W 2010 roku najprawdopodobniej po raz ostatni na orbitę poleci wahadłowiec kosmiczny. Już cztery lata później nowy statek NASA ma przycumować do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), a w roku 2020 ludzie wrócą na Księżyc z zamiarem zbudowania stałej bazy. Jeszcze niedawno taka wizja wydawała się nierealna. Dziś zainteresowanie Księżycem wzrasta, zwłaszcza w starających się o utrzymanie naukowo-technicznego prymatu Stanach Zjednoczonych. Sytuacja jest korzystna, gdyż dobiega końca budowa ISS i konstruktorzy NASA będą mogli skoncentrować się na nowym zadaniu. To ważne, bo katastrofa wahadłowca Columbia w lutym 2003 roku ukazała problemy wewnętrzne w funkcjonowaniu tej agencji, wynikające m.in. z braku określonego, długoterminowego celu. NASA wyraźnie potrzebowała wyzwania, które mogłoby wskrzesić "ducha Apolla".
Przeformułowana wizja amerykańskiej polityki eksploracji kosmosu, przedstawiona przez prezydenta Georga W. Busha w styczniu 2004 roku, za długofalowy cel programu kosmicznego uznaje ciągłe poszerzanie sfery ludzkiej obecności w przestrzeni kosmicznej. NASA ma się stać agencją skupioną na eksploracji. Cel nowego programu - o nazwie Constellation - jest bardzo konkretny: lądowanie na Księżycu do roku 2020 i zbudowanie tam stałej bazy służącej do badań naszego satelity. Baza ta ma być również poligonem doświadczalnym, który pozwoli rozwijać nowe technologie i uczyć się sprawnego, możliwie jak najmniej zależnego od Ziemi funkcjonowania w kosmosie. Dzięki temu kolejny krok - załogowa misja na Marsa - stanie się i realniejszy, i bezpieczniejszy.
W latach 60. i 70. zakładano, że stacja kosmiczna na orbicie Ziemi oraz tanie wahadłowce będą odskocznią do dalszej eksploracji przestrzeni kosmicznej. Niestety, wizje te się nie sprawdziły. Wahadłowce mają wyjątkowe możliwości, okazały się jednak kosztowne i niebezpieczne w eksploatacji (obecnie ryzyko katastrofy szacuje się na 1:220). Rozmiary stacji orbitalnej trzeba było zmniejszyć ze względu na oszczędności. ISS jest dziś sprawnym laboratorium na orbicie, lecz nigdy nie będzie orbitalną stocznią służącą do montażu pojazdów, które mogłyby wyruszyć na podbój dalszych rejonów kosmosu. W tej sytuacji trzeba było podjąć radykalne decyzje: wycofać wahadłowce i opracować nowy statek kosmiczny - Orion.
Orion - następca Apolla Z wyglądu Orion tak przypomina kapsuły Apolla, że niekiedy media nazywają go "Apollem na sterydach". Rzeczywiście, będzie to kapsuła pozbawiona skrzydeł, wynoszona w kosmos na szczycie rakiety i powracająca na Ziemię na spadochronach. Statek składa się z dwóch części: stożkowego modułu załogowego wielokrotnego użytku (kwatery załogi i miejsce pracy; to w nim będą wracać na Ziemię astronauci i ładunek) oraz znajdującego się za nim cylindrycznego modułu serwisowego (zapewnia funkcjonowanie statku i zawiera główny silnik; będzie odrzucany przed wejściem w ziemską atmosferę i ulegnie zniszczeniu). Zatem przebieg misji rzeczywiście przypomina loty statków Apollo.
