العودة الآمنة والسريعة إلى الأرض أرتميس 2 يعتمد طاقم القمر على نظام الحماية الحرارية لوحدة طاقم المهمة أوريون. ويجب أن تتحمل درجات الحرارة المرتفعة للحفاظ على سلامة أفراد الطاقم.
ومع ذلك، بعد غير المأهولة أرتميس 1 اختبار الطيران القمري في أواخر عام 2022، وجد أن المواد الواقية الحرارية قد تم استئصالها متكسر بشكل غير متوقع بعيدا من الدرع الحراري لأوريون أثناء غرقه الغلاف الجوي للأرض.
سبب المشكلة
في تحليل ما بعد الرحلة للدرع الحراري Artemis 1، حددت وكالة ناسا أكثر من 100 موقع تم فيها تحرير مواد الحماية الحرارية أثناء عودة أوريون السريعة.
أطلقت ناسا، جنبًا إلى جنب مع المقاولين وفريق مراجعة مستقل، تحقيقًا لتحديد السبب الفني لهذه المشكلة. تم إجراء تحليل، بما في ذلك أكثر من 100 اختبار في مرافق فريدة من نوعها في جميع أنحاء البلاد.
النتيجة: لم يسمح الدرع الحراري لأوريون بخروج ما يكفي من الغازات المتولدة داخل مادة تسمى أفكوت. وذكرت وكالة ناسا أن هذا سمح بتراكم الضغط وحدوث التشققات، مما تسبب في تكسر بعض المواد المتفحمة في عدة مواقع.
تغلب على الحرارة
قام المهندسون في شركة Lockheed Martin – المقاول الرئيسي لشركة Orion – ببناء درع Orion الحراري ونظام الحماية الحرارية. يبلغ قطر درع أوريون 16.5 قدمًا (5 أمتار) وهو الأكبر من نوعه الذي تم تطويره للمهام التي تحمل رواد فضاء.
كما تم استخدام مادة أوريون الاستئصالية، أفكوت، في مهمات أبولو القمرية التابعة لناسا. ومع ذلك، تغيرت عملية البناء منذ ذلك الحين، وفقًا لشركة لوكهيد مارتن.
“بدلاً من قيام العمال بملء 300 ألف خلية قرص عسل واحدة تلو الأخرى بمادة استئصالية، ثم معالجة المادة بالحرارة وتشكيلها آليًا بالشكل المناسب، يقوم الفريق الآن بتصنيع كتل أفكوت – أقل بقليل من 200 – التي يتم تشكيلها مسبقًا لتناسب مواضعها وربطها في مكانها على جلد ألياف الكربون للدرع الحراري،” يوضح الموقع. وقالت الشركة إن هذه العملية توفر الوقت.
عامل رئيسي
أثناء إعادة دخول Orion's Artemis 1، استخدمت المركبة ما يسمى بتقنية الدخول التوجيهي التخطي.
أدت تلك المناورة إلى غمس أوريون في الجزء العلوي من الغلاف الجوي للأرض واستخدام السحب الجوي لتقليل السرعة. استخدم أوريون بعد ذلك الرفع الديناميكي الهوائي للكبسولة للقفز مرة أخرى خارج الغلاف الجوي ثم الدخول مجددًا للهبوط النهائي تحت المظلات للهبوط.
في حين أن أرتميس 1 كانت مهمة غير مأهولة، قالت ناسا إن درجة الحرارة داخل أوريون ظلت مريحة وكانت ستكون آمنة لرواد الفضاء، لو كان أي منهم على متنها.
المسار المعدل
والآن ننتقل سريعًا، بكل معنى الكلمة، إلى مهمة Artemis 2 القادمة، والتي ستطلق أربعة رواد فضاء حول القمر في أوائل شهر مارس.
وقالت كينا بيل، مسؤولة الشؤون العامة في أوريون في وكالة ناسا: “قامت وكالة ناسا بتعديل المسار من خلال تقصير المسافة التي يمكن لأوريون أن يطير بينها عندما يدخل الغلاف الجوي للأرض ويسقط في المحيط الهادئ”. مركز جونسون للفضاء في هيوستن، لموقع Space.com. “سيحد هذا من المدة التي يقضيها أوريون في نطاق درجة الحرارة الذي حدثت فيه ظاهرة الدرع الحراري أرتميس 1.”
