Juba mõne nädala pärast võivad inimesed taas Kuule lennata

Kuu kaugus Maast on keskmiselt umbes 384 400 kilomeetrit. Kuidas seda vahemaad hoomata? Tallinna ja Tartu vaheline distants jääb pisut alla paarisaja kilomeetri, tiir ümber maakera on kusagil 40 000 kilomeetrit, aga kui palju neid ikka on, kes on nii­suguse reisi pikkust kogeda saanud. Kireva ja muljeterikka elu jooksul teeb inimene nii palju samme, et kõnnib väidetavasti maha kuskil 120 000 kilo­meetrit. Kui Kuule oleks kuidagi võimalik jala minna, ei jõuaks eluajal poole pealegi.

Ometi võib juba mõne nädala pärast juhtuda see, et kauge Kuu tuleb meile lähemale, kui see on väga pikka aega olnud. Kuu tuuakse meile lausa koju kätte!

2026. aasta aprillis avaneb veebruari lõpu seisuga kõige lähem sobilik ajaaken, mil võib Kuu poole startida NASA missioon Artemis II. Tegelikult oli esialgne plaan Kuule lennata juba veebruaris ja seejärel märtsis, ent mõlemal puhul lükati reis avastatud rikete tõttu edasi. Plaanist märtsis Kuule lennata kirjutasime ka Imelise Teaduse 2026. aasta märtsinumbri kaaneloos, aga start lükati edasi just sel ajal, kui ajakiri parasjagu trükikojas oli.

Ent aprilli alguse nn stardiaknas lennu alustamine on viimati avastatud rikke parandamise järel jätkuvalt võimalik. Missiooni Artemis II sisu ei muutu karvavõrdki. Kui see stardib, tähendab see, et üle poole sajandi läheb Kuule taas mehitatud lend.

Meie kaaslase pinnale seekord küll ei laskuta, vaid tehakse tiir ümber Kuu ja tullakse siis Maale tagasi. Artemis II missioo­ni kordaminek on oluline eeldus selleks, et Artemise programmi järgmistel missioonidel astuvad astronautide saapad taas Kuu pinnale.

Artemis II on suures plaanis proovilend, et katsetada võtmetähtsusega süsteeme, tagamaks, et Kuule laskuda plaanival mehitatud missioonil kõik libedas­ti läheks. Plaanis on katsetada NASA uut kanderaketti SLS (Space Launch System), samamoodi kosmoselaeva Orion, kõikvõimalikke avakosmoses kasutatavaid süsteeme, kuumuskaitsekilpi ja ka sidevahendeid.

Ka selleks, et Artemis II, mille pardal on inimesed, saaks kosmoselennu loa, oli tarvis katselendu – see oli 2022. aasta novembris toimunud missioon Artemis I. Sellegi käigus saadeti Orioni laev SLSi turjal kosmosesse, aga lihast ja luust inimeste asemel olid pardal mannekeenid. Artemis I katselennul selgus, et kuumuskaitsekilp (see peab astronau­te, kui nad kosmosest Maale naasevad ja suurel kiiru­sel läbi atmosfääri liiguvad, kaitsma kuumuse eest, mis tekib õhu­molekulide kokkusurumise tõttu) sai oodatust rohkem kahjustada ja selle tõhustamine nõuab lisatööd. Kosmoselaev kihutab atmosfääri kiirusel üle 28 000 km/h, surudes õhu nii jõuliselt kokku, et see kuumeneb ja muutub plasmaks. Orioni kuumuskaitsekilbi temperatuur tõuseb kuni 2700 Celsiuse kraadini, mis on peaaegu pool Päikese pinnatemperatuurist.

Kokku võtab Artemis II reis kümme päeva. Esmalt toimetab kanderakett SLS Orioni Maa-lähedasele orbiidile. Siis eraldub Orion kanderaketist ja teeb kaks tiiru ümber Maa, et süsteeme katsetada. Seejärel võetakse kurss Kuule ning tehakse meie kaaslasele tiir peale. Selle käigus jõuavad inimesed Maast kõige kaugemale, kus nad on eales viibinud. Kuule kõige lähemal hetkel on kosmoselaev meie kaaslase pinnast umbkaudu 6500 kilomeetri kaugusel või kõrgusel. Seejärel võetakse kurss Maale. Orion läbib Maa atmosfääri, selle laskumine aeg­lustub, langevarjud lastakse välja ning kosmoselaev laskub Vaikse ookeani lainetele, kust missioonis osalev USA sõjalaev selle ja meeskonna üles korjab.

Kõik see kõlab ju samas üsna tuttavalt. Me oleme kõik näinud säbrulisi kaadreid 1960ndate lõpust, kui Neil Armstrong Apollo kosmoselaeva redelist alla Kuu pinnale astub ning kõneleb väikesest sammust inimesele, ent suurest inimkonnale. Väga paljud on kindlasti vaadanud ka mängufilmi „Apollo 13“, mis kõneleb 1970. aastal toimunud nurjunud missioonist.

