Ameriška sonda je po 50 letih znova pristala na Luni. Gre tudi za prvi zasebni pristanek na Mesecu v zgodovini, s titulo se krasi podjetje Intuitive Machines. Podvig je bil v resni nevarnosti zaradi odpovedi opreme, zaznamovale so ga tudi napete, dolge minute tišine po pristanku. A medtem ko ZDA in podjetje bučno praznujejo, vse bolj kaže, da ni vse tako rožnato.

Prvi del poti je minil brez težav

Sonda Odysseus je bila izstreljena 15. februarja na raketi Falcon 9. V orbito okoli Lune se je utirila v četrtek, 21. februarja. Le malo pred začetkom spusta pa so inženirji ugotovili, da ključna pristajalna oprema ne deluje pravilno. Odpovedal je sestav laserjev, namenjen merjenju navpične hitrosti, oddaljenosti od tal in iskanju nevarnih značilnosti površja. Brez teh podatkov bi sonda skoraj zanesljivo treščila ob tla. "To je bil kot udarec v trebuh. Izgubili bi misijo," je na novinarski konferenci po dogodku povedal predstavnik podjetja.

A podjetje je imelo neznansko srečo. Kakšno?

Video 1: Nasin posnetek izstrelitve

Video 2: SpaceX-ov posnetek izstrelitve

Na pomoč je priskočil Nasin eksperiment

Hitrost, oddaljenost od tal in nevarne značilnosti površja se na takšnih misijah navadno preverjajo v radarski svetlobi oziroma z radarjem. Nasa pa se je pred leti odločila, da bo poskušala narediti tehnološki preskok in radarje zamenjati z lidarji, ki naj bi bili lažji in natančnejši. Izdelala je napravo NDL (Navigation Doppler Lidar) in jo kot eksperiment umestila v tovor pristajalnika Odysseus.

To – in hitra odzivnost inženirjev podjetja Intuitive Machines – je rešilo misijo.

Ko so napako odkrili, so pristanek zamaknili za eno orbito in s tem pridobili dve uri. V tem času so napisali spremembe programske kode. Izključili so okvarjeno napravo in v postopek vključili Nasin eksperimentalni NDL. To je najbrž bila nočna mora za programerje. Koda za vesoljske misije se navadno testira mesece in mesece, pa se v njej še vedno najdejo napake, nedoslednosti ali robni scenariji, ki lahko povzročijo katastrofo. In pogosto tudi jo: seznam misij, ki jih je ugonobila slaba koda, je dolg.

Odysseus je sprejel popravke in v petek ob 00.11 po našem času za 11 minut prižgal svoj glavni motor, s čimer se je upočasnil za spust iz orbite. V nadzornem središču je – sodeč po obrazih in obnašanju osebja – zavladala precejšnja napetost. So popravki dovolj zanesljivi? Bo sistem sonde za avtonomno navigacijo opravil svoje delo? Bo prototipni NDL zaznal morebitne skale in druge nepravilnosti na površju?

Možnosti niso bile velike. Predtem so čisto vsi zasebni poskusi pristankov na Mesecu spodleteli. Statistika je izredno slaba, tudi če vključimo državne misije. Od leta 2019 sta spodleteli kar dve tretjini (šest) poskusov pristanka na Zemljinem naravnem satelitu. Povrhu so v podjetju Intuitive Machines zelenci; to je njihova prva vesoljska misija.

Tišina, praznovanje in tišina

V petek ob 0.23 po našem času je odštevalnik pokazal 0. Začela se je dolga tišina. Naprava, ki pristanek preživi, se nemudoma javi. Glasu Odysseusa pa ni bilo slišati. To navadno pomeni konec misije. Predstavnik Nase je miril, da je petnajstsekundni zamik pričakovan, a minilo je pet minut, nato deset minut ... Osebje je mrzlično iskalo morebitne napake na komunikacijskih sistemih. In nato se je, po petnajstih minutah, pojavil šibek signal. Šibek, a obstoječ. Neskončno pomembna razlika. Soustanovitelj podjetja Tim Crain je na prenosu ohrabrujoče vzkliknil: "Nismo še mrtvi!" (We are not dead yet!). Signal je vztrajal. "Odysseus je našel svoj novi dom," je odzvenelo iz nadzornega središča. Prisotni so bučno proslavljali, v prenosu se je oglasil predsednik ZDA Joe Biden, ki je vzneseno dejal: "Po kar pol stoletja se je danes Amerika vrnila na Luno."

