Artemis I

Artemis I -lennolla Space Launch System -raketti lähettää Orion-avaruusaluksen Kuun taakse, josta se palaa Maahan. Mukana on kameroita keräämässä tietoa sekä aluksesta ja sen vaiheistä, sekä ottamassa kuvia Kuusta ja Maasta.[4] Artemis I -tehtävän tarkoitus on osoittaa SLS-raketin ja Orion-aluksen valmius Kuuhun suuntaaviin tehtäviin, jotka lopulta johtavat miehitettyihin lentoihin Marsiin.[5] Orion saavuttaa etäisimmän pisteen Kuun takana noin kymmenessä päivässä ja käyttää kaksi viikkoa kiertoradalla ennen paluuta. Alus palaa Maahan 11. joulukuuta Tyyneen valtamereen Kalifornian rannikolla. Tavoitteena on ottaa alus talteen, jotta sitä voidaan tutkia ennen seuraavaa lentoa.[5]

Maa kuvattuna Orion-aluksen mukana olevalla kameralla.

Lennolla on mukana kolme testinukkea, joilla mitataan säteilyä.[6] Yksi testinukke on nimeltään "Commander Moonikin Campos", joka on nimetty Arturo Camposin mukaan: Arturo vaikutti siihen, että Apollo 13 -lennolla olleet pääsivät takaisin Maahan.[7] Kaksi muuta nukkea ovat naismallisia ja nimeltään "Zohar" ja "Helga", jotka ovat nimenneet Israelin avaruusjärjestö (ISA) ja Saksan avaruusjärjestö DLR. Nuket tukevat Matroshka AstroRad Radiation Experiment (MARE) -koetta säteilytasojen tutkimiseen.[7] Nuket ovat rakennettu materiaaleista, jotka matkivat ihmisten luita, pehmytkudoksia ja sisäelimiä.[6] Nukeissa on yli 5 600 anturia ja 34 aktiivista säteilymittaria.[6] Lisäksi mukana on kuusi passiivista säteilymittaria (Radiation Area Monitor) ja Hybrid Electronic Radiation Assessor (HERA), joka on aktiivinen varhaisen varoituksen laite tulevia tehtäviä varten.[6] Lennolla on mukana AstroRad-säteilyliivi, jota on aiemmin testattu Kansainvälisellä avaruusasemalla.[8] AstroRad-liiviä käytetään "Zohar"-nuken päällä.[9]

AstroRad-liivi kuvattuna Kansainvälisellä avaruusasemalla.

Lennolla tehdään kokeita biologisilla näytteillä, joilla arvioidaan kosmisen säteilyn vaikutusta ruokaan.[6] Callisto on projekti, jolla pyritään demonstroimaan kaupallisen tekniikan soveltuvuutta avaruuslentoihin: siinä on videoneuvotteluihin suunnattu Cisco Webex sekä Amazon Alexa.[6]

Orionin huoltomoduulin (European Service Module) on kehittänyt Euroopan avaruusjärjestö (ESA) yhteistyössä Nasan kanssa.[10][11] Huoltomoduuli sisältää Orionin tarvitseman työntövoiman ja virtalähteen.[12]

SLS-raketin kyydissä on myös kymmenen cubesat-satelliittia, jotka otetaan käyttöön matkalla Kuuhun.[5] Osa satelliiteista jää Kuuta kiertävälle kiertoradalle.[5] Yksi satelliiteista tekee laskeutumisen Kuuhun. Tehtävään valittiin kolmetoista satelliittia, mutta kolme ei ollut valmiina ajoissa mukaan ottamiseen.[13] Cubesat-satelliittien kehityksessä ovat mukana ESA, Italian avaruusjärjestö (ASI) ja Japanin avaruusjärjestö (JAXA).[13] Lunar IceCube siirtyy 100 kilometrin etäisyydelle Kuun pinnasta ja käyttää spektrometriä mineraalien etsimiseen. NEA Scout tekee ohilennon asteroidista 2020 GE.[5][13] BioSentinel-tehtävässä satelliitin kyydissä on hiivasoluja, joiden DNA:n reaktiota ionisoivaan säteilyyn tutkitaan ja se mittaa säteilymäärää Maan magnetosfräärin ulkopuolella. LunIR CubeSat on teknologiademonstraatio, joka suorittaa spektroskooppisia ja termograafisia mittauksia Kuusta ja se päätyy lopulta Aurinkokeskeiselle kiertoradalle. CubeSat for Solar Particles (CuSP) päätyy kiertämään Aurinkoa ja se mittaa Auringon säteilyä ja magneettikenttiä. LunaH-Map kuvaa Kuun etelänapaa. ArgoMoon CubeSat kuvaa ICPS:n ylempää vaihetta. Team Miles CubeSat demonstroi plasma- ja laser-työntövoiman yhdistelmää. EQUULEUS mittaa plasmasfääriä (sisempää magnetosfääriä) Maan ympärillä ja suorittaa useita Kuun ohilentoja. OMOTENASHI pyrkii laskeutumaan Kuuhun.[13]

