Предстоящая миссия «Артемида-2», запланированная на март текущего года и предназначенная для доставки четырёх астронавтов в облёт вокруг Луны, будет использовать переработанный профиль возвращения на Землю для смягчения проблемы с теплозащитным экраном, выявленной во время беспилотного полёта «Артемида-1». NASA обнаружила неожиданное отслаивание абляционного теплозащитного материала космического аппарата «Орион» после его входа в атмосферу в 2022 году, что вызвало опасения за безопасность экипажа в будущих миссиях.
Проблема: Захваченные газы и потеря материала
Послеполётный анализ выявил более 100 участков, где абляционный материал Avcoat откололся во время входа в атмосферу. Расследование показало, что недостаточная вентиляция газов внутри теплозащитного экрана привела к накоплению давления, что вызвало трещины и обугливание. Это не привело к аварийной ситуации — капсула оставалась в пределах допустимых температурных пределов — но это выявило недостаток в производственном процессе.
Суть проблемы заключалась в том, как Avcoat, материал, также использовавшийся в миссиях «Аполлон», был нанесён. В нынешнем процессе используются предварительно обработанные блоки, приклеенные к теплозащитному экрану, вместо ручного заполнения сотовых ячеек, что экономит время, но создаёт газовую ловушку.
Решение: Более крутой, прямой вход в атмосферу
Для решения проблемы NASA изменила траекторию «Артемиды-2». Вместо техники «скользящего входа», использованной в «Артемиде-1» (которая погружалась и поднималась в атмосфере), космический аппарат будет следовать более крутому, прямому спуску. Это изменение сводит к минимуму время, проведённое в диапазоне температур, где наблюдалось разрушение материала теплозащитного экрана.
Lockheed Martin, основной подрядчик «Ориона», провела обширные испытания и пришла к выводу, что изменённая траектория снизит потерю обугленного материала до безопасного уровня. Формула Avcoat остаётся неизменной для «Артемиды-2», хотя для «Артемиды-3» планируются корректировки плотности для улучшения вентиляции газов.
Продолжающиеся риски и контроль
Несмотря на модификации, опасения сохраняются. Недавний отчёт Главного инспектора NASA (OIG) отметил подготовку к «Артемиде-2» как наиболее срочную задачу для агентства. Хотя текущий план технически осуществим, он не устраняет полностью риск, связанный с теплозащитным экраном в будущих миссиях.
В отчёте OIG отмечается, что модифицированный подход зависит от успешного тестирования и уже вызвал задержки в программе «Артемида». Поведение теплозащитного экрана во время более крутого входа в атмосферу будет тщательно отслеживаться, поскольку перегретая плазма временно заблокирует связь во время спуска.
“NASA намерена повторно использовать конструкцию теплозащитного экрана для «Артемиды-2», одновременно летая по модифицированной траектории возвращения, которая менее сложна.” — Отчёт NASA OIG
В конечном итоге, успех «Артемиды-2» зависит от производительности теплозащитного экрана в новом профиле возвращения. Эта миссия представляет собой важный шаг на пути к возвращению людей на Луну, но также подчёркивает присущие космическим исследованиям риски и сложности.
