美国国家航空航天局近日就阿尔忒弥斯二号任务返航阶段的风险作出说明,指出飞船在返回地球时高度依赖单一热防护系统,一旦该系统出现问题,几乎不存在可替代方案。相关负责人表示,在飞船成功展开降落伞并安全落入海面之前,任务团队都将保持高度紧张状态。

此次任务的核心风险集中在再入大气层阶段。猎户座飞船从绕月飞行返回地球时,将携带此前发射阶段积累的巨大能量。该任务所使用的运载火箭在起飞时产生约880万磅推力推力,这些能量最终需要在再入过程中被安全释放和消散,而这一过程完全依靠热防护系统完成。

阿尔忒弥斯二号的乘组包括美国宇航员里德·怀斯曼、维克托·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫,以及加拿大宇航员杰里米·汉森。按照计划,飞船将于美国东部时间20:07在美国加利福尼亚州圣迭戈附近的西海岸海域溅落,降落区域位于太平洋。

此前的阿尔忒弥斯一号任务曾为本次飞行敲响警钟。2022年执行的无人任务中,猎户座飞船在再入阶段出现了超出预期的隔热材料烧蚀脱落现象。工程团队随后确认,问题源于热防护结构内部产生的气体未能按设计路径顺利排出,导致局部材料损耗。针对这一情况,后续通过调整再入轨迹和飞行剖面进行了技术修正。

在本次返航过程中,猎户座飞船将首先上升至距地球约76 英里的高度,随后服务舱与载人返回舱分离。返回舱将以接近25,000 英里每小时的速度直接冲入大气层。由于高速运动,飞船前方空气被剧烈压缩,外表面温度将迅速攀升至接近5,000°F(华氏度)。

在这一阶段,返回舱周围会形成一层高度电离的等离子体包层。这种超高温气体会在短时间内屏蔽无线电信号,使宇航员与地面控制中心之间的通信暂时中断,直至飞船穿越最为炽热的区域。

当飞船成功度过最严酷的加热阶段后,系统将依次展开减速装置。首先是2具减速伞,用于将飞行速度降低至约300英里每小时。随后引导伞展开,最终3具主降落伞完全张开,使返回舱在入水前将速度进一步减至约17英里每小时,从而实现安全溅落。

相关负责人在谈及硬件制造理念时,将当前航天器生产方式与20世纪60年代的阿波罗时代进行了对比。彼时,工程团队会同时制造多套关键部件,只要存在任何疑虑便会直接弃用。而在当下的项目体系中,部分高风险部件的备份数量有限,这也使得热防护系统显得尤为关键。

他表示,未来将通过提升生产节奏和制造能力,使类似热防护结构的关键部件可以在必要时被替换,而不是被迫长期使用现有配置。从长远看,这被认为是提升任务安全性的必经之路。尽管如此,在当前阶段,所有人仍会持续关注热防护系统的表现,直到飞船成功落水。

在返航前,阿尔忒弥斯二号乘组完成了一次约6小时的绕月飞掠,近距离观测了长期背向地球的月球远端区域。宇航员们在飞行过程中描述,他们看到月表分布着明显的几何纹理、蜿蜒曲折的地貌形态,以及出乎意料的绿色和棕色色调,为人类对月球地质的认识提供了直观印象。

此次飞行还刷新了人类载人航天的距离纪录。1970年阿波罗13号任务曾达到248,655 英里远离地球的距离,而阿尔忒弥斯二号在此基础上又向外推进了数千英里,最远点达到252,756 英里。相关负责人随后对乘组表示祝贺,认为这次飞行将成为人类重返深空探索的重要标志之一。

在官方发布的说明中,他指出,虽然乘组在出发前希望这次任务能被低调对待,但它仍将被铭记为人类再次挑战高难度深空飞行的重要时刻。不过,他也再次强调,只有当返回舱顺利展开降落伞并安全溅落于太平洋水域时,这次任务才算真正完成。

作者 快讯雷达