Än finns ett rekord att slå för Artemis II. Hittills har Apollo 10 det (obekväma) hastighetsrekordet när det gäller återinträde i Jordens atmosfär, 11,09 km/s. Artemis II kommer att ha en hastighet i det rummet just när kapseln börjar bromsas in den 11:e april 00:07 UTC (02:07 CET)
Den kinetiska energin, rörelseenergin, beror mer på hastigheten än på massan hos föremålet i rörelse. E(k)=½mv². Rörelseenergin är proportionell mot massan men proportionell mot kvadraten på hastigheten. I Orions fall kan vi räkna mer en energi kring 60 MJ per kilogram massa. Omräknat till kWh pratar vi om nära 17 kWh per kilogram massa.
Orionkapselns massa är över 10 ton, exklusive ESM och besättning. Servicemodulen har lösgjorts och plumsar in i atmosfären på egen hand, vilket beräknas resultera i att endast ljuset av hettan som utvecklas når jordytan. Besättningen är med.
17 kWh/kg ⋅ 10 000 kg = 170 000 kWh. Energi nog för ett tiotal egnahemshus (=villor) där både rum och varmvatten värms med hjälp av elektriska motstånd. Största delen av den energin ska ta vägen någonstans innan farkosten tryggt kan singla ner till tätare luftlager och småningom landa i Stilla Havet utanför San Diego.
I fallet Artemis I använde man sig av en ”studsande” landning. (Skip re-entry)Man lät kapseln nudda atmosfären i flack vinkel så att den sedan studsade tillbaka ut. På det sättet åstadkom man en första inbromsning så att den andra, slutgiltiga, inbromsningen blev något mildare. Det fungerade i stort sett som förväntat. Dock visade det sig att värmeskölden under kapseln hade fått sprickor och en del skikt hade slitits loss.
Det skulle ha gått bra i alla fall ifall ännu mer material slitits ur värmeskölden under den kritiska fasen, enligt ansvariga på NASA. Men det är definitivt inte läge att chansa när det kommer till värmesköldar och återinträden i atmosfären.
När Orionkapseln från Artemis II återinträder kring 00:07 ETC (02:07 CET) har man valt att skippa ”skip re-entry”-metoden. Denna gång gör man en lugnare variant som i ett ”preliminärt” låter kapseln bromsa in, varefter kapseln lyfter igen för att därefter definitivt återinträda i Jordens atmosfär. (aerodynamic lift). Nu kommer kapseln alltså inte helt lämna atmosfären efter första inbromsningen. Fördelen man är ute efter är att minska påfrestningen på värmeskölden.
Den metod som används i fallet Artemis II påminner stort om hur man gjorde under Apollo-eran.
Värmeskölden ska hålla. Det är den enda chansen vi har att tryggt få astronauterna tillbaka till jordytan.
Läs mera:
The University of Queensland: https://stories.uq.edu.au/contact-magazine/artemis-return/index.html
National Geographic: https://www.nationalgeographic.com/science/article/artemis-ii-heat-shield-nasa
NASA: https://www.nasa.gov/reference/jsc-thermal-protection-systems/
NASA om värmeskölden och Artemis I: https://www.nasa.gov/missions/artemis/nasa-identifies-cause-of-artemis-i-orion-heat-shield-char-loss/
edugalaxen.com 