In prenos se je končal.

Goli obstoj signala pomeni, da je pristajalnik zagotovo na tleh in da še deluje. Zakaj pa je tako šibek? Ob odsotnosti uradnih informacij so se hitro razširile domneve, da bi Odysseus lahko bil poškodovan ali pa prevrnjen. Druga možnost za težavno komunikacijo bi lahko bil položaj. Odysseus je namreč pristal v bližini južnega pola, kjer površje Lune, odboj od njega in tudi redka plazma nad tlemi motijo elektromagnetne komunikacije.

Video 3: Nasin posnetek dogajanja ob pristanku

Video 4: Posnetek od podjetja

Dodatne informacije so prispele v petek ponoči po našem času, ko je IM kratko sporočil, da je Odysseus v pokončnem položaju in da se trudijo pridobiti prve fotografije s površja.

Sledila je kar 13-urna tišina, nakar smo dobili novo obvestilo: "Odysseus je v dobrem stanju. Nadzorniki z njim komunicirajo in so mu ukazali, naj pošlje znanstvene podatke. Telemetrija pristajalnika je dobra, prav tako proizvodnja električne energije." Tudi to ni povsem prepričalo podatkov lačne javnosti, tudi strokovne. Zakaj tudi po 16 urah ni fotografij? Je signal nemara tako šibek, da je skorajda neuporaben? Je pristajalnik grdo potolčen?

Kaj se je v resnici zgodilo

V petek zvečer po našem času pa sta Nasa in Intuitive Machines na novinarski konferenci (pripeta je spodaj) naposled le razkrila, da ni vse tako rožnato.

Prvi mož podjetja Steve Altemus je pojasnil, da pot pristajalnika ni bila idealna. Namesto navpičnega spusta s hitrostjo enega metra na sekundo se je spuščal devet metrov na sekundo navpično in tri metre na sekundo vodoravno. Ob stiku s tlemi se je ena pristajalna noga zataknila ob nekaj, Odysseus se je prevrnil in obležal. Ni se pa popolnoma zvrnil, najbrž počiva na skali (ponazoritev na sliki desno). To sklepajo glede na količino električne energije, ki jo proizvajajo sončne celice – baterija je polna.

In zakaj so z gotovostjo trdili, da je pokonci? Trditev je temeljila na "postani telemetriji" iz rezervoarjev za gorivo, (ang. stale telemetry), se je izrazil Altemus.

Na strani, ki moli proti tlom, so samo umetniška dela Jeffa Koonsa, preostali znanstveni instrumenti so drugje in delujejo, pravijo v podjetju.

Odysseus je od dva do tri kilometre od načrtovane točke pristanka.

Izvedeli smo tudi, zakaj naprava za lasersko merjenje oddaljenosti ni delovala. Ko je bil Odysseus še v delavnici, nekdo ni fizično pritisnil stikala za vključitev. Stikalo je bilo varnostno, laserji namreč lahko poškodujejo oči.

Podjetje je imelo resnično neznansko srečo. Da naprava ne deluje, so izvedeli po golem naključju. Odysseus je namreč končal v nekoliko bolj eliptični orbiti kot načrtovano. Inženirji so se zato odločili, da že takrat, torej dobri dve uri prej, vključijo laserje. Po prvotnih načrtih bi laserji posvetili slabih deset minut pred pristankom, torej v poslednji fazi, ko ni vrnitve. In misija bi bila zagotovo pogubljena.

IM ocenjuje, da bo do konca misije – navkljub slabi komunikaciji – lahko pridobil večino zbranih podatkov, meritev in fotografij.

Odysseus bo deloval predvidoma sedem dni, do mrzle lunarne noči s temperaturami pod minus sto stopinjami Celzija, na kar ni prilagojen.

