关键考验发生在任务结束时

当 Artemis II 从环月飞行返回时,任务最关键的时刻也许不是月球掠过,而是再入后那段猛烈的几分钟。NASA 表示,它有信心 Orion 太空舱的隔热罩能在飞船以大约每小时 24,000 英里的速度冲入地球大气层、并承受接近 5,000 华氏度高温时保护四名乘员。

这种信心很重要,因为隔热罩也是这项任务中审查最严的系统。2022 年无人测试飞行 Artemis I 暴露出意外问题:Orion 隔热罩上的 Avcoat 材料出现了表层以下裂纹和气体囊泡,吹掉了外层焦化壳的一些碎片。损伤并非灾难性,但已经严重到足以迫使 NASA 在愿意让宇航员飞行之前,进行数年的分析、测试和重新设计决策。

Artemis I 为何引发担忧

问题不只是隔热罩发生了侵蚀。隔热罩本来就是设计成会烧蚀的。真正的问题是侵蚀情况与预测不符。根据来源材料,工程师最终得出结论,这种损伤最可能与再入某一特定阶段材料的渗透性不足有关。外部温度下降,而内部层仍然极热,产生了无法顺利逸出的气体。被困住的气体随后导致外部保护材料脱落。

对于载人月球任务来说,在理解清楚之前,这种模型与现实之间的不匹配是不可接受的。因此,Artemis II 不仅成为 NASA 重返月球计划中的下一项任务,也成为验证 Orion 是否能安全地将人类从深空速度带回地球的关键努力。

NASA 为何仍沿用同一基本隔热罩

NASA 已经决定,后续 Artemis 任务将使用不同的隔热罩设计。问题在于时间安排。根据来源材料,Artemis II 的隔热罩与 Artemis I 使用的完全相同,而且已经安装完毕。更换它会让任务至少推迟 18 个月。

因此,NASA 在进行了近两年的测试、分析和审查后,决定沿用现有配置继续推进。该机构表示,数据支持飞行,尤其是在修改过的再入轨迹能够消除被认为曾促成先前问题的温度条件的情况下。

NASA 副局长 Amit Kshatriya 表示,该机构不仅对隔热罩有高度信心,也对能将返回舱安全送入太平洋溅落的降落伞和回收系统有高度信心。这一表态强调,NASA 将再入视为一个系统问题,而不是单一部件的问题。

人的代价显而易见

Artemis II 乘组包括 Reid Wiseman、Victor Glover、Christina Koch 以及加拿大宇航员 Jeremy Hansen。作为数十年来首次载人重返月球的努力,这项任务具有象征意义,但象征意义并不能减轻从深空返回的工程现实。来自月球任务的再入比从近地轨道返回严酷得多,相应地,容错空间也更小。

这就是 NASA 表示有信心的重要性所在。该机构实际上是在说,即便 Artemis I 暴露出一个意外脆弱点,现在的证据仍支持在做出程序性调整后,让人乘坐同一基本热防护设计飞行。这只有在测试和分析足够深入、能够解释此前异常并将风险严格约束的情况下,才是站得住脚的工程立场。

这对 Artemis 计划意味着什么

再入问题也不仅仅关乎一项任务。Artemis II 不只是把四名宇航员送到月球附近,它还承载着整个 Artemis 架构的可信度。一次顺利返回将验证 NASA 使用已安装隔热罩飞行的决定,并增强外界对该计划持续推进能力的信心。一次严重失败,甚至一次重大异常,都会在远超单一飞船的范围内产生回响。

这也是隔热罩问题受到如此密切关注的原因。太空计划可以更容易承受延误和成本超支,但很难承受有关乘员安全的高调质疑。来源材料清楚表明,NASA 理解这一点,并试图通过累积的飞行数据、地面测试和详细分析来说明自己的立场,而不是仅仅给出口头安抚。

有信心,但不自满

对 NASA 立场最可信的解读,不是问题已经消失,而是问题已经被研究到足以让剩余风险对 Artemis II 来说可以接受。这是一个重要区别。航天飞行中的信心从来不等于确定性,尤其是在高能再入过程中。

尽管如此,NASA 仍愿意继续推进,这说明了很多。该机构相信隔热罩、降落伞和回收系统能够完成工作,也相信修改后的轨迹能够排除最可能导致 Artemis I 意外损伤的特定条件。

如果 Artemis II 在月球任务后安全溅落,那么那些艰难的最后几分钟很可能会被记住,成为 NASA 证明 Orion 能把人类送出地球轨道并带回来的时刻。现在,NASA 需要公众,更重要的是乘组人员,相信工程。很快,大气层就会给出裁决。

本文基于 Spaceflight Now 的报道。阅读原文