Operacja ratowania umieszczonego na niewłaściwej orbicie satelity Artemis ma się ku końcowi. Wszystko wskazuje na to, że pod koniec stycznia 2003 osiągnie on docelową orbitę geostacjonarną. Będzie to możliwe dzięki niekonwencjonalnemu napędowi satelity oraz kolosalnej pracy wykonanej przez kontrolerów misji.

Piątek, 13 lipca 2001 okazał się pechowym dla Arianespace – rakiecie Ariane 5 udało się wynieść satelity: Artemis i BSAT/2B na orbitę o apogeum zaledwie 17528 km (Nieudany start rakiety Ariane 5“>pisaliśmy o tym). Zwykle w takich sytuacjach korekta orbity jest niemożliwa – ilość paliwa zasilającego chemiczne silniki korekcyjne satelity jest dalece za mała, aby ukołowić orbitę na wysokości 36000 km.

Satelita Artemis, oprócz silnika chemicznego, został także wyposażony w nowoczesny Silnik jonowy – nowy napęd kosmiczny“>napęd jonowy. Dzięki temu istniała iskra nadziei, że najdroższy i najbardziej zaawansowany technologicznie satelita spośród zbudowanych przez ESA nie stanie się kawałkiem kosmicznego złomu (o planach ratowania ESA odzyskuje Artemisa“>także pisaliśmy).

Najpierw podniesiono orbitę przy użyciu klasycznego napędu. Szybkie przeprowadzenie tej operacji było kluczowe ze względu na niszczące działanie pasów radiacyjnych Van Allena w górnych warstwach ziemskiej atmosfery. Tym sposobem udało się osiągnąć kołową orbitę o perygeum na wysokości ok. 31000 km. Silnik był w tym celu uruchamiany osiem razy, w wyniku czego 95% paliwa chemicznego zostało zużyte. Pozostałe 5 tys. km trzeba było pokonać przy użyciu napędu jonowego (o rozpoczęciu tej operacji Satelita Artemis rozpoczął podróż na finalną orbitę“>pisaliśmy).

Silnik jonowy typowych rozmiarów wytwarza ciąg rzędu pojedynczych miliniutonów, jednak o jego przydatności decyduje o wiele bardziej efektywne zużycie paliwa. Artemis rozpoczął więc mozolną wspinaczkę w polu grawitacyjnym Ziemi, wznosząc się z prędkością ok. 1 km/h.

Nigdy wcześniej nie wykonywano podobnej operacji, więc kontrolerzy lotu stanęli przed ogromem pracy i niespotykanymi wcześniej problemami. Trzeba było kompletnie przeprogramować system odpowiedzialny za sterowanie orientacją satelity w przestrzeni. Ponadto przeszkadzał cień Ziemi, który odcinał dostęp światła słonecznego przez ok. 2 godziny na każde okrążenie naszej planety. Artemisowi brakowało wówczas zasilania. Wszystko to skutecznie opóźniało całą operację.

Aby znaleźć się na orbicie geostacjonarnej, Artemis musi się jeszcze wznieść o ok. 700 km. Obecnie jeden obrót płaszczyzny jego orbity dookoła osi ziemskiej (efekt precesji) trwa kilka tygodni. Aby satelita trafił bezbłędnie w założony punkt (21,5 stopnia na wschód od Greenwich), trzeba zmniejszyć szybkość precesji do kilku stopni dziennie. Niezbędne manewry są wykonywane przy użyciu chemicznych silników korekcyjnych. To pierwsze ich użycie od chwili startu.

Po dotarciu do celu, Artemis rozpocznie swoją misję. Szacuje się, że paliwa chemicznego powinno wystarczyć jeszcze na 10 lat pracy, ale prowadzone są również badania mające na celu określenie optymalnego sposobu wykorzystania silników jonowych, co pozwoliłoby przedłużyć żywotność całego urządzenia.

Autor

Tomasz Lemiech