لا تزال وكالة ناسا لا تفهم السبب الجذري لمشكلة الدرع الحراري لأوريون

وأعلن مسؤولو ناسا نجاح مهمة Artemis I في أواخر عام 2021، ومن الصعب الجدال مع هذا التقييم. كان أداء صاروخ نظام الإطلاق الفضائي والمركبة الفضائية أوريون لا تشوبه شائبة تقريبًا في رحلة غير مأهولة أخذتها حول القمر ثم عادت إلى الأرض، مما مهد الطريق لمهمة أرتميس 2، وهي أول مهمة لطاقم البرنامج.

ولكن أحد الأشياء التي رآها المهندسون على Artemis I والتي لم تتطابق تمامًا مع التوقعات كانت مشكلة في الدرع الحراري للمركبة الفضائية Orion. ومع عودة الكبسولة إلى الغلاف الجوي للأرض في نهاية المهمة، تضاءل الدرع الحراري أو احترق بطريقة مختلفة عما تنبأت به النماذج الحاسوبية.

قال مسؤولو ناسا إن كمية أكبر من المواد المتفحمة مما كان متوقعًا خرجت من الدرع الحراري أثناء عودة أرتميس 1، وكانت الطريقة التي خرجت بها متفاوتة إلى حد ما. يتكون الدرع الحراري لأوريون من مادة تسمى أفكوت، والتي تم تصميمها لتحترق عندما تنغمس المركبة الفضائية في الغلاف الجوي بسرعة 25000 ميل في الساعة (40000 كم في الساعة). عند عودتها من القمر، واجهت أوريون درجات حرارة تصل إلى 5000 درجة فهرنهايت (2760 درجة مئوية)، وهي أكثر سخونة مما تراه المركبة الفضائية عندما تعود إلى الغلاف الجوي من مدار أرضي منخفض.

على الرغم من مشكلة الدرع الحراري، هبطت المركبة الفضائية أوريون بأمان في المحيط الهادئ. اكتشف المهندسون التفحم غير المستوي أثناء عمليات التفتيش بعد الرحلة.

لا توجد إجابات حتى الآن

وقال أميت كشاتريا، الذي يشرف على تطوير مهام أرتميس في قسم الاستكشاف التابع لوكالة ناسا، يوم الجمعة، إن الوكالة لا تزال تبحث عن السبب الجذري لمشكلة الدرع الحراري. يريد المديرون التأكد من فهمهم للسبب قبل المضي قدمًا في مشروع Artemis II، الذي سيرسل رواد الفضاء ريد وايزمان، وفيكتور جلوفر، وكريستينا كوخ، وجيريمي هانسن في رحلة مدتها 10 أيام حول الجانب البعيد من القمر.

وستكون هذه هي المرة الأولى التي يطير فيها البشر بالقرب من القمر منذ آخر مهمة أبولو في عام 1972. وفي يناير، أعلنت وكالة ناسا تأجيل إطلاق أرتميس 2 من أواخر عام 2024 حتى سبتمبر 2025، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى التحقيق الذي لم يتم حله في قضية الدرع الحراري. .

وقال كشاتريا يوم الجمعة في اجتماع مع لجنة تابعة للمجلس الاستشاري لناسا: “ما زلنا في منتصف تحقيقنا بشأن أداء الدرع الحراري من أرتميس 1”.

أجرى المهندسون اختبارات الدرع الحراري على نطاق فرعي في أنفاق الرياح ومنشآت الطائرات النفاثة لفهم أفضل لما أدى إلى التفحم غير المتكافئ على Artemis I. وقال كشاتريا: “نحن نقترب من الإجابة النهائية فيما يتعلق بهذا السبب”.

قال مسؤولو ناسا سابقًا إنه من غير المحتمل أنهم سيحتاجون إلى إجراء تغييرات على الدرع الحراري المثبت بالفعل على مركبة أوريون الفضائية لـ Artemis II، لكنهم لم يستبعدوا ذلك. من المحتمل أن تؤدي إعادة تصميم أو تعديل الدرع الحراري Orion على Artemis II إلى تأخير المهمة لمدة عام على الأقل.

وبدلاً من ذلك، يقوم المهندسون بتحليل جميع المسارات المحتملة التي يمكن أن تطير بها مركبة أوريون الفضائية عندما تعود إلى الغلاف الجوي في نهاية مهمة أرتميس 2. على متن سفينة أرتميس 1، حلقت أوريون في مسار تخطي إعادة الدخول، حيث غاصت في الغلاف الجوي، ثم قفزت عائدة إلى الفضاء، ثم هبطت نهائيًا في الغلاف الجوي، مثل صخرة تقفز عبر بركة. يسمح هذا الملف التعريفي لأوريون بإجراء عمليات هبوط أكثر دقة بالقرب من فرق الإنقاذ في المحيط الهادئ ويقلل من قوى الجاذبية على المركبة الفضائية والطاقم الذي يركب بداخلها. كما أنه يقسم الحمل الحراري على المركبة الفضائية إلى مرحلتين.

طارت مهمات أبولو في ملف تعريف إعادة الدخول المباشر. هناك أيضًا وضع إعادة الدخول متاح يسمى الدخول الباليستي، حيث تطير المركبة الفضائية عبر الغلاف الجوي دون توجيه.

بدأت المادة المتفحمة في التطاير من الدرع الحراري في المرحلة الأولى من عملية إعادة الدخول. يبحث المهندسون في كيفية تأثير ملف تعريف تخطي إعادة الدخول على أداء الدرع الحراري Orion. تريد ناسا أن تفهم كيفية أداء الدرع الحراري أوريون خلال كل من مسارات إعادة الدخول المحتملة لـ Artemis II.

“ما يتعين علينا فعله هو أن نقول لفرق التحليل: حسنًا، بغض النظر عن القيود التي ستكون عليها، ما الذي يمكننا تحمله؟” قال كشاتريا.

بمجرد أن يفهم المسؤولون سبب تفحم الدرع الحراري، سيحدد المهندسون نوع المسار الذي يحتاجه Artemis II للطيران عند العودة لتقليل المخاطر على الطاقم. بعد ذلك، سينظر المديرون في بناء ما تسميه ناسا مبررات الطيران. في الأساس، هذه عملية إقناع أنفسهم بأن المركبة الفضائية آمنة للطيران.

وقال كشاتريا: “عندما نجمع كل ذلك معًا، فإما أن يكون لدينا مبرر للطيران أو لا”.

بافتراض موافقة ناسا على الأساس المنطقي لرحلة أرتميس 2، ستكون هناك مناقشات إضافية حول كيفية التأكد من أن دروع أوريون الحرارية آمنة للطيران في مهام أرتميس في اتجاه مجرى النهر، والتي سيكون لها ملفات تعريف إعادة دخول عالية السرعة مع عودة رواد الفضاء من الهبوط على القمر.

في هذه الأثناء، تستمر الاستعدادات على متن المركبة الفضائية أوريون لـ Artemis II في مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا. تم دمج الطاقم ووحدات الخدمة لـ Artemis II معًا في وقت سابق من هذا العام، وأصبحت مركبة Orion الفضائية بأكملها الآن داخل غرفة مفرغة للاختبار البيئي.