Im bliżej powrotu załogi misji Artemis II na Ziemię, tym głośniej eksperci zadają pytania o to, jak osłona termiczna wytrzyma lądowanie. Kapsuła Orion, nazwana przez załogę Integrity, z czterema astronautami na pokładzie, ma po północy polskiego czasu z piątku na sobotę wylądować na wodach Pacyfiku u wybrzeży Kalifornii. Zanim jednak astronauci NASA Reid Wiseman, Christina Koch i Victor Glover oraz astronauta kanadyjskiej Agencji Kosmicznej Jeremy Hansen bezpiecznie wrócą na Ziemię, czeka ich najtrudniejszy etap podróży, wejście w atmosferę.
- Najnowsze informacje z kraju i ze świata znajdziesz na RMF24.pl. Bądź na bieżąco.
Jak podkreśla czasopismo "Scientific American" powrót statku kosmicznego z orbity Księżyca to jedno z największych wyzwań inżynieryjnych. Podczas wejścia w atmosferę pojazd porusza się z prędkością ponad 38 tysięcy km/h. Tarcie i ciśnienie powietrza wokół kapsuły prowadzą do powstania plazmy o olbrzymiej temperaturze, sięgającej nawet do 3000 stopni Celsjusza, to dwukrotnie więcej niż temperatura magmy i wystarczająco dużo, by stopić stal. W takich warunkach jedyną ochroną dla załogi i sprzętu jest odpowiednio zaprojektowana osłona termiczna.
Integrity, podobnie jak poprzednia kapsuła Orion, została wyposażona w osłonę termiczną wykonaną z materiału AVCOAT - mieszanki krzemionki, żywic i epoksydów. To rozwiązanie nawiązuje do historycznych misji Apollo, jednak w przypadku Oriona zastosowano nową formułę i inną konstrukcję. Zamiast tysięcy małych komórek, jak w Apollo, Orion ma mniej niż 200 dużych płytek AVCOAT.
Podczas bezzałogowej misji Artemis I w 2022 roku, kapsuła Orion przeszła pierwszy test osłony termicznej w warunkach rzeczywistych. Niestety, podczas wejścia w atmosferę doszło do pęknięć i odpadania fragmentów osłony w większym stopniu, niż przewidywali inżynierowie. NASA przeprowadziła szczegółowe dochodzenie i opublikowała w 2024 roku raport. Ostatecznie, ze względu na koszty i czas, zdecydowano się nie zmieniać konstrukcji osłony na potrzeby Artemis II. Zamiast tego, zmodyfikowano trajektorię powrotu, aby skrócić czas ekspozycji na najwyższą temperaturę.
NASA zapewnia, że nowy profil wejścia w atmosferę, poparty wieloma testami naziemnymi, minimalizuje ryzyko dla załogi. Jestem przekonany o słuszności przyjętego rozwiązania - mówi Jud Ready, ekspert ds. materiałów i dyrektor Space Research Institute w Georgia Institute of Technology. Przeprowadzono rygorystyczne badania w warunkach odpowiadających rzeczywistym ciśnieniom, temperaturom i szybkościom nagrzewania - podkreśla.
"Scientific American" przypomina jednak, że nie wszyscy jednak podzielają ten optymizm. Część specjalistów ds. osłon termicznych oraz byli astronauci krytykują decyzję o pozostawieniu konstrukcji bez zmian.
Taka strategia nie eliminuje wad samego projektu i procesu produkcji osłony - twierdzi Ed Pope, ekspert w tej dziedzinie. Zwraca uwagę, że na potrzeby kolejnej misji, Artemis III, NASA planuje już zastosować inną konstrukcję i nową formułę AVCOAT, co jego zdaniem jest wyraźnym sygnałem, że obecne rozwiązanie nie jest wolne od ryzyka.
Wejście kapsuły Integrity w atmosferę Ziemi planowane jest w sobotę, około godziny 01:45 czasu polskiego. Po wytraceniu większości energii kapsuła wykorzysta silniki manewrowe i spadochrony, by zwolnić do prędkości lądowania około 27 km/h. W tym czasie, podczas przechodzenia przez górne warstwy atmosfery, nastąpi standardowa, kilkuminutowa przerwa w łączności z Centrum Kontroli Misji. To jeden z najbardziej stresujących momentów dla zespołu naziemnego i samych astronautów.
Jeśli wszystko przebiegnie zgodnie z planem, Integrity wyląduje w wyznaczonym miejscu na Pacyfiku, gdzie już czeka amerykański okręt USS John P. Murtha. Astronauci zostaną podjęci na pokład i przewiezieni na ląd, co oficjalnie zakończy misję Artemis II.
Powrót kapsuły Orion z rejonu Księżyca to nie tylko spektakularne wydarzenie, ale także test dla technologii, które w przyszłości mają umożliwić ludziom lądowanie a potem stałą obecność na Srebrnym Globie. Wyniki tej misji będą miały kluczowe znaczenie dla kolejnych etapów programu Artemis i całej przyszłości załogowej eksploracji Księżyca.