„Artemis II teekond on sarnane Apollo missioonidega, kuid teeb suurema kaare Kuu tagant mööda,“ ütleb Vaal Airshipsi juht, kosmosetehnoloog Rauno Gordon. „Mõlema trajektoori puhul on oluline see, et Maa lähedal antakse kosmoselaevale hoog sisse, laev lendab Kuust mööda ja siis Maa poole tagasi. Vahepeal mitmel korral korrigeeritakse trajektoori, aga see võtab väga vähe kütust. Sama põhi­mõttega trajektoor oli kasutusel ka Apollo missioonidel ja seetõttu said Apollo 13 astronaudid kergema vaevaga Maale tagasi.“

Samas on ju Kuul juba korduvalt käidud ning reis oli tehtav poole sajandi taguse tehnoloogiaga. Kui Kuu reisidest veel omakorda viiskümmend aastat tagasi minevikku mõelda, siis olid inimeste tipp-lennuvahendid moosiriiuli stiilis lennukid, mille peamised koostisosad olid puit ja traat. Miks ja mille poolest Kuu nüüd jälle põnev on?

„Maailma majandus ja tehnoloogiad on jõudnud nii kaugele, et Kuul on mõeldav äritegevus,“ lausub Rauno Gordon. „See on kõige suurem erinevus. Praegu on täiesti realistlikult kavandatav Kuu peal kaevandamine, energia tootmine, materjalide tootmine ja sinna turistide viimine. See on võimalik erarahastusega ja selles seisneb palju suurem huvi.“

Tõsi on see, et 1960. aastate Kuu-võidu­jooks oli suuresti USA ja NSV Liidu, tollaste geopoliitiliste suurrivaalide maine­kujunduslik mõõduvõtt. Venelased saatsid esimesena kosmosesse tehis­kaaslase ja inimese, mistõttu ei jäänud USA presidendil Kennedyl enam muud lubadust välja käia kui see, et enne 1960ndate lõppu kõnnib ameeriklane Kuul. Presidendi silmad seda ei näinud, aga 1969. aasta juulis see lõpuks tõesti juhtus. NSV Liit, kelle käes oli esialgu kosmose­tehnoloogia arenduses initsiatiiv, oli selleks ajaks võistlusest põhi­mõtteliselt välja langenud, suuresti seetõttu, et liidu kosmoseprogrammi juht Sergei Koroljov suri 1966. aastal. Nüüd aga enam pole poliitilist fooni, vähemasti mitte varasemaga võrreldavat.

Poole sajandi möödumisest hoolimata algab Artemise reis samamoodi nagu Apollo missioonid: USAst Floridast Canaverali neemelt tõuseb õhku suur kande­rakett, turjal astronautidega kosmoselaev.

Rauno Gordon ütleb, et uus kande­rakett SLS on vanast Apollo programmi raketist natuke väiksem – SLS on pisut madalam, veidi kergem ning suudab Kuu juurde viia peaaegu poole vähem lasti; kui Apollo programmi rakett Saturn V suutis Kuu missioonidele kaasa võtta 50 tonni, siis Artemis II missiooni jaoks kasutatav SLS 27 tonni.

„Kanderakettidel on ka mootorite ja kütuste erinevused,“ toob Gordon välja. „Näiteks uuel SLSil on tahkekütusega tõuku­rid külje peal lisaks ning kande­raketi keskmine keha on oranži soojustus­kihiga, et hoida vedelat vesinikku ja vedelat hapnikku. Need on Kosmose­süstiku [Space Shuttle – toim] programmi käigus arendatud tehnoloogiad.“

„Eks nii Apollo kui ka Artemise missioon on keerukad,“ ütleb Tartu observatooriumi kosmosetehnoloogia osakonna juhataja, kosmosetehnoloogia kaas­professor Mihkel Pajusalu. „Kosmos on väga halastamatu keskkond. Artemise missioonide eelarve on ka palju väiksem kui Apollo missioonide oma; kui Apollo missioonid võtsid tipphetkedel kuni 0,6% USA SKTst, siis Artemis on tipphetkedel 0,03% USA SKTst, seega USA riiklik kogupanus Artemis missioonidesse on kahekümnendik Apollo omast.“

Samas tuleb Pajusalu sõnul arvesse võtta seda, et Artemise missioonid on Apollo omadest rahvusvahelisemad ja nendes on oluline osa (kogupanusest viiendiku ringis) riikidel väljastpoolt USAd. Näiteks on kosmoselaeva Orion võtme­komponent teenindusmoodul ESM-2 (European Service Module 2), mis annab Orionile toite ja tõuke­jõu. Selle on projekteerinud Euroopa kosmose­agentuur (ESA) ja ehitanud Airbus Saksamaal Bremenis.

