День приводнения: миссия «Артемида II» близка к завершению, но самая опасная часть впереди

Астронавты миссии «Артемида II» (Artemis II) столкнулись с многочисленными опасностями во время своей исторической лунной миссии, включая напряженный старт 1 апреля, когда ракета израсходовала миллионы литров топлива, и преодоление опасных радиационных полей на пути к Луне. Сегодня миссия подходит к концу, и экипаж — астронавты NASA Рид Уайзман, Виктор Гловер, Кристина Кох и канадский космонавт Джереми Хансен — возвращается на Землю.

Впереди у них осталась самая сложная и опасная задача: возвращение в атмосферу. До момента приводения остается примерно 10 часов.

Космический корабль «Орион» (Orion) включил двигатели на 9 секунд, создав ускорение в 1,6 метра в секунду и толкнув экипаж «Артемиды II» к Земле.

Примерно за два часа до включения двигателей произошла неожиданная потеря сигнала обратной связи во время изменения скорости передачи данных, что повлияло на передачу сообщений и телеметрии с космического аппарата на Землю. Двусторонняя связь была восстановлена, и вскоре после этого диспетчеры полета возобновили подготовку к предстоящему включению двигателей вместе с экипажем.

• экипаж начнет подготовку внутреннего пространства космического корабля «Орион» к входу в атмосферу;

• будет произведен третий корректирующий маневр для возвращения — это позволит точно вывести «Орион» в нужный входной коридор для приводнения;

• произойдет переключение связи между космическим кораблем «Орион» и спутниками на низкой околоземной орбите;

• «Орион» отделится от служебного модуля, обеспечивавшего его полет в космос;

• произойдет включение двигателя для подъема модуля экипажа, что немного изменит угол наклона «Ориона», чтобы точно настроить его вход в атмосферу Земли (и степень нагрева, которому он подвергнется);

• «Орион» войдет в атмосферу Земли на высоте 121 920 метров, двигаясь со скоростью, примерно в 30 раз превышающей скорость звука;

• в течение шести минут связь с «Орионом» прервется из-за накопления тепла и плазмы вокруг аппарата;

• аппарат подвергнется пиковому нагреву, температура воздуха поднимется до 4000–5000 градусов по Фаренгейту (2200-2760 по Цельсию); для снижения скорости «Орион» выполнит ряд маневров;

• начнётся серия раскрытий парашютов, чтобы замедлить спуск «Ориона», а основные парашюты раскроются позднее;

• приводнение ожидается у побережья Сан-Диего;

• NASA и ВМС США рассчитывают забрать экипаж с космического корабля «Орион» и доставить его на борт спасательного судна в течение двух часов.

Возвращение в атмосферу считается одним из самых (если не самым) опасных этапов любого космического полета. И «Артемида II» будет проходить через него с известной проблемой, которую отслеживают специалисты по управлению полетами.

Проблема вскрылась после беспилотного испытательного полета миссии «Артемида I» вокруг Луны в 2022 году, после которого команды миссии обнаружили, что теплозащитный экран капсулы вернулся с тревожными выбоинами и трещинами. Теплозащитный экран — это важнейший элемент оборудования, предназначенный для защиты космического корабля и его астронавтов от экстремальных температур во время спуска на Землю.

Космический корабль «Орион» в рамках программы «Артемида I» благополучно вернулся на Землю целым и невредимым, однако повреждения вызвали вопросы о том, насколько хорошо инженеры изучили материал, использованный для создания этого оборудования, называемый Avcoat, и как он ведет себя во время опасной и динамичной заключительной фазы полета.

Если теплозащитный экран будет поврежден или треснет определенным образом, это может привести к катастрофической поломке. При этом на данном этапе полета отсутствует механизм аварийного спасения, который мог бы спасти астронавтов. В случае отказа теплозащитного экрана миссия и экипаж будут потеряны.

Космический корабль «Орион» в рамках миссии «Артемида II» имеет теплозащитный экран, практически идентичный тому, что использовался в миссии «Артемида I». Представители NASA признали, что он далек от идеала. Однако агентство утверждает, что сможет безопасно вернуть астронавтов — Рейда Уайзмена, Виктора Гловера и Кристину Кох из NASA, а также астронавта Канадского космического агентства Джереми Хансена — домой благодаря некоторым изменениям в стратегии возвращения миссии.

Проблемы, выявленные на борту миссии «Артемида I», послужили поводом для более чем годичных расследований, анализа и наземных испытаний, в ходе которых NASA пыталось понять неожиданное поведение теплозащитного экрана.

Однако, что особенно важно, к моменту возвращения миссии «Артемида I» теплозащитный экран уже был установлен на капсуле «Артемида II». Это означало, что изменить конструкцию теплозащитного экрана для этого полета астронавтов было уже слишком поздно.

Для решения этой проблемы NASA решило направить капсулу «Артемида II» с астронавтами по другой траектории, нежели та, по которой возвращалась «Артемида I».

В то время как в ходе испытательного полета 2022 года использовался «скачок» при входе в атмосферу, когда капсула ненадолго опускалась в атмосферу, а затем снова набирала высоту и совершала второе погружение, в этом полете будет предпринята попытка, скорее, «подъема в атмосферу».

Измененный путь предназначен для создания более благоприятных условий нагрева в надежде, что это ограничит — но не устранит — образование трещин на теплозащитном экране.

В ходе расследования эксперты NASA убедились, что даже если теплозащитный экран не будет работать оптимально, астронавты благополучно вернутся домой.

После ожидаемого приводнения «Ориона» у побережья Сан-Диего, когда астронавтов доставят по воздуху на спасательное судно, водолаз погрузится в океан, чтобы сфотографировать теплозащитный экран снизу — это даст руководителям миссии первые доказательства того, как он себя показал.

Руководители миссии уверены, что провели необходимую подготовительную работу и понимают ограничения теплозащитного экрана, а также способы защиты экипажа, заявил заместитель администратора NASA Амит Кшатрия на брифинге для прессы в четверг. И «экипаж готов доверить свои жизни этой уверенности», добавил он.