Újraéledő holdprogram – mikor utazhatunk újra a Holdra?

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Az 1960-as éveket joggal nevezhetjük a Hold évtizedének. A Szovjetunió és Amerika versengésének hála, egymást érték az automata, majd az emberes holdmissziók. 1959. szeptember 13-án a szovjet Luna 2 nevű űrszonda becsapódott a Holdba, így az első ember alkotta tárggyá vált, mely elérte égi kísérőnk felszínét. A becsapódás ugyan szándékos volt, ám ennek okát a landolási technika akkori kidolgozottságának hiányában kell keresnünk. Az első irányított leszállást szintén a Szovjetunió hajtotta végre 1966-ban. A hátrányt azonban hamar behozták az amerikaiak, ugyanis ők küldték az első embert, Neil Armstrongot a Holdra, pontosan 1969-ben.

Az első holdraszállás után lelohadt a hatalmas lelkesedés, a küldetések ritkultak, az amerikai és a szovjet űrügynökségek pedig elszegényedtek. A NASA büdzséje egy évtized alatt a korábbi 20%-ára esett vissza, és hasonlóan jártak a szovjet mérnökök és kutatók is. 1972-ben az utolsó Apollo leszállóegység is felemelkedett a Hold felszínéről. Az amerikaiak azóta sem szálltak le égi kísérőnkre, még holdjárókkal sem (Az Apollo-17-ről egy korábbi cikkünkben részletesen is olvashatsz ITT ). Az űrverseny farvizén evezve 1976-ban leszállt az utolsó szovjet szonda is a kráteres égitestre.

Az Apollo 17 űrhajósa a Hold felszínén. Ők voltak az utolsók, akik a Hold felszínén jártak. Kép forrása: HQ.NASA.GOV

A következő évtizedek során a Hold felszíni kutatása valójában teljesen megrekedt. Egy-két keringő egységtől eltekintve nem érkezett semmilyen űrszonda a holdfelszín vizsgálatára. Sokáig csönd honolt a kopár felszínen.
Égi kísérőnk kutatása azonban meglepően új lendületet kapott az elmúlt évtizedben! A 2010-es években ráadásul nem csak a két tradicionális űrhatalom foglalkozott a Holddal (az USA és a Szovjetunió helyébe lépő Oroszország), hanem a világ számos más kisebb és nagyobb állama is beállt a holdkutató nemzetek sorába.

Első fecskeként 2013-ban érkezett meg az évtized első leszállóegysége a Holdra, a Chang’e-3 nevű kínai űrszonda (a kínai holdistennő után elnevezve). Sikere azonban nem előzmény nélküli. A kínai állam a kétezres évek eleje óta tudatosan, lépésről-lépésre építette fel az űrprogramját. 2003-ban lépett az első kínai a világűrbe, teljes egészében a kínai állam erőfeszítésével. Az űrutazás után a következő logikus lépés egy űrállomás megépítése volt, melyet további kettő követett. A kezdeti egymodulos űrállomások a technológia kipróbálását szolgálták. Miután ez megtörtént, elkezdődött a nagyobb, több modulból álló kínai űrállomás tervezése, melynek világűrbéli összeszerelésére még idén számíthatunk. A tudatosság és következetesség a kínaiak talán legnagyobb előnye. Velük ellentétben a NASA minden negyedik vagy nyolcadik évben új vezetőséget és új célt kap, az elnökválasztásoknak megfelelően. Az utóbbi évtizedekben minden amerikai elnök új víziót hirdetett, ezzel a NASA-nak új feladatokat adva, a régieket pedig elhagyva vagy újratervezve.

A szovjet-orosz Mir űrállomás. Az elkövetkező három évben kiépülő kínai űrállomás hasonló felépítésű és méretű lesz. A képet a NASA készítette az egyik űrsiklóból (nem kémkedésről volt szó, az űrrepülők néhányszor meglátogatták az orosz űrállomást).

