تجزیه و تحلیل دقیق عملکرد سپر حرارتی Artemis II ناسا را ​​تایید می کند

ویرایش شده توسط Gaby Clark، بررسی توسط Alexander Pol

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

ماموریت آرتمیس ۲ ناسا چهار فضانورد را به دور ماه فرستاد و آنها را سالم به زمین بازگرداند و پایه ای برای پروازهای خدمه به سطح ماه گذاشت.

تجزیه و تحلیل داده های مهندسی اضافی از سپر حرارتی فضاپیمای Orion داده های اولیه را تأیید کرد که نشان می دهد سپر حرارتی مطابق انتظار عمل می کند.

به طور خاص، ناسا اندازه گیری کرد که آیا سیستم حفاظت حرارتی به طور موثر از خدمه و سیستم های Orion محافظت می کند، زیرا فضاپیما دوباره وارد جو زمین می شود. این پرواز آزمایشی اولین باری بود که فضانوردان با اوریون پرواز کردند.

جبار به حداکثر سرعت 39 برابر سرعت صوت رسید و دمای بیرونی بیش از 4000 درجه فارنهایت (2200 درجه سانتیگراد) را در اوج خود تجربه کرد، همه اینها در حالی است که چهار فضانورد داخل اوریون در طول بازگشت از ماه به زمین با دمای کابین در اواسط دهه 70 فارنهایت نسبتا خنک ماندند.

پس از تجزیه و تحلیل ناسا از یافته‌های سپر حرارتی Artemis I، که توسط آزمایش‌های گسترده مواد جت قوس در مرکز تحقیقات ایمز ناسا در دره سیلیکون کالیفرنیا به دست آمد، این آژانس مسیر بازگشت جبار را برای Artemis II با کوتاه کردن حداکثر فاصله‌ای که فضاپیما می‌توانست بین آن هنگام وارد شدن به اتمسفر Pac به پایین زمین و اتمسفر Pac تغییر دهد. تجزیه و تحلیل قبل از ماموریت نشان داد که محدود کردن فاصله پایین برد، مدت زمانی را که سپر حرارتی فضاپیما در محدوده دمایی که پدیده سپر حرارتی Artemis I رخ داده است، محدود می کند.

فضاپیما با دقت دوباره وارد شد و در فاصله 192 فوتی (59 متری) رابط ورودی مورد نظر خود وارد شد و 0.59 مایل (0.95 کیلومتر) از محل فرود پیش بینی شده در سواحل سن دیگو به پایین پاشید. بازرسی های اولیه از سیستم حفاظت حرارتی، از جمله تصاویر غواصی از سپر حرارتی فضاپیما که درست پس از فروپاشی فضاپیما گرفته شد و بازرسی های بیشتر در کشتی بازیابی، نشان داد که طبق انتظار عمل می کند، با کاهش قابل توجهی در تعداد ترک ها و میزان اتلاف ذغال در مقایسه با Artemis I.

پس از بازگشت فضاپیما به مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا پس از ماموریت ماه، کارشناسان سیستم حفاظت حرارتی بررسی های بیشتری را از سپر حرارتی، ساخته شده از 186 بلوک منحصر به فرد از یک ماده فرسوده به نام Avcoat آغاز کردند. سپر حرارتی سپس به مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در هانتسویل، آلاباما منتقل شد، جایی که کار بر روی استخراج نمونه و اسکن اشعه ایکس داخلی در ماه اوت آغاز شد تا بینش مهندسی بیشتر در مورد سیستم و رفتار مواد ارائه شود.

یک بررسی ارزیابی پس از پرواز نشان داد که عملکرد آیرودینامیکی و هوا گرمایی Orion، از جمله سپر حرارتی و سیستم حفاظت حرارتی پوسته پشتی، مطابق با پیش‌بینی‌های مهندسی مبتنی بر آنالیزهای قبل از پرواز و آزمایش‌های زمینی است. فاصله پایین برد مجاز کمتر در حین ورود، ترک خوردگی و اتلاف زغال را که روی سپر حرارتی Artemis II نسبت به سپر حرارتی Artemis I به میزان 10 کاهش می‌یابد، اثربخشی اصلاح مسیر را ثابت می‌کند.

