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Los funcionarios de la NASA declararon exitosa la misión Artemis I a fines de 2021, y es difícil discutir esa evaluación. El cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial y la nave espacial Orion se desempeñaron casi sin problemas en un vuelo sin piloto que los llevó alrededor de la Luna y de regreso a la Tierra, preparando el escenario para el Artemis II, la primera misión tripulada del programa.
Pero una de las cosas que los ingenieros vieron en Artemis I que no cumplió con las expectativas fue un problema con el escudo térmico de la nave espacial Orion. Cuando la cápsula regresó a la atmósfera de la Tierra al final de la misión, el escudo térmico desapareció o se quemó de una manera diferente a la predicha por los modelos informáticos.
Más material carbonizado de lo esperado se desprendió del escudo térmico durante el reingreso de Artemis I, y la forma en que se desprendió fue algo desigual, dijeron funcionarios de la NASA. El escudo térmico de Orión está hecho de un material llamado Avcoat, que está diseñado para quemarse cuando la nave espacial se sumerge en la atmósfera a 40.000 kilómetros por hora (25.000 mph). Al regresar de la Luna, Orión encontró temperaturas de hasta 5.000° Fahrenheit (2.760° Celsius), más altas que las que ve una nave espacial cuando vuelve a entrar en la atmósfera desde una órbita terrestre baja.
A pesar del problema con el escudo térmico, la nave espacial Orion aterrizó de manera segura en el Océano Pacífico. Los ingenieros descubrieron la carbonización desigual durante las inspecciones posteriores al vuelo.
Aún no hay respuestas
Amit Kshatriya, quien supervisa el desarrollo de las misiones Artemis en la división de exploración de la NASA, dijo el viernes que la agencia todavía está buscando la causa raíz del problema del escudo térmico. Los gerentes quieren asegurarse de comprender la causa antes de continuar con Artemis II, que enviará a los astronautas Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch y Jeremy Hansen en un vuelo de 10 días alrededor de la cara oculta de la Luna.
Esta será la primera vez que los humanos vuelen cerca de la Luna desde la última misión Apolo en 1972. En enero, la NASA anunció un retraso en el lanzamiento de Artemis II desde finales de 2024 hasta septiembre de 2025, en gran parte debido a la investigación no resuelta sobre el problema del escudo térmico. .
«Todavía estamos en medio de nuestra investigación sobre el rendimiento del escudo térmico de Artemis I», dijo Kshatriya el viernes en una reunión con un comité del Consejo Asesor de la NASA.
Los ingenieros han realizado pruebas de escudo térmico a subescala en túneles de viento e instalaciones de chorro de arco para comprender mejor qué llevó a la carbonización desigual en Artemis I. «Nos estamos acercando a la respuesta final en términos de esa causa», dijo Kshatriya.
Los funcionarios de la NASA dijeron anteriormente que es poco probable que necesiten realizar cambios en el escudo térmico ya instalado en la nave espacial Orion para Artemis II, pero no lo han descartado. Un rediseño o modificaciones del escudo térmico de Orión en Artemis II probablemente retrasarían la misión al menos un año.
En cambio, los ingenieros están analizando todas las trayectorias posibles que podría seguir la nave espacial Orion cuando vuelva a entrar en la atmósfera al final de la misión Artemis II. En Artemis I, Orión voló en un perfil de reentrada saltada, donde se sumergió en la atmósfera, saltó de regreso al espacio y luego hizo un descenso final a la atmósfera, algo así como una roca saltando sobre un estanque. Este perfil permite a Orion realizar amerizajes más precisos cerca de los equipos de recuperación en el Océano Pacífico y reduce las fuerzas G sobre la nave espacial y la tripulación que viaja en su interior. También divide la carga de calor de la nave espacial en dos fases.
Las misiones Apolo volaron con un perfil de reentrada directa. También hay disponible un modo de reentrada llamado entrada balística, en el que la nave espacial volaría a través de la atmósfera sin guía.
El material carbonizado comenzó a salir volando del escudo térmico en la primera fase del reingreso al salto. Los ingenieros están analizando cómo el perfil de reentrada del skip afectó el rendimiento del escudo térmico de Orion. La NASA quiere comprender cómo se comportaría el escudo térmico de Orión durante cada una de las posibles trayectorias de reentrada de Artemis II.
