Екіпаж Artemis II готується повернутися на Землю після успішного виконання місії на Місяць. Чотири астронавти встановили новий рекорд, досягнувши максимальної відстані 406 771 кілометр від нашої планети.
Їхня подорож назад завершиться високошвидкісним, гіперзвуковим і надзвичайно гарячим повторним входом в атмосферу Землі, перш ніж їхній космічний апарат приземлиться в Тихому океані біля узбережжя Каліфорнії приблизно о 20:00 10 квітня за місцевим часом.
Повторний вхід стане останнім викликом, з яким зіткнеться екіпаж під час своєї епічної десятиденної місії. Це пов'язано з багатьма небезпеками, але їхній космічний апарат обладнаний технологіями для забезпечення безпеки.
Швидкий повторний вхід
Капсула Orion, що несе астронавтів Artemis II, буде рухатися зі швидкістю понад 11 км/с (близько 40 000 км/год), що в 40 разів швидше, ніж пасажирський літак.
При повторному вході капсула Orion матиме майже 2000 разів більше кінетичної енергії на кілограм, ніж пасажирський літак.
Як і будь-який космічний апарат, що повертається додому, капсула повинна сповільнитися і зменшити свою кінетичну енергію до майже нуля, щоб парашути могли бути розгорнуті, і вона могла безпечно приземлитися на Землю.
Космічні апарати зменшують свою кінетичну енергію, виконуючи контрольований повторний вхід через верхню атмосферу Землі, де вони використовують аеродинамічний опір як гальмо для сповільнення.
На відміну від літака, який зазвичай спроектований для зменшення опору, космічні апарати, що повторно входять, навпаки, розроблені так, щоб бути максимально неаеродинамічними, щоб максимізувати опір і допомогти сповільнитися.
Дуже гарячий повторний вхід
Капсула Orion увійде в атмосферу, рухаючись зі швидкістю понад 30 разів швидше за звук.
Шокова хвиля оточить космічний апарат, створюючи температури повітря понад 10 000°C, що вдвічі більше, ніж температура поверхні Сонця.
Цей екстремальний нагрів перетворює повітря, що проходить через шокову хвилю, в електрично заряджену плазму. Це тимчасово блокує радіосигнали, тому астронавти не зможуть спілкуватися під час найжорсткіших частин їхнього спуску.
Забезпечення безпечного повторного входу
Космічні апарати виживають в умовах надзвичайно жорсткого повторного входу завдяки ретельному проектуванню своїх траєкторій, щоб мінімізувати нагрівання.
Космічний апарат також має термозахисну систему, яка є ефективно ізоляційним покриттям, що захищає космічний апарат і його екіпаж або вантаж від жорсткого гіперзвукового потоку, що відбувається зовні.
Ця термозахисна система точно налаштована для конкретного апарата та його місії. Матеріали, які можуть витримувати більше тепла, розміщуються на поверхнях, де очікується найжорсткіше середовище, а товщина також точно регулюється.
Ці матеріали розроблені так, щоб світитися червоним гарячим кольором і руйнуватися під час входу, але вони виживуть. Червоний гарячий світло також випромінює тепло назад в атмосферу, замість того, щоб дозволити йому поглинатися космічним апаратом.
Це точне проектування дозволяє Artemis проходити через повітря при 10 000°C, зберігаючи максимальну температуру поверхні теплового щита лише близько 3 000°C.
Цікавий факт
Термозахисний матеріал, використаний на капсулі Orion, називається AVCOAT. Це версія матеріалу, який захищав капсулу Apollo під час її повернення з Місяця в кінці 1960-х і на початку 1970-х років.