La NASA ancora non comprende la causa principale del problema dello scudo termico di Orion

I funzionari della NASA hanno dichiarato riuscita la missione Artemis I alla fine del 2021, ed è difficile discutere con tale valutazione. Il razzo Space Launch System e la navicella spaziale Orion si sono comportati in modo quasi impeccabile durante un volo senza pilota che li ha portati intorno alla Luna e di nuovo sulla Terra, ponendo le basi per l’Artemis II, la prima missione dell’equipaggio del programma.

Ma una delle cose che gli ingegneri hanno visto su Artemis I che non corrispondeva del tutto alle aspettative era un problema con lo scudo termico della navicella Orion. Quando la capsula è rientrata nell’atmosfera terrestre alla fine della missione, lo scudo termico si è ablato, o si è bruciato, in modo diverso da quanto previsto dai modelli computerizzati.

Una quantità maggiore di materiale carbonizzato del previsto si è staccata dallo scudo termico durante il rientro dell’Artemis I, e il modo in cui si è staccato è stato alquanto irregolare, hanno detto i funzionari della NASA. Lo scudo termico di Orion è costituito da un materiale chiamato Avcoat, progettato per bruciarsi quando la navicella spaziale si tuffa nell’atmosfera a 25.000 mph (40.000 km orari). Di ritorno dalla Luna, Orion ha incontrato temperature fino a 5.000° Fahrenheit (2.760° Celsius), più calde di quelle che un veicolo spaziale vede quando rientra nell’atmosfera dall’orbita terrestre bassa.

Nonostante il problema dello scudo termico, la navicella spaziale Orion è atterrata in sicurezza nell’Oceano Pacifico. Gli ingegneri hanno scoperto la carbonizzazione irregolare durante le ispezioni post-volo.

Nessuna risposta ancora

Amit Kshatriya, che supervisiona lo sviluppo delle missioni Artemis nella divisione di esplorazione della NASA, ha detto venerdì che l’agenzia sta ancora cercando la causa principale del problema dello scudo termico. I manager vogliono essere sicuri di aver compreso la causa prima di procedere con Artemis II, che invierà gli astronauti Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch e Jeremy Hansen in un volo di 10 giorni attorno al lato nascosto della Luna.

Questa sarà la prima volta che gli esseri umani voleranno vicino alla Luna dall’ultima missione Apollo del 1972. A gennaio, la NASA aveva annunciato un ritardo nel lancio di Artemis II dalla fine del 2024 fino a settembre 2025, in gran parte a causa dell’indagine irrisolta sulla questione dello scudo termico. .

“Siamo ancora nel bel mezzo della nostra indagine sulle prestazioni dello scudo termico dell’Artemis I”, ha detto Kshatriya venerdì in un incontro con un comitato del Consiglio consultivo della NASA.

Gli ingegneri hanno eseguito test sugli scudi termici su scala ridotta nelle gallerie del vento e negli impianti di getti ad arco per comprendere meglio cosa ha portato alla carbonizzazione irregolare su Artemis I. “Ci stiamo avvicinando alla risposta finale in termini di quella causa”, ha detto Kshatriya.

I funzionari della NASA hanno precedentemente affermato che è improbabile che sarà necessario apportare modifiche allo scudo termico già installato sulla navicella Orion per Artemis II, ma non lo hanno escluso. Una riprogettazione o modifiche allo scudo termico Orion su Artemis II ritarderebbero probabilmente la missione di almeno un anno.

Gli ingegneri stanno invece analizzando tutte le possibili traiettorie che la navicella spaziale Orion potrebbe percorrere quando rientrerà nell’atmosfera al termine della missione Artemis II. Su Artemis I, Orion ha volato con un profilo di rientro saltato, dove si è immerso nell’atmosfera, è tornato nello spazio e poi ha effettuato un’ultima discesa nell’atmosfera, un po’ come una roccia che salta attraverso uno stagno. Questo profilo consente a Orion di effettuare ammaraggi più precisi vicino alle squadre di recupero nell’Oceano Pacifico e riduce le forze G sulla navicella spaziale e sull’equipaggio che viaggia all’interno. Inoltre suddivide il carico termico sul veicolo spaziale in due fasi.

Le missioni Apollo hanno seguito un profilo di rientro diretto. È disponibile anche una modalità di rientro chiamata ingresso balistico, in cui la navicella spaziale volerebbe attraverso l’atmosfera senza guida.

Il materiale carbonizzato ha iniziato a volare via dallo scudo termico nella prima fase del rientro con il skip. Gli ingegneri stanno esaminando come il profilo di rientro con salto abbia influenzato le prestazioni dello scudo termico Orion. La NASA vuole capire come si comporterebbe lo scudo termico di Orion durante ciascuna delle possibili traiettorie di rientro di Artemis II.

“Ciò che chiediamo ai team di analisi di dire: ‘OK, indipendentemente da quali saranno i vincoli, cosa possiamo tollerare?’ Ha detto Kshatriya.

Una volta che i funzionari avranno compreso la causa della carbonizzazione dello scudo termico, gli ingegneri determineranno il tipo di traiettoria di cui l’Artemis II avrà bisogno durante il rientro per ridurre al minimo il rischio per l’equipaggio. Quindi, i manager cercheranno di costruire quella che la NASA chiama la logica del volo. Essenzialmente, questo è un processo per convincersi che il veicolo spaziale è sicuro da volare.

“Quando metteremo tutto insieme, o avremo una logica di volo oppure non lo avremo”, ha detto Kshatriya.

Supponendo che la NASA approvi la logica del volo per Artemis II, ci saranno ulteriori discussioni su come garantire che gli scudi termici Orion siano sicuri per volare nelle missioni Artemis downstream, che avranno profili di rientro a velocità più elevata quando gli astronauti ritornano dagli atterraggi sulla Luna.

Nel frattempo, presso il Kennedy Space Center della NASA, continuano i preparativi per la navicella spaziale Orion per Artemis II. L’equipaggio e i moduli di servizio di Artemis II sono stati accoppiati insieme all’inizio di quest’anno e l’intera navicella spaziale Orion si trova ora all’interno di una camera a vuoto per test ambientali.