NASA sprendimas kelia diskusijas: „Artemis II“ kapsulė ruošiasi pavojingam sugrįžimui
Misija ,,Artemis II” – pirmasis per daugiau nei pusę amžiaus pilotuojamas skrydis Mėnulio kryptimi – artėja prie dramatiškiausio etapo. Po sėkmingos kelionės ir įspūdingų vaizdų iš Mėnulio orbitos keturi astronautai ruošiasi grįžti į Žemę. Nors operacija vyksta pagal planą, virš kapsulės „Orion“ kyla klausimų dėl vieno svarbiausių saugumo elementų – šiluminės apsaugos skydo. Ekspertai ginčijasi, ar pakoreguota skrydžio trajektorija tikrai užtikrins įgulos saugumą, kai aparatas įlėks į atmosferą ekstremaliomis sąlygomis.
Grįžimas iš Mėnulio nėra įprastas nusileidimas. „Orion“ į Žemės atmosferą įskries greičiu, viršijančiu 40 tūkst. km/val., todėl „Artemis II“ įgula taps greičiausiai kada nors iš kosmoso grįžusiais žmonėmis. Tokiu greičiu trintis į atmosferos daleles sukelia iki maždaug 2800 laipsnių Celsijaus temperatūrą – tai beveik pusė Saulės paviršiaus karščio. Šiose sąlygose vienintelė reali apsauga tarp astronautų ir katastrofos yra po kapsule įrengtas šiluminės apsaugos skydas.
Problema ta, kad šioje misijoje naudojamas skydas beveik toks pats, kaip ir tas, kuris netikėtai buvo pažeistas per nepilotuojamą bandymą „Artemis I“ 2022 metais. Queen Mary Londono universiteto fizikas Edas Macaulay pabrėžia, kad be nepažeisto skydo kapsulė per kelias sekundes tiesiog išsilydytų ir sudegtų. Dėl to net menkiausi nukrypimai nuo įprasto skydo elgesio tampa karštų diskusijų objektu.
„Artemis I“: kas nutiko?
„Orion“ šiluminės apsaugos skydas pagamintas iš medžiagos, vadinamos „Avcoat“. Tai abliacinė medžiaga – ji turi pamažu apanglėti ir sluoksniais nubyra, taip išsklaidydama milžinišką šilumos energiją. Tačiau po „Artemis I“ kapsulės nusileidimo į vandenyną netoli Meksikos krantų NASA inžinieriai pastebėjo neraminantį dalyką: vietoj tolygaus nusidėvėjimo skydas neteko ištisų medžiagos fragmentų taip, kaip kompiuteriniai modeliai nenumatė.
Tyrimas atskleidė daugiau nei 100 vietų, kuriose „Avcoat“ elgėsi ne taip, kaip buvo tikėtasi. Pagrindine priežastimi įvardytas vadinamasis „skip reentry“ manevras – technika, kai kapsulė tarsi „atšoka“ nuo atmosferos, panašiai kaip plokščias akmuo nuo vandens paviršiaus. Nors tai turėjo padėti tiksliau nusileisti ir pagerinti įgulos patiriamą komfortą, toks profilis paskatino dujų kaupimąsi skydo struktūroje. Dujos, neturėdamos kaip pasišalinti, sukėlė slėgio augimą, kuris prisidėjo prie įtrūkimų ir apanglėjusių medžiagos gabalų atskilimo.
Nauja NASA strategija: trajektorijos keitimas vietoj skydo keitimo
Nors trūkumas buvo nustatytas, NASA nepasirinko keisti skydo „Artemis II“ kapsulėje, kuri tuo metu jau buvo beveik parengta skrydžiui. Vietoj to agentūra pasirinko operacinį sprendimą: inžinieriai pakoregavo įėjimo į atmosferą profilį, atsisakydami gilių „šoktelėjimų“ ir pereidami prie vadinamojo „loft“ tipo judėjimo. Pagal šį planą aparatas į atmosferą įeis statesniu kampu ir trumpiau bus tose sluoksniuose, kur anksčiau fiksuotas kritinis dujų slėgio augimas skyde.
NASA administratorius Jaredas Isaacmanas viešai pripažino, kad nors pasitiki komandos analize, tai nėra galutinis sprendimas. „Skydas privalo suveikti. Mes neturime plano B“, – viename interviu teigė jis. Agentūra atliko kraštutinių scenarijų modeliavimą, kuris parodė, kad net ir praradus reikšmingą „Avcoat“ sluoksnio dalį, bazinė titaninė „Orion“ konstrukcija turėtų atlaikyti apkrovas ir užtikrinti astronautų saugumą.
Skeptikų balsai: ar rizika pateisinama?
Vis dėlto ne visi dalijasi NASA optimizmu. Buvęs astronautas ir šiluminių apsaugos sistemų inžinierius Charlesas Camarda yra vienas garsiausių sprendimo kritikų. Jo teigimu, agentūra nepadarė visko, kad problema būtų pašalinta iš esmės. Panašią nuomonę reiškia ir kiti specialistai, tarp jų Danas Rasky, dabartinę situaciją lyginantis su stovėjimu ant skardžio krašto tirštame rūke.
Tuo metu misijos įgula – Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch ir Jeremy Hansen – išreiškia visišką pasitikėjimą antžemine inžinierių komanda. Wisemanas pabrėžė, kad naujoji grįžimo trajektorija buvo patikrinta visais įmanomais būdais. Papildomu argumentu misijos šalininkams tampa tai, kad „Artemis I“ kapsulės vidiniai parametrai išliko normos ribose, nors išoriniai pažeidimai buvo akivaizdūs – jei tuomet laive būtų buvę žmonių, jų sveikatai niekas nebūtų grėsę.
Mėnulio programos ateitis
Sėkmingas „Artemis II“ sugrįžimas ir saugus nusileidimas Ramiajame vandenyne taps itin svarbiu etapu žmogaus sugrįžimo į Mėnulį programoje. Jei pakoreguota trajektorija pasiteisins, NASA laimės laiko tobulinti šiluminės apsaugos sprendimus kitoms misijoms, įskaitant „Artemis III“, kuri planuojama su nusileidimu Mėnulio paviršiuje. Pasaulio dėmesys bus sutelktas į momentą, kai „Orion“ turės pereiti galutinį savo „ugnies testą“.
