Il test di volo Artemis 1 senza equipaggio della NASA ha dimostrato che il razzo per lo spazio profondo, il veicolo spaziale e i sistemi di terra dell'agenzia, necessari per il lancio e il recupero, sono pronti per far volare gli astronauti in missione sulla Luna. Dal volo del 2022, gli ingegneri hanno ampiamente esaminato i dati per confermare le osservazioni iniziali della missione di successo del razzo Space Launch System (SLS) della NASA e della navicella spaziale Orion nella sua missione di oltre 2 milioni di chilometri oltre la Luna. "Stiamo imparando il più possibile da Artemis I per assicurarci di comprendere appieno ogni aspetto dei nostri sistemi e mettere inpratica le lezioni apprese nel modo in cui pianificheremo e faremo volare le missioni con equipaggio," ha affermato Jim Free, amministratore associato della NASA per l'Exploration Systems Development Mission Directorate. "La sicurezza dell'equipaggio in volo è la nostra massima priorità per Artemis II."
Space Launch System (SLS)
Sia l'analisi iniziale che quella più completa del volo di debutto di SLS mostrano che il razzo ha volato come previsto e con precisione, con tutti i suoi sistemi che soddisfano, e in molti casi superano, le aspettative prestazionali. A seguito di un'inserzione translunare quasi perfetta, lo stadio di propulsione criogenico provvisorio del razzo e Orion si sono separati con successo, portando Orion alla sua orbita bersaglio iniziale e poi su una traiettoria verso la Luna.
Sistemi terrestri di esplorazione
Gli ingegneri del programma Exploration Ground Systems della NASA hanno completato valutazioni dettagliate del lanciatore mobile subito poco dopo il lancio. Sebbene il lanciatore mobile abbia subito più danni di quanto inizialmente previsto, a causa delle quasi 4.000 tonnellate di spinta generate al decollo dal razzo, sono già in corso lavori per riparare i componenti danneggiati in tandem con aggiornamenti pianificati in preparazione di Artemis II, il primo volo con astronauti.
Nell'immagine le porte degli ascensori del lanciatore mobile divelti dal lancio di SLS-1. Credito: NASA/TV
I danni al lanciatore mobile includevano la corrosione delle linee di rifornimento pneumatiche, riempite d'aria e di quelle criogeniche, saldature staccate sui tubi, circa 60 pannelli rotti e armadi con strumentazione e distruzione di diversi ascensori e scudi anti-esplosione, che sono attualmente in riparazione. Le modifiche al lanciatore mobile per supportare le future missioni Artemis sono in corso, inclusa l'integrazione di elementi per supportare un sistema di uscita di emergenza sulla rampa di lancio.
Astronave Orion
I team stanno anche esaminando ampiamente più di 155 gigabyte di dati di Orion per confermare le prestazioni di successo del veicolo spaziale durante il suo viaggio a quasi 434.500 chilometri oltre la Luna e più lontano di qualsiasi veicolo spaziale costruito per trasportare gli esseri umani.
Orion ha raggiunto 161 obiettivi di test per dimostrare completamente ogni aspetto del veicolo spaziale, inclusi 20 obiettivi aggiunti a metà volo. I dati mostrano che il modulo di servizio costruito in Europa ha generato il 20% in più di energia rispetto alle aspettative iniziali e ha consumato circa il 25% in meno di quanto previsto. Tutti gli eventi di separazione dinamica del veicolo spaziale, come la separazione del sistema di interruzione del lancio durante l'ascesa e il dispiegamento del paracadute durante l'atterraggio, che ha coinvolto 375 dispositivi pirotecnici in totale, sono stati completati senza problemi. L'ammaraggio, che è stato spostato di 482 Km a sud a causa del maltempo, si è verificato a 3,86 km dal punto bersaglio di atterraggio, ben entro i requisiti.
