De komende Artemis 2-missie, die al in maart vier astronauten rond de maan zal vervoeren, zal afhankelijk zijn van een opnieuw ontworpen terugkeerprofiel om een hitteschildprobleem te verminderen dat werd waargenomen tijdens de onbemande Artemis 1-vlucht. NASA heeft het onverwachte afbrokkelen van het ablatieve thermische beschermingsmateriaal van het Orion-ruimtevaartuig vastgesteld na de atmosferische duik in 2022, wat aanleiding gaf tot bezorgdheid over de veiligheid van de bemanning voor toekomstige missies.
Het probleem: opgesloten gassen en materiaalverlies
Analyse na de vlucht onthulde meer dan 100 gebieden waar het ablatieve materiaal van Avcoat afbrak tijdens de terugkeer. Uit onderzoek bleek dat onvoldoende afvoer van gassen binnen het hitteschild drukopbouw veroorzaakte, wat leidde tot barsten en verkolingsverlies. Dit was geen veiligheidsfout – de capsule bleef binnen aanvaardbare temperatuurgrenzen – maar bracht een fout in het productieproces aan het licht.
Het kernprobleem kwam voort uit de manier waarop Avcoat, een materiaal dat ook bij de Apollo-missies werd gebruikt, werd toegepast. Het huidige proces maakt gebruik van voorbewerkte blokken die aan het hitteschild zijn bevestigd in plaats van het handmatig vullen van honingraatcellen, waardoor tijd wordt bespaard maar er een drukval ontstaat.
Oplossing: een steilere, directe terugkeer
Om dit probleem aan te pakken heeft NASA het Artemis 2-traject gewijzigd. In plaats van de “skip entry”-techniek die wordt gebruikt in Artemis 1 (die in en uit de atmosfeer duikt), zal het ruimtevaartuig een steilere, directere afdaling volgen. Deze verandering minimaliseert de tijd die wordt doorgebracht in het temperatuurbereik waar werd waargenomen dat het hitteschildmateriaal degradeerde.
Lockheed Martin, de hoofdaannemer van Orion, heeft uitgebreide tests uitgevoerd en is tot de conclusie gekomen dat het aangepaste traject het verkolingsverlies tot een veilig niveau zal terugbrengen. De Avcoat-formule blijft ongewijzigd voor Artemis 2, hoewel er voor Artemis 3 aanpassingen aan de dichtheid gepland zijn om de gasafvoer te verbeteren.
Aanhoudende risico’s en toezicht
Ondanks de wijzigingen blijven er zorgen bestaan. Een recent rapport van NASA’s Office of Inspector General (OIG) markeerde de voorbereiding van Artemis 2 als de meest tijdgevoelige uitdaging van het bureau. Hoewel het huidige plan technisch haalbaar is, elimineert het het hitteschildrisico voor toekomstige missies niet volledig.
Het OIG-rapport merkte op dat de gewijzigde aanpak afhankelijk is van succesvolle tests en al vertragingen in het Artemis-programma heeft veroorzaakt. Het gedrag van het hitteschild tijdens de steilere terugkeer zal nauwlettend in de gaten worden gehouden, omdat oververhit plasma de communicatie tijdens de afdaling tijdelijk zal blokkeren.
“NASA is van plan het hitteschildontwerp voor Artemis 2 te hergebruiken en tegelijkertijd een aangepast terugkeertraject te vliegen dat minder zwaar is.” – NASA OIG-rapport
Uiteindelijk hangt het succes van Artemis 2 af van de prestaties van het hitteschild onder het nieuwe terugkeerprofiel. Deze missie vertegenwoordigt een cruciale stap in de richting van de terugkeer van mensen naar de maan, maar onderstreept ook de inherente risico’s en complexiteiten van ruimteverkenning.