A kínai politikai rendszer sajátosságai miatt ilyesmitől nem kell félnie a kínai űrügynökségnek (CNSA). Az évtizedek óta stabil tervek meg is hozták a gyümölcsüket. Igaz ez az emberes űrutazásra, a kínai GPS rendszer megépítésére (a BeiDou utolsó műholdja tavaly indult útnak, a rendszer készen áll) és a holdprogramra is, melynek felépítése alaposan megtervezett volt. Az első fázist a Chang’e-1 és 2 jelentette, melyek Hold körüli pályára álltak. A második fázisban a Chang’e-3 és 4 már biztonságosan landoltak a felszínen, sőt holdjárót is vittek magukkal. A Chang’e-4 nem is akárhol hajtotta végre a bravúros leszállást! A Hold túlsó felén érte el a holdi regolitot (a regolit a holdi talaj), a történelemben először. Előtte egyetlen küldetés sem szállt le a Hold tőlünk nem látható oldalán, a kommunikációs nehézségek miatt. Mivel a túlsó oldalról soha nem látszik a Föld, a közvetlen kommunikáció lehetetlen, átjátszó műholdra van hozzá szükség.

A NASA LRO szondája által készített képek, melyen a kínai Chang’e-3 leszállóegysége és a Yutu-2 kis rover látható. A Chang’e 3 középen jelenik meg, a Yutu-2 alatta látható. Kép forrása: Nasa.gov

A holdprogram harmadik fázisa is megkezdődött néhány hónappal ezelőtt, mikor 2020 novemberében útjára indult a Chang’e-5. A küldetés célja már nem csak a holdi leszállás volt, hanem a visszatérés is. A lander egy fúró segítségével a felszín alól emelt ki kőzeteket, majd abból majdnem két kilót a Földre juttatott. A tavaly december 16-án visszatérő tudományos csomag igen értékes geológiai eredményekkel kecsegtet, révén, hogy jóval fiatalabb, mint az eddig hozott kőzetek. Ezelőtt csak az amerikaiak és a szovjetek hoztak mintákat, melyek 3,5 milliárd évesek. A kínai holdkőzet ennél sokkal fiatalabb, mindössze 1,2 milliárd éves.

Mit várhatunk a jövőben a kínai holdprogram kapcsán? Meglepően sok mindent, hiszen a menetelés folytatódik. Kis szünet után, 2023-ban két küldetés is útnak indulhat. A nem meglepő módon Chang’e-6 névre keresztelt szonda az előző küldetését ismétli meg, kis fűszerezéssel. Elődje a Hold innenső oldalán szállt le, a Sinus Roris közelében. A következő küldetésnek ugyan még nem választották ki a pontos leszállóhelyét, de eddig a legvalószínűbb jelölt a déli pólus környéke (mely a jövőbeli holdbázisok legvalószínűbb helye a fagyott víz jelenléte miatt). A legutóbbi küldetés teljes sikere után azonban a kínaiak komolyan fontolgatják a lehetőséget, hogy a Chang’e-6 a Hold túlsó oldaláról hozzon majd kőzetmintát. A bravúros teljesítmény egy újabb világtörténeti elsőbbséget juttatna a kínaiak kezébe.

Leszállóhelyek a Holdon. Az egyetlen, melyre nem látunk rá a Földről a Chang’e 4 leszállóhelye. Kép forrása: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/34/Moon_landing_sites.svg

Vele szinte egy időben indulna a Chang’e-7, mely már a kínai holdkutatás negyedik fázisát képviselné. Ez és az ezt követő küldetés (’23-ban és ’27-ben indulnának) már egy holdi kutatóbázis létrehozását készíti majd elő. A kutatóállomás a déli pólus környékén valósulna meg a következő években, először teljesen automatikus módon, majd valamikor a ’30-as években emberi jelenléttel.

Természetesen még hosszú út áll az első kínai „kis lépéséig”, de már most nagy erőfeszítéseket tesz érte a világ legnépesebb állama. Elengedhetetlen tartozékok állnak még fejlesztés alatt, de többségük egyelőre jó ütemben halad a cél felé. A legalapvetőbb kellék egy szupernehéz osztályú rakéta kifejlesztése. A kínai rakétacsalád jelenlegi legerősebb (és nemrég forgalomba állított) tagja a Hosszú Menetelés 5 nevet viseli és 25 tonnát képes egyetlen starttal alacsony pályára állítani. A következő nagy dobás a Hosszú Menetelés 9 lesz, mely már az ikonikus Saturn V rakétával egyenrangú. Egyetlen starttal 140 tonnát lesz képes alacsony Föld körüli pályára juttatni, vagy 50 tonnát a Holdra (nem mellesleg 44 tonnát a Marsra). A hivatalos jelentések szerint a monstrum kellékeinek 70%-a már tesztelés alatt van, igaz, az első indításra még az évtized végéig várni kell.

