NASA nadal nie rozumie pierwotnej przyczyny problemu z osłoną termiczną Oriona

Pod koniec 2021 roku urzędnicy NASA ogłosili, że misja Artemis I zakończyła się sukcesem i trudno nie zgodzić się z tą oceną. Rakieta Space Launch System i statek kosmiczny Orion wykonały niemal bezbłędny lot bez załogi, który okrążył Księżyc, a następnie wrócił na Ziemię, torując drogę misji Artemis 2, pierwszej załogowej misji programu.

Jednak jedną rzeczą, którą inżynierowie dostrzegli na Artemisie I, która nie do końca spełniła oczekiwania, był problem z osłoną termiczną statku kosmicznego Orion. Gdy pod koniec misji kapsuła ponownie weszła w atmosferę ziemską, osłona termiczna zmniejszyła się lub spaliła w sposób inny niż przewidywały modele komputerowe.

Większa ilość zwęglonego materiału, niż oczekiwano, opuściła osłonę termiczną podczas powrotu Artemidy 1, a sposób, w jaki ją opuścił, był nieco nierówny – twierdzą urzędnicy NASA. Osłona termiczna Oriona jest wykonana z materiału zwanego AFCOT, który ma za zadanie spalić się, gdy statek kosmiczny wpadnie w atmosferę z prędkością 40 000 km/h. Po powrocie z Księżyca Orion napotkał temperatury dochodzące do 2760 stopni Celsjusza, czyli wyższe niż te, które widzi statek kosmiczny, gdy ponownie wchodzą w atmosferę z niskiej orbity okołoziemskiej.

Pomimo problemu z osłoną termiczną statek kosmiczny Orion bezpiecznie wylądował na Pacyfiku. Podczas inspekcji po locie inżynierowie odkryli nierówne zwęglenie.

Nie ma jeszcze odpowiedzi

Amit Kshatriya, który nadzoruje rozwój misji Artemis w Dziale Eksploracji NASA, powiedział w piątek, że agencja nadal szuka pierwotnej przyczyny problemu z osłoną termiczną. Menedżerowie chcą się upewnić, że rozumieją dlaczego, zanim przystąpią do realizacji Projektu Artemis II, w ramach którego astronauci Reed Wiseman, Victor Glover, Christina Koch i Jeremy Hansen wybiorą się w 10-dniową podróż po niewidocznej stronie Księżyca.

Będzie to pierwszy lot człowieka blisko Księżyca od ostatniej misji Apollo w 1972 r. W styczniu NASA ogłosiła, że ​​wystrzelenie Artemis 2 zostanie przełożone z końca 2024 r. na wrzesień 2025 r., głównie z powodu nierozwiązanego śledztwa w sprawie Heat. kwestia tarczy. .

„Nadal jesteśmy w trakcie badania działania osłony termicznej Artemis 1” – powiedziała Kshatriya w piątek na spotkaniu z komisją rady doradczej NASA.

Inżynierowie przeprowadzili testy osłon termicznych w mniejszej skali w tunelach aerodynamicznych i instalacjach odrzutowych, aby lepiej zrozumieć, co doprowadziło do nierównomiernego zwęglenia Artemidy I. „Jesteśmy coraz bliżej ostatecznej odpowiedzi na pytanie o przyczynę” – powiedziała Kshatriya.

Urzędnicy NASA powiedzieli wcześniej, że jest mało prawdopodobne, że będą musieli wprowadzić zmiany w osłonie termicznej już zainstalowanej na statku kosmicznym Orion dla Artemis II, ale nie wykluczyli tego. Przeprojektowanie lub modyfikacja osłony termicznej Oriona na Artemisie II prawdopodobnie opóźniłaby misję o co najmniej rok.

Zamiast tego inżynierowie analizują wszystkie możliwe ścieżki, jakie mogłaby przebyć sonda Orion, gdy ponownie wejdzie w atmosferę pod koniec misji Artemis 2. Na pokładzie statku kosmicznego Artemis 1 Orion przeleciał po trajektorii omijającej wejście w atmosferę, zanurkował w atmosferę, a następnie odskoczył. w przestrzeń kosmiczną, a następnie opadł ostatecznie do atmosfery niczym kamień przeskakujący przez staw. Profil ten pozwala Orionowi na bardziej precyzyjne lądowanie bliżej zespołów ratowniczych na Pacyfiku i zmniejsza siły grawitacyjne działające na statek kosmiczny i przebywającą w nim załogę. Dzieli również obciążenie cieplne statku kosmicznego na dwie fazy.

Misje Apollo leciały w profilu bezpośredniego ponownego wejścia. Dostępny jest również tryb ponownego wejścia w atmosferę, zwany balistycznym ponownym wejściem, w którym statek kosmiczny przelatuje przez atmosferę bez wskazówek.

Zwęglony materiał zaczął wypadać z osłony termicznej w pierwszej fazie procesu ponownego wejścia. Inżynierowie badają, w jaki sposób profil pomijania ponownego wejścia wpływa na wydajność osłony termicznej Oriona. NASA chce zrozumieć, jak osłona termiczna Oriona będzie się zachowywać podczas każdej potencjalnej ścieżki powrotu Artemidy II.

„Musimy powiedzieć zespołom analitycznym: OK, niezależnie od ograniczeń, na co nas stać?” Powiedział Kshatriya.

Gdy urzędnicy zrozumieją, co było przyczyną zwęglenia osłony termicznej, inżynierowie ustalą, jaką trajektorię musi pokonać Artemis II po powrocie, aby zminimalizować ryzyko dla załogi. Następnie menedżerowie będą szukać tego, co NASA nazywa uzasadnieniami lotu. Zasadniczo jest to proces przekonywania samych siebie, że lot statkiem kosmicznym jest bezpieczny.

„Kiedy złożymy to wszystko w jedną całość, albo będziemy mieli powód, aby latać, albo nie” – stwierdziła Kshatriya.

Zakładając, że NASA zatwierdzi uzasadnienie lotu Artemis 2, odbędą się dodatkowe dyskusje na temat tego, jak zapewnić bezpieczeństwo osłon termicznych Oriona w misjach Artemis w dalszej części rzeki, które będą charakteryzowały się profilami szybkiego ponownego wejścia w atmosferę, gdy astronauci będą wracać z lądowań na Księżycu.

Tymczasem w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego trwają przygotowania na pokładzie statku kosmicznego Orion do Artemis II. Załoga i moduły serwisowe Artemis II zostały zintegrowane na początku tego roku, a cały statek kosmiczny Orion znajduje się obecnie w komorze próżniowej w celu przeprowadzenia testów środowiskowych.