Po prawie 10 dniach w kosmosie, po historycznej orbicie wokół Księżyca, czterech astronautów misji NASA Artemis II stanęło przed najniebezpieczniejszym momentem w ich historii: nie w głębokim kosmosie, ale w ciągu ostatnich 13 minut podróży do domu.
Zanim statek kosmiczny Orion, nazwany przez załogę Integrity, opuścił stanowisko startowe Centrum Kosmicznego im. Kennedy’ego na Florydzie 1 kwietnia, NASA wiedziała, że istnieje problem. Podczas bezzałogowej misji Artemis I w 2022 roku inżynierowie odkryli ponad 100 miejsc w osłonie termicznej Oriona, które pękły i uległy uszkodzeniu podczas ponownego wejścia w atmosferę.
Oto problem: nie powinieneś tego robić. Tarcza została zaprojektowana tak, aby topić się, a nie eksplodować na kawałki. Zamiast tego naukowcy odkryli, że przyczyną był problem z ciśnieniem ukryty w samej osłonie. Gdy kapsuła zanurzyła się w atmosferze, wewnętrzne warstwy nagrzały się w procesie zwanym pirolizą, wychwytując gaz.
Kiedy kapsuła na krótko opuściła atmosferę podczas swojego „skoku” (tj. wejścia w skok, czyli gdy powracający z dużą prędkością statek kosmiczny zanurza się w górne warstwy atmosfery Ziemi. Jest to manewr sterowany, którego używa, aby przeskoczyć przez powłokę, dokładnie odwzorowując skałę „przeskakującą” przez staw, a wszystko to przed ponownym wejściem w celu ostatecznego lądowania. Zewnętrzna powłoka stwardniała i stała się nieprzepuszczalna. Stanowiło to problem, ponieważ gaz nie miał dokąd uciec. W drugim przypadku ciśnienie spadło wybuchł, zabierając ze sobą kawałki osłony termicznej.
Teraz zastanawiacie się, to był Artemis I. Z pewnością nigdy nie wsadziliby czterech osób (dowódcy Reida Wisemana, pilota Victora Glovera oraz specjalistów ds. misji Christiny Koch i Jeremy’ego Hansena) na pokład statku z takimi defektami. I będziesz miał częściowo rację: Artemis II ma, co zaskakujące, jeszcze mniej przepuszczalną tarczę niż Artemis I, co oznacza, że ten sam tryb awarii był jeszcze bardziej prawdopodobny.
Wszystko zależy od odpowiedniego kąta
Zamiast opóźniać misję o ponad rok w celu zainstalowania przeprojektowanej osłony termicznej (tak jak chciał jeden z inżynierów), NASA wykonała lot Artemisem II z tym samym wadliwym projektem i po prostu zmieniła sposób, w jaki kapsuła wracała. Rozwiązanie było sprzeczne z intuicją: NASA nakazała załodze bardziej konsekwentne dostarczanie większej ilości ciepła. Skracało to fazę skoku i utrzymywało wyższą temperaturę przez cały czas opadania, zapewniając, że zewnętrzna warstwa węgla nigdy nie ostygnie na tyle, aby uwięzić znajdujący się pod nią gaz.
Tak więc czterej astronauci, którzy pobili 56-letni rekord odległości i stali się ludźmi, którzy podróżowali najdalej od Ziemi, kiedy misja okrążyła ich Księżyc, musieli nie tylko przezwyciężyć problemy z wadliwym programem Outlook i śmierdzącymi toaletami, ale musieli wejść w atmosferę ziemską pod odpowiednim kątem, z odpowiednią prędkością i we właściwym czasie, i udało im się.
Czterej astronauci osiągnęli prędkość ponad 30 000 km/h, co odpowiada podróży przez kontynentalne Stany Zjednoczone w około sześć minut. Osłona termiczna o szerokości 5,5 metra osiągnęła temperaturę około 5000 stopni Fahrenheita, czyli około połowę temperatury widocznej powierzchni Słońca. Bardziej stroma i gorętsza trajektoria zapewniła kapsułie mniejszy zasięg manewrowania z dala od złej pogody w pobliżu obszaru wodowania na Pacyfiku.
było warto
Nie wszyscy zgodzili się z planem. Doktor Charles Camarda, były inżynier NASA, publicznie ostrzegł, że NASA nie w pełni rozumie pierwotną przyczynę pęknięcia i że zmodyfikowana trajektoria sprowadza się do „gry w rosyjską ruletkę”. Ale NASA podtrzymała swoje dane. Zastępca administratora Amit Kshatriya jako uzasadnienie podał dane lotu Artemis I, testy naziemne i modele inżynieryjne, a Glover otwarcie przyznał się do ryzyka, zauważając, że osłona termiczna i spadochrony to systemy z wbudowaną zerową odpornością na uszkodzenia.
Kapsuła bezpiecznie wylądowała na Pacyfiku, kończąc pierwszą załogową misję na Księżyc od czasu Apollo 17 w 1972 roku.
