Artemis è un programma internazionale su larga scala guidato dalla NASA che mira al ritorno
Il compito principale della missione è testare il lavorodi tutti i sistemi navali per prepararsi al primo volo con equipaggio. Ciò è particolarmente importante perché la maggior parte dei componenti, dal veicolo di lancio che ha messo in orbita Orion, al lander e alla protezione termica, sono progettati esclusivamente per il programma Artemis e non sono stati utilizzati in nessun volo precedente.
Secondo i dati preliminari della NASA, tutti i sistemiLe navi hanno svolto i loro compiti quasi perfettamente. Il problema principale su cui stanno attualmente lavorando gli specialisti delle agenzie spaziali è una serie di guasti al sistema di alimentazione del motore. È stata spenta senza un comando, ma il funzionamento dei motori poteva essere ripristinato dopo un comando dalla Terra e questi errori non hanno influito sulla missione nel suo insieme.
Gli sviluppatori valutano così bene le prestazioni della missione che agli esperimenti inizialmente condotti per la nave sono stati aggiunti numerosi altri test sulle capacità del motore.
Secondo i funzionari della NASA, dopo lo splashdownverranno fatte ulteriori analisi per vedere come se la cava l'Orion. Al momento, la domanda chiave rimane se i meccanismi per l'atterraggio di Orion sulla Terra funzioneranno altrettanto bene.
Illustrazione artistica del ritorno di Orione sulla Terra. Immagine: NASA
Ritorno: come sarà?
Dopo aver viaggiato oltre la luna per una distanzaoltre i 430mila km e tornando indietro, la navicella svilupperà una velocità che raggiungerà i 40.000 km/h in avvicinamento alla Terra. Questo è circa 25 volte la velocità del suono nell'aria. Dopo l'impatto con l'atmosfera, l'attrito ridurrà questa velocità a 480 km/h in pochi minuti.
Il compito principale della fase finale del testvolo - per verificare che lo scudo termico della capsula resisterà a queste condizioni estreme e che i partecipanti alle future missioni con equipaggio saranno al sicuro.
La navicella Orion è composta dala capsula spaziale Crew Module e il Service Module europeo. Il primo di questi è progettato per ospitare un equipaggio di sei persone e il secondo include i principali componenti di controllo al di fuori dell'orbita terrestre bassa e i motori della nave.
Strutture della nave "Orion". Uno scafo protettivo (a destra) e un modulo di lancio (a sinistra) circondano il modulo di servizio europeo (al centro a sinistra) e la capsula dell'equipaggio (al centro a destra). Immagine: NASA
Solo 40 minuti prima dell'ammaraggio, consegnaOrion to Earth, il modulo di servizio europeo si separerà dalla capsula e andrà nell'atmosfera superiore. L'atterraggio sarà controllato dai motori del modulo dell'equipaggio e il componente di servizio brucerà nell'atmosfera. Allo stesso tempo, è stata scelta la traiettoria del volo finale del modulo di servizio in modo che non danneggi la capsula, le persone e le navi e non si esaurisca completamente nell'atmosfera sopra l'Oceano Pacifico.
Dopo la separazione dal modulo di servizio, la capsulal'equipaggio avvierà i propri motori e inizierà a scendere nell'atmosfera utilizzando una tecnica di ingresso appositamente sviluppata per la nave. Entrerà nell'atmosfera superiore della Terra con una leggera angolazione, quindi la utilizzerà e il cambio di inclinazione della capsula per uscire e "tuffarsi" di nuovo in essa per un atterraggio finale.
Questa tecnica, che ricorda una pietra, cherimbalza sull'acqua quando viene lanciato sotto la traiettoria corretta, aiuterà l'Orion ad arrivare al punto esatto di atterraggio. L'alternativa è il tradizionale ingresso ad angolo retto, che è più semplice, ma limita notevolmente le possibilità di ulteriori manovre. Inoltre, il nuovo approccio ridurrà il carico termico sugli schermi della nave grazie a una frenata più fluida.
Modifica della possibile distanza di atterraggio per avvicinamento diretto (linea verde), breve (blu) e rientro lungo. Immagine: NASA
L'atmosfera terrestre rallenterà al rientroLa velocità della navicella spaziale raggiunge i 450 km/h, dopodiché aprirà i paracadute ad un'altitudine di circa 8 km dal suolo. La discesa dolce durerà circa 10 minuti e rallenterà la velocità della capsula dell'equipaggio a 32 km/h o anche meno.
