Фахівці NASA дослідили стан теплового екрана, який захищав космічний корабель Orion під час його повернення на Землю в кінці місії Artemis II. Вони дійшли висновку, що він був ефективний під час польоту крізь атмосферу, тож під час наступних місячних місій його можна використовувати без змін у конструкції.
Зміна траєкторії входу в атмосферу Artemis II
Місія Artemis II від NASA, що відправила чотирьох астронавтів навколо Місяця й успішно повернула їх на Землю, заклала основу для польотів екіпажу на поверхню Місяця. Додатковий аналіз інженерних даних теплоізоляційного щита космічного корабля Orion підтвердив початкові дані, що показували, що щит працював так, як очікувалося. Про це розповідає сайт phys.org.
Зокрема, NASA вимірювала, чи ефективно система теплового захисту забезпечувала безпеку екіпажу та систем Orion під час повторного входу корабля в атмосферу Землі. Цей тестовий політ був першим, коли астронавти летіли на борту Orion.
Orion досяг максимальної швидкості, що в 39 разів перевищує швидкість звуку, і зіткнувся із зовнішніми температурами понад 4000 градусів за Фаренгейтом (2200 °C) на своєму піку. При цьому чотири астронавти перебували в кабіні Orion з температурою приблизно 24 °C під час повернення на Землю з Місяця.
Після аналізу NASA висновків щодо теплозахисного щита Artemis I, проведеного з урахуванням широкого спектра випробувань матеріалів у дугових струменевих печах у Research Center NASA Еймса у Кремнієвій долині Каліфорнії, агенція змінила траєкторію повторного входу Orion для Artemis II, скоротивши максимальну відстань польоту корабля між входом в атмосферу Землі й приземленням у Тихому океані. Аналіз перед місією показав, що обмеження відстані зменшить час, який теплозахисний щит корабля проводить у температурному діапазоні, де виникало явище з теплозахисним щитом Artemis I.
Космічний апарат увійшов в атмосферу з точністю, потрапивши всього в 192 фути (59 м) від запланованої точки входу, і приземлився на воду за 0,59 милі (0,95 км) від передбачуваного місця посадки біля узбережжя Сан-Дієго. Початкові перевірки теплового захисту, включно з фото та відео від водолазів після приземлення та подальшими інспекціями на судні для підйому, показали, що він працював, як очікувалося, з суттєвим зменшенням кількості тріщин і втрати обвугленого шару у порівнянні з Artemis I.
Менша дальність спуску зменшила втрати теплозахисного щита
Відколи космічний апарат повернувся до Космічного центру імені Кеннеді NASA у Флориді після місячної місії, експерти з теплового захисту почали додаткове дослідження теплозахисного щита, який складався зі 186 унікальних блоків абляційного матеріалу під назвою Avcoat. Потім теплозахисний щит перевезли до Космічного центру імені Маршалла NASA у Гантсвіллі (Алабама), де у серпні почалися роботи з вилучення зразків та внутрішнього рентгенівського сканування, щоб отримати додаткову інженерну інформацію про систему та поведінку матеріалу.
Огляд післяпольотної оцінки показав, що аеродинамічні та аеротермічні характеристики Orion, включаючи теплозахисний щит і термозахисну систему задньої частини, відповідали інженерним прогнозам, заснованим на передпольотних аналізах і наземних випробуваннях. Менша допустима дальність спуску під час входу зменшила тріщини та втрату обвугленого шару на теплозахисному щиті Artemis II у порівнянні з Artemis I у 10 разів, доводячи ефективність зміни траєкторії. Інженери знайшли лише дев’ять місць втрати обвугленого шару різних розмірів на щиті Artemis II, у порівнянні зі 103 під час Artemis I.
Аналіз також показав, що конструкція теплозахисного щита Orion залишалася незмінною від Artemis I до Artemis II про що свідчить робота таких елементів системи, як шви між блоками Avcoat теплозахисного щита та Avcoat навколо болтів роз’єднання підкладки щита.
Ознак перегріву немає
Післяпольотний огляд задньої оболонки Orion, захисного покриття на похилих боках екіпажного модуля, що складається з 1300 керамічних плиток, показав очікувану роботу по всій поверхні модуля. Візуальні огляди показали, що елементи задньої оболонки, призначені для герметизації та захисту отворів, таких як вікна, вентиляційні отвори, двигуни та бічний люк, також відповідали очікуванням. Ознак перегріву не було.
Команда провела постпольотне лазерне сканування поверхні теплозахисного щита та порівняє ці дані з попередніми вимірами, щоб визначити знос матеріалу, який потім буде зіставлений з прогнозами аналізу. Інженери продовжують відбір зразків теплозахисного щита у Космічному центрі NASA ім. Маршалла, а також подальше тестування матеріалів, оцінку та тепловий аналіз, щоб підтримати довгострокове розроблення теплозахисного щита, виробничі зусилля та збір даних.
Рух до місії Artemis III
Продуктивність Orion і аналіз команди під час Artemis II демонструють надійність системи, здатність підтримувати екіпаж та ключові висновки, які допоможуть покращити місію Artemis III і наступні польоти. Після масштабного дослідження теплозахисного щита з Artemis II були внесені вдосконалення до дизайну теплозахисного щита для Artemis III, щоб досягти однорідності та стабільної проникності блоків Avcoat.
Техніки прикріпили термозахисний щит до модуля екіпажу Orion для Artemis III у космічному центрі NASA ім. Кеннеді на початку липня, а модулі екіпажу та сервісний модуль Orion були об’єднані наприкінці липня. Відтоді космічний апарат вперше ввімкнули, що дозволило інженерам перевірити, що всі з’єднувальні лінії між двома модулями працюють як планувалося.
NASA продовжує рухатися до місії Artemis III, поки команди готують космічний корабель Orion до місії наступного року на низькій навколоземній орбіті. Космічна агенція запустить ракету SLS та корабель Orion з астронавтами NASA Ренді Брезніком, Френком Рубіо та Андре Дугласом, а також астронавтом ESA (Європейської космічної агенції) Лукою Пармітано, щоб зістикуватися з тестовими зразками людського посадкового модуля від Blue Origin та SpaceX, продемонструвати ключові системи та операції, необхідні для майбутніх висадок на Місяць, починаючи з Artemis IV у 2028 році.
