La NASA sta ancora indagando sui problemi dello scudo termico di Orion dalla missione lunare Artemis 1 – .

All’inizio di quest’anno, la NASA ha annunciato di aver ritardato fino a settembre 2025 il passaggio sulla Luna dell’Artemis 2 con equipaggio, una corsa di prova per prepararsi alla missione Artemis 3 del 2026, che farà atterrare gli astronauti vicino al polo sud lunare.

Uno dei motivi addotti per il ritardo di 10 mesi è stato l’accesso ai dati relativi allo scudo termico di rientro Artemide 1che ha inviato una capsula Orion senza equipaggio sull’orbita lunare e ritorno.

Gli ingegneri hanno analizzato i dati di quella crociera di ristrutturazione, iniziata con un lancio da parte della NASA Sistema di lancio spaziale megarazzo il 16 novembre 2022.

La missione Artemis 1 di 25 giorni si è conclusa l’11 dicembre 2022, con Orione capsule che schizzano sotto i paracadute nell’Oceano Pacifico al largo della Bassa California.

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Rientro violento

Quel giorno lo scudo termico dell’Orion raggiunse una velocità di rientro di 25.000 mph (40.000 km/h), proteggendo abilmente la capsula. Ma subito dopo, la NASA e gli appaltatori iniziarono a lottare con la scoperta dello scudo termico ablativo di Orion si è consumato diversamente dal previsto.

Alcune aree di materiale carbonizzato si sono asportate in un modo non previsto dalla modellazione computerizzata e dai test a terra. Inoltre, durante il rientro si è verificato un rilascio leggermente maggiore di materiale carbonizzato del previsto.

Lo scudo termico di Orion presenta lo stesso materiale ablativo, chiamato Avcoat, utilizzato durante il Programma Apollo tra la fine degli anni ’60 e l’inizio degli anni ’70. Tuttavia, il processo di costruzione dello scudo termico è stato modificato rispetto al metodo dell’era Apollo.

Apollo d’epoca

Sebbene Avcoat sia un modello Apollo vintage, il processo di produzione del sistema di protezione termica del 21° secolo di Orion è stato modificato.

Secondo Lockheed Martin, l’azienda leader Lo scudo termico di Orione processo di sviluppo, “invece di chiedere ai lavoratori di riempire 300.000 celle a nido d’ape una per una con materiale ablativo, quindi polimerizzare a caldo il materiale e lavorarlo nella forma corretta, il team ora produce blocchi Avcoat – poco meno di 200 – che sono pre-lavorati per adattarsi alle loro posizioni e incollati in posizione sulla pelle in fibra di carbonio dello scudo termico”, ha affermato l’azienda aerospaziale sito web spiega.

Questo processo consente di applicare Avcoat in appena un quarto del tempo precedente e, secondo l’azienda, fa anche risparmiare denaro.

Cause profonde

L’ispezione post-volo dello scudo termico dell’Artemis 1 Orion ha mostrato una perdita imprevista di pezzi dello strato carbonizzato dal veicolo spaziale. La NASA si è concentrata, letteralmente, sulla comprensione della causa principale del fenomeno della perdita di carbone, nonché della rottura dell’Avcoat.

“Abbiamo progettato ed eseguito un approccio fondamentale per i test a terra utilizzando agenzie e strutture di test esterne”, ha detto a Space.com l’ufficio del programma Orion della NASA.

La serie di test iniziali è iniziata nell’estate del 2023 e si è conclusa con un’ultima serie di test nel dicembre 2023. “Ci aspettiamo di stabilire la causa principale questa primavera”, ha affermato l’ufficio della NASA.

Test di simulazione

I test sullo scudo termico di Orion hanno coinvolto il Laser Hardened Materials Evaluation Laboratory, una struttura unica gestita da UES, una società BlueHalo a Dayton, Ohio, e gestita dall’Air Force Research Laboratory. Questo laboratorio esegue test di simulazione termica, dotato di laser ad alta potenza.

I test sono stati eseguiti anche presso l’Arc Jet Complex della NASA Centro ricerche Ames nella Silicon Valley californiana. Il test del getto d’arco viene eseguito su materiale di protezione termica con plasma che imita l’intenso calore generato durante il rientro atmosferico della capsula Orion.

Da parte sua, Lockheed Martin ha collaborato con la NASA per organizzare un team di ingegneri per indagare e comprendere la causa della perdita di carbone e cosa sarebbe necessario fare per prevenire eventi simili sui voli futuri, ha affermato Blaine Brown, Orion Spacecraft Mechanical Systems Direttore presso l’azienda.

“Nell’ultimo anno, il team Lockheed Martin, insieme alla NASA, è stato molto impegnato a produrre articoli di prova e a supportare test ambientali di rientro in varie camere di prova della NASA e dell’industria”, ha detto Brown a Space.com.

Questi test hanno prodotto una grande quantità di informazioni per la squadra investigativa, ha affermato Brown. “Lockheed Martin ha anche fornito competenze analitiche per dimostrare margini termici accettabili a sostegno della logica del volo Artemide 2 missione.”

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Lo scudo termico singhiozza

L’anno scorso, l’ufficio del programma Orion della NASA Centro spaziale Johnson a Houston ha risposto a una richiesta di Space.com per un commento sui singhiozzi dello scudo termico.

“Ci aspettiamo che il materiale venga ablato a 5.000 gradi Fahrenheit [2,760 degrees Celsius] la navicella incontra durante un rientro L’atmosfera terrestree di vedere la carbonizzazione del materiale attraverso una reazione chimica, ma non ci aspettavamo che i piccoli pezzi che si staccavano fossero invece sottoposti ad ablazione”, ha affermato l’ufficio della NASA.

C’era un buon margine rimanente di Avcoat vergine e i dati sulla temperatura all’interno della cabina sono rimasti ai livelli previsti, quindi se l’equipaggio fosse stato a bordo non sarebbe stato in pericolo, ha spiegato la dichiarazione dell’ufficio del programma.

La NASA ha affermato che un’indagine dedicata include test pianificati, analisi dettagliate, un ampio campionamento dello scudo termico e la revisione dei dati provenienti dai sensori per valutare ciò che la capsula Orion ha sperimentato al rientro.

Avcoat cambia?

È possibile che siano necessarie modifiche all’Avcoat?

“È ancora troppo presto nei nostri test e analisi per arrivare a potenziali raccomandazioni o soluzioni che affrontino il rilascio di ulteriore carbone”, ha risposto l’ufficio della NASA nel suo comunicato del 2023.

È possibile che il fenomeno dello scudo termico dell’Artemis 1 possa essere proprio intrinseco a questo scudo termico, disse all’epoca l’ufficio.

Inoltre, potrebbe essere ciò da cui la NASA si aspetterebbe il ritorno della capsula la luna“ma lasceremo che siano i dati a informarci”, ha detto l’ufficio del progetto Orion, aggiungendo che “i nostri team vogliono la certezza di avere il miglior scudo termico possibile per far volare gli esseri umani in futuro.”