprimili su radio signale sa orbitera tijekom ulaska u Marsovu orbitu a zatim su isti izgubljeni (zbog manevra letjelice u radio sjeni iza Marsa). Neizvjestan je i ishod slijetanja landera Schijaparelli. Radioteleskopi u Indiji zaprimili su radio signale koji su potvrdili ulazak u atmosferu, odvajanje toplinskog štita, razvoj padobrana.. Signal da je lander sigurno sletio na Marsovo tlo zasad nije potvrđen. Kontrolori misije promatraju računalne ekrane no na njima zasad nema definitivne potvrde jesu li ova dva aparata uspjela odraditi završnicu kako je planirano. Kasnije tijekom večeri očekujemo informacije o sudbini ovih robota…U 18:45 pristigli signali sa europskog Mars orbitera (TGO). Letjelica je uspješno ušla u planiranu orbitu oko Marsa. Lander Schiaparelli još uvijek nepoznat ishod slijetanja. Napetost traje…Sutra ujutro znat ćemo točne informacije.