Измина една година, откакто Intuitive Machines (IM) влезе в историята с първото частно меко кацане и първия американски космически кораб от времето на програмата Apollo, който се приземи на Луната. Тогава успешният опит беше на крачка от провал.

Но този път екипът на компанията са ветерани. В момента, в който подготвят втората си мисия, IM-2, с обновен лунен модул на име Athena, атмосферата в централата в Хюстън е определено по-спокойна и уверена.

„Направихме 85 подобрения в превозното средство и в процеса на неговото изграждане и управление“, казва пред Fast Company Трент Мартин, старши вицепрезидент на IM по космическите системи. „Това включва 10 за кацане и определяне на местоположението му в пространството, с което се борихме по време на първата мисия. Вече не прекарваме толкова много нощи в работа, колкото при подготовката на IM-1“.

„Не че вече не се притесняваме. Това е космически полет“, казва той. „А космическите полети са трудни.“

Athena трябва да излети от Космическия център „Кенеди“ на върха на Falcon 9 на 26 февруари за 10-дневна мисия в платото Монс Мутон близо до южния лунен полюс. Апаратът представлява 14-метров шестоъгълен цилиндър на шест крака за кацане и трябва да прехвърли няколко полезни товара на НАСА и на различни частни компании на лунната повърхност, за да тества изследователски превозни средства и първата комуникационна мрежа на естествения земен спътник. Освен това Athena ще трябва да пробие и анализира проби от лунната почва, наречена реголит, и да картографира ценни ресурси, като воден лед.

Мисията на стойност около 100 млн. долара реализира 10% печалба благодарение на финансирането от програмата на НАСА за търговски услуги за лунен товар CLPS и инициативата Tipping Point. Тя включва търговски товари и три допълнителни пътувания за сателити, които ще се разположат на други дестинации, след като Athena се отдели от ракетата носител след изстрелването. Повечето от тях са в подкрепа на мисията на НАСА Artemis за създаване на устойчива инфраструктура на Луната и в космоса, вместо да се разчита единствено на Земята за материали. Ресурсите на място като кислород и хелий-3 могат да се използват за производство на ракетно гориво, вода и енергия, а от водата може да се произвежда гориво и да бъде източник на енергия за астронавтите.

„Водата е градивен елемент за почти всеки химичен процес, който бихме искали да използваме на Луната“, казва Мартин.

Athena е подобрение на първия спускаем апарат на IM, Odysseus, и е част от класа спускаеми апарати Nova-C, задвижвани от металокс. Odysseus можеше да се разбие, ако не бяха някои светкавични инженерни решения. Дефектирал предпазен превключвател попречи на лазерите на висотомера на спускаемия апарат да се изстрелят към повърхността, за да измерят височината и скоростта на спускане. Без да може да препрограмира заместващите лазери от полезния товар на НАСА, IМ успя да заснеме кратер, да оцени размера му и използва това, за да определи приблизително височината на спускаемия апарат. Като се имат предвид обстоятелствата, резултатът беше учудващо добър - Odysseus се приземи с 6,5 км/ч - твърде бързо - счупи предавка и се преобърна, но все пак продължи да работи.

Blue Ghost проправя пътя към лунната икономика

„Спускаемият апарат показа невероятна устойчивост, но беше цяло чудо, че успяхме да се справим с измерването, което направихме от височина 85 км“, казва изпълнителният директор Стив Алтъмус. „Всички бяхме доста стабилни, докато се случваше. Но след това беше като: „О, Боже мой, какво направихме току-що?“.

За тази следваща мисия компанията не само преразглежда инженерните си решения за спускаемите апарати, но също така започва да разнообразява дейността си отвъд лунните спускаеми апарати. Един от полезните товари на IM-2, Micro Nova Hopper, е 29-инчов, 77-килограмов безпилотен летателен апарат с ракетно задвижване, предназначен за изследване на области, недостъпни за наземни роувъри. Миналата есен Intuitive Machines представи Moon Racer - двуместен прототип на лунно превозно средство (LTV), което може да носи и тегли общо 2600 кг. То е предназначено за бъдеща пилотирана мисия.

„От стартъп с тези стремежи и първоначални идеи узряваме до момента, в който вече сме подготвени за първата мисия“, казва Алтемус. „Предоставяме и изграждаме цис-лунна икономика, предлагаща три стълба от услуги: доставка до Луната и споделено пътуване, предаване на данни и навигационни услуги за комуникация около Луната и инфраструктура като услуга. Това е началото на една икономика и всеки може да се възползва от нея“.

Проучване на ресурси

Micro Nova Hopper, чийто прякор е „Хопър и Грейс“ (по името на пионера в компютърните науки Грейс Хопър), ще измерва температурата на повърхността и разпределението на вода с помощта на инструменти от Унгария и Германия. Въпреки че е проектиран за 15-километрово разстояние, той ще направи пет по-кратки параболични скока и равнинни полета до труднодостъпни райони, включително кратер, който никога не е виждал слънчева светлина.

