Seuraavina vuosikymmeninä NASA aikoo toteuttaa rohkeita tehtäviä avaruuteen. Joidenkin Low Earth Orbit (LEO) -operaatioiden lisäksi NASA aikoo suorittaa ensimmäiset miehitetyt operaatiot Maan ulkopuolella yli 40 vuodessa. Näitä ovat astronautien lähettäminen takaisin Kuuhun ja miehitetyn operaation asentaminen Marsiin.
Tätä varten NASA esitti äskettäin kongressille suunnitelman, jossa vaaditaan ihmisten ja robottien etsintäoperaatioita ihmiskunnan tietämyksen rajojen laajentamiseksi maasta, kuusta, Marsista ja aurinkokunnasta. Tämä tiekartta, joka tunnetaan nimellä kansallinen avaruustutkimuskampanja, hahmottaa kestävän suunnitelman avaruustutkimuksen tulevaisuudelle.
Tämä suunnitelma annettiin vastauksena presidentti Donald Trumpin joulukuussa 2017 antamaan avaruuspoliittiseen direktiiviin 1. Direktiivissä NASAn järjestelmänvalvojaa kehotettiin
”[L] luotava innovatiivinen ja kestävä tutkimusohjelma kaupallisten ja kansainvälisten kumppaneiden kanssa, jotta ihminen voi laajentua aurinkokunnan läpi ja tuoda takaisin maan päälle uutta tietoa ja mahdollisuuksia. Alkaen matalan maapallon kiertoradan ulkopuolella olevista operaatioista, Yhdysvallat johtaa ihmisten paluuta Kuuhun pitkäaikaista etsintää ja hyödyntämistä varten, minkä jälkeen tapahtuu ihmismatkoja Marsiin ja muihin kohteisiin. "
Suunnitelma on myös yhdenmukainen vuoden 2017 NASA: n siirtymäkauden lupalain kanssa, jolla hyväksyttiin 19,5 miljardin dollarin rahoitus NASA: lle varainhoitovuodeksi 2017. Tällä lailla pyrittiin ylläpitämään siirtymäkauden rahoitusta sen varmistamiseksi, että NASA voi jatkaa suunnilleen paluutaan Kuulle, lähettää astronautit Marsiin sekä ylläpitää jatkuvaa sitoutumistaan kansainväliseen avaruusasemaan ja matalan maan kiertoradan hyödyntämiseen sekä muihin siihen liittyviin avaruushankkeisiin.
Kampanjaraportti sisältää viisi tavoitetta NASA: n johtajuuden elvyttämiseksi avaruudessa samalla kun varmistetaan kestävyys tulevaisuuden avaruuslennoille. Ne sisältävät:
- Siirtyminen Yhdysvaltojen avaruuteen lentotoiminnasta maapallon kiertoradalla kaupalliseen toimintaan, joka tukee NASA: ta ja kehittyvien yksityisen sektorin markkinoiden tarpeita.
- Johda kykyjen asentamista, jotka tukevat kuun pintaoperaatioita ja helpottavat operaatioita cislunar-tilan ulkopuolella.
- Edistetään kuunresurssien tieteellistä löytämistä ja karakterisointia robottioperaatioiden sarjan avulla.
- Palauta Yhdysvaltain astronautit Kuun pinnalle jatkuvaan etsintä- ja käyttökampanjaan.
- Osoita kykyjä, joita tarvitaan ihmismatkoihin Marsiin ja muihin kohteisiin.
Matalan maan kiertorata (LEO):
LEO: n toiminnassa NASA aikoo siirtyä nykyisestä mallista malliin, jossa hallitus on yksi useista kaupallisten palveluiden asiakkaista. Lyhyesti sanottuna NASA aikoo siirtyä valtion suorasta rahoituksesta kaupallisiin palveluihin ja kumppanuuksiin. Suunnitelman tähän osaan sisältyy myös riippumattomia kaupallisia alustoja tai muuta kuin NASA: n toimintamallia kansainväliselle avaruusasemalle vuoteen 2025 mennessä.
