Viețile astronauților din misiunea Artemis ll depind acum de rezistența scutului termic al capsulei Orion

Când echipajul misiunii Artemis II se va întoarce pe Pământ, după zborul în jurul Lunii, capsula Orion va reintra în atmosferă la aproximativ 120 de kilometri deasupra Oceanului Pacific, cu o viteză de 38.000 km/h, ca și cum ai face zborul de la Los Angeles la New York în numai 6 minute.

În câteva secunde, temperatura de pe scutul său termic, lat de 5 metri, va urca la aproximativ 2.200 de grade Celsius, cam jumătate din temperatura suprafeței vizibile a soarelui, pe măsură ce naveta va încetini rapid, ca o minge de foc încărcată electric, din cauza frecării atmosferice.

Amerizarea este așteptată la ora 20:07 ET, adică 03:07 dimineața, ora României

„Avem mare încredere în scutul termic, în parașute și în sistemele de recuperare pe care le-am construit”, a declarat joi Amit Kshatriya, administrator asociat al NASA. „Ingineria susține scutul termic, datele de zbor ale navei Artemis I îl susțin. Toate testele noastre la sol îl susțin, analizele noastre îl susțin, iar mâine, pe baza acestei încrederi echipajul își va încredința viața scutului termic.”

Echipajul și managerii misiunii sunt încrezători, spun ei, în ciuda problemelor majore cu scutul termic folosit în timpul zborului de testare Artemis I fără pilot din 2022, când materialul Avcoat care alcătuia scutul a dezvoltat fisuri subterane și pungi de gaz care au spulberat bucăți din stratul exterior de „carbonizare” al barierei de protecție.

După aproape doi ani de teste și analize, inginerii au fost surprinși să descopere că daunele au fost cel mai probabil cauzate de lipsa de permeabilitate a materialului Avcoat în timpul unei anumite faze a reintrării în atmosferă, când scutul solar se confrunta cu temperaturi externe mai scăzute, în timp ce straturile interne erau încă extrem de înalte, generând gaz care nu putea scăpa.

Managerii agenției NASA au decis să comande un ecran termic cu un design diferit pentru misiunile Artemis ulterioare. Însă ecranul termic pentru zborul Artemis II, identic cu cel utilizat cu Artemis I, era deja instalat. Înlocuirea acestuia cu un design nou ar fi întârziat misiunea cu 18 luni sau mai mult.

În schimb, managerii NASA au optat pentru lansarea Artemis II „ca atare”, pe baza datelor de testare și a unei analize exhaustive, care a indicat că scutul ar funcționa corect dacă traiectoria de reintrare ar fi modificată pentru a elimina fluctuațiile de temperatură și presiune care au contribuit la daunele observate după zborul Artemis I.

„Au făcut o cantitate enormă de cercetări, o mulțime de cercetări inovatoare în unele instalații pe care nu le mai folosisem înainte și au descoperit cauza principală”, a spus Wiseman.

„Au făcut teste în tunelul aerodinamic, teste cu laser și teste de hiperviteză și au stabilit că, dacă venim cu acest profil elevat… acest scut termic va fi sigur pentru noi să zburăm.”

Defecțiuni neașteptate la scutul termic al Orion ridică semne de întrebare pentru misiunile Artemis

Problemele apărute la scutul termic al capsulei Orion în timpul misiunii Artemis I au declanșat îngrijorări în rândul inginerilor NASA, în pofida faptului că reintrarea în atmosferă și amerizarea au fost considerate un succes, potrivit concluziilor unei investigații oficiale.

Capsula nepilotată a urmat atunci o traiectorie de reintrare de tip „skip”, concepută pentru a reduce viteza și a oferi flexibilitate în alegerea zonei de aterizare.

După o primă coborâre în atmosfera superioară, Orion a revenit pe o traiectorie ascendentă înainte de reintrarea finală.

Deși vehiculul a aterizat conform planului și nu ar fi pus în pericol un echipaj uman, inspecțiile ulterioare au relevat degradări neprevăzute ale scutului termic.

Potrivit Biroului Inspectorului General al NASA, peste 100 de zone ale materialului ablativ Avcoat au prezentat uzură diferită față de estimările inițiale. În loc să se topească uniform, așa cum fusese proiectat, stratul exterior de carbon a crăpat și s-a desprins în fragmente.

Investigația a indicat că problema este legată de permeabilitatea insuficientă a materialului. După prima intrare în atmosferă, Avcoat-ul nu a reușit să elimine eficient gazele generate în urma procesului de piroliză din straturile interne, deoarece stratul exterior devenise mai puțin permeabil odată cu reducerea temperaturii în faza de urcare.

Presiunea acumulată a dus ulterior la desprinderea unor porțiuni din scutul Artemis I, în timpul celei de-a doua reintrări în atmosfera Pământului

Inginerii NASA au testat o soluție care presupune modificarea traiectoriei de reintrare pentru misiunea Artemis II. Capsula va continua să utilizeze o traiectorie de reintrare de tip „skip”, însă cu parametri ajustați: prima coborâre în atmosferă va fi mai puțin profundă, iar revenirea pe traiectoria ascendentă va fi mai scurtă și mai rapidă.

Această modificare urmărește menținerea unei temperaturi suficient de ridicate în stratul exterior al scutului termic, astfel încât materialul Avcoat să rămână permeabil și să permită evacuarea gazelor generate în timpul reintrării. O echipă independentă de evaluare a validat această abordare.

Totuși, această ajustare vine cu compromisuri: reduce flexibilitatea în alegerea zonei de amerizare, în special în cazul unor condiții meteo nefavorabile, și implică o expunere mai ridicată și mai susținută la temperaturi în timpul coborârii finale. Oficialii susțin însă că acest regim termic este necesar pentru funcționarea corectă a scutului.

Criticile nu au întârziat să apară. Fostul astronaut Charles Camarda a avertizat că NASA ar putea subestima complexitatea problemei și riscurile asociate, subliniind că „istoria arată că accidentele se produc atunci când organizațiile cred că înțeleg probleme pe care nu le înțeleg pe deplin”.

În replică, membri ai echipajului Artemis II și oficiali implicați în program afirmă că analiza este solidă și că procesul de evaluare a fost riguros, deși recunosc că operațiunile implicate: reintrarea în atmosferă, scuturile termice și parașutele rămân elemente critice, fără toleranță la erori.

Misiunea Artemis II, prima cu echipaj uman din programul lunar al NASA, va testa aceste ajustări într-un context operațional, în timp ce agenția încearcă să reducă riscurile înainte de revenirea astronauților pe Lună.

Citește și: Astronauții Artemis II revin pe Pământ după ocolul Lunii, cu amerizarea programată vineri, în Pacific