Análise rigorosa confirma o desempenho do escudo térmico Artemis II da NASA

A missão Artemis II da NASA enviou quatro astronautas ao redor da Lua e os trouxe de volta à Terra em segurança, estabelecendo as bases para voos tripulados à superfície lunar.

Análises adicionais de dados de engenharia do escudo térmico da espaçonave Orion confirmaram os dados iniciais mostrando que o escudo térmico funcionou conforme o esperado.

Em particular, a NASA mediu se o sistema de proteção térmica protegeu eficazmente a tripulação e os sistemas Orion quando a nave espacial reentrou na atmosfera da Terra. Este voo de teste foi a primeira vez que astronautas voaram a bordo do Orion.

Orion atingiu uma velocidade máxima de 39 vezes a velocidade do som e experimentou temperaturas externas superiores a 4.000 graus Fahrenheit em seu pico, enquanto os quatro astronautas dentro do Orion permaneceram relativamente frios com uma temperatura de cabine em torno de 70 graus Fahrenheit durante seu retorno da Lua à Terra.

Após a análise minuciosa da NASA Descobertas do escudo térmico Artemis Iinformado por extensos testes de material de jato de arco no Ames Research Center da NASA no Vale do Silício, na Califórnia, a agência modificou a trajetória de reentrada de Orion para Artemis II, encurtando a distância máxima de descida entre a qual a espaçonave poderia voar quando entrou na atmosfera da Terra e caiu no Oceano Pacífico. A análise anterior à missão mostrou que limitar a distância inferior limitaria quanto tempo o escudo térmico da espaçonave passava na faixa de temperatura em que ocorreu o fenômeno do escudo térmico Artemis I.

A espaçonave reentrou com precisão, entrando a apenas 192 pés de sua interface de entrada alvo, e caiu com sucesso a apenas 0,59 milhas do local de pouso previsto na costa de San Diego. Inspeções iniciais do sistema de proteção térmica, incluindo imagens de mergulhador do escudo térmico da espaçonave tiradas logo após o pouso e inspeções adicionais na nave de recuperação, descobriram que ele funcionou conforme o esperado, com uma redução significativa na quantidade de rachaduras e perda de carvão em comparação com Artemis I.

Após o retorno da espaçonave ao Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, após a missão à Lua, os especialistas em sistemas de proteção térmica iniciaram exames adicionais do escudo térmico, feito de 186 blocos exclusivos de um material ablativo chamado Avcoat. O escudo térmico foi então transportado para o Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, onde o trabalho de extração de amostras e varreduras internas de raios X começou em agosto para fornecer mais informações de engenharia sobre o sistema e o comportamento do material.

Uma análise completa da avaliação pós-voo descobriu que o desempenho aerodinâmico e aerotérmico do Orion, incluindo o escudo térmico e o sistema de proteção térmica do backshell, estava alinhado com as previsões de engenharia baseadas em análises pré-voo e testes de solo. O menor alcance de descida permitido durante a entrada reduziu as rachaduras e a perda de carbonização experimentadas no escudo térmico Artemis II em relação ao escudo térmico Artemis I por um fator de dez, comprovando a eficácia da modificação da trajetória. Os engenheiros encontraram apenas nove pontos de perda de carvão de tamanhos variados na placa de proteção térmica do Artemis II, em comparação com 103 durante o Artemis I.

A análise também mostrou que o design robusto do escudo térmico do Orion mostrou consistência do Artemis I ao Artemis II, evidente pelo desempenho dos recursos do sistema, como as costuras entre os blocos Avcoat do escudo térmico e o Avcoat ao redor dos parafusos de separação da almofada de compressão do escudo térmico.

A inspeção pós-voo do backshell do Orion, a cobertura protetora nas laterais inclinadas do módulo da tripulação composta por 1.300 ladrilhos de cerâmica, mostrou o desempenho esperado em toda a superfície do módulo da tripulação. As inspeções visuais indicaram que os recursos do backshell projetados para vedar e proteger penetrações como janelas, aberturas de ventilação, propulsores e a escotilha lateral também atenderam às expectativas, sem sinais de superaquecimento observados.

A equipe também realizou varreduras a laser pós-voo da superfície do escudo térmico e está comparando esses dados com medições pré-voo para determinar a recessão do material, que será então comparada com as previsões da análise. Os engenheiros continuam com a extração de amostras de escudo térmico na NASA Marshall e subsequentes testes e avaliação de materiais e análise térmica, para apoiar o desenvolvimento de escudo térmico de longo prazo, esforços de fabricação e captura de dados.

O desempenho do Orion e a análise da equipe no Artemis II refletem a robustez do sistema, a capacidade de apoiar a tripulação e os insights críticos coletados que irão aprimorar a missão do Artemis III e muito mais. Após a extensa investigação do escudo térmico Artemis I, foram feitas atualizações no design do escudo térmico do Artemis III para obter uniformidade e permeabilidade consistente dos blocos Avcoat. Os técnicos anexaram o escudo térmico ao módulo de tripulação Artemis III Orion na NASA Kennedy no início de julho, e a tripulação e os módulos de serviço Orion foram unidos no final de julho. Desde então, a nave espacial foi ligada com sucesso pela primeira vez, permitindo aos engenheiros verificar se todas as linhas de ligação entre os dois módulos estão a funcionar conforme planeado.

A NASA continua avançando em direção ao Artemis III enquanto as equipes preparam a espaçonave Orion para a missão do próximo ano na órbita baixa da Terra. A NASA lançará o foguete SLS (Sistema de Lançamento Espacial) e a espaçonave Orion com os astronautas da NASA Randy Bresnik, Frank Rubio, Andre Douglas e ESA (Agência Espacial Europeia) Luca Parmitano, para se encontrarem com artigos de teste de pouso humano da Blue Origin e SpaceX para demonstrar sistemas críticos e operações necessárias para futuros pousos lunares, começando com Artemis IV em 2028.