加州愛德華茲 — 阿耳忒彌斯二號太空人計劃於週五完成任務返回。 登月計劃。當他們這樣做時,他們將以超過 32 倍音速的速度墜入地球大氣層,並且他們將使用尚未在現實世界場景中測試的再入技術。
2022年,美國太空總署向月球發射了無人駕駛的阿爾忒彌斯一號測試任務。返回時穿透地球大氣層的太空艙遭到損壞 意外損壞 這促使美國太空總署科學家重新思考如何確保阿耳忒彌斯二號太空人返回家園時的安全。
為了迎接這一刻,我們已經做了大量的準備工作,但事實是,在真正的再入測試中,科學家們無法確切地知道隔熱罩的表現。
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這就是為什麼來自美國太空總署和國防部的科學家和試飛員團隊準備收集有關太空艙衝過天空時隔熱罩性能的詳細數據;當太空艙飛向天空時,它把周圍的大氣變成了一個明亮的火球,溫度只有太陽表面的一半,然後濺落在聖地亞哥海岸上。
被分配到南加州軍事基地的試飛員將輪流駕駛複雜的高速動力系統追逐太空艙:首先是一架美國宇航局公務機,然後是一架海軍偵察機,然後是另一架美國宇航局噴氣機,最後是一架美國宇航局氣象研究飛機。地面團隊將監控阿耳忒彌斯二號太空艙,並向跟隨火球劃過天空的測試飛行員發送準確的速度和座標。同時,飛機背後的研究人員將用望遠鏡和感測器追蹤太空艙。
3 月 18 日,中心主任 Bradley C. Flick(左)向位於愛德華茲空軍基地的 NASA 阿姆斯壯飛行研究中心的專案經理 Robert Navarro 給予了高度評價。
(吉納羅莫利納 / 洛杉磯時報)
「多次穿針是一項令人興奮的任務,」位於加州愛德華茲的美國太空總署阿姆斯特朗飛行研究中心的專案經理羅伯特·納瓦羅(Robert Navarro)說,他負責接力的關鍵第三部分。 “由於他們收集數據所需的時間很短,因此需要精確。他們需要完全達到目標。”
濺落後,阿姆斯壯飛行研究中心的一個單獨團隊將收集一個固定在太空艙外部的強化感測器,旨在仔細檢查隔熱罩。
「我真的很高興我的團隊能夠參與如此重要的任務,」該中心膠囊感測器計畫的助理專案經理帕蒂·奧爾蒂斯說。 “這對我來說絕對是一個轉折點,因為我自 2019 年以來一直在努力。”
幾十年來,該中心不斷突破人類飛行的界限,並在此過程中收集了大量數據。
「我們認為我們的飛機是飛行實驗室;也許我們會做一些以前從未做過的事情,」布拉德·弗里克(Brad Flick)說,他在該研究機構工作了近四十年,於3月20日從該中心主任的職位上退休。
阿姆斯壯飛行研究中心專案經理羅伯特·納瓦羅經過將用於阿耳忒彌斯 II 任務的灣流 III 飛機。
(吉納羅莫利納 / 洛杉磯時報)
1960 年代,飛行研究中心的工程師幫助設計和測試了阿波羅登月器的模型,尼爾阿姆斯壯在飛往月球之前曾用它來練習在地球上著陸。 (中心後來以第一個在月球表面行走的人的名字命名。)
該中心多年來一直準備研究阿爾忒彌斯二號再入,但當美國太空總署在阿爾忒彌斯一號測試任務後發現隔熱罩有問題時,這項研究變得更加重要。
美國太空總署指示阿耳忒彌斯一號太空艙先掠過地球大氣層,然後短暫返回太空,然後完成最後的重返大氣層。這種新方法減少了太空人在重返大氣層時面臨的壓力,並幫助美國太空總署更精確地將太空艙操縱到太平洋的著陸點,無論它何時何地從月球返回。
這次任務似乎很成功,但當機組人員降落後開始檢查無人艙底部的隔熱罩時,他們注意到了一個問題。
在阿耳忒彌斯一號試飛結束後,美國太空總署的獵戶座太空船被回收並運送到位於佛羅裡達州的美國太空總署肯尼迪太空中心,隔熱罩從操作和控制大樓內的乘員艙中拆除,並返回進行檢查。
(美國太空總署)
隔熱罩的設計目的是緩慢侵蝕(或用 NASA 的說法是「破壞」),以在重返大氣層期間保持太空艙內的環境適宜居住,而幾英寸外的空氣溫度可達到近 5,000 華氏度:隔熱罩的外層通常會升溫,然後以氣體和木炭塊的形式脫落,當熱量從太空艙周圍的大氣中消散。
阿耳忒彌斯一號的問題在於,美國太空總署正在嘗試的新的重返大氣層方法似乎破壞了這種消融過程。
由於阿耳忒彌斯一號在最初潛入大氣層和最終重返大氣層之間返回太空,因此有一段短暫的熱暴露期;這意味著隔熱罩的高溫內部繼續產生氣體,但外部的物質脫落速度不足以讓這些氣體逸出。壓力增大,使隔熱罩破裂並導致較大的碎片在最終重返大氣層時破裂。
美國太空總署科學家確定,如果船上有機組人員,他們就能倖存;但他們不想讓阿耳忒彌斯二號太空人面臨不必要的風險。
這留下了兩個選擇:首先,用新的設計替換已經建造的阿爾忒彌斯二號隔熱罩,該設計可以承受阿爾忒彌斯一號嘗試的再入路徑。其次,改變再入路徑以繞過最初墜入大氣層並直接進入以消除首先造成問題的條件。
該機構最終認為更換 Artemis II 隔熱罩在後勤方面過於麻煩,因此選擇了第二種更簡單的方法。週五,美國宇航局宇航員將測試這項決定。阿姆斯壯飛行研究中心的科學家們正在一旁觀看。










