Mentre la missione Artemis II si prepara per la sua fase finale e più critica, ovvero il rientro nell’atmosfera terrestre, l’attenzione si è rivolta a una potenziale vulnerabilità: lo scudo termico della navicella. Anche se finora la missione è stata un trionfo tecnico, gli esperti stanno monitorando da vicino il modo in cui la capsula Orion gestirà il caldo torrido del ritorno dallo spazio profondo.
La fisica del rientro
Per comprendere la posta in gioco, bisogna guardare alla vastità delle forze coinvolte. Si prevede che la navicella spaziale Orion colpirà l’atmosfera a circa 25.000 mph (40.000 km/h). A queste velocità, l’attrito contro l’atmosfera genera temperature che raggiungono circa 5.000 gradi Fahrenheit (2.800 gradi Celsius), quasi la metà della temperatura della superficie del sole.
Lo scudo termico non è destinato a rimanere intatto; è uno scudo ablativo. Proprio come la zona di deformazione di un’auto, è progettata per erodersi, bruciare e frammentarsi, allontanando il calore intenso dalla capsula dell’equipaggio.
Lezioni da Artemide I: il problema del “chunking”.
Le attuali preoccupazioni derivano dalle osservazioni effettuate durante la missione Artemis I senza equipaggio. Sebbene la capsula sia tornata sana e salva, lo scudo termico non si è eroso in modo uniforme. Invece di un’usura graduale e graduale, grandi pezzi di materiale si sono staccati.
Secondo l’esperto di fisica Ed Macaulay, ciò è stato probabilmente causato da gas intrappolati all’interno dello scudo. Quando il materiale si è riscaldato, questi gas si sono espansi rapidamente, provocando la frattura dello scudo in modi inaspettati anziché un’”ablazione” graduale.
Il perno strategico: rientro diretto e rientro saltato
Per mitigare questo rischio per la missione Artemis II con equipaggio, la NASA ha optato per un cambiamento significativo nella strategia di volo.
In precedenza, il profilo di missione utilizzava un “rientro con salto”. In questo metodo, la capsula sfiora l’atmosfera superiore per perdere velocità prima di rientrare per la discesa finale. Sebbene ciò riduca la forza gravitazionale (carico G) sull’equipaggio, estende il tempo totale trascorso al caldo, fornendo più tempo ai gas intrappolati per espandersi e danneggiare lo scudo.
Per Artemis II, la NASA sta passando a un profilo di rientro diretto, simile al metodo utilizzato durante l’era Apollo:
– Durata più rapida: Un periodo di esposizione più breve riduce il tempo di espansione del gas.
– Prevedibilità: Il rientro diretto è più facile da modellare e simulare con elevata precisione.
– Il compromesso: Sebbene un rientro diretto sottoponga gli astronauti a forze G più elevate, sono professionisti altamente qualificati in grado di gestire lo sforzo fisico.
Il rischio è accettabile?
Sebbene il cambiamento tecnico offra un livello di sicurezza, non elimina del tutto il rischio. Tuttavia, nella progettazione è previsto un significativo “margine di sicurezza”. Anche i danni irregolari osservati durante l’Artemis I non hanno compromesso l’integrità della capsula, suggerendo che lo scudo è più robusto di quanto il suo aspetto superficiale potrebbe suggerire.
Il successo della missione Artemis II finora, dalle capacità di trasporto pesante dello Space Launch System (SLS) alle precise manovre orbitali, suggerisce che i team di ingegneri della NASA stanno operando con grande fiducia.
“La missione è stata un successo incredibile… Questo è solo l’inizio di un capitolo completamente nuovo nell’esplorazione lunare umana.”
Conclusione
Dando priorità a un percorso di rientro più rapido e prevedibile rispetto a un profilo di “salto” più delicato, la NASA sta affrontando attivamente le anomalie strutturali scoperte nei test precedenti. Questo perno strategico mira a garantire che lo scudo termico rimanga efficace, garantendo il ritorno sicuro dell’equipaggio e il futuro dell’esplorazione lunare.
