Noc prawdy dla NASA. Artemis II przed najtrudniejszym etapem

Historyczna misja dostarczyła wielu wartościowych informacji oraz fascynujących zdjęć. Podróż w stronę Księżyca nie jest wolna od zagrożeń, jednak nad trajektorią „czuwa” Sir Isaac Newton, a całość kontrolują inżynierowie i systemy pokładowe. Największe potencjalne ryzyko pojawi się w końcowej fazie misji.

Chodzi o ponowne wejście kapsuły Orion w atmosferę Ziemi, które nastąpi w nocy z 10 na 11 kwietnia. W tym etapie lotu nagrzewanie oraz przeciążenia działające na statek osiągną maksimum ze względu na silny opór aerodynamiczny. Na wysokości około 120 km Orion osiągnie prędkość maksymalną około 38 365 km/h.

Kolejnym zagrożeniem będzie problematyczna łączność z Ziemią. „Gaz otaczający statek jest tak mocno rozgrzany, że staje się przewodzącą elektryczność plazmą, co blokuje komunikację między statkiem kosmicznym a światem zewnętrznym. Oznacza to, że astronauci nie będą mogli komunikować się z nikim na Ziemi przez krótki czas.” - wyjaśnia dr Chris James z Uniwersytet w Queensland.

Zagrożenie tkwi w wytrzymałości osłony termicznej, która ma chronić kapsułę przed temperaturą 2500-2800°C. Dlaczego? W 2022 roku NASA wysłała misję Artemis I, w ramach której Orion bez załogi okrążył Księżyc i wrócił na Ziemię. Agencja zidentyfikowała ponad 100 miejsc, w których materiał ablacyjny osłony uległ zużyciu podczas ponownego wejścia w atmosferę w inny sposób niż oczekiwali naukowcy.

Budowa osłony termicznej Oriona

„Osłona termiczna statku Orion składa się z dwóch części: struktury nośnej oraz systemu ablacyjnego. Strukturę nośną tworzy tytanowy szkielet, na który naciągnięty jest płaszcz (skóra) węglowy. Jest to część osłony, bezpośrednio mocowana do modułu załogowego. System ablacyjny jest wykonany z materiału Avcoat - ten sam typ, który został użyty w misjach Apollo.” - tłumaczy naszej redakcji mgr inż. Agata Białek, starszy specjalista z Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.

Ekspertka wyjaśnia, że Avcoat jest materiałem wykonanym z włókien szklanych (uformowanych w plastry miodu), wypełnionych materiałem ablacyjnym. Materiał ablacyjny tworzą termoodporne polimery tj. żywice fenolowe, specyficzne rodzaje żywic epoksydowych, silikony. Tutaj jest to żywica epoksydowo-nowolakowa.

Na podstawie informacji podanych przez NASA, specjalistka z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk wyjaśnia, że przeprowadzona przez NASA analiza (oraz dodatkowe testy) wykazały, że wewnątrz osłony termicznej zbierały się gazy (produkty ablacji tejże osłony), które doprowadziły do rozerwania się struktury jej materiału.

"Nie ma co owijać w bawełnę"

Kluczowe podczas procesu wejścia w atmosferę będzie odpowiedni kąt kapsuły. „Nie ma co owijać w bawełnę; musimy osiągnąć ten kąt poprawnie, w przeciwnym razie wejście w atmosferę nie powiedzie się.” - powiedział Jeff Radigan, główny dyrektor lotu Artemis II.

Oczywiście NASA przeanalizowała przebieg misji Artemis I i na tej podstawie zoptymalizowała profil powrotu dla Artemis II. Ponadto osłona termiczna kapsuły Orion nie była używana wcześniej i w tej misji zostanie zastosowany nowy egzemplarz.

Na wysokości 7-10 km zostaną rozłożone spadochrony hamujące kapsułę, która wyląduje w Oceanie Spokojnym. Załoga zostanie ewakuowana przez zespoły ratunkowe na pokładzie amfibijnego transportowca USS John P. Murtha.