مهندسان تنها 9 نقطه از اتلاف زغال سنگ در اندازه های مختلف را در ظرف محافظ حرارتی Artemis II یافتند، در مقایسه با 103 در طول Artemis I.

تجزیه و تحلیل همچنین نشان داد که طراحی سپر حرارتی Orion از Artemis I تا Artemis II مطابقت دارد، همانطور که توسط عملکرد ویژگی‌های سیستم مانند درزهای بین بلوک‌های Avcoat محافظ حرارتی و Avcoat اطراف پیچ‌های جداسازی پد تراکم سپر حرارتی مشهود است.

بازرسی پس از پرواز از پوسته پشتی Orion، پوشش محافظ در طرف های شیب دار ماژول خدمه که از 1300 کاشی سرامیکی تشکیل شده است، عملکرد مورد انتظار را در سطح ماژول خدمه نشان داد. بازرسی های بصری نشان داد که ویژگی های پوسته پشتی طراحی شده برای آب بندی و محافظت از نفوذهایی مانند پنجره ها، دریچه ها، رانشگرها و دریچه جانبی نیز انتظارات را برآورده کرده است و هیچ نشانه ای از گرمای بیش از حد مشاهده نشده است.

این تیم همچنین اسکن لیزری پس از پرواز از سطح سپر حرارتی انجام داد و این داده ها را با اندازه گیری های قبل از پرواز برای تعیین رکود مواد مقایسه می کند، که سپس با پیش بینی های تحلیل مقایسه می شود. مهندسان به استخراج نمونه سپر حرارتی در ناسا مارشال و آزمایش و ارزیابی مواد بعدی و تجزیه و تحلیل حرارتی ادامه می‌دهند تا از توسعه طولانی‌مدت سپر حرارتی، تلاش‌های تولیدی و جمع‌آوری داده‌ها حمایت کنند.

عملکرد Orion و تجزیه و تحلیل تیم در Artemis II منعکس کننده استحکام سیستم، قابلیت پشتیبانی از خدمه و بینش های مهم جمع آوری شده است که ماموریت Artemis III و فراتر از آن را افزایش می دهد. به دنبال بررسی گسترده سپر حرارتی Artemis I، ارتقاهایی در طراحی سپر حرارتی Artemis III برای دستیابی به یکنواختی و نفوذپذیری ثابت بلوک‌های Avcoat انجام شد.

تکنسین ها سپر حرارتی ماژول خدمه Artemis III Orion را در کندی ناسا در اوایل ژوئیه وصل کردند و خدمه Orion و ماژول های خدماتی در پایان جولای به آن ملحق شدند. این فضاپیما از آن زمان برای اولین بار روشن شده است و مهندسان را قادر می سازد تا بررسی کنند که همه خطوط اتصال بین دو ماژول طبق برنامه کار می کنند.

ناسا همچنان به پیشروی به سمت آرتمیس III ادامه می دهد زیرا تیم ها فضاپیمای Orion را برای ماموریت سال آینده در مدار پایین زمین آماده می کنند. ناسا موشک SLS (سیستم پرتاب فضایی) و فضاپیمای اوریون را به همراه فضانوردان ناسا رندی برسنیک، فرانک روبیو و آندره داگلاس و فضانورد ESA (آژانس فضایی اروپا) لوکا پارمیتانو برای قرار ملاقات با مقالات تست فرودگر انسانی از Blue Origin و SpaceX به فضا پرتاب خواهد کرد تا نشان دهد که سیستم‌های آرت IV حیاتی و عملیات زمینی مورد نیاز در آینده هستند. 2028.

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

دکتری مهندسی نانو از دانشگاه دلفت. محقق منتشر شده و داور مجلات. بینش علمی را به استانداردهای محتوا می رساند. نمایه کامل →