Astronautika: misije

Za vas izabrao prof. D. Mrđa

 

Nakon što su prevalili epsku razdaljinu od tačno 1.118.624 kilometra obilazeći Mesec, posada misije Artemis 2 — astronauti Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch i Jeremy Hansen — nalazi se na pragu povratka kući. Iako su prošli kroz prostranstva dubokog svemira koja su decenijama bila nedostižna ljudima, poslednjih 160 kilometara puta predstavlja najkritičniju tačku misije. U svetu orbitalne mehanike, ovo je trenutak istine: kako letelicu koja se kreće brzinom metka bezbedno zaustaviti u okeanu i prevesti posadu iz vakuuma svemira u zagrljaj matične planete?

2. Brzina koja prkosi mašti: Od Njujorka do Tokija za 20 minuta

Kada kapsula Orion dotakne gornje slojeve atmosfere na visini od oko 75 milja (120 km), njen susret sa vazdušnim omotačem Zemlje biće silovit. Kapsula će juriti brzinom od 23.840 milja na sat (38.367 km/h), što je skoro 24.000 mph. Da bi čitalac razumeo ovaj ekstrem: letelica bi ovom brzinom mogla da preleti razdaljinu između Njujorka i Tokija za manje od 20 minuta. Ova kinetička energija pretvara se u ogroman aerodinamički pritisak i termalni stres, stavljajući fizičku strukturu Oriona pred najveći mogući ispit izdržljivosti.

3. Lekcije iz prošlosti: Zašto "kamena koji odskače" više nema

Prvobitna inženjerska zamisao podrazumevala je metodu "skip-entry" — tehniku nalik kamenu koji odskače o površinu vode, gde bi Orion ušao u atmosferu, nakratko izašao i ponovo ušao kako bi postepeno gubio brzinu. Međutim, podaci sa misije Artemis 1 iz decembra 2022. godine naterali su NASA-u na promenu plana.

Toplotni štit Oriona, postavljen na titanijumsku bazu, sastoji se od 186 blokova "Avcoat" materijala debljine 1,5 inča (3,8 cm). Tokom prethodne misije, gasovi zarobljeni unutar samog štita su se usled ekstremne toplote širili, što je uzrokovalo otkidanje delova ugljenisanog Avcoat-a. Ovakva nepredviđena erozija materijala direktno je ugrozila integritet štita.

Opasnost na granici izdržljivosti: Tokom povratka, trenje sa atmosferom podiže temperaturu na neverovatnih 2.760 stepeni Celzijusa (5.000 stepeni Farenhajta), što je dovoljno da pretvori čelik u tečnost i uništi svaku strukturu koja nije pod savršenom termalnom zaštitom.

Zbog toga će Artemis 2 primeniti strmiji, "balistički" ugao ulaska. Iako agresivniji, ovaj pristup skraćuje vreme koje letelica provodi u zoni maksimalne toplote, čime se minimizuje rizik od daljeg ljuštenja zaštitnog materijala.

4. Osam minuta tišine u vatrenoj lopti

Ulazak u atmosferu pretvara Orion u užarenu sferu. Astronauti će kroz prozore svedočiti zastrašujućem prizoru: treperenju plazme koja u vatrenim jezicima gori tik uz staklo kapsule. Unutar kabine, posada će osetiti kako se Orion "rve" sa atmosferom u onome što inženjeri opisuju kao grub i prevrtljiv (rough and tumble) proces usporavanja. Za kontrolu misije na Zemlji, ovo je trenutak napetosti koja zaustavlja dah. Usijana plazma blokira radio-talase, uzrokujući osam minuta potpune tišine. U tih 480 sekundi, sudbina četvoro ljudi zavisi isključivo od zakona fizike i preciznosti inženjeringa, sve dok se komunikacija ponovo ne uspostavi nakon prolaska kroz najgušće slojeve.

5. Koreografija od 11 padobrana

Kada Orion uspori dovoljno da se atmosfera više ne pretvara u vatru, započinje jedna od najsloženijih sekvenci u modernom vazduhoplovstvu. Čak 11 padobrana mora se otvoriti u savršenom nizu kako bi se brzina sa 325 mph (523 km/h) svela na nivo bezbedan za čoveka:

• 26.500 stopa (8.077 m): Pirotehnički naboji odbacuju zaštitni poklopac i oslobađaju tri mala padobrana (prečnika 7 stopa / 2,1 m).
• 25.000 stopa (7.620 m): Aktiviraju se dva stabilizirajuća "drogue" padobrana (prečnika 23 stope / 7 m) koji umiruju i centriraju kapsulu.
• 9.500 stopa (2.896 m): Pri brzini od 130 mph (209 km/h) nastupa finalna faza. Tri mala pilotska padobrana (prečnika 11 stopa / 3,4 m) se otvaraju i svojom snagom bukvalno izvlače tri glavna padobrana.

Glavni padobrani su kolosalni — svaki je širok 116 stopa (35,3 m) i težak 310 funti (140 kg). Orion visi na 265 stopa (81 m) ispod ove gigantske narandžasto-bele kupole dok se lagano spušta ka horizontu.

6. Cilj: Mirno more i novi početak

Krajnji cilj je "splashdown" u Pacifiku, nedaleko od obala San Dijega, brzinom manjom od 20 mph (32 km/h). Ovaj istorijski trenutak planiran je za petak, 10. aprila, u 20:07 časova po EDT vremenu (02:07 po srednjeevropskom vremenu narednog dana).

Spasilačke operacije su isplanirane do najsitnijih detalja. Dva sata pre samog sletanja, brod USS John P. Murtha i helikopteri američke mornarice biće na poziciji. Ovi timovi su prošli kroz 12 rigoroznih proba, poznatih kao "underway recovery tests" (URT), koristeći makete kapsula kako bi osigurali da izvlačenje astronauta iz okeana prođe bez ijedne greške, bez obzira na stanje mora.

7. Zaključak: Most ka Mesecu

Uspeh misije Artemis 2 nije samo pobeda nad fizikom i toplotom; to je kamen temeljac za misiju Artemis 4, planiranu za 2028. godinu, koja će ponovo spustiti ljude na lunarnu površinu. Ovih poslednjih 100 milja su jedina kapija kroz koju čovečanstvo mora proći da bi se vratilo tamo gde smo stali pre skoro šest decenija.

Rizik koji nosi povratak brzinom od 24.000 mph je cena koju plaćamo za status kosmičke civilizacije. Dok gledamo prenos povratka Oriona, ostaje nam da se zapitamo: da li je taj rizik vredan naučnog i civilizacijskog skoka koji nas čeka na Mesecu? Za četvoro astronauta u vatrenoj lopti iznad Pacifika, odgovor je već ispisan u zvezdama.

https://www.space.com/