A múlt, jelen és jövő legerősebb rakétái. Balról a negyedikként látható a 93 m (!) magas Hosszú Menetelés 9. Magassága egy harminc-negyvenemeletes házéval vetekszik. A képet Thorren készítette, kép forrása: https://en.wikipedia.org/wiki/Super_heavy-lift_launch_vehicle#/media/File:Super_heavy lift_launch_vehicles.png

A másik alapvető tapasztalat, melyre szüksége lesz a kínaiaknak a Holdra szálláshoz, a hosszútávú emberi jelenlét kipróbálása az űrben. Mint fent említettük, az első kínai 2003-ban lépett ki a világűrbe, azóta pedig további tíz űrhajós tette meg ugyanezt. Van, aki többször is. A kezdeti űrugrásokat hosszabb, az űrállomások fedélzetén eltöltött utazások követték. Az utóbbi öt év ugyan szünetet jelentett, de már idén márciusban beindulhat a vadonatúj kínai űrállomás menetrendszerű látogatása. Az itt szerzett tapasztalatok alapvetőek lesznek a későbbi kínai holdbázishoz, amikor az majd megvalósul.

Természetesen egy új, korszerű űrhajóra is szükség lesz. A jelenleg szolgáló Shenzhou (kínaiul annyit tesz: isteni hajó) űrkapszula már nem lesz elegendő az oda-vissza útra. A CNSA is jól tudja ezt, így nem tétlenkedik. Tavaly májusban volt az első tesztrepülése az egyelőre csak következő generációs űrhajónak nevezett eszköznek. A próba során a visszatérést is úgy rendezték meg, hogy olyan sebességgel érkezzen, mintha a Holdról térne vissza. A következő években emberrel is útnak indul majd az új űrhajó, először az új űrállomásra, majd remélhetőleg a Holdra.
Sokkal kaotikusabb az amerikai holdprogram jövője a fent már említett okok miatt. Bush 2004-ben jelentette be a „Vision of Space Exploration” (az űrkutatás víziója) nevű programját, miszerint 2020-ban szálltak volna le űrhajósok a Holdra. Barack Obama 2010-ben törölte a programot költségtúllépés miatt, és egy új irányelvet alakított ki. A cél nem az azonnali holdraszállás, hanem egy földközeli aszteroida meglátogatása lett volna, csak ezután megcélozva a Holdat. Az új tervekhez részben új eszközök kellettek, új fejlesztések indultak.

A Constellation program (Bush vízióját valósította volna meg) egyetlen startja, 2009 októberében. Ez a rakéta indította volna az emberes Orion kapszulát. A fejlesztést leállították az új irányelveknek megfelelően. Kép forrása: nasa.gov

