Din anumite motive, NASA tratează problemele scutului termic al lui Orion ca pe un secret

Pentru cei care urmează programul de zbor spațial uman al NASA, când scutul termic al navei spațiale Orion s-a crăpat și s-a rupt în timpul reintrării atmosferice pe zborul de testare Artemis I nepilotat la sfârșitul anului 2022, ce a cauzat a devenit o întrebare arzătoare.

Mai mulți oficiali NASA au spus luni că acum știu răspunsul, dar nu spun. În schimb, oficialii agenției vor să aștepte până când se fac mai multe analize pentru a determina ce înseamnă acest lucru pentru Artemis II, prima misiune a echipajului navei spațiale Orion în jurul Lunii, programată oficial pentru lansare în septembrie 2025.

„Am ajuns la o cauză fundamentală”, a declarat Lakiesha Hawkins, administrator asociat adjunct adjunct al biroului programului NASA Moon to Mars, ca răspuns la o întrebare adresată de Ars luni la Simpozionul de explorare spațială Wernher von Braun din Huntsville, Alabama.

„Luăm conversații în cadrul agenției pentru a ne asigura că avem o bună înțelegere nu numai a ceea ce se întâmplă cu scutul termic, ci și a pașilor următori și a modului în care acest lucru se aplică de fapt cursului pe care îl luăm pentru Artemis II”, a spus ea. . „Și vom fi în măsură să putem împărtăși unde suntem cu asta, sperăm, înainte de sfârșitul anului.”

Determinare concludentă

În timp ce programul spațial se află departe de lista priorităților majorității alegătorilor, aceasta înseamnă că o decizie și un anunț cu privire la ceea ce se va întâmpla cu Artemis II nu vor veni până în perioada post-electorală de șchioapă din săptămânile de scădere ale administrației Biden, și probabil mandatul lui Bill Nelson ca administrator al NASA. Aceasta este cu câteva luni mai târziu decât se așteptau oficialii NASA să ia o decizie.

Întrebarea aici este dacă managerii NASA decid că este suficient de sigur să zboare cu scutul termic Orion așa cum este pe Artemis II sau dacă este prea riscant cu oameni la bord. Artemis II va fi o misiune de 10 zile care își va duce echipajul de patru persoane pe o cale în jurul părții îndepărtate a Lunii, apoi înapoi pe Pământ. Aceasta va fi prima dată când oamenii călătoresc la astfel de distanțe de când programul Apollo s-a încheiat cu mai bine de 50 de ani în urmă.

Pe Artemis I, nava spațială Orion a zburat în jurul Lunii timp de aproximativ trei săptămâni, apoi s-a întors pe Pământ pentru o stropire la țintă în Oceanul Pacific pentru a încheia un zbor de testare de 25 de zile. Scutul termic, realizat dintr-un material numit Avcoat, trebuia să ardă treptat și uniform atunci când nava spațială Orion a plonjat în atmosferă cu o viteză de peste 24.500 mph (aproape 40.000 km/h), mult mai rapid decât o capsulă care se întorcea din orbita joasă a Pământului. Artemis I a fost prima dată când capsula echipajului Orion, construită de Lockheed Martin, s-a întors pe Pământ cu o asemenea viteză din spațiul adânc.

În schimb, materialul Avcoat s-a crăpat în mod neașteptat, făcând ca bucăți carbonizate să cadă de pe scutul termic și lăsând cavități asemănătoare gropilor. Nava spațială Orion s-a împroșcat în siguranță, iar dacă astronauții ar fi fost înăuntru, ar fi fost bine. Cu toate acestea, nava spațială nu a funcționat așa cum au prezis inginerii, iar demonstrarea funcției scutului termic a fost unul dintre obiectivele principale ale misiunii Artemis I. În lumea neiertătoare a zborurilor spațiale umane, asta ar trebui – și a făcut – să le dea inginerilor o pauză.

O investigație internă și o anchetă independentă și-au finalizat investigația cu privire la cauza eroziunii scutului termic în urmă cu câteva luni.

„Avem o determinare concludentă cu privire la cauza principală a problemei”, a declarat Lori Glaze, administrator asociat adjunct interimar al Direcției Misiunii de Dezvoltare a Sistemelor de Explorare a NASA, care supraveghează programul Artemis care vizează întoarcerea astronauților americani pe Lună.

Într-un pas mai departe, ea a spus că inginerii au confirmat cauza principală și au reprodus pierderea de carbon prin testare în interiorul unei instalații cu jet cu arc la Centrul de Cercetare Ames al NASA din California. Această facilitate poate simula încălzirea aero-termodinamică pe care o suportă o navă spațială în timpul unei intrări hipersonice în atmosferă. Pentru a face acest lucru, inginerii folosesc o cameră de testare cu un arc electric continuu pentru a încălzi și a extinde gazele la temperaturi puternice, apoi direcționează fluxul supraîncălzit către o probă de testare suspendată în vid.