Video 5: Posnetek konference

Kaj je to, Nova-C

Odysseus (Odisej) je lunarni pristajalnik tipa Nova-C. Uporabljen je bil prvič. Visok je 4,3 metra, širok 1,6 metra, zato ga primerjajo z otečeno telefonsko govorilnico. Masa znaša 675 kilogramov, zmore do 130 kilogramov tovora. Posebnost je pogonski sistem, 3D-tiskan motor, ki ga ženeta ohlajena kisik in metan. Za lunarne misije se namreč praviloma uporabijo goriva, ki jih ni treba hladiti. Ogrodje je iz ogljikovih vlaken in titana, električno energijo zagotavljajo paneli sončnih celic. Pristajalne noge so iz aluminija in se ob pristanku nekoliko deformirajo, s tem pa absorbirajo del energije.

Kaj je pritovoril na Mesec

Odysseus je opremljen z več Nasinimi znanstvenimi eksperimenti in še nekaj kosi tovora, za katere so denar odšteli zasebniki.

Nasin ROLSES je radijski sprejemnik za frekvence med 10 kHz in 30 MHz. Preučeval bo plazmo nad površjem, električno nabite delce prahu, pa tudi radijske emisije z Zemlje, Sonca, drugih planetov in tudi šum, ki ga ustvari sam pristajalnik. Tako bo temeljito preučil radijsko okolje, kar bo pomembno za prihodnje radijske teleskope, postavljene na Mesecu (prototipno napravo za Naso pripravlja tudi slovenski znanstvenik Anže Slosar, več o tem tukaj). Opremljen je s štirimi antenami, ki se bodo po pristanku raztegnile do dolžine 2,5 metra. Več na tej povezavi in na spodnjem Nasinem videopojasnilniku.

LRA je 20-gramski, pet centimetrov velik laserski retroreflektor za merjenje razdalje z Zemlje. Ta ogledala bodo pomembna tudi za natančno navigacijo vesoljskih plovil k prihodnjim postojankam na Luni, ki jih nameravajo postaviti v okviru programa Artemis. Podrobneje tukaj.

Zvezda tokratne misije, NDL (Navigation Doppler Lidar) je 15-kilogramski sestav treh kamer in laserjev. Instrument med spustom pošilja laserske pulze in s pomočjo Dopplerjevega pojava izračuna oddaljenost površja in navpično hitrost. Podrobneje tukaj.

SCALPSS je sestavljen iz dveh parov stereokamer, namenjenih snemanju prahu, ki ga dvignejo motorji. Nasa si želi bolje modelirati obnašanje prahu, tudi zaradi prihodnjih pristajalnikov s posadko, ki bodo neprimerno večji, masivnejši in opremljeni s precej močnejšimi motorji. Dvignjena prah in kamenje lahko kontaminirata opremo ali jo celo poškodujeta. Podrobneje tukaj.

LN-1 je trikilogramski radijski oddajnik. Z njim bodo preizkušali oddaljeno geolociranje, ali morda bolje, selenolociranje, pri čemer bo pomagal Nasin sistem zemeljskih anten DNS. Podrobneje tukaj.

RFMG je nov indikator ravni goriva. 2-kilogramska naprava uporablja radijske valove za preverjanje vsebine rezervoarja. To je potrebno, ker v vesolju ni težnosti, ki bi tekočino ohranjala na dnu. Več tukaj in na spodnjem videoposnetku.

Podjetja, univerze in posamezniki pa so v tovor dodali naslednje elemente: posebno izolacijo, umetniško delo Jeffa Koonsa, prototip lunarnega teleskopa ILO-X, arhivski skupek enciklopedij in drugih podatkov o človeštvu Lunaprise; ter za konec, zelo nenavadna hramba računalniških podatkov v oblaku – na Luni, pod okriljem družbe Lonestar.

Kamera Eaglecam bi se morala ločiti 30 metrov nad tlemi in posneti pristajanje Odiseja, s čimer bi nastal prvi "tretjeosebni" posnetek pristajanja vesoljskega plovila na Luni, a so manever zaradi zgoraj omenjenih zapletov odpovedali. Mogoče bodo kamero odvrgli v prihodnjih dneh, sporoča univerza Embry-Riddle. S tem bomo videli, kako je končal (ne)srečni pristajalnik.