Pontosan ugyanez történt 2016-ban. Donald Trump ekkor új irányelvet hirdetett: törölte a köztes lépéseket, rögtön a Holdat célozva meg. A tervek először egy 2028-as emberes holdraszállásról szóltak, de később előrébb hozták 2024-re, hogy egybeessen a remélt második elnöki ciklus végével. A 2024-es visszatérés azonban már az első ciklus alatt irreálissá vált. Igaz, a hivatalos céldátum ma is ez, de a NASA nem kapta meg az ehhez szükséges pénzt. Ha nem változott volna a politikai felállás, akkor sem lett volna valószínű a ’24-es céldátum teljesítése a finanszírozás hiányában. Pedig a NASA mindent megtett a költségek csökkentése érdekében. A fenntarthatóbb jelenlétért először egy Hold körüli űrállomást is tervbe vettek, ám a költségek miatt ennek építési idejét kitolták, hogy több forrást használhassanak a konkrét leszálláshoz.
Azonban az elnöki ciklus vége előtt érthető okokból nem akarták a céldátumot kitolni, egyszerűbb az új elnökre hagyni a feladatot. A politikai légkör megváltozásával különösen kétségessé válik majd a program léte, valószínűleg késéseket fogunk tapasztalni az időközben Artemisnak elnevezett programban. Nem tudjuk, hogy Joe Biden és csapata mit tervez, de nem valószínű, hogy a koronavírus által generált nehéz gazdasági helyzetben az űrkutatást finanszíroznák.
Az amerikai politikai rendszer nem csak a relatíve gyors irányváltásaival nehezíti a NASA munkáját. Az űrügynökség 2010 óta súlyos összegekkel támogatja a magánszektort az űrkutatás területén, mely Obama politikájának köszönhetően indult meg. Az egykori elnök elképzelése szerint a NASA teljesen visszavonult volna a rakéták gyártásától, a magáncégekre bízva azt. A program csak részben valósult meg, ugyanis az elnöki terveket a Szenátusnak is meg kell erősíteni. Azonban a Szenátus képviselőit az egyes államok választják, így a szenátusi képviselők azon dolgoznak, hogy a saját államuk minél több pénzt kapjon. Mivel a Szenátus is beleszól a megvalósuló programokba, ezért mindenhez szükséges legalább a szenátorok felének meggyőzése. Ez azonban nem lehetséges, ha a gyártás egy helyen folyik. Miért támogatna egy A állambeli szenátor egy olyan projektet, melyből csak egy B állam profitál? Így a gyártást és a fejlesztést az egész Egyesült Államokban szétterítve végzi a NASA. Mivel a szavazások projektenként zajlanak, sokszor egyetlen űreszköz gyártását is kénytelenek az egész országban elosztani. Ez a gondos eloszlás szűnik meg a magáncégek előretörésével, ezt pedig a Szenátus mindig ellenezte.

A NASA által fejlesztett Orion űrhajó létrehozásában tevékenyen szerepet vállaló államok. Logisztikai szempontból egy rémálom egy kontinensnyi területen megépíteni egy űreszközt, de a Szenátus miatt a NASA kénytelen így kialakítani a gyártást. Kép forrása: nasa.gov

Obama irányelve részben így is megvalósulhatott, igaz, sokszor nem éppen a politikusok lelkesedése által. Mivel a magánipar komoly eredményeket tudott felmutatni, (lásd például a SpaceX rendkívül olcsó rakétáit) így az ellenkezés egyre inkább csendesül. A magánszektor előretörése folyamatos, az elmúlt évtizedben visszafordíthatatlanná vált.

A magánszektor először a rakéták terén indult be (SpaceX, Blue Origin, Virgin Galactic, Rocket Lab, stb.), a jövőben viszont bővülni fog a paletta, mely a holdkutatásra is hatással lehet. Képzeljük el, hogy a NASA-nak holdkőzetre van szüksége. A küldetés saját megvalósítása helyett kiír egy állami pályázatot, melyre cégek jelentkezhetnek. A beérkező pályázatok közül egyet kiválasztanak, majd azt kifizetik. A módszer legnagyobb előnye természetesen a költséghatékonyság. A jövő már el is kezdődött, idén útjára indulnak az első amerikai, de magáncég által fejlesztett leszállóegységek.

A NASA először három holdszondát választott ki, melyeknek építésére támogatást is adtak. Végül kettő valósul meg a tervezett háromból. Kép forrása: nasa.gov

A több évtizedes amerikai szünetet októberben törné meg az Intuitive Machines küldetése, az öt szondából álló Nova C. Szintén októberben indulna az Astrobiotic holdraszálló egysége, a Peregine. A következő években tehát egymást érhetik majd a holdi küldetések az amerikai magánszektor részéről.

