EDWARDS, Califórnia — Os astronautas do Artemis II estão programados para retornar de sua missão na sexta-feira viagem à lua. Quando o fizerem, atingirão a atmosfera da Terra a mais de 32 vezes a velocidade do som – e fá-lo-ão utilizando técnicas de reentrada que ainda não foram testadas em cenários do mundo real.
Em 2022, a NASA enviou uma missão de teste Artemis I não tripulada à lua. Quando reentrou na atmosfera da Terra, a cápsula sofreu dano inesperado ao seu escudo térmico, levando os cientistas da NASA a repensar o que seria necessário para manter os astronautas do Artemis II voltando para casa em segurança.
Muito trabalho foi feito para se preparar para este momento – mas a realidade é que os cientistas não saberão exatamente como o escudo térmico se comportará até que o testem em um processo de reentrada genuíno.
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É por isso que uma equipe de cientistas e pilotos de teste da NASA e do Departamento de Defesa decidiu coletar dados detalhados sobre o desempenho do escudo térmico enquanto a cápsula voava pelo céu, transformando a atmosfera circundante em uma bola de fogo brilhante que tinha cerca de metade da temperatura da superfície do Sol antes de cair na costa de San Diego.
Os pilotos de teste estacionados em uma base militar no sul da Califórnia se revezariam na perseguição da cápsula em um complexo revezamento de alta velocidade: primeiro um jato executivo da NASA, depois um avião de reconhecimento da Marinha, seguido por outro jato da NASA e, finalmente, um avião de pesquisa meteorológica da NASA. As tripulações em terra monitorarão a cápsula Artemis II e enviarão aos pilotos de teste a velocidade e as coordenadas exatas para atacar enquanto seguem a bola de fogo no céu. Enquanto isso, os pesquisadores na parte traseira do avião rastrearão a cápsula com telescópios e sensores.
O diretor do centro, Bradley C. Flick, à esquerda, cumprimenta o gerente de projeto Robert Navarro no Armstrong Flight Research Center da NASA na Base Aérea de Edwards em 18 de março.
(Genaro Molina/Los Angeles Times)
“É um trabalho interessante enfiar a linha na agulha repetidamente”, disse Robert Navarro, gerente de projeto do Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia, responsável pelo terceiro segmento do relé crítico. “Os dados devem ser precisos, devido ao curto tempo necessário para coletá-los. Os dados devem ser precisos.”
Após o pouso, uma equipe separada do Armstrong Flight Research Center montará sensores reforçados fixados na parte externa da cápsula, projetados para estudar de perto o escudo térmico.
“Estou muito entusiasmado que minha equipe faça parte desta importante missão”, disse Patty Ortiz, vice-gerente de projeto do sensor de cápsula do centro. “Trabalhando nisso desde 2019, este é definitivamente um grande momento para mim.”
O centro tem vindo a ultrapassar os limites do voo humano há décadas – e a recolher uma grande quantidade de dados para o fazer.
“Pensamos nos nossos aviões como laboratórios voadores – vamos fazer coisas que provavelmente nunca foram feitas antes”, disse Brad Flick, que se aposentou como diretor do centro em 20 de março, depois de quase quatro décadas no centro de pesquisa.
O gerente de projeto do Armstrong Flight Research Center, Robert Navarro, passa pela aeronave Gulfstream III que será usada na missão Artemis II.
(Genaro Molina/Los Angeles Times)
Na década de 1960, engenheiros do Centro de Pesquisa Aeronáutica ajudaram a projetar e testar uma réplica do veículo de pouso lunar Apollo que Neil Armstrong usou para praticar pousos na Terra antes de voar para a Lua. (O centro foi posteriormente renomeado para as primeiras pessoas caminharem na superfície lunar.)
O centro vem se preparando para estudar a reentrada do Artemis II há anos, mas o trabalho se tornou mais importante depois que a NASA descobriu problemas com o escudo térmico após a missão de teste do Artemis I.
A NASA orientou a cápsula Artemis I para primeiro tocar a atmosfera da Terra antes de ressurgir brevemente no espaço e, em seguida, completar o processo final de reentrada. Esta nova abordagem reduz as forças que os astronautas irão experimentar durante a reentrada e ajuda a NASA a direcionar a cápsula com mais precisão para o seu ponto de aterragem no Pacífico – independentemente de onde ou quando regressa da Lua.
A missão parecia ter sido um sucesso, mas quando a tripulação começou a verificar o escudo térmico na parte inferior da cápsula não tripulada após o pouso, notaram um problema.
Depois que a espaçonave Orion da NASA foi recuperada no final do vôo de teste Artemis I e transportada para o Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, seu escudo térmico foi removido do módulo da tripulação dentro do Edifício de Operações e Inspeção e girado para inspeção.
(NASA)
O escudo térmico foi projetado para sofrer erosão lentamente (ou “corrosão”, no jargão da NASA) após a reentrada para manter as condições dentro da cápsula habitáveis, enquanto as temperaturas do ar dentro de alguns centímetros podem atingir quase 5.000 graus Fahrenheit: a camada externa protetora aquece rotineiramente, em seguida, descasca na forma de pedaços de gás e carvão, que transportam esse calor para fora da cápsula à medida que se dispersam na atmosfera ao redor da cápsula.
O problema com Artemis I é que a nova abordagem de reentrada da NASA parece interferir neste processo de ablação.
Como Artemis I regressou ao espaço entre o seu primeiro mergulho na atmosfera e a sua reentrada final, houve uma breve pausa na sua exposição ao calor – o que significa que o interior do escudo térmico continuou a produzir gases, mas o exterior já não libertava material suficientemente rápido para que esses gases escapassem. A pressão aumenta, o que quebra o escudo térmico e, em última análise, faz com que pedaços maiores se soltem durante a reentrada final.
Os cientistas da NASA determinaram que, se alguma tripulação estivesse a bordo, sobreviveria – mas não queriam que os astronautas do Artemis II enfrentassem riscos desnecessários.
Isto deixa duas opções: primeiro, substituir o escudo térmico existente do Artemis II por um novo design em obras que possa lidar com o caminho de reentrada tentado com o Artemis I. Segundo, mudar o caminho de reentrada para contornar o primeiro mergulho na atmosfera e simplesmente ir direto para eliminar as condições que criaram o problema em primeiro lugar.
A agência finalmente considerou a substituição do escudo térmico Artemis II muito complicada do ponto de vista logístico e optou por uma abordagem final mais simples. Na sexta-feira, os astronautas da NASA colocarão essa decisão à prova. Cientistas do Armstrong Flight Research Center aguardaram para assistir.
