Março 30, 2023

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A espaçonave Orion da NASA está prestes a enfrentar seu teste final – e é grande

A espaçonave Orion da NASA está prestes a enfrentar seu teste final - e é grande
Mais Zoom / Orion voou pela Lua na segunda-feira enquanto se preparava para retornar à Terra.

NASA

A missão Artemis I da NASA está quase concluída e, até agora, a ousada jornada de Orion para mais longe da Lua continuou como a agência espacial espera. No entanto, para obter uma nota de aprovação, a missão ainda precisa passar no exame final.

Esse teste final acontecerá no domingo, quando a espaçonave começará a reentrar na atmosfera da Terra às 12h20 ET (17h20 UTC). Nos próximos 20 minutos, antes de Orion mergulhar no Oceano Pacífico na Península de Baja, no México, ele precisará desacelerar de uma velocidade de Mach 32 para praticamente zero antes de cair na água.

Isso não é pouca coisa. Gêmeos tem uma massa de 9 toneladas métricas, o que equivale à massa de dois ou três grandes elefantes. Sua base, coberta por um escudo térmico projetado para evaporar lentamente ao passar pela atmosfera da Terra, deve suportar temperaturas próximas a 3.000 graus Celsius.

Existem dois componentes principais dessa reentrada que a NASA pretende testar – o desempenho desse escudo térmico e seu sistema de pára-quedas. Para os planejadores de missão, o escudo térmico é a maior preocupação.

“A reentrada é nosso primeiro e principal objetivo por uma razão”, disse Mike Sarafin, que lidera a equipe de gerenciamento da missão Artemis I. “Não há Arcjet ou instalação termal de ar aqui na Terra capaz de replicar a entrada supersônica com um escudo térmico do tamanho de Orion. Este é um novo design de escudo térmico. É uma peça crítica de segurança do equipamento. Ele é projetado para proteger a espaçonave e o astronautas a bordo. Portanto, o escudo térmico deve funcionar. Podemos comprar parte desse risco no solo, mas não em termos de retorno a Mach 32.”

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novo design

A NASA testou uma versão padronizada da espaçonave Orion em dezembro de 2014, lançando-a a uma altitude de quase 6.000 quilômetros. Desta órbita, Orion retornou à atmosfera da Terra a uma velocidade de 9 km/s. Para Artemis I, Orion retornará a 11 km/s. Isso pode não parecer um grande aumento, mas para a velocidade de reentrada, o aumento nos elementos convectivos e radiativos é exponencial à medida que a velocidade aumenta, disse Jim Jeffrey, diretor de integração de veículos da Orion.

“Portanto, o efeito da velocidade é enorme e é por isso que o aumento da convecção desde a entrada na órbita baixa da Terra até a velocidade da lua é muito maior”, disse ele a Ars.

Orion lançado durante a missão EFT-1 apresentava o mesmo material de base de tração, um epóxi conhecido como AVCOAT que também foi usado pelas cápsulas Apollo durante seu retorno da Lua meio século atrás. Como a cápsula Apollo, este material AVCOAT foi injetado nas células da colméia na base da espaçonave.

Para o voo Artemis I e futuras missões, a NASA mudou para projetar blocos “moldados” de AVCOAT para a base Orion. Isso foi feito, em parte, para tornar a produção desses escudos térmicos mais rápida e eficiente. Ao contrário do design do favo de mel, esses escudos térmicos moldados podem ser construídos paralelamente à base da espaçonave, em vez de precisarem ser colados posteriormente.

Existem 186 moldes diferentes no fundo da Orion, que é um verdadeiro quebra-cabeça para cobrir o fundo da espaçonave de 5 metros de largura. A reentrada de domingo testará o projeto do método da NASA para preencher costuras e lacunas entre esses blocos fundidos.

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Pára-quedas e saltos

Outro componente chave do retorno de Orion envolve a implantação de seus pára-quedas cerca de 1.600 metros acima da superfície da Terra. Esses pára-quedas destinam-se a desacelerar o Orion a uma velocidade de 30 km/h conforme ele desce para o oceano.

No entanto, ao contrário do escudo térmico do Orion, os funcionários da NASA acreditam ter identificado adequadamente os riscos de pára-quedas por meio de uma extensa campanha de testes. Até o momento, disse Jeffrey, a NASA realizou 47 testes da queda do sistema de pára-quedas Orion.

A NASA anunciou na quinta-feira que planeja pousar Orion mais ao sul no Oceano Pacífico do que o esperado anteriormente. Isso se deve ao mau tempo no extremo norte, na costa da Califórnia. Como resultado, Orion vai chover perto da Isla Guadalupe, localizada a cerca de 240 km a oeste da Península de Baja, no México.

Como parte de sua descida, Orion seguirá A.J Pular entrada tecnologia em vez da linhagem direta traçada pelas missões Apollo. Isso permitiria que Orion pousasse mais perto da costa e sujeitasse os astronautas a forças gravitacionais menores – cerca de 4 Gg – do que ocorreu durante a reentrada da Apollo.

A NASA fornecerá cobertura ao vivo do retorno de Orion no domingo, a partir das 11h ET (16h UTC), com uma saída prevista para as 12h40 ET.