Artemis II: Τα κρίσιμα 4 λεπτά – Η πιο επικίνδυνη στιγμή της αποστολής πλησιάζει

Το πιο επικίνδυνο μέρος της 10ήμερης αποστολής του Artemis II πλησιάζει γρήγορα. Αυτό είναι η στιγμή κατά την οποία η κάψουλα θα μπαίνει στην ατμόσφαιρα κατά το ταξίδι της επιστροφής στη Γη και θα εκτίθεται σε θερμοκρασίες που φτάνουν περίπου στο μισό της θερμοκρασίας της επιφάνειας του Ήλιου, δηλαδή 2.750–3.000° βαθμών Κελσίου (5.000–5.400°Φαρενάιτ)!

Η επιβίωση του πληρώματος μέσα από αυτή την «κόλαση» θα εξαρτηθεί από τη θερμική ασπίδα του Orion, έναν θόλο διαμέτρου 16,5 ποδιών στο κάτω μέρος του διαστημοπλοίου, σχεδιασμένο να απομακρύνεται (μέσω αποσάθρωσης) με ελεγχόμενο τρόπο, καθώς το σκάφος εισέρχεται στην ατμόσφαιρα με ταχύτητα περίπου 40.000 χλμ/ώρα και αντέχει σε θερμοκρασίες έως και 11.000 βαθμών Φαρενάιτ (περίπου 6.000°C).

Τα 4 κρίσιμα λεπτά

Κατά τη φάση της επανεισόδου, τα 4 πρώτα λεπτά θεωρούνται κρίσιμα και αγωνιώδη σε κάθε διαστημική αποστολή, όχι μόνο λόγω των ακραίων θερμοκρασιών, αλλά και επειδή το διαστημόπλοιο περιβάλλεται από ένα νέφος υπερθερμασμένου ιονισμένου αέρα (πλάσμα), το οποίο μπλοκάρει πλήρως τα ραδιοκύματα.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα «blackout» επικοινωνίας, κατά το οποίο το κέντρο ελέγχου της NASA δεν λαμβάνει δεδομένα και δεν μπορεί να στείλει εντολές στο σκάφος.

Σε αποστολές όπως τα Apollo program, αυτό το παράθυρο σιωπής διαρκούσε περίπου 3 λεπτά, ενώ σε άλλες περιπτώσεις έχει φτάσει τα 4 λεπτά ή και περισσότερο, ανάλογα με τη γωνία εισόδου και τις συνθήκες πτήσης .

Σε αυτό το διάστημα, το σκάφος βασίζεται αποκλειστικά στα αυτόνομα συστήματα καθοδήγησης και πλοήγησης, χωρίς δυνατότητα παρέμβασης από τη Γη. Αν κάτι πάει στραβά εκείνη τη στιγμή (όπως μας έχει δείξει δραματικά το παρελθόν), δεν υπάρχει τρόπος άμεσης διόρθωσης και η έκβαση της επανεισόδου κρίνεται μέσα σε αυτά τα λίγα, «τυφλά» λεπτά.

Ο σχεδιασμός της θερμικής ασπίδας της αποστολής δεν έχει άψογο ιστορικό
Το 2022 η ασπίδα στο μη επανδρωμένο Artemis I εμφάνισε πάνω από 100 ρωγμές και εκδορές, με σημεία όπου το υλικό «ξεφλούδισε απροσδόκητα».

«Η απροσδόκητη συμπεριφορά του υλικού, δημιουργεί τον κίνδυνο η θερμική ασπίδα να μην προστατεύει επαρκώς τα συστήματα και το πλήρωμα της κάψουλας από την ακραία θερμότητα της επανεισόδου σε μελλοντικές αποστολές», αναφέρεται σε αξιολόγηση της NASA για τη θερμική ασπίδα του Artemis I το 2024, σύμφωνα με το SpaceNews.

