ناسا و سپر حرارتی اوریون: بررسی نهایی پیش از پرتاب آرتمیس ۲

19 دی 1404آخرین بروزرسانی: 19 دی 1404

مدیر جدید ناسا، جارد ایزاکمن، بررسی نهایی خود را درباره ایمنی سپر حرارتی فضاپیمای اوریون، تنها چند هفته پیش از پرتاب مأموریت سرنشیندار آرتمیس ۲ به ماه انجام داده است. این بررسی با حضور کارشناسان مستقل و با شفافیت بی‌سابقه‌ای همراه بود. اگرچه برخی نگرانی‌ها باقی مانده، اما ناسا و خدمه مأموریت اکنون اطمینان کامل خود را برای پرواز اعلام کرده‌اند.

نکات کلیدی

مدیر جدید ناسا، جارد ایزاکمن، پس از یک بررسی فشرده نیم‌روزه با کارشناسان داخلی و خارجی، اعلام کرد که به سپر حرارتی فعلی فضاپیمای اوریون برای مأموریت آرتمیس ۲ «اعتماد کامل» دارد.
مشکل اصلی، ترک‌خوردگی و جدا شدن تکه‌هایی از ماده محافظ «آوکوت» در سپر حرارتی در مأموریت آزمایشی بدون سرنشین آرتمیس ۱ بود که ناسا بیش از یک سال و نیم آن را به طور عمومی فاش نکرد.
راه‌حل ناسا برای آرتمیس ۲، تغییر پروفایل بازگشت به جو و افزایش زاویه فرود است تا زمان قرارگیری در معرض حرارت شدید از ۱۴ دقیقه به ۸ دقیقه کاهش یابد.
ناسا آزمایش‌های «اگر اشتباه کنیم» را انجام داده و نشان داده که حتی در صورت شکست گسترده سپر حرارتی، ساختار فضاپیما و خدمه در امان می‌مانند و فرود آبی امکان‌پذیر است.
یکی از منتقدان سرسخت، دنی اولیواس، پس از جلسه شفافیت اخیر نظر خود را تغییر داده و اعلام کرد اکنون حاضر است با اوریون پرواز کند.
با این حال، چارلز کاماردا، منتقد دیگر و فضانورد سابق شاتل، همچنان معتقد است ناسا در حال پرواز با «بدترین نسخه ممکن» این سپر حرارتی است و این یک راه‌حل موقت است.
تغییرات اساسی برای رفع مشکل اصلی (قابلیت نفوذپذیری ماده آوکوت) در سپر حرارتی مأموریت آرتمیس ۳ اعمال خواهد شد.

شفافیت بی‌سابقه در بررسی یک مشکل حیاتی

جارد ایزاکمن، مدیر جدید ناسا، تنها ساعاتی پس از سوگند خوردن در ۱۸ دسامبر، بررسی مسئله سپر حرارتی اوریون را در اولویت قرار داد. این موضوع به دلیل انتقادات گسترده از نحوه برخورد غیرشفاف ناسا با آسیب‌های مشاهده‌شده پس از مأموریت آرتمیس ۱ در نوامبر ۲۰۲۲، به یک چالش بزرگ تبدیل شده بود.

ایزاکمن که بر شفافیت بیشتر در ناسا تأکید دارد، برای حل این بحران اعتماد، جلسه‌ای بی‌سابقه ترتیب داد. او از مهندسان ناسا، رئیس تیم بررسی مستقل و مقامات ارشد پروازهای سرنشیندار خواست تا با چند کارشناس خارجی از جمله دو فضانورد سابق ناسا، چارلز کاماردا و دنی اولیواس، که هر دو در زمینه سپرهای حرارتی تخصص داشتند و نگرانی خود را ابراز کرده بودند، ملاقات کنند.

نکته قابل توجه، دعوت از دو خبرنگار برای حضور در این جلسه سه ساعته در مقر ناسا در واشنگتن بود. آن‌ها اجازه داشتند بدون نقل قول مستقیم افراد، درباره مباحث گزارش دهند. ایزاکمن این سطح از باز بودن را «دقیقاً آنچه باید از ناسا انتظار داشت» توصیف کرد.

کالبدشکافی یک نقص فنی: از آوکوت نفوذناپذیر تا تغییر پروفایل بازگشت

سپر حرارتی اوریون از ۱۸۶ بلوک از ماده‌ای به نام آوکوت تشکیل شده که وظیفه محافظت از فضاپیما در برابر حرارت حدود ۲۷۶۰ درجه سانتی‌گراد بازگشت از ماه را بر عهده دارد. در آرتمیس ۱، برخلاف پیش‌بینی‌ها، تکه‌هایی از این ماده جدا شد و حفره‌هایی ایجاد کرد.

مهندسان ناسا به رهبری لوئیس سوسِدو، پس از آزمایش‌های گسترده در تونل‌های باد و محفظه‌های جت قوسی با دمای بالا، علت را کشف کردند. گازها درون ماده آوکوت به دام افتاده و باعث ترک‌خوردگی می‌شدند، زیرا این ماده در نسخه فعلی «نفوذناپذیر» بود و قابلیت تنفس نداشت.