La NASA ha scelto l'Oceano Pacifico per l'atterraggioal largo dell'isola di Guadalupe, al largo della costa occidentale del Messico. Le squadre di soccorso sulle navi della Marina degli Stati Uniti saranno in servizio vicino al sito di atterraggio e raccoglieranno la capsula.
Prove dell'operazione di salvataggio della capsula Orion. Immagine: NASA/Tony Grey
Scudo termico Orione
Il fondo della capsula di atterraggio dell'equipaggio è copertoLo scudo termico più grande del mondo, con un diametro di 5 metri, è realizzato in un materiale chiamato Avcoat. Si tratta di un ablatore, un materiale che brucia in modo controllato durante il rientro, rimuovendo il calore dal veicolo spaziale.
La superficie esterna dello scudo termico èdi 186 blocchi di materiale Avcoat, spessi da 3 a 7 cm, sono collegati a un telaio in titanio e a una pelle composita che dà forma allo scudo e fornisce supporto strutturale al modulo dell'equipaggio durante la discesa e l'ammaraggio.
Avcoat è stato realizzato in grandi blocchi epoi lavorato in 186 forme uniche prima di essere applicato allo scudo termico. Nel processo, gli ingegneri hanno cercato i vuoti nelle linee di fissaggio e hanno anche misurato i gradini e gli spazi tra i blocchi. Gli spazi vuoti sono stati riempiti con uno speciale materiale adesivo.
Dopo l'installazione e il controllo della termicaingegneri e tecnici della protezione hanno sottoposto lo scudo termico a un test del ciclo termico. Ciò garantisce che i blocchi siano adeguatamente incollati e funzionino correttamente se esposti a temperature estreme durante una missione. Lo scudo termico è stato poi rivestito con vernice epossidica bianca. Per dissipare le cariche elettriche superficiali e mantenere una temperatura accettabile, viene applicato sopra un nastro alluminato.
Una preparazione così seria non è casuale.Durante l'atterraggio, il modulo dovrà resistere a temperature superiori a 2.760°C. Questo è quasi due volte inferiore rispetto alla superficie del sole. Allo stesso tempo, secondo i calcoli degli ingegneri, la temperatura all'interno dello scudo non dovrebbe superare i 100°C. Prima del volo, gli specialisti della NASA hanno condotto più di mille test in un'installazione speciale che simula l'ingresso nell'atmosfera, ma sarà possibile determinare con precisione se lo scudo funzionerà correttamente solo durante e dopo l'atterraggio.
Scudo termico Orione. Immagine: NASA/Isaac Watson
Dove e quando guardare?
Atterraggio del lander dell'equipaggioLa sonda Orion sarà trasmessa in diretta sui canali della NASA e dell'Agenzia spaziale europea. La trasmissione del commento inizierà alle 19:00 ora di Mosca. Secondo il piano, alle 20:00 il modulo di servizio europeo si separerà dalla capsula di atterraggio. Il velivolo dovrebbe entrare nell'atmosfera alle 20:20 e atterrare intorno alle 20:40.
Cosa succederà dopo?
Dopo che la capsula schizza giù, essorimarrà in acqua per due ore per eseguire un test di “re-impregnazione”. Questo aiuterà a capire come la navicella affronta l'impulso termico durante il rientro. Una squadra di soccorso, supportata da piccole imbarcazioni ed elicotteri, rimorcherà quindi la capsula sul ponte della nave e la asciugherà.
Quindi l'apparato, così come parti del conservatoLo scudo termico di Orion - piastrelle Avcoat carbonizzate - verrà inviato per un esame dettagliato al Centro spaziale della NASA. Gli scienziati hanno in programma di condurre ulteriori test e analisi, nonché elaborare i dati che verranno ricevuti dai sensori durante e dopo l'atterraggio.
Gli ingegneri si aspettano i dati del volo di atterraggiole capsule Orion aiuteranno a confermare l'accuratezza della simulazione e la sicurezza della nave. Questo è importante perché la fase successiva - "Artemis-2" - dovrebbe essere una missione con equipaggio che ripeterà il percorso della prima nave. La NASA prevede di inviare questa missione nel 2024 se i risultati del primo volo dimostreranno che tutto è andato bene. Artemis-3 con un equipaggio che atterra sulla luna è provvisoriamente programmato per il 2025.
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In copertina: illustrazione artistica della sonda Orion che entra nell'atmosfera terrestre. Immagine: NASA