Al ritorno al Kennedy Space Center in Florida, i componenti avionici destinati al riutilizzo su Artemis II sono stati rimossi e rinnovati per l'integrazione, comprese le antenne phased array, un'unità di elaborazione della visione, ricevitori GPS e le unità di misurazione inerziale. Tutti i componenti avionici di Artemis I sono stati integrati nel modulo equipaggio di Artemis II. La NASA sta anche esaminando più da vicino i dati per due osservazioni sul volo. Gli ingegneri hanno notato variazioni nell'aspetto dello scudo termico di Orion in cui il materiale ablativo che aiuta a proteggere la capsula dal calore estremo del rientro si è consumato in modo diverso rispetto a quanto previsto.
Tre tecnici esaminano lo scudo termico di Orion, come parte dell'analisi post-volo di Artemis I. Lo scudo termico è annerito dal sopportare l'elevato calore dell'ingresso attraverso l'atmosfera terrestre. Credito: NASA.
L'ispezione post-volo mostra che una quantità significativa di materiale Avcoat originale è rimasta su Orion. Gli esperti del sistema di protezione termica hanno correlato i tempi di discesa attraverso l'atmosfera con i dati di centinaia di sensori, nonché immagini e video raccolti. I team stanno valutando questo insieme di dati per comprendere il fenomeno. Howard Hu, responsabile del programma Orion presso la NASA, ha affermato che il materiale sullo scudo termico si è asportato in modo diverso da quello che gli ingegneri si aspettavano dai test a terra e dai modelli di computer. "Abbiamo avuto più liberazione del materiale carbonizzato durante il rientro di quanto ci aspettassimo," ha detto. Gli ingegneri stanno appena iniziando un'analisi dettagliata dello scudo termico per determinare perché si è comportato diversamente dal previsto.
Tuttavia, ha affermato Hu, che la differenza di prestazioni non è un problema di sicurezza. "Abbiamo una quantità significativa di margine residuo," sotto forma di Avcoat intatto o "vergine", il materiale ablativo utilizzato sullo scudo termico. “Non credo che abbiamo raggiunto alcun limite. Dal punto di vista del margine, sicuramente abbiamo perso più Avcoat di quanto ci aspettassimo.” Gli esperti continuano inoltre a valutare un problema riscontrato durante il volo in cui gli interruttori limitatori di corrente bloccati si sono aperti senza motivo più volte durante la missione. Questi interruttori, che sono dispositivi simili a interruttori automatici che fanno parte di un'unità di condizionamento e distribuzione dell'alimentazione responsabile di prelevare l'energia generata dai pannelli solari e prepararla per la distribuzione ai sistemi, aiutano a controllare l'alimentazione ai componenti nel modulo di servizio. Gli ingegneri stanno esaminando i dati di volo per comprendere l'origine del problema e pianificano di condurre test in una configurazione simile al volo.
Progressi verso Artemis II
Mentre sono in corso lavori per comprendere ogni problema, la NASA sta facendo progressi nell'assemblare, testare ed elaborare gli elementi per Artemis II in vista della fine della missione del 2024. Lo scudo termico sarà collegato al modulo dell'equipaggio a maggio, quindi il modulo dell'equipaggio e il modulo di servizio saranno collegati prima del test integrato. I segmenti del motore booster a razzo solido SLS e lo stadio centrale saranno spediti a Kennedy entro la fine dell'anno, dopo che la sezione del motore e i motori RS-25 saranno collegati al resto dello stadio già completo. I team prevedono di trasportare il lanciatore mobile alla rampa di lancio 39B quest'estate per i test, compresa la valutazione della capacità di uscita di emergenza necessaria per Artemis II. Il team di recupero, insieme al personale del Dipartimento della Difesa, ha recentemente completato test rigorosi su di un nuovo modello di prova del modulo dell'equipaggio a sostegno degli sforzi di Artemis II e condurrà test di recupero in acque libere nei prossimi mesi per garantire che l'equipaggio a bordo sia rapidamente rimosso in modo sicuro dal veicolo spaziale.
Attualmente la missione Artemis II è fissata per il novembre 2024, fra circa 20 mesi, ma la NASA non ha ancora reso noto i nomi degli astronauti che faranno parte dell'equipaggio di quattro persone per questa storica missione.
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