Artemis III: Прогресс сборки SLS и подтверждение исправления траектории Orion

Команды в Космическом центре Кеннеди NASA сделали очередной шаг вперед в подготовке аппаратуры для ракеты-носителя Space Launch System (SLS) миссии Artemis III. В здании сборки транспортных средств (VAB) были соединены очередные сегменты твердотопливных ракетных ускорителей. Параллельно продолжаются работы над третьей ступенью SLS и начальная обработка оборудования для миссии Artemis IV.

Этот прогресс совпал с обзором анализа полета теплозащитного экрана космического корабля Orion в рамках миссии Artemis II, проведенным Консультативным советом по аэрокосмической безопасности NASA (ASAP). Было подтверждено, что измененный профиль входа в атмосферу значительно сократил потерю абляционного материала (char-loss), замеченную после миссии Artemis I.

Четыре из пяти сегментов ускорителей уже собраны

NASA завершило соединение центральных сегментов пятисекционных твердотопливных ракетных ускорителей SLS для миссии Artemis III. После этого команды приступили к установке передних центральных сегментов поверх них, оставив для завершения сборки каждого ускорителя только передние части.

На фотографиях, сделанных у основания мобильной пусковой установки №1, видны ускорители, у которых отсутствуют быстроразъемные пластины на патрубках обслуживания хвостовой части. Ранее официальные лица указывали, что утечки, обнаруженные на этих соединениях во время подготовки Artemis II, могли привести к изменению конструкции для более надежного уплотнения.

Отсутствие пластин может свидетельствовать о проводимых работах или быть частью послеполетного восстановления пусковой установки после Artemis II. В любом случае, окончательная конфигурация, вероятно, станет более понятной по мере продолжения сборки Artemis III.

Внутри VAB команды также завершили установку всех четырех двигателей RS-25 на третью ступень SLS. Этот этап открывает доступ к оставшимся работам по оснащению, необходимым перед транспортировкой ступени на мобильную пусковую установку №1 между двумя ускорителями.

Оборудование для Artemis IV прибыло

В то время как большая часть четвертой ступени SLS все еще находится в производстве на сборочном предприятии Michoud в Новом Орлеане, ее секция двигателей обрабатывалась в центре Кеннеди в течение нескольких лет. На прошлой неделе баржа Pegasus доставила последнюю крупную деталь, необходимую для этой секции: хвостовой обтекатель (boattail).

Хвостовой обтекатель крепится к цилиндрической части моторного отсека и обеспечивает аэродинамическую поддержку двигателей RS-25 во время полета. Его прибытие свидетельствует о параллельном продвижении работ над оборудованием для Artemis IV, синхронизированном со сборкой Artemis III. NASA нацелено на высадку на Луну в рамках миссии Artemis IV в 2028 году, что потребует продолжения такого потока оборудования.

Теплозащитный экран Artemis II: менее 10% от потерь материала Artemis I

Artemis II стартовала 1 апреля, став первым пилотируемым полетом в рамках программы Artemis и первой миссией с экипажем вокруг Луны с 1972 года. Корабль был оснащен теплозащитным экраном Avcoat того же класса, что и на Artemis I, после полета которого было выявлено неожиданное отслоение материала (char-loss).

Проблема заключалась не в большой пустоте или очевидном зазоре, а в проницаемости материала. Во время входа в атмосферу Avcoat нагревается, газифицируется и аблятивно разрушается. Тепло проникает глубже в материал, поэтому нижние слои продолжают генерировать газ, в то время как внешние слои все еще находятся в том же процессе. Если эти внешние слои слишком проницаемы, газ снизу не может выйти. Давление нарастает и может выбивать верхние слои, что известно как расщепление (spallation) или потеря материала.

Artemis I использовала "пропускающий" (skip) вход в атмосферу: Orion погружался в атмосферу, сбрасывал значительную часть скорости, затем использовал подъемную силу, чтобы "выскочить" обратно перед финальным снижением и приводнением в Тихом океане.

Этот профиль создал две проблемы для теплозащитного экрана. Более длительное воздействие дало больше времени для накопления газа в глубоких слоях. "Пропуск" также прерывал газификацию на внешней поверхности, в то время как остаточное тепло продолжало стимулировать генерацию газа во внутренних слоях, который уже не мог выйти.

NASA решило не переделывать уже установленный теплозащитный экран Artemis II, что могло бы задержать миссию. Вместо этого был выбран более крутой, "непропускающий" вход в атмосферу. Такой путь создавал более высокие тепловые нагрузки, но предотвращал глубокое проникновение тепла и сокращал время, доступное для нарастания давления.

Кадры после посадки сразу же сделали разницу видимой. После почти пяти месяцев анализа NASA представило результаты Консультативному совету по аэрокосмической безопасности.

Член совета Пол Хилл, бывший руководитель полетов NASA и директор MOD, сообщил, что теплозащитный экран Artemis I имел более 100 участков расщепления. В отличие от него, на Artemis II было всего девять участков, что представляет собой сокращение более чем на 90% только за счет изменения профиля входа.

Данный компромисс носит операционный характер. Отказ от "пропускающего" входа сокращает расстояние от точки входа в атмосферу до точки приводнения и уменьшает площадь, которую NASA может выбрать для посадки, тем самым снижая гибкость планирования миссии.

Чтобы восстановить возможность "пропускающего" входа, NASA изменило процесс производства Avcoat таким образом, чтобы материал стал более проницаемым и мог выпускать газы, а не удерживать их.

Это изменение процесса будет впервые применено на Artemis III в следующем году и будет использоваться на последующих теплозащитных экранах Orion.

Работы, проводимые в VAB, теперь станут следующим испытанием способности такого темпа производства оборудования удержать Artemis III и IV на намеченных траекториях.