Orion będzie jednak całkowicie nowym statkiem, prawie trzykrotnie większym od Apolla i zbudowanym z zastosowaniem najnowocześniejszych technologii. Ma być pojazdem wielokrotnego użytku, uniwersalnym, przeznaczonym zarówno do obsługi ISS, jak i misji księżycowych, a potencjalnie mógłby posłużyć nawet do lotu na Marsa. Na orbitę Ziemi zabierze sześć osób, a na Księżyc - cztery. Dzięki zasilaniu za pomocą charakterystycznych, okrągłych paneli baterii słonecznych będzie mógł pozostać w kosmosie przez co najmniej sześć miesięcy.
W 2014 roku Orion jako pierwszy od 33 lat załogowy pojazd kosmiczny o całkowicie nowej konstrukcji odbędzie lot inauguracyjny. Koszt realizacji przedsięwzięcia do pierwszego lądowania na Księżycu oszacowano na 83 mld dolarów (wg cen z 2005 roku). Dla porównania: koszt programu Apollo w przeliczeniu na dolary 2005 roku wyniósł 165 mld! Realizacja programu będzie możliwa przy zachowaniu aktualnego poziomu budżetu NASA (wynoszącego około 0,7% budżetu federalnego
USA), tym bardziej że zakończenie lotów wahadłowców pozwoli uwolnić znaczne środki - około 5 mld dolarów rocznie.
Na beczce prochu Aby osiągnąć cel programu Constellation jak najmniejszym kosztem i bez opóźnień, NASA zdecydowała, że dla potrzeb nowego statku i misji księżycowych nie będzie budować całkowicie nowej rakiety. Orion zostanie wyniesiony w kosmos za pomocą rakiety Ares I, która jako pierwszy stopień będzie wykorzystywać udoskonaloną wersję sprawdzonych rakiet SRB (podczas startu wahadłowca dwie takie rakiety są umieszczone po bokach głównego zbiornika paliwa). Dzisiejsze SRB składają się z czterech segmentów, dodanie piątego pozwoli zwiększyć ich moc. Po starcie SRB będzie odzyskiwana i wykorzystywana w następnych lotach. Na szczycie SRB znajdziemy drugi stopień, który pozwoli Orionowi dotrzeć na orbitę. Będzie to nowa konstrukcja, ale korzystająca z silnika J-2X - zasilanej ciekłym wodorem i tlenem rozwojowej wersji napędu stosowanego w górnych stopniach rakiet Saturn.
Po raz pierwszy w historii pojazd załogowy będzie wynoszony przez rakietę na paliwo stałe. Wiąże się to z pewnym zagrożeniem, bo taka rakieta po odpaleniu nie może zostać wyłączona, nie ma także sposobu na sterowanie wielkością jej ciągu. Jednak znajdujący się na tej beczce prochu Orion zapewni załodze bezpieczeństwo około 10 razy większe niż wahadłowce. Na szczycie rakiety umieszczono bowiem rakietę ratunkową, która w razie zagrożenia będzie mogła oderwać moduł załogowy od eksplodującej rakiety i wynieść na bezpieczną odległość.
Goliat wśród rakiet W latach 60. największym wyzwaniem w wyścigu na Srebrny Glob było zbudowanie odpowiednio potężnej rakiety nośnej. Legendarny Saturn V mógł wynieść na orbitę Ziemi 119 t ładunku, a w kierunku Księżyca - 45 t. Jednak budowę tych rakiet zakończono wraz z programem Apollo i obecnie USA nie dysponują podobną konstrukcją (najpotężniejsze rakiety mają pięciokrotnie mniejszy udźwig). Dlatego inżynierowie z NASA pracują nad następcą Saturna V.