„Това ви осигурява изключителна мобилност на места, на които роувърите не могат да отидат“, казва Мартин. „Така че, ако искате да влезете в яма или лавова тръба, или в постоянно засенчен район със стръмни стени, можем да го направим с дрон, задвижван от ракета.“

На мястото на кацане експериментът на НАСА за добив на полярни ресурси от лед - PRIME-1 - ще работи с метър дълга бормашина и масспектрометър, за да търси и анализира подпочвени ресурси, които биха могли да осигурят бъдещо човешко изследване, както и да измерва силите и температурата. Сондажът за реголит и лед - TRIDENT - от Honeybee Robotics на Blue Origin ще пробива на дълбочина 3 метра и ще изнася проби на повърхността, където спектрометърът ще измерва състава на летливите газове, отделящи се от материала.

Както и при други спускаеми апарати, НАСА оборудва Athena с лазерна ретрорефлекторна решетка (LRA) - огледала, които отразяват лазерна светлина обратно към орбиталния космически апарат, който първоначално я излъчва, за да определи местоположението на спускаемия апарат. LRA ще даде възможност за прецизни ориентири за обектите на Artemis, които да насочват пристигащите спускаеми апарати.

Лунната надпревара е жестока, рискът от конфликти също

Мобилната автономна платформа за проучване на Луната - MAPP - на Lunar Outpost е планирана да бъде първият комерсиален роувър на друго планетарно тяло. С вътрешни инструменти за проучване и камера, проектирана от Масачузетския технологичен институт, 22-килограмовото превозно средство, захранвано със слънчева енергия, ще се движи на около километър от спускаемия модул, ще прави 3D карти на лунната повърхност и ще проучва за лед и други ценни ресурси.

Друго устройство на MIT, AstroAnt, микророувър с магнитни колела, ще се движи по повърхността на MAPP, за да измерва вътрешната му температура и да оценява състоянието на платформата - доказателство за концепция за бъдещи итерации, които могат да наблюдават и ремонтират космически хардуер от разстояние.

MAPP носи бормашини и колела, предназначени за захващане на прахообразния реголит с малки багери за събиране и анализиране на проби, които НАСА евентуално ще извлече. Космическата агенция ще плати на компанията от Денвър 1 долар за прехвърляне на собствеността върху пробите, за да създаде правен прецедент и процедурна рамка за частна компания да притежава и продава това, което добива на небесното тяло. НАСА има подобни договори с други компании за бъдещи проби. Като се имат предвид инвестиционните разходи и потенциалните печалби - например хелий-3 е в изобилие на Луната, но е сред най-скъпите вещества на Земята поради недостига си - тази стъпка дава на компаниите по-голяма увереност, че няма да бъдат юридически оспорвани, преди да похарчат милиарди за мащабен добив на ресурси.

„Ако разглеждате ресурсите не само на Луната, но и на близките до Земята астероиди, те са значително по-големи, отколкото някога сме имали достъп“, казва Сайръс.

Чувате ли ме сега?

Като първа стъпка към лунна клетъчна система Nokia Bell Labs осигурява 4G LTE комуникационна мрежа между MAPP, Hopper и спускаемия апарат, който служи като клетъчна кула. Рутерите, носещи антени и радиооборудване, ще се отправят от спускаемия апарат и ще излъчват сигнали обратно към него. Той ще измерва скоростите и широчината на честотната лента. Тази мрежа ще позволи на трите превозни средства да разговарят помежду си. Спускаемият апарат ще има радиовръзка директно към Земята, за да може екипът на мисията да получава данни и изображения и да управляват дистанционно сондите.

„Основната цел беше да докажем на НАСА, че може да използва клетъчна технология и да я адаптира за космоса“, казва Тиери Клайн, президент на Bell Labs Solutions Research в Nokia Bell Labs. Освен това някои от данните, събрани от луноходите, ще се предават по мрежата на Nokia към спускаемия модул и ще се препращат обратно на Земята.

НАСА ще строи железопътна транспортна система на Луната

Търговска симбиоза

Columbia Sportswear продължава симбиотичното си партньорство с Intuitive Machines, след като IM-1 помогна на компанията за облекло да усъвършенства своята изолация Omni-Heat Infinity - леко, дишащо и топлоотразяващо фолио, използвано в зимните якета. По време на първата мисия IM го прилага върху един панел, за да предпази резервоарите с криогенно гориво на Odysseus от екстремна радиация и температурен диапазон от 450 градуса по Фаренхайт. Този път тя покрива повече от пакетите на спускаемия модул.

„Материалите на Columbia позволиха по-рентабилен и нюансиран метод за управление на топлината, отколкото тези от мисиите Apollo”, казва Хаскел Бекъм, вицепрезидент по иновациите на компанията. „Научихме също така, че в космоса обикновено е нужна многослойна изолация. Така че взехме тази информация, върнахме я в лабораторията ни в Портланд и направихме яке, в което имахме изолационен слой не само върху подплатата, но и върху шелфовата материя, което го направи много по-топло“.

Сред другите търговски товари е луноходът Yaoki на Dymon, първият японски търговски товар на IM, който ще заснема изображения на лунната повърхност. Lonestar Data Holdings изпраща център за данни, който ще тества предаването на информация между Земята и Луната. Стартъпът от Флорида иска да създаде сървърна система на Луната за изключително сигурно съхранение на данни с цел възстановяване при бедствия. След като доказа софтуера си на IM-1, Lonestar сега ще тества способността си за дистанционно зареждане, съхраняване и извличане на данни от сървъра.