Misija Artemis II: posadka se pripravlja na najnevarnejšo fazo

Posadka misije Artemis II že "pakira kovčke" in se pripravlja na vrnitev na Zemljo, potem ko so na svoji poti okoli Lune odpotovali dlje od našega planeta kot katerikoli ljudje pred njimi.

Misija je vse doslej potekala po načrtih in gladko, strokovnjaki pa opozarjajo, da njen najnevarnejši del še prihaja.

Ob vrnitvi bo namreč kapsula Orion z astronavti opravila "ognjeni vstop" v atmosfero.

Astronavti so s pomočjo kontrolnega centra že opravili zadnje manevre za pristanek – natančno so usmerili kapsulo, ki bo v noči s petka na soboto po našem času začela padati proti Zemlji.

Vrnitev je, tako kot vse faze poleta, skrbno načrtovana, saj je vsaka napaka lahko usodna.

Kapsula Orion se bo proti Zemlji vračala z izjemno hitrostjo približno 11 kilometrov na sekundo oziroma 40.000 kilometrov na uro.

Najprej se bo potopila v zgornjo plast atmosfere, kjer se bo zaradi trenja z zrakom začela segrevati.

Nato se bo (zaradi svoje oblike in vzgona) za kratek čas "odbila" v višje plasti, nato pa bo sledil drugi, končni vstop, ki omogoča varno upočasnitev in pristanek s padali v morju.

Gre za dvostopenjski manever (angleško: skip-reentry), ki so ga izvajali že na misijah Apollo, preizkusili pa na misiji Artemis I brez posadke, ki je bila predhodnica sedanji misiji.

Pri vstopu v atmosfero se zrak pred kapsulo stisne in segreje do temperatur okoli 2800 stopinj Celzija.

Zato je kapsula zaščitena s posebnim ablativnim toplotnim ščitom (Avcoat), ki med vstopom odvaja toploto, pri tem pa se obrablja.

Posebej natančen mora biti vstopni kot, pod katerim bo Orion vstopil v atmosfero. Če je ta prestrm, se kapsula lahko pregreje in zgori, če je preplitev, lahko kapsula “odskoči” nazaj v vesolje.

Med vstopom astronavti doživijo pospeške do približno 4–5 G, štiri do petkrat večji občutek teže, kot jo imajo na Zemlji.

Kako bo Orion pristal

Ko bo Orion drvel proti Zemljinemu površju, se bo najprej ločil od evropskega servisnega modula (ESM), ki mu je med potovanjem zagotavljal energijo.

Medtem ko bo ESM spodaj v atmosferi zgorel, bo Orion vključil motorje, se obrnil in usmeril toplotni ščit proti atmosferi.

V naslednjih 16 minutah – od vstopa v atmosfero do pristanka v oceanu – bo morala kapsula zmanjšati hitrost s 40.000 na samo 207 kilometrov na uro.

Plovilo bo nato v natančno določenem zaporedju odprlo 11 padal in zavornih padal, da bi kapsulo upočasnilo in stabiliziralo na hitrost pod 30 kilometrov na uro.

Ključni trenutek bo nastopil, ko bo med padanjem skozi atmosfero temperatura zunanjosti plovila zaradi trenja z zrakom začela naraščati.

Edino, kar bo posadko ločevalo od visokih temperatur, je približno 7 centimetrov debela plast Avcoata, silicijevih vlaken in epoksidne smole, nameščena v mreži iz steklenih vlaken.

Avcoat inženirji imenujejo ablativni toplotni ščit, kar pomeni, da je zasnovan tako, da med ponovnim vstopom namerno zgoreva.

Toplotni ščit je na zadnjem testu "padel"

Posebnost pristanka misije Artemis II pa je v tem, da bodo astronavti pristanek opravili po tirnici, ki še nikoli ni bila preizkušena, in s toplotnim ščitom, ki na zadnjem testu ni prestal preizkusa, piše portal Mail Online.

V srži pomislekov nekaterih strokovnjakov je prav toplotni ščit, ki je med testiranjem ob vračanju plovila Orion (brez posadke) na misiji Artemis I utrpel obsežne poškodbe.

Nasina preiskava je pokazala, da je plovilo izgubilo koščke materiala na več kot 100 mestih, nekateri veliki vijaki v toplotnem ščitu pa so se zaradi vročine celo stopili.

Kasnejše preiskave so nakazale tudi, da so se plini, ki bi se morali neškodljivo sprostiti navzven, ujeli v materialu in povzročili razpoke, ki so se širile in povzročile, da so se veliki deli toplotnega ščita odlomili.

Tako se toplotni ščit ni enakomerno obrabljal, kot bi se moral, temveč se je odstranjeval po neenakomernem in nepredvidljivem vzorcu.

To pa povečuje tveganje nenadzorovanega segrevanja, ki bi lahko poškodovalo ključne sisteme ali resno ogrozilo posadko.

Po preiskavi je Nasa ščit preoblikovala, a zaradi pomanjkanja časa izboljšana različica toplotnega ščita ni bila pravočasno pripravljena za misijo Artemis II.

Pravzaprav bo kapsula Orion za Artemis II opremljena z vrsto Avcoata, ki je še manj prepustna od tiste, uporabljene pri Artemis I.

Vračanje po tirnici, ki še ni bila preizkušena

Zato se je Nasa odločila, da bo spremenila tirnico ponovnega vstopa. Ta bo precej strma, zaradi česar bo Orion hitreje prodrl skozi atmosfero in tako skrajšal čas izpostavljenosti visokim temperaturam.

Po Nasini oceni naj bi to zagotovilo, da različica Avcoata, ki je nameščena na Orion, ne bo razpokala do te mere, da bi bila posadka ogrožena.

Strokovnjak: To je način razmišljanja, ki je že privedel do katastrofe

Dr. Charles Camarda, nekdanji Nasin astronavt in direktor inženiringa v Johnsonovem vesoljskem središču, je za Daily Mail dejal, da Nasa zanemarja resno tveganje katastrofe.

Kot je dejal, dokumenti, ki so mu bili predstavljeni na srečanju z direktorjem Nase Jaredom Isaacmanom 8. januarja, kažejo, da sprememba tirnice morda ne bo rešila težave.

"Po mojem mnenju v tem plovilu ne bi smeli poslati posadke," je dejal.

"Misijo vodi natanko enak način razmišljanja, ki je povzročil smrtonosni nesreči raketoplanov Challenger in Columbia," je dejal.

Nasa: Načrt B ne obstaja. Ščit mora delovati

Na torkovi novinarski konferenci je administrator Nase Jared Isaacman priznal, da ga morebitni zapleti ob vrnitvi skrbijo.

"Moj krvni tlak bo povišan, dokler (astronavti) ne bodo pod padali v vodi ob zahodni obali," je dejal.

"Plan B ne obstaja," je dodal. "Toplotni ščit mora delovati."

Nasa je sicer podrobno predstavila načrt pristanka in reševanja astronavtov na novinarski konferenci, ki si jo lahko ogledate na spodnjem videoposnetku.