Az emberi holdraszállás időpontja erősen kérdéses, de az első lépést talán már idén megteheti a NASA. Ezúttal a magánszektort kevésbé bevonva. Az ULA (United Launch Alliance) által tervezett és épített SLS (Space Launch System) rakéta szintén a rakéták szupernehéz osztályába fog tartozni, akár csak a kínai Hosszú Menetelés 9. A rakéta kipróbálására a tervek szerint már idén novemberben sor kerülhet az Orion űrhajóval együtt. Az Orion a NASA és az ESA (Európai Űrügynökség) közös űrhajója, mely eddig egy próbarepülésen van túl. Ezen a második repülésén már Hold körüli pályára állna, hogy azután 2023-ban már emberekkel a fedélzeten tegye meg ugyanezt. Ezután 2024-ben szállnának le a Hold felszínére az űrhajósok, de az utóbbi kettő küldetés megvalósulásának időpontja egyelőre kérdéses.

Az emberes holdutazás álmát magáncégek is dédelgetik. Természetesen elsősorban az ambiciózus Elon Musk. Tervei szerint 2023-ban több űrturista utazhatna a készülő új rakétáján Hold körüli pályára. Az utazás igazi különlegessége nem csak az, hogy 1972 óta ez lenne az első alkalom, hogy emberek utaznak a Hold közelébe, hanem az, hogy nem képzett űrhajósok tennék ezt. Az utazás megrendelője Yusaku Maezawa, japán milliárdos. Yusaku nem csak az űr nagy rajongója, de a művészeteké is. Tervei szerint felkéri a világ legjobb művészeit, hogy csatlakozzanak utazásához. Víziója, hogy a világ legjobb festője készítsen közeli festményt a Holdról, a legjobb zeneszerzője komponáljon, a legjobb énekes pedig énekeljen fantasztikus élményéről. „Képzeljük el, –mondja Yusaku- hogy milyen zenét írt volna John Lennon vagy Michael Jackson az utazásról visszatérve? Mit festett volna Pablo Picasso és Andy Warhol? Milyen ruhát tervezett volna Coco Chanel az utazásból intuíciót merítve?” A tervek szerint 6-8 művész társaságában indulna útnak a japán milliárdos.

Yusaku Maezawa és Elon Musk a repülés bejelentésekor 2018-ban. Kép forrása: Yusaku Maezawa twitter fiókja.

Mint láthatjuk, a ’20-as évekre ambiciózusnál ambiciózusabb terveket szőnek a kínaiak, az amerikai állam és az amerikai magánszektor is. De nem csak őket érdekli a holdkutatás. India, Izrael, Németország, Anglia, Oroszország (a nagy visszatérő), Mexikó, Japán, Dél-Korea, Ausztrália, Kanada és az Egyesült Arab Emírségek mind-mind be akarnak szállni a versenybe. Néhányan a „nagyokhoz” csatlakozva, vagy egymással összefogva, de néhányuk teljesen egyedül. Igazán nagy meglepetéseket várhatunk Oroszországtól is, akik a szovjet Luna program felelevenítését már idén megkezdenék. A Luna 25 még idén leszállna a felszínre, a 27 pedig már mintát is hozna vissza 2025-ben. Emellett a jelenleg fejlesztés alatt álló új generációs űrhajó első tesztrepülését 2023-ra tervezik, hogy aztán 2029-ben már egy Hold körüli túrára is magával vigyen néhány űrhajóst. A leszállásra egyelőre nincsenek konkrét tervek.

A következő évtized sok lélegzetelállító pillanattal fog szolgálni a holdkutatásban. Hogy pontosan melyek lesznek ezek? A válaszhoz alighanem tíz évet kell még várnunk. Az izgalmasabbnál izgalmasabb fejleményeket azonban mindenképpen követni fogjuk!

Ha tetszett a cikkünk, és szeretnél még többet megtudni égi kísérőnkről, csatlakozz SPACEBONTÓ sorozatunk következő adásához január 17-én 20:00 órától! Részletek: Hold volt, Hold nem volt – holdvilági történetek holdkórosoknak

Szerző: Soós Benjamin, Tudományos segédmunkatárs / Bemutató csillagász 
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló

📸 A borítóképen az Apollo egyik űrhajósa pózol a verdájával. Nem véletlenül büszke, a típusból mindössze pár darab készült, igazi exkluzív autó. Lehet másra is büszke. Kép forrása: nasa.gov