La NASA todavía no comprende la causa fundamental del problema del escudo térmico de Orión

La NASA todavía no comprende la causa fundamental del problema del escudo térmico de Orión

Acercarse / La nave espacial Orion de la NASA desciende al Océano Pacífico el 11 de diciembre de 2021, al final de la misión Artemis I.

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Los funcionarios de la NASA declararon exitosa la misión Artemis I a fines de 2021, y es difícil discutir esa evaluación. El cohete Space Launch System y la nave espacial Orion funcionaron casi sin problemas durante un vuelo no tripulado que los llevó alrededor de la Luna y de regreso a la Tierra, preparando el escenario para Artemis II, la primera misión del programa de la tripulación.

Pero una de las cosas que los ingenieros vieron en Artemis I y que no cumplió con las expectativas fue un problema con el escudo térmico de la nave espacial Orion. Cuando la cápsula volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra al final de la misión, el escudo térmico desapareció o se quemó, de manera diferente a lo que predijeron los modelos informáticos.

Más material carbonizado de lo esperado se desprendió del escudo térmico durante el reingreso de Artemis I, y la forma en que se desprendió fue algo errática, dijeron funcionarios de la NASA. El escudo térmico de Orión está hecho de un material llamado Avcoat, diseñado para quemarse cuando la nave espacial se sumerge en la atmósfera a 40.000 kilómetros por hora (25.000 mph). Al regresar de la Luna, Orión encontró temperaturas de hasta 5.000° Fahrenheit (2.760° Celsius), más altas que las que ve una nave espacial al reingresar a la atmósfera desde una órbita terrestre baja.

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A pesar del problema del escudo térmico, la nave espacial Orion aterrizó sana y salva en el Océano Pacífico. Los ingenieros descubrieron la carbonización desigual durante las inspecciones posteriores al vuelo.

Ninguna respuesta todavia

Amit Kshatriya, quien supervisa el desarrollo de las misiones Artemis en la división de exploración de la NASA, dijo el viernes que la agencia todavía está buscando la causa raíz del problema del escudo térmico. Los gerentes quieren asegurarse de comprender la causa antes de continuar con Artemis II, que enviará a los astronautas Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch y Jeremy Hansen en un vuelo de 10 días alrededor de la cara oculta de la Luna.

Esta será la primera vez que los humanos volarán cerca de la Luna desde la última misión Apolo en 1972. En enero, la NASA anunció un retraso en el lanzamiento de Artemis II desde finales de 2024 hasta septiembre de 2025, en gran parte debido a una investigación no resuelta sobre el problema del escudo térmico. . .

«Todavía estamos en medio de nuestra investigación sobre el rendimiento del escudo térmico Artemis I», dijo Kshatriya el viernes en una reunión con un comité del Consejo Asesor de la NASA.

Los ingenieros realizaron pruebas de protección térmica a pequeña escala en túneles de viento e instalaciones de chorro de arco para comprender mejor qué provocó la carbonización desigual en Artemis I. «Nos estamos acercando a la respuesta final en términos de esa causa», dijo Kshatriya. .

Los funcionarios de la NASA han dicho anteriormente que es poco probable que necesiten realizar cambios en el escudo térmico ya instalado en la nave espacial Orion para Artemis II, pero no lo han descartado. Un rediseño o cambios en el escudo térmico de Orión en Artemis II probablemente retrasarían la misión al menos un año.

En cambio, los ingenieros están analizando todas las trayectorias posibles que podría seguir la nave Orion cuando vuelva a entrar en la atmósfera al final de la misión Artemis II. En Artemis I, Orión voló en un perfil de reentrada saltado, donde se sumergió en la atmósfera, regresó al espacio y luego hizo un descenso final a la atmósfera, algo así como una roca saltando sobre un estanque. Este perfil permite a Orion realizar amerizajes más precisos cerca de los equipos de recuperación en el Océano Pacífico y reduce las fuerzas G sobre la nave espacial y la tripulación que viaja en su interior. También divide la carga de calor de la nave espacial en dos fases.

Las misiones Apolo siguieron un perfil de reentrada directa. También existe un modo de reentrada llamado entrada balística, en el que la nave espacial volaría a través de la atmósfera sin guía.

A principios de este mes, los equipos de tierra del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida trasladaron la nave espacial Orion para la misión Artemis II a una cámara de altitud.
Acercarse / A principios de este mes, los equipos de tierra del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida trasladaron la nave espacial Orion para la misión Artemis II a una cámara de altitud.

El material carbonizado comenzó a salir volando del escudo térmico en la primera fase del reingreso al salto. Los ingenieros están examinando cómo el perfil de reentrada del salto afectó el rendimiento del escudo térmico de Orion. La NASA quiere entender cómo se comportaría el escudo térmico de Orión durante cada una de las posibles trayectorias de reentrada de Artemis II.

“Lo que les pedimos a los equipos de análisis que digan es: 'Está bien, independientemente de cuáles sean las limitaciones, ¿qué podemos tolerar?' Dijo Kshatriya.

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Una vez que los funcionarios comprendan la causa de la carbonización del escudo térmico, los ingenieros determinarán el tipo de trayectoria que Artemis II necesitará durante el reingreso para minimizar el riesgo para la tripulación. Así, los directivos intentarán construir lo que la NASA llama lógica de vuelo. Básicamente, este es un proceso para convencerse a sí mismo de que es seguro volar la nave espacial.

«Cuando lo juntemos todo, tendremos lógica de vuelo o no», dijo Kshatriya.

Suponiendo que la NASA apruebe la justificación del vuelo de Artemis II, habrá más discusiones sobre cómo garantizar que los escudos térmicos de Orion sean seguros para volar en misiones Artemis posteriores, que tendrán perfiles de reentrada de mayor velocidad a medida que los astronautas regresen de sus aterrizajes en la Luna.

Mientras tanto, en el Centro Espacial Kennedy de la NASA, continúan los preparativos para la nave espacial Orion para Artemis II. La tripulación de Artemis II y los módulos de servicio se emparejaron a principios de este año, y toda la nave espacial Orion se encuentra ahora dentro de una cámara de vacío para pruebas ambientales.

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