O retorno seguro e em alta velocidade à Terra do Ártemis 2 a tripulação lunar depende do sistema de proteção térmica do módulo de tripulação Orion da missão. Ele deve suportar temperaturas extremas para manter os membros da tripulação seguros.
No entanto, seguindo o desenroscado Ártemis 1 teste de voo lunar no final de 2022, descobriu-se que o material de proteção térmica ablativo tinha inesperadamente lascado do escudo térmico de Orion durante seu mergulho Atmosfera da Terra.
Causa do problema
Numa análise pós-voo do escudo térmico Artemis 1, a NASA identificou mais de 100 locais onde material de protecção térmica ablativo foi libertado durante a rápida reentrada de Orion.
A NASA, juntamente com empreiteiros e uma equipe de revisão independente, lançou uma investigação para estabelecer a causa técnica do problema. Foi feita uma análise, incluindo mais de 100 testes em instalações exclusivas em todo o país.
A descoberta: o escudo térmico de Orion não permitiu que uma quantidade suficiente de gases gerados dentro de um material chamado Avcoat escapasse. Isso permitiu o aumento da pressão e a ocorrência de rachaduras, fazendo com que algum material carbonizado se quebrasse em vários locais, informou a NASA.
Vença o calor
Engenheiros da Lockheed Martin – o principal empreiteiro da Orion – construíram o escudo térmico e o sistema de proteção térmica da Orion. Medindo 16,5 pés (5 metros) de diâmetro, o escudo anti-calor do Orion é o maior de seu tipo desenvolvido para missões que transportam astronautas.
O material ablativo de Orion, Avcoat, também foi usado nas missões lunares Apollo da NASA. No entanto, o processo de construção mudou desde então, segundo a Lockheed Martin.
“Em vez de os trabalhadores preencherem 300.000 células de favo de mel, uma por uma, com material ablativo, depois curarem o material e usiná-lo no formato adequado, a equipe agora fabrica blocos Avcoat – pouco menos de 200 – que são pré-usinados para caber em suas posições e colados no lugar na camada de fibra de carbono do escudo térmico”, disse a empresa aeroespacial. site explica. Este processo economiza tempo, disse a empresa.
Um fator chave
Durante a reentrada Artemis 1 de Orion, a nave usou o que é chamado de técnica de entrada de orientação por salto.
Essa manobra fez com que Orion mergulhasse na parte superior da atmosfera da Terra e usasse a resistência atmosférica para reduzir a velocidade. Orion então usou a sustentação aerodinâmica da cápsula para voltar para fora da atmosfera e então reentrar para a descida final sob pára-quedas até a queda.
Embora a Artemis 1 tenha sido uma missão não tripulada, a NASA disse que a temperatura dentro do Orion permaneceu confortável e teria sido segura para os astronautas, se algum estivesse a bordo.
Trajetória modificada
Agora avancemos, literalmente, para a próxima missão Artemis 2, que lançará quatro astronautas ao redor da Lua já no início de março.
“A NASA modificou a trajetória encurtando a distância que Orion pode voar entre o momento em que entra na atmosfera da Terra e cai no Oceano Pacífico”, disse Kenna Pell, oficial de relações públicas da Orion no Departamento de Energia da NASA. Centro Espacial Johnson em Houston, disse ao Space.com. “Isso limitará quanto tempo Orion passa na faixa de temperatura em que ocorreu o fenômeno do escudo térmico Artemis 1.”
Da mesma forma, Blaine Brown, diretor de sistemas mecânicos da espaçonave Orion da Lockheed Martin, disse ao Space.com que uma equipe de tigres – que incluía representantes da NASA, Lockheed Martin e uma equipe de revisão independente – determinou que uma trajetória de reentrada modificada do Artemis 2 minimizará a perda de carvão e fornecerá margem mais do que adequada no desempenho térmico.
Pular o salto
“Esta trajetória modificada envolve um perfil de entrada ligeiramente mais íngreme e a eliminação de um salto, resultando em um pouso mais curto”, disse Brown. “Realizamos testes e análises extensivos nos materiais do bloco Avcoat para, em última análise, reproduzir o fenômeno de liberação de carvão visto no Artemis 1.”
Brown disse que o material usado em Ártemis 3 – a primeira missão humana de retorno à Lua da NASA, com lançamento previsto para 2028 – é na verdade a mesma fórmula que voou no Artemis 1 e que voará no Artemis 2.
“Nós apenas modificamos ligeiramente a densidade para permitir que os gases do material ablativo escapem durante o alto aquecimento e esfriem”, disse Brown. “Apoiamos a decisão da NASA de voar a missão Artemis 2 com seu escudo térmico atual e estamos comprometidos em ver o Orion ser lançado e retornar com segurança em sua missão histórica para a lua com tripulação a bordo.”
Desafio urgente
Tudo isso dito, um Escritório do Inspetor Geral da NASA (OIG) relatórioemitido no mês passado, focou no retorno dos humanos à lua.
No Relatório de 2025 do OIG da NASA sobre os principais desafios de gerenciamento e desempenho da NASA, ele observou que “o desafio mais urgente para o esforço da NASA para devolver os humanos à Lua é a preparação para Artemis 2”. A NASA deve enfrentar vários desafios, acrescentou o relatório, para levar com segurança os quatro astronautas na missão planejada de 10 dias.
“Embora a NASA tenha considerado o Artemis 1 um vôo quase perfeito, ela revelou problemas técnicos que precisam ser resolvidos antes que o Artemis 2 possa ser lançado”, diz o relatório do OIG. “Especificamente, o material externo ablativo do escudo térmico de Orion não liberou adequadamente os gases normalmente produzidos durante a entrada na atmosfera da Terra, levando a rachaduras generalizadas e perda de carbonização.”
Causa raiz
Além disso, o relatório do OIG da NASA explicou que, “dado o entendimento atual da NASA sobre a causa raiz, a Agência pretende reutilizar o projeto do escudo térmico para o Artemis 2 enquanto voa uma trajetória de reentrada modificada que é menos severa”.
Embora esta abordagem seja tecnicamente viável, observa o relatório, “ela também é complexa e depende de uma campanha de testes bem-sucedida e não elimina o risco do escudo térmico para o Artemis 3. Os testes adicionais do escudo térmico resultaram em atrasos em cascata para todos Ártemis missões começando com Artemis 2.”
Durante a reentrada da Artemis 2, à medida que a tripulação da nave Orion começa a sentir os efeitos da atmosfera da Terra pela primeira vez desde o lançamento, o plasma sobreaquecido começará a acumular-se à volta da nave à medida que a fricção da atmosfera circundante aumenta.
As comunicações de e para a tripulação serão temporariamente bloqueadas por esse plasma.
O modo como o escudo térmico se comporta desta vez em sua trajetória de mergulho profundo atmosférica modificada pode ser mais um problema.
