НАСА
Миссия НАСА «Артемида I» почти завершена, и до сих пор дерзкий полет «Ориона» далеко за пределы Луны проходил так, как могло надеяться космическое агентство. Однако, чтобы получить проходной балл, миссия все еще должна пройти финальное испытание.
Этот последний экзамен состоится в воскресенье, когда космический корабль начнет входить в атмосферу Земли в 12:20 по восточному времени (17:20 по Гринвичу). В течение следующих 20 минут, прежде чем «Орион» приводнится в Тихом океане у мексиканского полуострова Баха, ему нужно будет снизить скорость с 32 Маха до нуля, прежде чем он упадет в воду.
Это немалый подвиг. Орион имеет массу 9 метрических тонн, примерно столько же, сколько два или три больших слона. Его основание, покрытое тепловым экраном, предназначенным для медленного обугливания при прохождении через атмосферу Земли, должно выдерживать температуру около 3000 градусов по Цельсию.
Есть два основных элемента для этого входа в атмосферу, которые НАСА стремится проверить: характеристики этого теплозащитного экрана и его парашютной системы. Для планировщиков миссии теплозащитный экран является самой большой проблемой.
«Возвращение в атмосферу — это наш приоритет — первая цель по определенной причине», — сказал Майк Сарафин, возглавляющий группу управления миссией Artemis I. «Здесь на Земле нет дугового реактивного двигателя или аэротермической установки, способной воспроизвести гиперзвуковой вход в атмосферу с тепловым экраном размером с Орион. И это совершенно новая конструкция теплового экрана. Это критически важная часть оборудования. защитить космический корабль и астронавтов на борту. Так что тепловой экран должен работать. Мы можем снизить часть этого риска на земле, но не с точки зрения возвращения на скорости 32 Маха».
Новый дизайн
В декабре 2014 года НАСА испытало шаблонную версию космического корабля «Орион», запустив его на высоту почти 6000 км. С этой орбиты Орион снова вошел в атмосферу Земли со скоростью 9 км/с. Для Артемиды I Орион вернется со скоростью 11 км/с. Это может показаться не таким уж большим увеличением, но для скорости входа в атмосферу увеличение конвективных и радиационных элементов является экспоненциальным по мере увеличения скорости, сказал Джим Геффре, менеджер по интеграции транспортных средств Orion.
«Таким образом, эффект скорости огромен, и поэтому увеличение тепловой нагрузки от выхода на низкую околоземную орбиту до лунной скорости намного выше», — сказал он Ars.
Транспортное средство Orion, запущенное во время миссии EFT-1, использовало тот же основной абляционный материал, эпоксидную смолу, известную как AVCOAT, которая также использовалась капсулами Apollo во время их возвращения с Луны полвека назад. Подобно капсуле Аполлона, этот материал AVCOAT был введен в сотовые ячейки в основании космического корабля.
Однако для полета Artemis I и будущих миссий НАСА изменило конструкцию на «формованные» блоки AVCOAT для базы Ориона. Это было сделано, в частности, для того, чтобы сделать эти теплозащитные экраны более быстрыми и эффективными. В отличие от сотовой конструкции, эти теплозащитные экраны из формованных блоков могут быть построены параллельно с основанием космического корабля, и их не нужно прикреплять впоследствии.
На дне Ориона есть 186 различных формованных блоков, настоящая головоломка, чтобы покрыть днище космического корабля шириной 5 метров. Возвращение в атмосферу в воскресенье проверит конструкцию метода НАСА по заполнению швов и зазоров между этими формованными блоками.
Парашюты и скипы
Еще один ключевой элемент возвращения Ориона в атмосферу включает раскрытие его парашютов на высоте около 1600 метров над поверхностью Земли. Эти желоба предназначены для замедления скорости Ориона до 30 км/ч, когда он падает в океан.
Однако, в отличие от теплозащитного экрана Orion, официальные лица НАСА считают, что они адекватно охарактеризовали риск для парашютов в ходе обширной испытательной кампании. Жеффре сказал, что на сегодняшний день НАСА провело 47 испытаний парашютной системы Ориона на падение.
В четверг НАСА объявило, что планирует посадить Орион южнее в Тихом океане, чем предполагалось ранее. Это связано с более плохими погодными условиями дальше на север, у побережья Калифорнии. В результате «Орион» приводнится возле Исла-Гуадалупе, что примерно в 240 км к западу от полуострова Баха в Мексике.
В рамках своего спуска Орион будет следовать технике входа с пропуском вместо прямого спуска, за которым следуют миссии Аполлона. Это позволит «Ориону» приземлиться ближе к побережью и подвергнуть астронавтов более низким силам гравитации — около 4 G, — чем это произошло во время входа в атмосферу «Аполлона».
НАСА будет вести прямую трансляцию возвращения Ориона в воскресенье, начиная с 11:00 по восточному времени (16:00 по всемирному координированному времени), а приводнение ожидается в 12:40 по восточному времени.