Sillä välin ISS toimii edelleen keskeisenä pitkäaikaisena ihmisen avaruuslentoalustana ainakin vuoteen 2024 saakka. Se toimii myös testilappuna strategioiden kehittämiselle miehistön terveyden ja tuottavuuden ylläpitämiseksi syvissä avaruustehtävissä ja teknologioiden kehittämiseksi näiden operaatioiden tukeminen - eli edistynyt robottiikka, viestintä, lääketiede, maatalous ja ympäristötiede.
Avaruusaseman odotetaan myös olevan avainasemassa siirtymisessä kaupalliseen toimintaan LEO: ssa. Näihin sisältyy todennäköisesti laajakaistaisten Internet-satelliittien, CubeSatsin, tutkimusalustojen, valtioista riippumattomien avaruusasemien ja elinympäristöjen käyttöönotto ja ehkä jopa avaruushotelli tai kaksi!
Takaisin kuuhun:
Kampanjaraportissa NASA tunnistaa Kuun olennaiseksi osaksi Maan menneisyyttä ja tulevaisuutta. Kuten he väittävät: ”Vaikka amerikkalaiset kävelivät ensimmäistä kertaa sen pinnalla melkein 50 vuotta sitten, tutkijamme jättivät vain ohilevät jalanjäljet muutamassa paikassa, yhteensä 16 päivän ajan pinnalla. Seuraava kuukausitutkimuksen aalto on täysin erilainen. ”
Tähän kuuluvat luonnollisesti suunnitellut kuukausimatkat, jotka tukeutuvat avaruuskäynnistysjärjestelmään (SLS) ja Orionin monikäyttöiseen miehistöautoon (MPCV). Ensimmäinen Orion-kapselin testausoperaatio (Exploration Mission-1) - joka tapahtuu vuonna 2020 - koostuu avaamattomasta Orion-kapselista, joka lähetetään kiertoradalle Kuun ympärillä ja palaa sitten Maahan.
Tätä seuraa Exploration Mission-2, joka koostuu astronauteista, jotka kiertävät Kuua vuonna 2023, miehitetyllä matkalla kuun pintaan tapahtuen viimeistään 2020-luvun lopulla. Tämä on ensimmäinen kerta, kun astronautit ovat matkustaneet Kuulle vuodesta 1972 lähtien. Se hyödyntää myös kansainvälisiä ja kaupallisia kumppanuuksia kehittääkseen ihmisten pitkäaikaista läsnäoloa Kuussa.
Kuten kampanjaraportissa todetaan, virkamatkat kuun pintaan avaavat myös huomattavia mahdollisuuksia tieteelliseen tutkimukseen:
”Kuu on historiallinen arkisto aurinkoomme ja aurinkokuntamme, jota pommittivat aurinko ja kosminen säteily miljardien vuosien ajan ja jäivät suurelta osin häiriöttömäksi. Tieteelliset löytöt ovat lukittuina sen regolitiin, mikä voisi johtaa parempaan ymmärrykseen omasta planeettamme ja sen evoluutiosta. Se satama myös luonnonvaroja, kuten vettä, jotka ovat avaruuden harvinaisimpia ja arvokkaimpia hyödykkeitä ja tarjoavat potentiaalista ravintoa ja polttoainetta tuleville tutkijoille.“
Toinen suuri tavoite, johon Kuu liittyy, on Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), aiemmin tunnetuksi Deep Space Gateway, rakentaminen. Tämä kiertoradan elinympäristö mahdollistaa pidemmän oleskelun kuun pinnalla, navigoinnin eri kuun kiertoradalle ja helpomman paluun maan päälle. Se toimii myös turvasatamana hätätilanteessa, kuten meteori-isku, pinnalla.
Yhdessä NASA: n "Journey to Mars" -tapahtuman kanssa yhdyskäytävä validoi myös avainteknologiat ja -järjestelmät, jotka menevät syvän avaruuden liikenteeseen (alias. Mars Transit Vehicle) - avaruusalukseen, joka vie astronautit Marsiin. 2020-luvun loppuun mennessä kuunlaskija aloittaa matkansa Kuun pintaan, missä astronautit harjoittelevat mahdollista matkaa Marsin pinnalle.
Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, yhdyskäytävä toimii laboratoriona, jolla testataan mikropainon ja säteilyn vaikutuksia eläviin organismeihin LEO: n ulkopuolella. Nämä kokeet osoittautuvat välttämättömiksi syvän avaruusmatkan suorittamisessa Marsiin ja sen ulkopuolelle. Tämä alusta kootaan avaruudessa asteittain ensimmäisen elementin (voima- ja käyttöelementin) ollessa käynnissä vuoteen 2022 mennessä.
Matka Marsiin:
Ja sitten on suunnitelma lähettää astronautteja Marsiin, mikä NASA toivoo edelleen tapahtuvan 2030-luvulle mennessä. Suunnitelman tässä osassa keskitytään keskeisten robotti- ja ihmisoperaatioiden kehittämiseen, jotka laajentavat kuunoperaatioista Marsiin opittuja kokemuksia. Suunnitelmaan sisältyy myös useita operaatioita, jotka ovat jo matkalla Marsiin tai parhaillaan kehitteillä.
Näihin sisältyy NASA: n sisäinen etsintä käyttämällä Seismiset tutkimukset, geodesia ja lämmönsiirto (InSight) -operaatio, jonka on tarkoitus laskeutua Marsiin marraskuussa ja joka tutkii Punaisen planeetan sisustusta. Samaan aikaan Mars 2020 rover on edelleen kehitystyössä ja tuodaan markkinoille heinäkuuhun 2020 mennessä. Saavuttuaan Marsiin, tämä rover jatkaa aiemman elämän etsintää Punaisella planeetalla ja osoittaa, kuinka paikallisia resursseja voidaan käyttää etsinnän avuksi.
Kampanjaraportin mukaan Mars 2020 operaatio toimii myös rakennuspalikkana seuraavaan edestakaiseen robottioperaatioon. Pohjimmiltaan tämä tehtävä käsittää raketin laskeutumisen Marsille, ja saatujen näytteiden noutaminen Mars 2020 rover, palauttamalla ne sitten maan päälle. Se toimii myös kriittisenä edeltäjänä mahdollisille miehitettyjen Mars-matkojen sarjoille.
Toinen keskeinen kohta tässä suunnitelman osassa on sellaisen ratainfrastruktuurin luominen, joka sallii ihmisten tehtävät kiertoradalla Marsin ympärillä ja pinnalle. NASA on jo tehnyt sopimuksen Lockheed Martinin kanssa Mars Base Camp -konseptin kehittämiseksi, joka on samanlainen kuin yhdyskäytävä siinä mielessä, että se pysyy kiertoradalla Marsin ympärillä, sillä on oma laskeutumisajoneuvo ja se helpottaa matkoja maan pinnalta ja maasta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kampanjaraportti osoittaa, että NASA jatkaa Yhdysvaltojen hallituksen, yksityisen sektorin ja kansainvälisten kumppaneiden kumppanuuksien hyödyntämistä kestävien keinojen luomiseksi avaruustutkimukselle. Se tunnustaa myös velan Apollon aikakaudelle, joka loi polun, jota nykyinen ja seuraavan sukupolven astronautit seuraavat:
”Olemme onnekkaita, että monista Apollo-operaatioiden edelläkävijöistä - mikroelektroniikka, voiman varastointi, käyttövoiman tekniikka, edistyneet materiaalit ja muut - on tullut merkittäviä teollisuudenaloja, joita tukevat vuosikymmenien innovaatiot ja parannukset. Tästä edullisesta lähtökohdasta aiomme integroida nopeasti edistyneet kyvyt omaan uuteen tekniikkaamme ja tehdä yhden valtavan harppauksen kohti aurinkokunnan kestävää ja pitkäaikaista ihmisen ja robottisen avaruuden etsintää. "
Lisätietoja saat National Space Exploration Campaign -raportista.