Πρόκειται για ένα είδος αστοχίας που θα μπορούσε, θεωρητικά, να οδηγήσει σε καταστροφή αντίστοιχη με την τραγωδία του Διαστημικού Λεωφορείου Κολούμπια το 2003, η οποία κόστισε τη ζωή σε επτά αστροναύτες, όταν σκάφος διαλύθηκε κατά την επανείσοδο του στην ατμόσφαιρα λόγω βλάβης στη θερμική του προστασία.

Οι φωτογραφίες από την επανείσοδο του Artemis I είναι ανησυχητικές. Η ασπίδα εμφανίζει εκτεταμένα σημάδια και «κρατήρες», όπου κομμάτια προστατευτικού υλικού, μεγέθους γροθιάς, φαίνεται να αποσπάστηκαν από τις αεροδυναμικές και θερμικές καταπονήσεις κατά τη βίαιη επανείσοδο.

Η NASA διαπίστωσε αργότερα ότι το πρόβλημα προκλήθηκε επειδή το υλικό της θερμικής ασπίδας (γνωστό ως Avcoat), είχε εφαρμοστεί με υπερβολική πυκνότητα. Αυτό εμπόδισε τη διαφυγή θερμών αερίων που δημιουργούνται κατά την αποσάθρωση, οδηγώντας σε ρωγμές και αποκολλήσεις.

Η κατασκευάστρια εταιρεία της κάψουλας Orion, Lockheed Martin, προχώρησε σε προσαρμογές στον τρόπο εφαρμογής του Avcoat, και η NASA έδωσε τελικά το «πράσινο φως» για την πτήση του Artemis II.

Οι αναλύσεις της υπηρεσίας έδειξαν ότι, παρά τις φθορές, η θερμοκρασία στο εσωτερικό της κάψουλας του Artemis I θα παρέμενε εντός ασφαλών ορίων για to πλήρωμα.

«Τροποποιήσαμε ελαφρώς την πυκνότητα, ώστε να επιτρέψουμε στα αέρια στο Avcoat να διαφύγουν κατά τη διάρκεια της έντονης θέρμανσης και να ψυχθούν», δήλωσε ο Blaine Brown, διευθυντής συστημάτων της Lockheed Martin.

«Υποστηρίζουμε την απόφαση της NASA να προχωρήσει με την αποστολή Artemis II με την τρέχουσα θερμική ασπίδα και δεσμευόμαστε για την ασφαλή εκτόξευση και επιστροφή του Orion σε αυτή την ιστορική επανδρωμένη αποστολή προς τη Σελήνη», πρόσθεσε.

Το Avcoat δεν είναι νέο υλικό: χρησιμοποιήθηκε εκτενώς στο πρόγραμμα Apollo program. Τότε, ωστόσο, εφαρμοζόταν χειροκίνητα σε μια δομή τύπου κηρήθρας, ενώ στις αποστολές Artemis η ασπίδα αποτελείται από περίπου 200 προκατασκευασμένα μπλοκ Avcoat, κάτι που αλλάζει τη μηχανική συμπεριφορά του συστήματος.

Ανεξάρτητα από τις διαβεβαιώσεις, η επανείσοδος της Παρασκευής (σ.σ. ξημερώματα Σαββάτου στην Ελλάδα), θα είναι η πρώτη πλήρης δοκιμή της νέας διαμόρφωσης υπό πραγματικές συνθήκες. Και αυτό δεν είναι λεπτομέρεια: η επανείσοδος αποτελεί διαχρονικά ένα από τα πιο απαιτητικά και επικίνδυνα στάδια κάθε διαστημικής αποστολής.

Η φυσική της επανεισόδου: γιατί «καίγονται» τα διαστημόπλοια
Κατά την επανείσοδο, ένα διαστημόπλοιο δεν «καίγεται» απλώς λόγω τριβής με τον αέρα, όπως συχνά λέγεται απλοϊκά.

