По мере приближения к завершению миссии «Артемида-II» все взгляды устремлены на капсулу Orion под названием Integrity. Хотя успех миссии будет определяться перелетом к Луне, самый опасный момент наступит не в глубоком космосе, а во время возвращения на Землю. В пятницу, примерно в 20:07 по восточному времени (EDT), запланировано приводнение капсулы в Тихом океане у побережья Сан-Диего, которая доставит домой астронавтов Рида Вайсмана, Кристину Кок, Виктора Гловера и Джереми Хансена.
Однако прежде чем начнется спасательная операция, экипаж должен пережить стремительный переход от космического вакуума к трению в атмосфере Земли.
Физика огненного шара
Вход в атмосферу — это битва с законами физики. Когда такой космический аппарат, как Orion, входит в атмосферу на гиперзвуковой скорости (которая в этой миссии, по прогнозам, составит почти 38 600 км/ч ), он не просто плавно скользит, он буквально врезается в воздух. Это создает интенсивное атмосферное сопротивление и сжимает воздух перед кораблем, образуя плазменную оболочку, температура которой может достигать 2 760 градусов по Цельсию.
Без специализированной системы защиты этот жар мгновенно испепелил бы космический корабль и его экипаж. Чтобы противостоять этому, НАСА использует абляционный теплозащитный экран, изготовленный из AVCOAT — специализированной смеси диоксида кремния, эпоксидной смолы и полимеров. Этот материал спроектирован так, чтобы обугливаться, плавиться и отслаиваться (процесс абляции), физически унося разрушительный жар от капсулы по мере своего выгорания.
Уроки «Артемиды-I»: технические споры
Надежность теплозащитного экрана Orion является предметом жарких дискуссий в аэрокосмическом сообществе. Во время беспилотной миссии «Артемида-I» в 2022 году НАСА зафиксировало неожиданную аномалию: тепловой щит треснул и потерял больше материала, чем предсказывали тепловые модели.
После этого открытия перед НАСА встал критический выбор. Вместо того чтобы перепроектировать щит — процесс, который был бы и дорогостоящим, и длительным, — инженеры предпочли решение, основанное на траектории.
- Стратегия: Планировщики миссии скорректировали путь входа в атмосферу таким образом, чтобы тепловой щит подвергался воздействию пиковых температур в течение более короткого времени.
- Цель: Минимизировать термическую нагрузку на существующий материал, оставаясь в рамках запаса прочности текущей конструкции.
Хотя официальные лица НАСА и независимые эксперты, такие как Джад Редди из Технологического института Джорджии, выражают уверенность в этих протестированных на Земле моделях, такое решение подверглось критике. Критики, включая эксперта по тепловым щитам Эда Поупа, утверждают, что корректировка траектории полета — это борьба с симптомами, а не с причиной. Они указывают на то, что НАСА уже планирует другую конструкцию и состав теплозащитного экрана для предстоящей миссии «Артемида-III», что косвенно подтверждает признание ограничений текущей модели.
Период «радиомолчания»
Даже если тепловой щит выдержит, экипаж столкнется с периодом глубокой изоляции. Когда капсула будет погружаться в верхние слои атмосферы, плазма, окружающая аппарат, создаст эффект «радиомолчания». В течение нескольких минут центр управления полетами не сможет выйти на связь с астронавтами, оставляя экипаж и весь мир в напряженном молчании.
Как только капсула преодолеет жар и сбросит скорость, финальное снижение будет контролироваться двигателями и системой парашютов, которые замедлят аппарат до вполне безопасных 27 км/ч для приводнения в Тихом океане.
«Для меня это будет самая стрессовая часть всей миссии», — Джордан Бимм, историк космонавтики
Заключение
Вход «Артемиды-II» в атмосферу представляет собой испытание с высокими ставками, проверяющее способность НАСА управлять известными техническими рисками с помощью операционных корректировок. Успех этого приводнения определит, действительно ли текущая архитектура Orion готова к долгосрочному освоению Луны человеком, обещанному программой «Артемида».
