Die NASA versteht immer noch nicht die Ursache des Hitzeschildproblems von Orion

NASA-Beamte erklärten die Artemis-I-Mission Ende 2021 für einen Erfolg, und dieser Einschätzung kann man kaum widersprechen. Die Space Launch System-Rakete und das Orion-Raumschiff funktionierten bei einem unbemannten Flug, der sie um den Mond und dann zurück zur Erde führte, nahezu fehlerfrei und ebneten den Weg für die Artemis-2-Mission, die erste bemannte Mission des Programms.

Aber eine Sache, die die Ingenieure auf Artemis I sahen und die nicht ganz den Erwartungen entsprach, war ein Problem mit dem Hitzeschild der Orion-Raumsonde. Als die Kapsel am Ende der Mission wieder in die Erdatmosphäre eindrang, verringerte sich der Hitzeschild oder er verglühte auf eine andere Art und Weise, als die Computermodelle vorhersagten.

Bei der Rückkehr von Artemis 1 trat eine größere Menge verkohltes Material als erwartet aus dem Hitzeschild aus, und die Art und Weise, wie es austrat, verlief etwas ungleichmäßig, sagten NASA-Beamte. Der Hitzeschild von Orion besteht aus einem Material namens AFCOT, das verbrennt, wenn das Raumschiff mit 25.000 mph (40.000 km/h) in die Atmosphäre stürzt. Bei seiner Rückkehr vom Mond erlebte Orion Temperaturen von bis zu 5.000 Grad Fahrenheit (2.760 Grad Celsius), heißer als das, was die Raumsonde sieht, wenn sie aus der erdnahen Umlaufbahn wieder in die Atmosphäre eintritt.

Trotz des Hitzeschildproblems landete die Raumsonde Orion sicher im Pazifischen Ozean. Bei Inspektionen nach dem Flug stellten Ingenieure eine ungleichmäßige Verkohlung fest.

Es gibt noch keine Antworten

Amit Kshatriya, der die Entwicklung der Artemis-Mission in der Exploration Division der NASA beaufsichtigt, sagte am Freitag, dass die Agentur immer noch nach der Ursache des Hitzeschildproblems suche. Manager möchten sicherstellen, dass sie verstehen, warum, bevor sie mit dem Projekt Artemis II fortfahren, das die Astronauten Reed Wiseman, Victor Glover, Christina Koch und Jeremy Hansen auf eine zehntägige Reise um die andere Seite des Mondes schicken wird.

Es wird das erste Mal seit der letzten Apollo-Mission im Jahr 1972 sein, dass Menschen in die Nähe des Mondes fliegen. Im Januar gab die NASA bekannt, dass der Start von Artemis 2 von Ende 2024 auf September 2025 verschoben werde, hauptsächlich aufgrund der ungelösten Untersuchung von Heat Schildproblem. .

„Wir sind immer noch mitten in unserer Untersuchung der Leistung des Artemis-1-Hitzeschilds“, sagte Kshatriya am Freitag bei einem Treffen mit einem Ausschuss des NASA-Beratungsausschusses.

Ingenieure führten kleinere Hitzeschildtests in Windkanälen und Düsenanlagen durch, um besser zu verstehen, was zu der ungleichmäßigen Verkohlung auf Artemis I geführt hat. „Wir kommen der endgültigen Antwort auf diese Ursache näher“, sagte Kshatriya.

Beamte der NASA sagten zuvor, dass es unwahrscheinlich sei, dass sie Änderungen am Hitzeschild vornehmen müssten, der für Artemis II bereits auf der Raumsonde Orion installiert sei, schlossen dies jedoch nicht aus. Eine Neugestaltung oder Modifizierung des Orion-Hitzeschilds auf Artemis II würde die Mission wahrscheinlich um mindestens ein Jahr verzögern.

Stattdessen analysieren Ingenieure alle möglichen Wege, die die Raumsonde Orion nehmen könnte, wenn sie am Ende der Artemis-2-Mission wieder in die Atmosphäre eintritt. An Bord der Raumsonde Artemis 1 flog Orion eine Wiedereintritts-Bypass-Flugbahn, tauchte in die Atmosphäre ein und sprang dann zurück in den Weltraum und dann endgültig in die Atmosphäre hinab, wie ein Stein, der über einen Teich springt. Dieses Profil ermöglicht Orion präzisere Landungen näher an Rettungsteams im Pazifischen Ozean und reduziert die Gravitationskräfte auf das Raumschiff und die darin befindliche Besatzung. Außerdem wird die Wärmebelastung des Raumfahrzeugs in zwei Phasen unterteilt.

Die Apollo-Missionen flogen im Direct-Re-Entry-Profil. Es gibt auch einen Wiedereintrittsmodus namens ballistischer Wiedereintritt, bei dem das Raumschiff ohne Führung durch die Atmosphäre fliegt.

In der ersten Phase des Wiedereintrittsprozesses begann verkohltes Material aus dem Hitzeschild zu fliegen. Ingenieure untersuchen, wie sich das Wiedereintritts-Sprungprofil auf die Leistung des Orion-Hitzeschilds auswirkt. Die NASA möchte verstehen, wie sich der Hitzeschild von Orion auf jedem möglichen Wiedereintrittspfad von Artemis II verhält.

„Was wir tun müssen, ist den Analyseteams zu sagen: OK, was auch immer die Einschränkungen sind, was können wir uns leisten?“ sagte Kshatriya.

Sobald die Beamten verstehen, was zur Verkohlung des Hitzeschildes geführt hat, werden die Ingenieure bestimmen, welche Art von Flugbahn Artemis II bei der Rückkehr fliegen muss, um Risiken für die Besatzung zu minimieren. Als nächstes werden Manager versuchen, das zu entwickeln, was die NASA als Flugbegründungen bezeichnet. Im Wesentlichen geht es dabei um den Prozess, sich selbst davon zu überzeugen, dass das Raumschiff flugsicher ist.

„Wenn wir alles zusammenfassen, haben wir entweder eine Berechtigung zu fliegen oder nicht“, sagte Kshatriya.

Unter der Annahme, dass die NASA die Gründe für einen Artemis-2-Flug genehmigt, wird es weitere Diskussionen darüber geben, wie sichergestellt werden kann, dass die Hitzeschilde von Orion bei nachgelagerten Artemis-Missionen sicher fliegen können, die schnelle Wiedereintrittsprofile aufweisen werden, wenn Astronauten von Mondlandungen zurückkehren.

Unterdessen laufen die Vorbereitungen an Bord der Raumsonde Orion für Artemis II im Kennedy Space Center der NASA weiter. Die Besatzungs- und Servicemodule für Artemis II wurden Anfang des Jahres zusammengeführt, und die gesamte Orion-Raumsonde befindet sich nun für Umwelttests in einer Vakuumkammer.