وبالمثل، قال بلين براون، مدير الأنظمة الميكانيكية للمركبة الفضائية أوريون في شركة لوكهيد مارتن، لموقع Space.com إن فريق النمور – الذي ضم ممثلين من ناسا ولوكهيد مارتن وفريق مراجعة مستقل – قرر أن مسار إعادة الدخول المعدل لـ Artemis 2 سيقلل من فقدان الفحم ويوفر هامشًا أكثر من كافٍ للأداء الحراري.
تخطي التخطي
وقال براون: “يتضمن هذا المسار المعدل ملف تعريف دخول أكثر انحدارًا قليلاً وإزالة التخطي، مما يؤدي إلى هبوط أقصر في المدى”. “لقد أجرينا اختبارات وتحليلات واسعة النطاق على مواد كتلة Avcoat لإعادة إنتاج ظاهرة تحرير شار التي شوهدت في Artemis 1.”
وقال براون أن المواد المستخدمة في أرتميس 3 – أول مهمة ناسا للعودة البشرية إلى القمر، والتي من المقرر إطلاقها في عام 2028 – هي في الواقع نفس الصيغة التي تم نقلها على أرتميس 1 والتي ستطير على أرتميس 2.
وقال براون: “لقد قمنا بتعديل الكثافة بشكل طفيف للسماح للغازات الموجودة في المادة المخففة بالهروب أثناء التسخين العالي والتبريد”. “نحن نؤيد قرار ناسا بإطلاق مهمة Artemis 2 باستخدام درعها الحراري الحالي، ونحن ملتزمون برؤية إطلاق Orion بأمان والعودة في مهمتها التاريخية إلى الفضاء.” القمر مع الطاقم على متنها.”
تحدي حساس للوقت
كل ما قيل، مكتب المفتش العام لناسا (OIG) تقرير، الذي صدر الشهر الماضي، وركز على عودة البشر إلى القمر.
في تقرير NASA OIG لعام 2025 حول تحديات الإدارة والأداء العليا لناسا، أشار إلى أن “التحدي الأكثر حساسية للوقت لجهود ناسا لإعادة البشر إلى القمر هو الاستعداد لـ Artemis 2.” وأضاف التقرير أنه يجب على وكالة ناسا مواجهة التحديات المختلفة لتطير رواد الفضاء الأربعة بأمان في المهمة المخطط لها والتي تستغرق 10 أيام.
وجاء في تقرير مكتب المفتش العام: “بينما اعتبرت وكالة ناسا رحلة Artemis 1 رحلة شبه مثالية، فقد كشفت عن مشكلات فنية يجب معالجتها قبل إطلاق Artemis 2”. “على وجه التحديد، فإن المادة الخارجية للدرع الحراري لأوريون لم تقم بتنفيس الغازات التي يتم إنتاجها عادة أثناء الدخول إلى الغلاف الجوي للأرض بشكل صحيح، مما أدى إلى تشقق واسع النطاق وفقدان الفحم.”
السبب الجذري
علاوة على ذلك، أوضح تقرير مكتب المفتش العام التابع لناسا أنه “نظرًا لفهم ناسا الحالي للسبب الجذري، تعتزم الوكالة إعادة استخدام تصميم الدرع الحراري لمركبة Artemis 2 أثناء الطيران في مسار إعادة دخول معدل أقل خطورة”.
في حين أن هذا النهج ممكن من الناحية الفنية، يلاحظ التقرير، “إنه أيضًا معقد ويتوقف على حملة اختبار ناجحة ولا يزيل مخاطر الدرع الحراري لـ Artemis 3. وقد أدى اختبار الدرع الحراري الإضافي إلى تأخيرات متتالية للجميع أرتميس المهمات تبدأ بـ Artemis 2.”
أثناء عودة أرتميس 2، عندما يبدأ طاقم المركبة الفضائية أوريون في الشعور بتأثيرات الغلاف الجوي للأرض لأول مرة منذ الإطلاق، ستبدأ البلازما شديدة الحرارة في التراكم حول المركبة الفضائية مع زيادة احتكاك الغلاف الجوي المحيط.
سيتم حظر الاتصالات من وإلى الطاقم مؤقتًا بواسطة تلك البلازما.
إن الطريقة التي يتصرف بها الدرع الحراري هذه المرة في مساره المعدل للغوص العميق في الغلاف الجوي يمكن أن تكون أمرًا مريرًا آخر.
التعليقات