Nejnebezpečnějším momentem mise Artemis II není start nebo vstup na oběžnou dráhu Měsíce, ale závěrečný sestup. Když se kosmická loď Orion vrátí z Měsíce, vstoupí do zemské atmosféry rychlostí přesahující 30násobek rychlosti zvuku, čímž vystaví posádku extrémnímu horku a obrovskému fyzickému stresu.
Závěrečná fáze: Kontrola mise a příprava
Závěrečná fáze desetidenní mise začne koordinovaným úsilím letových ředitelů a čtyřčlenné posádky: velitele Reeda Weissmana, pilota Victora Glovera, Christiny Kokové a Jeremyho Hansena.
Jak se mise blíží dokončení, NASA Mission Control bude následovat jasný sled akcí:
– Final Braking Pulse: Mírné zapálení trysek ve vesmíru nasměruje kapsli Orion do konkrétní pátrací a záchranné oblasti v Tichém oceánu, západně od San Diega v Kalifornii.
– Výcvik posádky: Po probuzení dostanou astronauti instruktáž o místních povětrnostních podmínkách a pokyny k zajištění veškerého volného vybavení, než si obléknou skafandry.
– ** Redundance systému:** Inženýři aktivují zálohovací software, aby zajistili, že se kapsle bude moci autonomně pohybovat atmosférou v případě selhání primárního počítače.
Lekce od Artemis I: Řešení problému tepelného štítu
Reentry profil pro Artemis II byl upraven mnoha způsoby na základě lekcí získaných během mise Artemis I bez posádky. Během tohoto letu inženýři zjistili, že fragmenty Orionova tepelného štítu se během sestupu neočekávaně oddělily.
Příčina byla identifikována jako nárůst tlaku plynu během „skokového“ vstupu, což je manévr, při kterém kapsle mírně „odskočí“ od horní atmosféry, aby se snížila rychlost. Zatímco představitelé NASA zdůraznili, že poškození by posádku neohrozilo, zůstává kritickou technickou překážkou.
Aby se toto riziko minimalizovalo, rozhodla se NASA použít metodu zadávání z velké nadmořské výšky spíše než opakovat hluboký „odskok“ použitý v Artemis I.
Tato jemnější cesta zahrnuje pohyb dovnitř a ven z atmosféry s méně dramatickými vzestupy a poklesy, snížením intenzity tlakových rázů plynu a udržováním teplot v bezpečnějším a předvídatelnějším rozsahu.
Fyzika atmosférického návratu: plazma a přetížení
Přechod z hlubokého vesmíru do zemské atmosféry je procesem rychlé fyzické transformace. Asi 20 minut před vstupem se servisní modul obsahující solární panely a hlavní motor oddělí a shoří v atmosféře. Tím zůstane kapsle s posádkou sama s prvky.
Sestup je doprovázen několika extrémními fyzikálními jevy:
– Extrémní rychlost: Orion vstoupí do atmosféry rychlostí přibližně 40 000 km/h (25 000 mph), potenciálně dosáhne rychlosti 39 Mach, což překoná rekordy misí Apollo.
– Tepelná intenzita: Jak je vzduch před kapslí stlačován, teplota stoupne na přibližně 2 760 stupňů Celsia (5 000 stupňů Fahrenheita), čímž se vytvoří obal plazmy, který může nakrátko přerušit rádiovou komunikaci.
Tepelná intenzita: Jak je vzduch před kapslí stlačován, teplota stoupne na přibližně 2 760 °C, čímž se vytvoří vrstva plazmy, která může nakrátko přerušit rádiovou komunikaci.
– Fyzická poptávka: Posádka zažije g-sílu přibližně 3,9G, což znamená, že ucítí svou váhu téměř čtyřnásobně a přitlačí je k sedadlům.
Přistání: Od ohnivé koule k oceánu
Jakmile kosmická loď ztratí dostatečnou rychlost v důsledku atmosférického tření, mechanická sekvence zajistí konečný sestup:
1. Brzdné padáky: Dva malé padáky se rozvinou, aby stabilizovaly orientaci kapsle.
2. Hlavní padáky: Tři velké oranžové padáky se postupně rozvinou, aby zpomalily vozidlo na bezpečnou rychlost.
3. Kontrolovaný pád: Malé trysky nakloní kapsli, aby zajistily, že dopadne na Tichý oceán v optimálním úhlu.
Po splashdown bude NASA monitorovat kapsli po dobu asi dvou hodin, aby zajistila stabilizaci vnitřních teplot, když se vozidlo ochladí v oceánu.
Závěr
Návrat Artemis II je vysoce rizikovou kombinací pokročilé fyziky a pokročilého inženýrství. Úpravou dráhy letu k překonání problémů s tepelnou ochranou se NASA snaží bezpečně proplout ohnivou koulí a vrátit posádku z měsíční hranice na Zemi.