„Muidugi on tehnika vahepeal kõvasti arenenud, kuid samas on ka süsteemide keerukus ja ohutusnõuded kasvanud –riske ei võeta sellisel määral nagu Apollo missioonide käigus,“ lisab ta. See tähendab tema sõnul, et põhiline konks kogu ettevõtmise juures on teha sama asi, mis 1960ndail, ära tunduvalt väiksemate kuludega ja samas suurema keerukusega, kuna tänapäeval sama ülesannet täitma hakkav seade on praktikas erinevatel põhjustel märgatavalt keerulisem, kui see olnuks Apollo missioonide ajal. Seega on ka rohkem asju, mis valesti saavad minna.

Missiooni rahvusvahelisuse näide on seegi, et Artemis II teine oluline ülesanne on viia kosmosesse erinevaid satelliite, mis uurivad kosmoses peamiselt kiirguskeskkonda ja seda, kuidas mehitatud ja mehitamata missioone Kuul ja kaugemal ette valmistada. Pajusalu toob välja, et need satelliidid on Saksamaalt, Argentinast, Koreast ja Saudi Araabiast.

Järgmine samm ehk Artemis III missioon, mille start võib kõige varem toimu­da 2028. aastal, tuleb omajagu keerulisem. Selle käigus lendab Orioni kapsel koos astronautidega praegusel moel Maalt Kuu poole, ent kohtub orbiidile ümber Kuu jõudnuna varem sinna lennutatud teise kosmoselaevaga. Kaks astronauti neljast kolivad Orioni pardalt selles­se ümber ning laskuvad siis Kuu lõunapooluse piirkonda, kus nad viibivad nädala. Nad väljuvad Kuul olles mõistagi laevast korduvalt Kuu­ pinnale, kus teevad mitmesugust teadustööd: geoloogilisi uuringuid, koguvad proove, teevad pilte, filmivad jne (Täpsustus selle lõigu kohta - märtsi algul teatas NASA, et Artemis III missioon tuuakse ilmselt aastasse 2027 ja selle käigus ei laskuta Kuu pinnale, vaid see saab olema täiendav katselend Maa-lähedasel orbiidil. Selle raames testitakse kosmoses uute laevade dokkimist ja muud säärast. Kuu pinnale laskuvad 3. märtsi 2026. seisuga 2028. aastal mehitatud missioonid Artemis IV, Artemis V ja Artemis VI).

Kuu lõunapooluse piirkonna vaated tulevad märksa erinevad neist, mida kogesid Apollo astronaudid 1960ndail. Lõunapoolusel on Päike madalal horisondi kohal ja varjud kuumaastikul (või kuustikul) on väga pikad, mis tähendab, et „õues“ liikudes tuleb kasutada abilistena ilmselt pealampe ja navigatsiooniseadmeid. Kui tööd tehtud, lennatakse Orioni juurde tagasi ning sellega umbes viis päeva hiljem jälle Maale.

„See missioon tuleb oma trajektooride keerukuselt ja kosmoselaevade arvult palju rikkalikum,“ ütleb Gordon. „Ka seetõttu, et Kuule laskumiseks on üks plaan kasutada SpaceXi raketti Starship. See suudab viia Kuu pinnale 100 tonni lasti, aga selle peab enne Maa orbiidil kütust täis tankima – see kõik on veel täies mahus katsetamata.“

Kõigepealt on aga Artemis II aeg. Juba veebruaris oli esimene stardi võimalus õhus, ent siis avastati stardi läbimängul vesinikkütuse leke ja start lükkus edasi. Seejärel kavandati starti märtsi alguses, aga avastati probleemid heeliumi juhtimisega raketi ülemisse osasse.

„Artemis II on pärast Apollo omi esimene nüüdisaegne missioon, mis viib inimesed Maa lähedalt kaugemale ja näitab, et nüüd on uuesti olemas võimekus inimesi süvakosmosesse viia,“ põhjendab Mihkel Pajusalu selle tähtsust. „See näitab, et infrastruktuur tulevasteks kosmoselendudeks on edukalt loodud ning selle põhjal saab nüüd ette võtta tõsisemaid mehitatud kosmosemissioone; esialgu Kuule, kuid loodetavasti ka kaugemale.“

„Mulle on väga põnev kogu see suur missioon, mille käigus inimene astub kosmoses millegi pinnale, kus saab kõndida,“ lisab Rauno Gordon. „Loodan näha lubatud baaside teket, Kuu peal suuremaid kaevandamisi ja uusi tööstusi. Eks suur osa tulevikuplaanidest on seotud teaduse tegemisega – suurte teleskoopide ehitamisega miks mitte Kuu tagumisele küljele, mis on Maalt pärit segavate raadio­lainete eest varjus. Ja võib-olla on Kuu ka platvormiks Marsile minekul.“

Uus peatükk kosmoseuuringuis on niisiis avanemas. Saab Artemis II start toimuma siis juba mõne nädala pärast aprillis või pisut hiljem - kosmoserakett SLS, kosmoselaev Orion ja neljaliikmeline astronautide meeskond on ootel, et teele asuda.