به جای تعویض کل سپر حرارتی با نسخه‌ای جدید که آوکوت نفوذپذیر دارد، ناسا راه‌حل دیگری انتخاب کرد: تغییر پروفایل بازگشت به جو. در آرتمیس ۲، اوریون با زاویه‌ای تندتر وارد جو می‌شود. این کار زمان قرارگیری در شرایطی که مشکل خروج گاز در آرتمیس ۱ رخ داد را از ۱۴ دقیقه به ۸ دقیقه کاهش می‌دهد.

مدل‌سازی‌ها و آزمایش‌ها نشان می‌دهند این تغییر، ترک‌خوردگی را به میزان قابل توجهی کم می‌کند. تغییرات اساسی برای رفع ریشه مشکل، در سپر حرارتی مأموریت آرتمیس ۳ اعمال خواهد شد.

سناریوی «اگر اشتباه کنیم»: آماده‌باش برای بدترین حالت

شاید جالب‌ترین بخش جلسه، بحث درباره تحلیل «تحمل آسیب» یا همان «اگر اشتباه کنیم» بود. مهندسان ناسا سناریویی را بررسی کردند که در آن بخش‌های بزرگی از سپر حرارتی در طول بازگشت آرتمیس ۲ به طور کامل از بین برود.

چرا سپر حرارتی تعویض نشد؟

یکی از سوالات کلیدی این است که چرا ناسا به سادگی سپر حرارتی فضاپیمای آرتمیس ۳ (با آوکوت نفوذپذیر) را برای مأموریت آرتمیس ۲ جلو نینداخت. امیت کشاتریا، معاون اداره مأموریت ناسا، پاسخ مفصلی ارائه کرد.

او توضیح داد که فضاپیمای مأموریت آرتمیس ۲ یا CSM 2، به گونه‌ای منحصر به فرد برای یک مأموریت بازگشت آزاد طراحی شده و مجهز به سیستم اتصال لازم برای مأموریت‌های بعدی نیست. از طرفی، فضاپیمای آرتمیس ۳ یا CSM 3 دارای قابلیت‌های منحصر به فردی مانند سیستم اتصال است.

واکنش منتقدان: از تغییر عقده تا اصرار بر پژوهش بیشتر

دنی اولیواس، فضانورد سابق شاتل با مدرک پیشرفته در علم مواد، که پیش از این جلسه به صورت خصوصی نگرانی‌هایش را بیان کرده بود، پس از شنیدن توضیحات مهندسان ناسا نظر خود را تغییر داد. او که قبلاً گفته بود حاضر به پرواز با اوریون نیست، اکنون اعلام کرد که با قدردانی از کار عمیق مهندسی انجام‌شده، حاضر است با این فضاپیما پرواز کند.

این تغییر موضع قابل توجه است، زیرا اولیواس قبلاً به صورت غیررسمی در جریان کار تیم بررسی مستقل قرار داشت اما برخی سوالاتش بی‌پاسخ مانده بود.

در طرف دیگر، چارلز کاماردا، فضانورد سابق و مهندس هوافضا با دو دهه تجربه در حفاظت حرارتی شاتل، موضع سخت‌تری دارد. او اگرچه از دعوت به جلسه و شفافیت ایجادشده تقدیر کرد، اما همچنان قانع نشده است.

کاماردا پس از جلسه گفت: «من هرگز از پذیرش یک راه‌حل و پرواز با چیزی که می‌دانم بدترین نسخه ممکن از آن سپر حرارتی است و امیدوارم که راه‌حل آن را رفع کند، خوشحال نخواهم بود.» نگرانی اصلی او فراتر از این مأموریت است. او هشدار می‌دهد که اگر ناسا به فرهنگ تحقیقات بنیادی بازنگردد، در حل مشکلات پیچیده‌ای مانند آنچه برای استارشیپ پیش می‌آید نیز ناتوان خواهد بود.

خدمه آرتمیس ۲: از شک به اطمینان

چهار فضانورد مأموریت تاریخی آرتمیس ۲ – رید وایزمن، ویکتور گلوور، کریستینا کخ و جرمی هانسن – اکنون با این تصمیم راحت هستند. گزارش‌ها حاکی از آن است که آن‌ها، به ویژه وایزمن، در ابتدای فرآیند بسیار شکاک بودند.

اما پس از بررسی داده‌ها و مشارکت در جلسات توجیهی، نظر آن‌ها تغییر کرد. مانند بسیاری از کسانی که داده‌های ناسا را به تفصیل مرور کرده‌اند، آن‌ها این برنامه را پذیرفته‌اند. در واقع، آن‌ها آماده و مشتاق پرواز هستند. این پذیرش خدمه، که جان خود را به این فناوری می‌سپارند، یکی از قوی‌ترین نشانه‌های اطمینان به تصمیم ناسا محسوب می‌شود.

با پرتاب احتمالی در اوایل فوریه، چشم جهان به اوریون و سپر حرارتی آن دوخته شده است. این مأموریت نه تنها بازگشت انسان به ماه، بلکه تعهد ناسا به شفافیت و ایمنی را در معرض آزمون قرار می‌دهد.