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阿尔忒弥斯2号返回在即,一个缺陷或将宇航员置于生死边缘

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但时间表终究压倒了一切。


阿尔忒弥斯1号猎户座飞船太空舱的隔热罩发生了异常烧蚀和脱落。NASA

北京时间2026年4月11日7时53分,猎户座飞船将以超过每秒11公里的速度再入地球大气层;14分钟后的8时07分,飞船将溅落在太平洋海域。但一个缺陷或将宇航员置于生死的边缘。

2022年,阿尔忒弥斯1号完成了一次“打水漂”式的再入。飞船像石子般掠过大气层上层,短暂返回太空,再二次进入。这种被寄予厚望的创新设计,初衷是想提升再入精度和舒适性。但它也在飞船的隔热罩上,留下了100多处触目惊心的剥落伤痕。尽管飞船最终“成功”溅落,舱内环境也一切正常,但风险是显而易见的。

Avcoat是一种烧蚀式防热材料,当年阿波罗使用的也是它。 它是一层会主动燃烧自己带走热量的消耗性屏障,其本身是一种成熟的技术,但猎户座飞船的测试让人们发现它有一个问题,即在某种特定情况下会表现得“排气不畅”,进而导致脱落。

具体在阿尔忒弥斯1号任务中,由于采用了“打水漂”式的二次再入法,Avcoat材料内部积聚了无法排出的气体。最终导致压力从内部撕裂了防护层。

NASA发现,在阿尔忒弥斯1号猎户座飞船太空舱敷设的Avcoat材料具有渗透性的区域,防护层没有出现开裂或烧蚀层损失——因为这些部分可以排气,因此压力没有积聚。而在其他区域,隔热罩表现得惨不忍睹。

阿尔忒弥斯2号猎户座飞船使用的也是Avcoat。而且令人担忧的是,其渗透性还不如1号——1号隔热罩有大约6%的区域具有渗透性,2号的隔热罩则没有任何渗透性。

然而,为了能够让任务顺利推进,NASA最终决定的并非改进材料,而是放弃“打水漂”式的创新,选择一条更陡峭、更直接,也更传统的俯冲式再入轨迹,以避免让隔热罩两次暴露在极端热流区域。

也就是说,阿尔忒弥斯2号的猎户座飞船在重返大气层时不会像其前身那样“跳跃”得那么高;相反,它将做一个轻微的“抬升”机动,以更陡峭的角度进入大气层,以缩短在阿尔忒弥斯1号隔热罩发生问题的那个大气层的停留时间。

2026年1月,NASA召开了一次会议,对隔热罩大面积失效的后果进行了探讨。结果工程师们得出的结论是,纵使飞船的Avcoat材料块完全剥离,猎户座飞船的钛框架底座也能保证宇航员的安全。

然而,即使是NASA局长贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)也承认,这种方法“从长远来看并不正确”,而且没有备用计划。艾萨克曼在4月7日表示:“隔热罩必须正常工作。在他们安全溅落之前,我会一直担心这件事……但我毫不怀疑团队对此进行了正确的分析。”

人们的忧虑在于,如果材料的撕裂与“打水漂”式再入并没有直接因果关系,抑或存在其他未知的诱因,那么阿尔忒弥斯2号宇航员的生命无疑将面临巨大威胁——把宇航员的安全押注在飞船钛合金框架上,则更具冒险性。

事实上,在发射前的评审中,有专家也提出过质疑,但时间表终究压倒了一切。

前NASA宇航员、隔热罩研究工程师查尔斯·卡马尔达(Charles Camarda)一直公开批评NASA。很多NASA前员工认为,阿尔忒弥斯2号不应该进行载人飞行——卡马尔达也是其中之一。卡马尔达表示,NASA在界定和纠正问题上没有尽职尽责。

在NASA工作了30多年的热防护材料专家丹·拉斯基(Dan Rasky)也认为,如果隔热罩或大块材料发生脱落,即使飞船没有解体,情况也已经到了失控的边缘。

现在,一切争论其实都已经没有意义。当重返的倒计时归零,飞船将化作一颗灼热的流星刺破夜空。4名宇航员的最终结局究竟如何,很快便可见分晓。


溅落在海中的阿尔忒弥斯1号猎户座飞船太空舱。NASA

参考

There's an issue with the Artemis II heat shield, but NASA isn't worried. Here's why.

https://www.livescience.com/space/space-exploration/theres-an-issue-with-the-artemis-ii-heat-shield-but-nasa-isnt-worried-heres-why

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