Komercialna prihodnost

Misija je pomembna še z enega vidika. Nasa je z njo temeljito spremenila svoj pristop do raziskovanja vesolja. V preteklosti je namreč sama – sicer v tesnem sodelovanju s podjetji – razvila opremo in si jo lastila. V novem programu CLPS pa zgolj najema storitev dostave tovora na Luno, na podjetjih pa je, da se znajdejo, kot vedo in znajo. S tem se nadeja precejšnje pocenitve potovanj na Luno, želi pa tudi spodbuditi trg. Povedano nekoliko drugače: vzgojiti želi podjetja, ki bodo sama ponujala prostor na vesoljskih odpravah, ki ga bodo lahko kupovali tudi drugi. Pristop se je izvrstno obnesel pri dostavi satelitov v orbito Zemlje in za oskrbovanje Mednarodne vesoljske postaje. Tam je Nasa ogromno prihranila. Vprašanje pa je, ali se da takšen pristop smiselno uporabiti tudi za Mesec in druga nebesna telesa. Ni nujno, da bo povpraševanja dovolj. Po strokovnih portalih je brati, da podjetja v programu CLPS tožijo nad finančnimi težavami. Logično: Zemljino nebo ponuja veliko praktičnih koristi za prebivalstvo in gospodarstvo, Luna pa je – vsaj v tem trenutku – bolj omejena na znanstveno raziskovanje in kuriozitete, kot je pošiljanje raznih spominkov in pepela pokojnih nanjo. Populacija kupcev je nedvomno manjša.

Sorodna novica Ameriška misija na Luno se je končala v Tihem oceanu

Pristanek Odysseusa je bila velika zmaga za program CLPS. Ne le zato, ker je Naso stal pičlih 118 milijonov ameriških dolarjev (dandanes 109 milijonov evrov). Sodelujoča podjetja so mlada in neizkušena, projekt tvegan. Nasa je sama poudarjala, da je možnost uspeha zgolj 50-odstotna, kar je primerljivo z metom kovanca. Prejšnji poskus s pristajalnikom Peregrine podjetja Astrobotic se je sfižil zaradi počenega rezervoarja, iz katerega je izteklo gorivo. Če Odisej ne bi dosegel Itake, potem bi številni nasprotniki komercialnega pristopa – tako znotraj Nase kot ameriške politike – dobili precej vetra v svoja jadra, agencija pa bi najbrž temeljito razmislila, ali bi na naslednjo komercialno misijo res položila svoj dragoceni lunarni rover VIPER.

Zakaj 50 let?

ZDA so na Luni nazadnje pristale leta 1972 z astronavtsko misijo Apollo 17. Program Apollo je bil zaradi nezanimanja javnosti, stroškov in drugih prioritet ameriške politike, predvsem vojne v Vietnamu, ugasnjen. ZDA so se preusmerile v nizkozemeljsko tirnico, kamor so postavile vesoljsko postajo Skylab. Na vesoljske postaje so se po neuspehu njihovega lunarnega programa usmerili tudi Sovjeti. In tako je bilo dolga desetletja, vse dokler ni slasti po Luni prebudila – Kitajska. Ta je v prejšnjem desetletju na Luno poslala serijo zanesljivih robotskih misij Čang'e. To je zbudilo anemične Američane, ki so od leta 1990 naprej nenehno ponavljali, da se želijo vrniti na Mesec, a besed nikoli niso podkrepili s pravo motivacijo – ustreznim financiranjem načrtov. Luna je postala še posebej zanimiva po odkritju zalog vodnega ledu v večno osenčenih kraterjih južnega pola. Ta led je izjemno dragocen; ponudi lahko vodo za morebitne naseljence, razbije se ga lahko v gorivo vodik in kisik za dihanje ter gorenje prej omenjenega vodika. Zato je toliko zanimanja prav za širše območje Luninega južnega pola. Nasa je tam napovedala postavljanje baze v okviru programa Artemis, Kitajska je naznanila projekt mednarodne lunarne baze. Ne glede na to, da pravo prepoveduje prilaščanje teritorija na Luni, bo najbrž tu odzvanjala krilatica 'prvi pride, prvi melje'.