La missione Artemis II della NASA ha inviato quattro astronauti in orbita attorno alla Luna e li ha riportati sani e salvi sulla Terra, ponendo le basi per voli con equipaggio verso la superficie lunare.
La missione Artemis II della NASA ha inviato quattro astronauti in orbita attorno alla Luna e li ha riportati sani e salvi sulla Terra, ponendo le basi per voli con equipaggio verso la superficie lunare. Ulteriori analisi ingegneristiche dei dati relativi allo scudo termico (heat shield) della capsula Orion hanno confermato i risultati iniziali, secondo cui lo scudo ha funzionato come previsto. In particolare, la NASA ha misurato se il sistema di protezione termica (thermal protection system) abbia salvaguardato efficacemente l’equipaggio e i sistemi di Orion durante il rientro nell’atmosfera terrestre. Questo volo di prova è stato la prima volta in cui astronauti hanno volato a bordo di Orion.
Orion ha raggiunto una velocità massima pari a 39 volte la velocità del suono e ha sperimentato temperature esterne superiori a 4.000 gradi Fahrenheit nel punto di picco, mentre i quattro astronauti all’interno di Orion sono rimasti relativamente al fresco, con una temperatura di cabina nell’intervallo dei 70 gradi Fahrenheit durante il rientro sulla Terra dalla Luna.
Dopo l’analisi approfondita della NASA sui risultati dello scudo termico di Artemis I, informata da estese prove sui materiali con arc jet presso l’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley, in California, l’agenzia ha modificato la traiettoria di rientro di Orion per Artemis II riducendo la distanza massima downrange che il veicolo spaziale poteva percorrere tra l’ingresso nell’atmosfera terrestre e l’ammaraggio (splashdown) nell’Oceano Pacifico. Le analisi pre-missione avevano mostrato che limitare la distanza downrange avrebbe limitato per quanto tempo lo scudo termico del veicolo sarebbe rimasto nell’intervallo di temperatura in cui si era verificato il fenomeno osservato sullo scudo di Artemis I.
Il veicolo ha effettuato il rientro con precisione, entrando a soli 192 piedi dal punto di ingresso (entry interface) previsto, e ha ammarato con successo a soli 0,59 miglia dal sito di atterraggio stimato al largo della costa di San Diego. Le ispezioni iniziali del sistema di protezione termica, incluse le immagini subacquee scattate dai sommozzatori dello scudo termico del veicolo subito dopo l’ammaraggio e le ulteriori ispezioni sulla nave di recupero, hanno riscontrato prestazioni conformi alle attese, con una riduzione significativa delle crepe e della perdita di materiale carbonizzato (char loss) rispetto ad Artemis I.
Dopo il rientro del veicolo al Kennedy Space Center della NASA in Florida, al termine della missione lunare, gli esperti di protezione termica hanno avviato un esame aggiuntivo dello scudo termico, composto da 186 blocchi unici di un materiale ablativo chiamato Avcoat. Lo scudo è stato poi trasportato al Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, dove ad agosto sono iniziati i lavori di estrazione di campioni e le scansioni interne a raggi X, per fornire ulteriori indicazioni ingegneristiche sul sistema e sul comportamento del materiale.
Un’approfondita revisione di valutazione post-volo ha rilevato che le prestazioni aerodinamiche e aero-termiche di Orion, inclusi lo scudo termico e il sistema di protezione termica del backshell, sono risultate in linea con le previsioni ingegneristiche basate su analisi pre-volo e test a terra. La minore distanza downrange consentita durante l’ingresso ha ridotto di un fattore dieci le crepe e la perdita di char osservate sullo scudo termico di Artemis II rispetto a quello di Artemis I, dimostrando l’efficacia della modifica di traiettoria. Gli ingegneri hanno riscontrato solo nove aree di perdita di char, di dimensioni variabili, sul piatto dello scudo termico di Artemis II, rispetto a 103 durante Artemis I.
L’analisi ha inoltre mostrato che il robusto progetto dello scudo termico di Orion ha mantenuto coerenza da Artemis I ad Artemis II, come evidenziato dalle prestazioni di elementi del sistema quali le giunzioni tra i blocchi di Avcoat dello scudo e l’Avcoat che circonda i bulloni di separazione del compression pad dello scudo termico. L’ispezione post-volo del backshell di Orion, la copertura protettiva sui lati inclinati del modulo equipaggio composta da 1.300 piastrelle ceramiche, ha mostrato prestazioni attese su tutta la superficie del modulo. Le ispezioni visive hanno indicato che anche gli elementi del backshell progettati per sigillare e proteggere le penetrazioni, come finestrini, sfiati, propulsori e il portello laterale, hanno soddisfatto le aspettative, senza evidenze di surriscaldamento.
Il team ha inoltre eseguito scansioni laser post-volo della superficie dello scudo termico e sta confrontando questi dati con le misure pre-volo per determinare la recessione del materiale, che verrà poi confrontata con le previsioni delle analisi. Gli ingegneri stanno proseguendo con l’estrazione di campioni dallo scudo termico presso NASA Marshall e con i successivi test e valutazioni sui materiali e le analisi termiche, a supporto dello sviluppo a lungo termine dello scudo, degli sforzi di produzione e della raccolta dati.
Le prestazioni di Orion e l’analisi del team su Artemis II riflettono la robustezza del sistema, la capacità di supportare un equipaggio e le indicazioni critiche raccolte che miglioreranno la missione Artemis III e quelle successive. Dopo l’ampia indagine sullo scudo termico di Artemis I, sono stati introdotti aggiornamenti al progetto dello scudo per Artemis III al fine di ottenere uniformità e permeabilità coerente dei blocchi di Avcoat. I tecnici hanno installato lo scudo termico per il modulo equipaggio Orion di Artemis III al Kennedy Space Center della NASA all’inizio di luglio, e i moduli equipaggio e di servizio di Orion sono stati uniti a fine luglio. Da allora il veicolo è stato alimentato con successo per la prima volta, consentendo agli ingegneri di verificare che tutte le linee di connessione tra i due moduli funzionino come previsto.
La NASA continua ad avanzare verso Artemis III mentre i team preparano il veicolo Orion per la missione del prossimo anno in orbita terrestre bassa. La NASA lancerà il razzo SLS (Space Launch System) e la capsula Orion con gli astronauti della NASA Randy Bresnik, Frank Rubio, Andre Douglas e l’astronauta ESA (European Space Agency) Luca Parmitano, per effettuare un rendezvous con gli articoli di test del lander umano (human lander) di Blue Origin e SpaceX, al fine di dimostrare sistemi e operazioni critiche necessari per futuri allunaggi, a partire da Artemis IV nel 2028.