Στην πραγματικότητα, το φαινόμενο οφείλεται κυρίως στη συμπίεση του αέρα μπροστά από το σκάφος. Ο αέρας αυτός θερμαίνεται ακραία, δημιουργώντας ένα πλάσμα που περιβάλλει το όχημα και μεταφέρει τεράστια θερμικά φορτία.

Για να επιβιώσουν, τα διαστημόπλοια χρησιμοποιούν θερμικές ασπίδες δύο βασικών τύπων:

• Αποσάθρωσης (ablative), όπως το Avcoat, που «θυσιάζεται» σταδιακά απορροφώντας θερμότητα.
• Επαναχρησιμοποιήσιμες, όπως τα κεραμικά πλακίδια του Space Shuttle.
• Η επιλογή της πρώτης κατηγορίας για το Orion δεν είναι τυχαία: οι αποστολές επιστροφής από τη Σελήνη έχουν πολύ υψηλότερες ταχύτητες από τις αποστολές χαμηλής τροχιάς, άρα και πολύ μεγαλύτερα θερμικά φορτία.

Ιστορικά ατυχήματα και μαθήματα

Παρά τις εκατοντάδες επιτυχημένες επανεισόδους από το 1961, τα περιθώρια λάθους παραμένουν ελάχιστα. Η καταστροφή του Κολούμπια αποδίδεται σε πλήγμα από συντρίμμια κατά την εκτόξευση, που κατέστρεψε ένα θερμικό πλακίδιο στην πτέρυγα.

Κατά την επανείσοδο, υπέρθερμα αέρια εισχώρησαν στο εσωτερικό της δομής, οδηγώντας στη διάλυση του σκάφους.

Και οι επτά αστροναύτες έχασαν τη ζωή τους σε εκείνη την τραγωδία, η οποία σημειώθηκε ακριβώς στη φάση της επανεισόδου.

Αντίστοιχα, ο Σοβιετικός κοσμοναύτης Vladimir Komarov σκοτώθηκε κατά την αποστολή Soyuz 1 το 1967, αν και σε αυτή την περίπτωση το αίτιο ήταν διαφορετικό: τεχνική βλάβη που εμπόδισε την ανάπτυξη των αλεξιπτώτων κατά την τελική κάθοδο.

Το κρίσιμο «παράθυρο» της επιστροφής

Η λεγόμενη «διεπαφή εισόδου» (entry interface) του Artemis II (σ.σ. το σημείο όπου η κάψουλα συναντά τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και αρχίζει η απότομη επιβράδυνση), έχει προγραμματιστεί για τις 7:53 μ.μ. (ET), ενώ η προσθαλάσσωση αναμένεται στις 8:07 μ.μ. (ώρα κεντρικών ΗΠΑ).

Το δεκατετράλεπτο αυτό διάστημα συμπυκνώνει δεκαετίες τεχνογνωσίας, αλλά και τον μόνιμο κίνδυνο της διαστημικής εξερεύνησης: μια λεπτή ισορροπία ανάμεσα στη φυσική, τα υλικά και την ανθρώπινη ακρίβεια. Σε αυτή τη στενή ζώνη ανάμεσα στο Διάστημα και τη Γη, η επιτυχία ή η αποτυχία δεν αφήνει περιθώρια διόρθωσης.

Για όσους θέλουν να παρακολουθήσουν την επανείσοδο του Artemis II, Το Σάββατο 11/4, στις 01:00 μετά τα μεσάνυχτα (ώρα Ελλάδας) θα ξεκινήσει η διαδικασία εισόδου στη γη και κατόπιν η προσθαλάσσωση με τη NASA να μεταδίδει live όλη τη διαδικασία.

Με πληροφορίες από: New York Post

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ Αραγτσί: «Οι επαφές Ιράν-ΗΠΑ δεν διακόπηκαν αλλά δεν υπάρχει πρόοδος στις διαπραγματεύσεις»