Misiunea Artemis II. Își asumă NASA un risc prea mare? Un cunoscut fizician explică ce este și cum funcționează scutul termic care trebuie să reziste la 2.700 de grade

NASA va trimite patru astronauți în jurul Lunii, în misiunea Artemis II. Testul crucial va fi reintrarea în atmosferă, când scutul termic al capsulei Orion va trebui să reziste la temperaturi de peste 2.700 grade Celsius. Au fost voci care susțin că NASA riscă viața celor din capsula Orion din cauza acestui scut.  „Totul se reduce la cât de bine poate estima NASA un risc acceptabil, pe baza datelor pe care le are”, a explicat pentru publicul HotNews fizicianul Claudiu Tănăselia.   

Astronauții ar fi trebuit să revină după o absență de 54 de ani în apropierea Lunii, însă o scurgere de hidrogen apărută în 3 februarie la racheta SLS a forțat agenția să amâne pentru martie lansarea echipajului Artemis II. NASA a anunțat că a mai înlocuit recent o parte dintre componente. Următorul test important a fost în 19 februarie, când racheta SLS, aflată pe rampa de lansare, a fost alimentată. 

După ce testele au fost finalizate cu succes, NASA a anunțat vineri că noua dată posibilă pentru lansare va fi 6 martie. Dacă va fi nevoie totuși de o altă amânare, atunci mai sunt disponibile câteva date și în aprilie pentru o eventuală lansare.

Misiunea Artemis II urmează să dureze 10 zile și va purta un echipaj de patru astronauți în jurul Lunii, dar fără aselenizare. Cei patru vor face un „survol” al Lunii, practic un ocol, iar echipajul va ajunge cel mai departe de Pământ dintre toate misiunile spațiale, pentru că se va afla la peste 6.000 de km de fața îndepărtată a Lunii. 

Misiunea nu poate fi însă un succes dacă apar probleme grave la scutul termic.

Cum funcționează scutul termic, despre care există semnale de alarmă

Mai mulți experți au avertizat că NASA riscă viața echipajului de la bordul capsulei Orion, din cauza scutului termic. „NASA este pe punctul de a trimite oameni către Lună într-o capsulă despre care nu toată lumea crede că este sigură pentru zbor”, a scris CNN.

Scutul termic (în engleză „heat shield”) este proiectat să protejeze echipajul și capsula în momentele în care temperaturile ating cele mai mari valori, peste 2.700 de grade Celsius. La revenirea prin atmosferă, din cauza vitezei mari cu care capsula interacționează cu atmosfera, se degajă o mare cantitate de energie, eliberată în special sub formă de căldură, a explicat pentru publicul HotNews fizicianul Claudiu Tănăselia. 

Dar cum funcționează acest scut? Elementul de bază este un înveliș care trebuie să se consume într-un anumit ritm, la revenirea în atmosferă a capsulei, când căldura este extremă.

„Pentru a nu afecta echipajul și structura capsulei, această căldură trebuie disipată cât mai eficient, iar unul dintre modurile prin care se poate face acest lucru este folosirea unui înveliș ablativ, care preia o parte din această căldură cu prețul unei eroziuni, controlate, a învelișului respectiv. Scutul arde, este consumat, protejând restul capsulei în care se află echipajul”. 

Tehnologia folosită la realizarea scuturilor termice nu s-a schimbat prea mult față de misiunile Apollo din ultimele peste cinci decenii, iar NASA utilizează pentru Orion același compus chimic folosit și pentru scutul termic al capsulelor Apollo.

Capsula Orion, care a ajuns acum la a treia versiune, nu se va apropia la mai mult de 6.400 km de suprafața Lunii.

Scutul s-a comportat sub așteptări în misiunea Artemis I

De unde au pornit îngrijorările legate de fiabilitatea scutului termic de pe capsula Orion?

NASA a observat, la finalul misiunii Artemis I, că acest scut ablativ s-a comportat altfel decât estimase agenția, explică fizicianul Claudiu Tănăselia. Practic, s-a consumat neregulat, mai mult decât estimau modelele inițiale, iar pentru NASA reprezenta o problemă, fiindcă nu înțelegea nimeni din ce cauză s-a întâmplat asta. 

Termenul „ablativ” care apare des în comunicările oficiale se referă la fenomenul fizic denumit „ablație”, prin care un corp care străbate atmosfera cu mare viteză pierde din substanță, devenind incandescent prin frecarea cu aerul. 

„Dacă în capsula din misiunea Artemis I ar fi fost un echipaj, acesta nu ar fi avut de suferit din cauza scutului termic degradat peste așteptări, pentru că de obicei aceste sisteme au toleranțe destul de largi. Însă când este vorba despre zboruri cu echipaj uman, NASA dorește să înțeleagă cât mai bine orice aspect care poate pune echipajul în pericol. De aici întreaga discuție despre siguranța capsulei Orion”, spune expertul.

Misiunea Artemis II urmează să dureze 10 zile și va purta un echipajul în jurul Lunii, dar fără aselenizare. Cei patru vor face un „survol” al Lunii, practic un ocol, iar echipajul va ajunge cel mai departe de Pământ dintre toate misiunile spațiale, pentru că se va afla la peste 6.000 de km de fața îndepărtată a Lunii. Misiunea nu poate fi însă un succes dacă apar probleme grave la scutul termic.

„Zborurile cosmice vor fi mereu periculoase, NASA știe asta, astronauții știu asta”

NASA a ales să nu schimbe modul în care este construit scutul termic pentru Artemis II, față de misiunea din 2022, însă profilul de revenire prin atmosfera Pământului a fost modificat comparativ cu Artemis I, pentru a supune capsula unui stres termic mai scăzut, menajând astfel învelișul ablativ. Probabil pentru Artemis III va fi folosit un alt compus, mai nou, pentru că până la această misiune NASA are timp să facă testele necesare, a mai explicat Claudiu Tănăselia.

Dar de ce NASA nu a ales o soluție radicală, o schimbare masivă a scutului termic? Probabil că este vorba despre o combinație a doi factori esențiali, timpul și banii, consideră fizicianul: 

„Înlocuirea compusului principal din scutul ablativ ar fi însemnat teste suplimentare care costă și care probabil ar fi amânat și mai mult misiunea Artemis II. Mai mult, NASA deja instalase scutul termic pe capsula destinată misiunii Artemis II înainte de finalizarea raportului situației scutului termic al misiunii Artemis I”.

Înlocuirea scutului ar fi generat și mai multe amânări, deoarece este o procedură minuțioasă. 

„Până la urmă, este vorba despre cât de mare este riscul asociat cu această problemă, iar NASA estimează că în scenariul cu profilul de zbor modificat, din datele pe care le are din misiunea Artemis I, echipajul nu ar trebui să fie supus niciunui pericol suplimentar”, mai spune expertul.

Trebuie menționat însă că nici nu există o soluție de backup, iar revenirea prin atmosferă reprezintă o porțiune critică a zborului, una în care echipajul sau personalul de la sol nu prea pot controla situația în timp real, dacă aceasta degenerează. 

„Zborurile cosmice vor fi mereu periculoase, NASA știe asta, astronauții știu asta, însă totul se reduce la cât de bine poate NASA estima un risc acceptabil, pe baza datelor pe care le are la dispoziție. În cazul Artemis II, NASA, împreună cu astronauții, nu consideră că riscul asociat cu scutul ablativ este unul semnificativ”, spune fizicianul.