Laukaisua yritettiin 29. elokuuta, mutta teknisien ongelmien vuoksi sitä lykättiin lykättiin syyskuulle.[14] Syyskuussa laukaisu peruttiin vedyn vuotamisen vuoksi ja raketti vietiin takaisin hangaariin korjattavaksi.[15]

Orion-alus ja SLS-raketti pinottiin 20. lokakuuta 2021 laukaistavaksi pinoksi.[16] Pinossa toisen vaiheen (ICPS) päällä on Orion Stage Adapter (OSA), jonka päällä on Orion alus. Orion koostuu huoltomoduulista ja miehistömoduulista. Päällimmäisenä on Launch Abort System (LAS). OSA sisältää ja laukaisee cubesat-satelliitit.[16]

Lento laukaistiin 16. marraskuuta 2022 Kennedyn avaruuskeskuksesta.[1] ICPS (interim cryogenic propulsion stage) suoritti 18 minuuttia kestävän polttonsa ja Orion siirtyi Kuuhun matkaavalle reitille.[17] ICPS ja Orion erosivat kahden tunnin kuluttua laukaisusta ja ICPS suuntasi Aurinkoa kiertävällä kiertoradalle kolmen ja puolen tunnin kuluttua laukaisusta.[18] Cubesat-satelliitit laukaistiin tämän jälkeen neljä tuntia laukaisusta.[13]

Kuu mustavalkokuvassa Orionin mukana olevalla kameralla ennen ohilentoa lennon kuudentena päivänä.

Maanantaina 21. marraskuuta Orion teki ohilennon Kuusta 130 kilometrin etäisyydeltä, joka on lähin etäisyys Kuuhun sen matkalla. Orion jatkaa kauemmaksi Kuusta ja siirtyy retrogradiselle (vastakkaiseen Kuun kiertorataan Maahan nähden) kiertoradalle sen ympärille. Reitin on tarkoitus rasitustestata kapselia Nasan Michael Sarafinin mukaan.[19]

25. marraskuuta Orion pääsi Kuun kiertoradalle suunnitellusti. Kiertorata on etäisimmillään 64 000 kilometrin etäisyydellä Kuun pinnasta ja Orion on kaukaisimmillaan 438 570 kilometrin päässä Maasta. Orion lähtee Kuun kiertoradalta 1. joulukuuta ja palaa takaisin Maahan.[20]

1. joulukuuta Orion aloitti kiertoradan muutoksen Maahan paluuta varten. Tämän jälkeen Orion teki vielä ohilentoja ennen poistumista Kuun vaikutuksesta.[21] Viimeinen ohilento oli 5. joulukuuta, jolloin Orion käytti moottoreita Maahan paluuta varten ja on poistunut Kuun kiertoradalta.[22]

Laskeumisajankohdaksi Maahan ennakoitiin 11. joulukuuta 2022.[12] Ennen laskeutumista Orion irtautuu huoltomoduulista ja suorittaa "hyppyliikkeen". Yhden suuren hidastuvuuden liikkeen sijaan on kaksi alemman hidastuvuuden liikettä, jotka molemmat ovat noin neljä G:tä ja laskeutumisesta tulee turvallisempi ja mukavampi astronauteille. Hyppyliikkeen jälkeen alus tulee ilmakehään noin 40 000 km/h nopeudella ja lämpökilpi lämpenee noin 2 800 Celsius-asteen lämpötilaan. Lämpökilpi on tehty titaanista ja hiilikuidusta. Laskuvarjot hidastavat alusta useissa vaiheissa. Laskuvarjot ovat tehty kevlar/nailon-yhdistelmästä.[23] Orionin matkustajamoduuli laskeutui onnistuneesti Tyyneen valtamereen 11. joulukuuta 2022.[24]

Mukana olevista cubesat-satelliiteista osalla on ollut ongelmia. LunaH-Map ei onnistunut moottorin käytössä ohilennon aikana, mutta jumiutuneen venttiilin lämmittäminen voi vielä vapauttaa sen. Japanin OMOTENASHI-luotaimella oli kommunikaatio-ongelmia ja pienen laskeutujan pudottaminen ei onnistunut. NEA Scout ja Team Miles ovat olleet hiljaa tehtävän ajan ja LunIR-alus on myös ongelmissa.[25][26] EQUULEUS on demonstroinut vesihöyryä käyttävää työntövoimaa onnistuneesti.[27]

Artemis I -tehtävä vaikuttaa Artemis-avaruusohjelman muiden tehtävien suorittamiseen. Ohjelman seuraava tehtävä on Artemis II vuonna 2024.[1]

Artemis-tehtävä ja James Webb -avaruusteleskooppi (JWST) käyttävät Nasan viestintälinkkejä (Deep Space Network), joita on parannettu tammikuussa 2021 ja maaliskuussa 2022 uusilla antenneilla. Artemis-tehtävän on seurattava Orion-alusta jatkuvasti ja JWST:n on pystyttävä lähettämään kerättyjä tietoja jotta sen tallennuskapasiteetti ei tule täyteen. Artemis I -tehtävän ajaksi viestintää JWST:n kanssa on järjestetty uudelle aikataululle, mutta myöhempiä tehtäviä ja niiden viestintätarpeita varten on tehtävä lisää muutoksia.[28]