Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Od kilku lat trwają prace nad nową stacją kosmiczną w ramach programu Gateway. W Johnson Space Center NASA w Houston w Teksasie budowana jest niewielka stacja kosmiczna, która będzie docelowo orbitowała wokół Księżyca i zapewni szerokie możliwości wspierania misji Artemis. Budowana we współpracy z międzynarodowymi i komercyjnymi partnerami stacja Gateway będzie brała udział w eksploracji i badaniach głębokiej przestrzeni kosmicznej, ale przede wszystkim zapewni porty dokowania dla  statków kosmicznych. Znajdzie się na niej przestrzeń dla załogi – do życia i pracy – oraz pokładowe laboratoria naukowe, które będą miały na celu m.in. badania z zakresu heliofizyki, zdrowia ludzkiego i nauk przyrodniczych. Gateway będzie kluczową platformą dla rozwoju technologii i eksploracji Księżyca i Marsa w nadchodzących latach. Gateway będzie pierwszą stacją kosmiczną ludzkości na orbicie księżycowej. 

NASA skoncentrowała rozwój Gateway na dwóch pierwszych elementach stacji – Power and Propulsion Element (PPE) oraz Habitation and Logistics Outpost (HALO) – które zostaną wystrzelone razem (w ramach jednego startu) na rakiecie nośnej. Power and Propulsion Element to statek kosmiczny z napędem słonecznym o dużej mocy, który zapewni Gateway zasilanie, szybką komunikację, kontrolę położenia i możliwości transferu orbitalnego. Habitat mieszkalno-logistyczny HALO to miejsce, w którym astronauci będą mieszkać i prowadzić badania podczas pobytu na Gateway. Moduł będzie wyposażone w systemy dowodzenia i kontroli dla placówki księżycowej oraz portów dokowania dla statków kosmicznych, takich jak Orion, lądowniki księżycowe i statki logistyczne. Moduł HALO będzie służył nie tylko jako centrum dowodzenia i kontroli, ale również będzie wykorzystywany do komunikacji z wyprawami przebywającymi na powierzchni Księżyca. HALO umożliwi także agregację dodatkowych modułów mieszkalnych w celu rozszerzenia możliwości Gateway dzięki wykorzystaniu wkładu międzynarodowych partnerów. Baterie dostarczone przez Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) będą zasilać HALO do czasu uruchomienia paneli słonecznych PPE i podczas okresów zaćmienia. Interfejsy robotyczne dostarczone przez Kanadyjską Agencję Kosmiczną będą obsługiwać ładunki i zapewnią punkty bazowe dla operacji robotycznych Canadarm3. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) dostarczy księżycowy system łączności, aby umożliwić komunikację o wysokiej szybkości transmisji danych między powierzchnią Księżyca a Gateway.

Stacja zapewni unikatowe możliwości dla nauk o Ziemi, heliofizyki, nauk księżycowych i planetarnych, przyrodniczych, astrofizyki i podstawowych badań fizycznych, zapewni obrazy Ziemi, Słońca, Księżyca i przestrzeni kosmicznej, które nie są możliwe do zobaczenia z powierzchni lub orbity naszej planety.

Pierwsze trzy instrumenty naukowe dla Gateway zostały już wybrane. Dwa z nich, HERMES (Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite) i ERSA (European Radiation Sensors Array), znajdą się na zewnątrz Gateway, aby monitorować środowisko promieniowania Słońca i pogodę kosmiczną. HERMES, prowadzony przez NASA Goddard Space Flight Center, będzie monitorował cząstki słoneczne o niższej energii, krytyczne dla naukowych badań Słońca, w tym wiatrów słonecznych. ERSA kierowana przez ESA będzie monitorować promieniowanie przy wyższych energiach, koncentrując się na pogodzie kosmicznej. Internal Dosimeter Array (IDA) będzie wewnątrz HALO, aby umożliwić badanie efektów osłony przed promieniowaniem, które wpływa na rozwój chorób nowotworowych, układ sercowo-naczyniowy i ośrodkowy układ nerwowy, pomagając ocenić ryzyko załogi podczas misji kosmicznych. Urządzenie IDA jest budowane przez ESA przy udziale instrumentów naukowych od Japońskiej Agencji Kosmicznej JAXA.

Stacja w pobliżu Księżyca oferuje wiele korzyści dla agencji kosmicznych. Większość obecnych rakiet nie ma mocy, aby dotrzeć do naszego satelity za jednym razem, ale mogłaby dotrzeć do Gateway. Europejskie rakiety Ariane byłyby w stanie dostarczać astronautom zapasy, które mogliby zbierać i wykorzystywać podczas kolejnych misji w kosmosie – podobnie jak ekspedycje górskie mogą zaopatrywać bazy w żywność i sprzęt do dalszej wspinaczki na szczyt. Gateway umożliwi również agencjom kosmicznym testowanie technologii, takich jak napęd elektryczny, których mógłby interferować z ziemską grawitacją, gdyby stacja znajdowała się bliżej Ziemi. Planowane są również nowe możliwości badań kosmicznych z dala od ziemskiego pola magnetycznego i atmosfery. Bliskie położenie stacji względem naszego satelity zapewni jednocześnie szybki czas reakcji astronautom kontrolującym łaziki na Księżycu.

W lutym 2021 roku NASA wybrała firmę SpaceX do świadczenia usług startowych dla zintegrowanego statku kosmicznego PPE i HALO. Po integracji na Ziemi, PPE i HALO mają wystartować razem nie wcześniej niż w listopadzie 2024 roku na rakiecie Falcon Heavy. Kolejny moduł stacji, I-Hab, zostanie wysłany wraz z Orionem w ramach misji Artemis IV. Orion i jego Europejski Moduł Serwisowy dostarczą moduł Esprit ESA podczas kolejnej misji, Artemis V.

Opracowano na podstawie:
Gateway NASA
Gateway ESA