Artemis II će se osloniti na Orionov toplotni štit pri povratku pri brzinama do ~25.000 mph i temperaturama do ~5.000 °F. Na Artemis I su zabeležene pukotine i delimičan gubitak Avcoat sloja zbog zadržavanja gasova tokom skip‑entry manevra. NASA je sprovela opsežna laboratorijska testiranja i odlučila da za Artemis II primeni kraći "lofted" profil ulaska, dok pojedini stručnjaci i dalje traže dodatne nezavisne analize.
Artemis II: Hoće Li Toplotni Štit Oriona Sačuvati Posadu Pri Povratku?
The uncrewed Artemis I came back with unexpected charring on the spacecraft's heat shield. This is an artist's imagining of that reentry.NASA/Liam Yanulis
Kada se kapsula Artemis II vrati kroz Zemljinu atmosferu, kretće se brzinom od oko 25.000 milja na sat i izložiti temperaturama do približno 5.000 °F. Jedina štit i poslednja linija odbrane posade pri tom izuzetno toplom i brzim re‑entryju je toplotni štit Orion kapsule.
After NASA’s Orion spacecraft was recovered at the conclusion of the Artemis I mission, its heat shield was removed for inspection. Its surface was unexpectedly charred and had chunks missing.NASA
Šta se desilo na Artemis I
Orionov štit prečnika 16,5 stopa (oko 5 m) koristi Avcoat — ablativni materijal na bazi silika vlakana, naslednik materijala sa Apola. Posle iskrcavanja Artemis I (splashdown 11. decembra 2022.), inženjeri su zatekli neočekivano ponašanje: umesto ujednačenog ablativnog sagorevanja, uočeni su pukotine i nedostajući delovi karbonizovanog sloja na više mesta.
A test block of Avcoat undergoes heat pulse testing inside an arc jet test chamber at NASA’s Ames Research Center in California.NASA
Istraga i testovi
NASA je pokrenula opsežnu, višemesečnu istragu i laboratorijska ispitivanja kako bi razumela uzrok. Uzorke i simulacije izvodili su u nekoliko centara, uključujući Ames Arc Jet Complex, Wright‑Patterson laboratoriju i Marshall Space Flight Center. Testovi su obuhvatili aerotunelska ispitivanja, testove propustljivosti i simulacije najgorih scenarija.
Engineering technicians Pedro Solano, left, and Aaron Poulin, right, conduct a heat shield test. This is the first time the heat shield is tested in an environment combining the two forms of heating: radiant and convective.Dominic Hart/NASA
Zaključak tima bio je da je glavni uzrok bio manjak poroznosti u Avcoat sloju koji je doveo do zarobljavanja gasova tokom procesa dekompozicije materijala. Tokom specifičnog profila re‑entryja primenjenog na Artemis I — tzv. "skip entry" (kratko podizanje iz atmosfere radi usporavanja i preciznijeg sletanja) — Avcoat se zagrejao i u njemu su se stvorili pritisci koji su uzrokovali pucanje i delimično odvajanje ugljeničenog sloja na više mesta.
Avcoat block bonding on Artemis II's heat shield was completed in July 2020.NASA/Isaac Watson
Odgovor NASA i odluka za Artemis II
Timovi su razmatrali opciju redizajna i zamene štita, ali bi to značajno odložilo program. Pošto su obavili dodatne testove, uključili worst‑case simulacije i analizirali granice bezbednosti, NASA je donela odluku da Artemis II poleti sa postojećim štitom, ali uz izmenu profila ponovnog ulaska.
Teams install the heat shield on the Artemis II Orion spacecraft. The 16.5-foot-wide shield will ensure the safe return of the astronauts on board as the spacecraft travels at speeds of about 25,000 miles per hour.NASA/Cory Huston
Umesto dugog skip‑manevra iz Artemis I, za Artemis II predviđen je kraći, "lofted entry" — postepeniji nalet u atmosferu koji smanjuje termalno opterećenje Avcoat sloja. NASA ističe da, prema simulacijama uključujući i scenarije potpune lokalne degradacije štita, struktura zadnje školjke i dalje čuva marginu bezbednosti za posadu.
Rasprava među stručnjacima
Odluka nije prošla bez kritika. Charles Camarda, bivši astronaut i stručnjak za toplotne štitove, izrazio je sumnju u potpunost analize i zatražio širu nezavisnu, multiphysics verifikaciju. S druge strane, John "Danny" Olivas, takođe bivši astronaut i inženjer, imao je pristup podacima i testovima i podržao je NASA‑inu procenu, smatrajući da su worst‑case simulacije dovoljno ubedljive.
"Ljudski letovi nose neizvesnost, ali standardni inženjerski proces identifikuje rizik, testira ga i koristi operativne mere da zaštiti posadu," izjavio je jedan od vođa programa.
Zaključak i spremnost posade
NASA je procenila da je prihvatljiv rizik da Artemis II poleti sa postojećim štitom uz promenjeni re‑entry profil. Posada misije izjavila je poverenje u vozilo i procedure, dok nezavisni stručnjaci ostaju podeljeni u proceni potpunog razumevanja uzroka sa Artemis I. Svemirski letovi su inherentno rizični, ali odluke se donose na osnovu analize, testova i operativnih kompromisa.
Pratite dalju pokrivenost Artemis II i rezultate narednih letova i testova.
Pomozite nam da budemo bolji.
