EDWARDS, Califórnia – Os astronautas do Artemis II estão programados para retornar de sua missão na sexta-feira. tiro da lua. Quando fizerem isso, colidirão com a atmosfera da Terra a mais de 32 vezes a velocidade do som, e farão isso usando uma técnica de reentrada que ainda não foi testada em cenários do mundo real.
Em 2022, a NASA enviou a missão de teste Artemis I não tripulada à lua. A cápsula, que penetrou na atmosfera terrestre ao retornar, foi danificada dano inesperado Isso levou os cientistas da NASA a repensar o que era necessário para manter os astronautas do Artemis II seguros enquanto voltavam para casa.
Muito trabalho foi feito para se preparar para este momento – mas a verdade é que os cientistas não saberão exatamente como o escudo térmico se comportará até que o testem em uma reentrada genuína.
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É por isso que uma equipe de cientistas e pilotos de teste da NASA e do Departamento de Defesa estão preparados para coletar dados detalhados sobre o desempenho do escudo térmico enquanto a cápsula voa pelo céu; Ele transforma a atmosfera circundante em uma bola de fogo brilhante com metade da temperatura da superfície do sol antes de atingir a costa de San Diego.
Os pilotos de teste designados para as bases militares do sul da Califórnia se revezarão na perseguição da cápsula em um trem de força complexo e de alta velocidade: primeiro um jato executivo da NASA, depois um avião de vigilância da Marinha, depois outro jato da NASA e, finalmente, um avião de pesquisa meteorológica da NASA. As equipes em terra monitorarão a cápsula Artemis II e enviarão velocidades e coordenadas precisas aos pilotos de teste que seguem a bola de fogo pelo céu. Enquanto isso, os pesquisadores por trás dos aviões seguirão a cápsula com telescópios e sensores.
O diretor do centro, Bradley C. Flick (à esquerda), dá mais cinco para o gerente de projeto Robert Navarro no Centro de Pesquisa de Voo Armstrong da NASA na Base Aérea de Edwards em 18 de março.
(Genaro Molina/Los Angeles Times)
“Enfiar a linha na agulha várias vezes é uma tarefa emocionante”, disse Robert Navarro, gerente de projeto do Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia, responsável pela terceira parte crítica do revezamento. “Devido ao curto período de tempo necessário para coletar os dados, eles precisam ser precisos. Eles precisam estar exatamente no alvo.”
Após o pouso, uma equipe separada do Armstrong Flight Research Center coletará um sensor reforçado afixado no exterior da cápsula, projetado para examinar de perto o escudo térmico.
“Estou muito entusiasmada por minha equipe fazer parte de uma missão tão importante”, disse Patty Ortiz, gerente assistente do projeto do sensor de cápsula no centro. “Este é definitivamente um ponto de viragem para mim, pois tenho trabalhado nisso desde 2019.”
O centro ultrapassou os limites do voo humano durante décadas e coletou grandes quantidades de dados ao fazê-lo.
“Pensamos nos nossos aviões como laboratórios voadores; talvez façamos coisas que nunca foram feitas antes”, disse Brad Flick, que se aposentou como diretor do centro em 20 de março, depois de quase quatro décadas no centro de pesquisa.
Robert Navarro, gerente de projeto do Armstrong Flight Research Center, passa pela aeronave Gulfstream III que será usada na missão Artemis II.
(Genaro Molina/Los Angeles Times)
Na década de 1960, engenheiros do Flight Research Center ajudaram a projetar e testar um modelo do módulo lunar Apollo que Neil Armstrong usou para praticar o pouso na Terra antes de voar para a Lua. (O centro foi posteriormente renomeado em homenagem à primeira pessoa a caminhar na superfície lunar.)
O centro vinha se preparando para estudar a reentrada do Artemis II há anos, mas o estudo se tornou ainda mais importante quando a NASA descobriu problemas com o escudo térmico após a missão de teste do Artemis I.
A NASA instruiu a cápsula Artemis I a primeiro apenas roçar a atmosfera da Terra, depois sair brevemente de volta ao espaço e então completar a reentrada final. Esta nova abordagem reduziu as forças que os astronautas enfrentariam na reentrada e ajudou a NASA a manobrar com mais precisão a cápsula até ao seu ponto de aterragem no Pacífico, independentemente de onde ou quando regressasse da Lua.
Esta missão parecia ter sido bem-sucedida, mas quando a tripulação começou a examinar o escudo térmico na parte inferior da cápsula desenroscada após o pouso, notaram um problema.
Depois que a espaçonave Orion da NASA foi recuperada no final do vôo de teste Artemis I e transportada para o Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, o escudo térmico foi removido do módulo da tripulação dentro do Edifício de Operações e Controle e devolvido para inspeção.
(NASA)
O escudo térmico foi projetado para sofrer erosão lentamente (ou “destruir”, como diz a NASA) para manter as condições habitáveis na cápsula durante a reentrada, enquanto o ar a alguns centímetros de distância pode atingir quase 5.000 graus Fahrenheit: a camada externa do escudo aquece rotineiramente e depois se desprende na forma de pedaços de gás e carvão, que removem o calor da cápsula à medida que ele se dissipa na atmosfera ao redor da cápsula.
O problema com Artemis I era que a nova abordagem de reentrada que a NASA estava tentando parecia interromper esse processo de ablação.
Como Artemis I retornou ao espaço entre o mergulho inicial na atmosfera e a reentrada final, houve um breve período de exposição ao calor; Isto significava que o interior quente do escudo térmico continuava a produzir gases, mas o exterior já não libertava material com rapidez suficiente para permitir que esses gases escapassem. A pressão aumentou, quebrando o escudo térmico e, finalmente, fazendo com que pedaços maiores se quebrassem durante a reentrada final.
Os cientistas da NASA determinaram que teriam sobrevivido se houvesse uma tripulação a bordo; mas não queriam expor os astronautas do Artemis II a riscos desnecessários.
Isto deixou duas opções: primeiro, substituir o já construído escudo térmico Artemis II por um novo design que pudesse suportar o caminho de reentrada tentado com o Artemis I. Segundo, mudar o caminho de reentrada para contornar o mergulho inicial na atmosfera e ir direto para eliminar as condições que criaram o problema em primeiro lugar.
A agência finalmente considerou a substituição do escudo térmico Artemis II uma grande dor de cabeça logística e optou pela segunda abordagem, mais simples. Na sexta-feira, os astronautas da NASA colocarão esta decisão à prova. Cientistas do Armstrong Flight Research Center aguardam para assistir.