Nowa rakieta, Ares V, będzie mogła wynieść na orbitę 131 t ładunku. To wartość z pozoru podobna do osiągów wahadłowca, jest jednak istotna różnica: obecnie 100 t ładunku to masa samego wahadłowca! Rakieta będzie wykorzystywać zmodyfikowany zewnętrzny zbiornik promów, uzupełniony o pięć silników RS-68 (na ciekłe wodór i tlen), stosowanych w rakiecie Delta IV. Tak jak w wahadłowcu, start będą wspomagać dwie zmodyfikowane rakiety SRB, czyli... pierwsze stopnie Aresa I. Drugi stopień (Earth Departure Stage - EDS) będzie napędzany silnikiem J-2X, tym samym, co w górnym stopniu rakiety załogowej. Jego zadaniem będzie wprowadzenie ładunku na orbitę Ziemi, a następnie wysłanie go w kierunku Księżyca. Masa takiego ładunku będzie mogła wynieść 65 t, a więc prawie 50% więcej niż w przypadku Saturna V.
Zaletą przyjętej koncepcji lotu na Księżyc jest wykorzystanie w istotnym stopniu już istniejących rozwiązań, co znacznie zmniejsza koszty. Dodatkowe oszczędności wynikną z faktu, że Ares V ma służyć do wynoszenia jedynie bezzałogowych ładunków, a więc jej niezawodność może być niższa niż rakiet z pojazdami załogowymi.
Ares I z pojazdem załogowym oraz Ares V stworzą spójny system transportu kosmicznego. Oznacza to jednak, że NASA będzie mogła wysłać ludzi na Księżyc dopiero po zbudowaniu i przetestowaniu Aresa V, a więc nie wcześniej niż w roku 2019.
Śladami Twardowskiego W ciągu najbliższych lat bezzałogowe pojazdy orbitalne przeprowadzą szczegółowe badania wybranego miejsca lądowania. Dostarczone dane pozwolą opracować mapy pobliskich terenów. Naukowcy zbadają wówczas występowanie minerałów i zasobów wody (najprawdopodobniej w postaci lodu) w pobliżu przyszłej bazy. Pierwsza z sond, Lunar Reconnaissance Orbiter, wyrusza w tym roku, dalsze w kolejnych latach, w mniej więcej rocznych odstępach.
Gdy wszystko będzie gotowe do misji załogowej, Ares V wyniesie na orbitę Ziemi lądownik księżycowy z dołączonym drugim stopniem rakiety - EDS. Potem wystartuje Ares I z Orionem i czteroosobową załogą. Oba kompleksy połączą się na orbicie, po czym silniki EDS nadadzą pojazdom prędkość wystarczającą do dotarcia na Księżyc. Na orbitę okołoksiężycową statki wejdą dzięki hamowaniu za pomocą głównego silnika Oriona. Ostatni etap cała załoga pokona w dwuczęściowym lądowniku. Stopień hamujący zapewni załodze miękkie lądowanie i możliwość funkcjonowania na powierzchni.
Po zakończeniu prac stopień startowy, wyposażony we własny silnik, umożliwi astronautom powrót do Oriona, który będzie czekał na orbicie w stanie uśpienia. Górny człon lądownika zostanie odrzucony, a Orion za pomocą własnego silnika wejdzie na trajektorię powrotną. Po zbliżeniu się do Ziemi moduł załogowy oddzieli się od członu usługowego i wejdzie w atmosferę. Osłona ablacyjna, odparowując, zabezpieczy kapsułę przed żarem hamowania w atmosferze. Po zmniejszeniu prędkości kapsuła z astronautami i 100 kg ładunku z Księżyca opadnie na spadochronach do oceanu.
Inaczej niż w programie Apollo, od pierwszej misji na Księżyc celem będzie stworzenie stałej bazy na jego powierzchni. Bazy, która stanie się najodleglejszym laboratorium obsługiwanym bezpośrednio przez człowieka, służącym badaniu naszego satelity oraz opracowywaniu i testowaniu nowych rozwiązań technicznych. Każda kolejna misja, również bezzałogowa, będzie pozostawiać po sobie elementy infrastruktury. Szacuje się, że już członkowie piątej lub szóstej misji załogowej będą mogli zamieszkać w funkcjonującej bazie i pozostać na powierzchni Księżyca nie siedem dni (pierwsze misje), lecz sześć miesięcy.