«Lo que hacemos que los equipos de análisis hagan es decir: ‘Está bien, independientemente de cuáles sean las limitaciones, ¿qué podemos tolerar?». dijo Kshatriya.
Una vez que los funcionarios comprendan la causa de la carbonización del escudo térmico, los ingenieros determinarán qué tipo de trayectoria necesita Artemis II para volar en el reingreso para minimizar el riesgo para la tripulación. Luego, los gerentes buscarán construir lo que la NASA llama justificación del vuelo. Básicamente, se trata de un proceso para convencerse a sí mismos de que es seguro volar la nave espacial.
«Cuando lo juntemos todo, tendremos motivos para volar o no», dijo Kshatriya.
Suponiendo que la NASA apruebe la justificación del vuelo de Artemis II, habrá discusiones adicionales sobre cómo garantizar que los escudos térmicos de Orion sean seguros para volar en misiones Artemis posteriores, que tendrán perfiles de reentrada de mayor velocidad a medida que los astronautas regresen de sus aterrizajes en la Luna.
Mientras tanto, en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida continúan los preparativos de la nave espacial Orion para Artemis II. Los módulos de tripulación y de servicio de Artemis II se acoplaron a principios de este año, y toda la nave espacial Orion se encuentra ahora dentro de una cámara de vacío para pruebas ambientales.
Cuando finalicen estas pruebas, los equipos terrestres en Florida abordarán un par de problemas más con la nave espacial Orion.
Una de estas cuestiones tiene que ver con los controladores de motores digitales que impulsan la acción de las válvulas dentro del sistema de soporte vital de la nave espacial. La NASA descubrió un defecto de diseño en los controladores que se instalarán en la próxima cápsula Orion, para la misión Artemis III. Estos controladores ya estaban instalados en la nave espacial Orion para Artemis II y deben ser reemplazados por unidades nuevas. Los nuevos controladores tienen correcciones de diseño y los técnicos los cambiarán una vez que Orion salga de la cámara de pruebas.
El otro problema son las baterías del módulo de tripulación de Orion, que podrían ser susceptibles a cargas de «impacto» repentinas en caso de que se aborte el lanzamiento, cuando se dispararían potentes cohetes para alejar la cápsula y su tripulación del sistema de lanzamiento espacial. «Durante esos casos, el modo era lo suficientemente alto como para inducir una oscilación en la batería, lo que provocó que algunos de los conectores de la batería perdieran conectividad», dijo Kshatriya.
Los ingenieros podrían reemplazar las baterías de la nave espacial Artemis II con un juego originalmente programado para la misión Artemis III, o podrían reparar las baterías ya instaladas en Orion para Artemis II, según Kshatriya.
«Este es un sistema que debe funcionar en un caso de aborto, por lo que debemos arreglarlo, y eso es lo que estamos haciendo», dijo.
En términos de preparación, los componentes del cohete SLS que volará en Artemis II parecen estar por delante de la nave espacial Orion. El escenario central de Artemis II está completamente integrado, con los cuatro motores RS-25 instalados. La NASA está manteniendo el escenario central en su fábrica en Luisiana hasta que los equipos terrestres lo necesiten para apilarlo dentro del Edificio de Ensamblaje de Vehículos (VAB) en Kennedy.
Todos los segmentos de los propulsores sólidos del cohete SLS están en Kennedy, pero los funcionarios no darán el visto bueno para apilar los propulsores en el edificio de ensamblaje hasta que sepan cuándo estará listo Orion. Existen límites de seguridad sobre cuánto tiempo se pueden apilar los propulsores de cohetes sólidos antes de su lanzamiento.
«Nos gustaría esperar hasta saber que la nave espacial estará lista para entregarse a tiempo para respaldar el lanzamiento», dijo Kshatriya.
La torre de lanzamiento móvil para el cohete SLS se está sometiendo a pruebas en el Complejo de Lanzamiento 39B y debería regresar al VAB en junio para estar lista para su apilamiento, dijo.
Esta historia se actualizó el 27 de abril con detalles adicionales sobre el estado de la nave espacial Orion y el cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial para Artemis II.