Această capacitate face ca unitatea de testare cu jet cu arc să fie unică, dar încă nu poate reproduce pe deplin solicitările la care se confruntă scutul termic al unei nave spațiale în timpul reintrarii. Sunt unele lucruri care sunt pur și simplu de necunoscut până când zburați, a spus Victor Glover, pilotul misiunii Artemis II, într-un interviu acordat Ars la începutul acestui an.

„Ceea ce facem acum este să evaluăm care este abordarea adecvată pentru Artemis II, în ceea ce privește scutul termic”, a spus Glaze luni. „Știm ce trebuie făcut pentru misiunile viitoare, dar scutul termic Artemis II este deja construit. Deci, cum asigurăm siguranța astronauților cu Artemis II?”

Acesta va fi a doua decizie majoră privind siguranța zborului spațial uman NASA va face anul acesta, în urma alegerii agenției de a încheia primul zbor de testare pilotat al capsulei comerciale a echipajului Boeing fără astronauții săi în cabină. În schimb, echipajul de două persoane al capsulei a rămas în urmă la Stația Spațială Internațională, după ce managerii NASA nu s-au putut simți confortabil cu defecțiunile sistemului de propulsie al lui Starliner.

Ei nu spun

Vorbind la o întâlnire a oamenilor de știință lunari luni, Glaze a spus că NASA dorește să finalizeze teste suplimentare înainte de o determinare finală cu privire la ce să facă cu Artemis II. Decizia finală, a spus ea, va fi luată de administratorul NASA Bill Nelson.

„Ne așteptăm ca testarea suplimentară să se încheie până la sfârșitul lunii noiembrie, iar apoi anticipăm discuții cu administratorul, care va lua decizia finală cu privire la modul de a proceda”, a spus Glaze. „Știu că toți dorim mai multe informații mai repede, mai devreme, mai bine. Le mutăm cât de repede se poate mișca și vor fi luate decizii.”

Un participant la întâlnirea de știință lunară din Houston a întrebat-o pe Glaze dacă ar putea împărtăși cauza principală a eroziunii scutului termic. „Nu voi împărtăși chiar acum”, a răspuns ea. „Când va ieși, totul va ieși împreună.”

De asemenea, Ars a cerut unui purtător de cuvânt al NASA detalii despre cauza principală. Purtătorul de cuvânt a confirmat că agenția a determinat cauza principală, dar a refuzat să identifice cauza, spunând că informațiile sunt „în curs de revizuire”, deoarece oficialii pun la cale calea de urmat pentru Artemis II. Purtătorul de cuvânt a făcut ecou declarația lui Hawkins că NASA va publica mai multe informații înainte de sfârșitul anului.

NASA nu a fost un model de deschidere în timpul investigației scutului termic. Agenția a dezvăluit prima dată performanța neașteptată a scutului termic Orion în martie 2023, la patru luni după încheierea misiunii Artemis I.

A fost abia în luna mai a acestui an, la aproape un an și jumătate după întoarcerea lui Artemis I pe Pământ, când Inspectorul general de pază al NASA a emis un raport care includeau primele imagini disponibile public despre starea scutului termic Orion după stropire.

Un alt raport eliberat de Biroul de Responsabilitate Guvernamentală (GAO) în iunie a spus că o analiză preliminară a problemei scutului termic sugera inginerilor că „permeabilitatea materialului a fost mai mică decât indicaseră modelele lor”.

„Pentru Artemis II, oficialii au spus că investigația actuală evaluează traiectoriile de zbor cu o nouă modelare a scutului termic pentru a determina dacă aceasta va fi suficientă pentru a rezolva această problemă”, a spus GAO.

Din raportul GAO nu a fost clar dacă această problemă a fost legată de designul scutului termic sau de modul în care a fost fabricat și instalat. Materialul Avcoat, dezvoltat de Textron Systems și produs sub licență de Lockheed Martin, este atașat la baza navei spațiale Orion în 186 de blocuri turnate așezate deasupra structurii de bază a scutului termic.

Nava spațială Orion este bine în curs pentru misiunea Artemis II. Scutul termic Artemis II este deja montat pe partea de jos a capsulei Orion pentru echipaj, care ea însăși este cuplată cu partea superioară a modulului de service al lui Orion, construit în Europa. Pentru a face orice modificări la scutul termic, tehnicienii ar trebui să demonteze parțial nava spațială, să o repare, apoi să reconectați cele două elemente principale ale navei spațiale și, probabil, să refacă unele dintre testele de zbor deja finalizate pe vehicul.

Acest lucru ar întârzia în mod inevitabil misiunea Artemis II cu un an sau mai mult. De aceea, inginerii speră că pot prezenta date pentru a convinge managerii și oficialii de siguranță ai echipajului că este sigur să zboare scutul termic așa cum este. Există modalități în care inginerii pot modula profilul de încălzire pe scutul termic ajustând unghiul de intrare a navei spațiale Orion în atmosferă la sfârșitul misiunii Artemis II. Ars a discutat unele dintre aceste opțiuni într-o poveste publicat în luna mai.