事实证明,Orion 饱受诟病的隔热罩表现非常出色
今年春天 Artemis II 任务启动前,人们最关心的问题大概就是航天器底部的隔热罩在重返大气层时表现如何了。
这块烧蚀隔热罩的设计原理是在再入大气时表面烧蚀碳化,从而保护舱内乘员安全。但在 2022 年末的一次试飞中,它出现了大面积材料意外脱落。经过反复研讨——其间不乏争议——NASA 最终决定 Artemis II 沿用现有隔热罩,同时调整再入飞行轨迹。
事实证明,隔热罩经受住了考验。Artemis II 乘组(指令长 Reid Wiseman 带队)在成功绕月飞行后安全溅落于太平洋。任务结束后,乘组员和 NASA 官员发表了笼统的评论,称隔热罩状态良好。
但究竟好到什么程度?本周 NASA 的航空航天安全顾问委员会召开会议,委员们借参观加州艾姆斯研究中心的机会,审阅了 NASA 的相关分析结果。委员 Paul Hill 表示,隔热罩的状态"令人非常满意"。
2022 年 Artemis I 任务结束后,Orion 飞船底部那块碟形隔热罩上观察到了 100 多处烧蚀脱落区域,部分深度超过一英寸。Hill(NASA 任务运营前主任)说,Artemis II 隔热罩上观察到的烧蚀脱落区域大约只有 9 处。"因此有了大幅改善。"
对后续 Artemis 任务的信心
Artemis II 隔热罩的成功——目前来看已通过详尽的数据复核得到确认——将让 NASA 对其深空载人飞行器在未来探月任务中的表现充满信心。
Orion 飞船底部装有 186 块 Avcoat 材料,块块独立安装,共同构成一层保护层,使航天器能承受大气再入时的高温。Artemis I 任务结束后的分析发现,Avcoat 材料是"不可渗透的",也就是说它无法"呼吸"。再入过程中,气体被困在隔热罩内部,最终导致开裂。
在权衡多个方案后,包括更换为透气性更好的新型 Avcoat 隔热罩,NASA 最终决定改变 Orion 的再入大气层角度。从 Artemis II 开始,Orion 将以更陡峭的角度穿越地球大气层,从而缩短在 Artemis I 任务中发生过烧蚀材料释气现象的那段飞行时间。
这一调整基本奏效,但也带来了一些副作用。Hill 表示,新的再入剖面将飞船的"纵深滑翔"能力从 4800 海里缩减到了 1775 海里。所谓纵深滑翔能力,是指飞船从再入大气层那一点起,相对于地球表面所能滑行的距离。较长的纵深滑翔距离有助于在天气条件变化时寻找合适的溅落点,也能为任务规划人员提供更多从月球返回的轨道选择。
Hill 透露,从 Artemis III 起,NASA 将换用一种透气性更好的 Avcoat 材料,届时 Orion 再入大气层时将不再出现烧蚀层脱落的情况,纵深滑翔能力也能基本恢复。
咨询委员会对 NASA 的领导力同样印象深刻
在周一的安全咨询委员会会议接近尾声时,几位委员就今年与 NASA 合作过程中的经历发表了颇为引人注目的评论。对于长期旁听航空航天安全咨询委员会(ASAP)会议的人来说——该委员会独立于 NASA 之外,专职负责识别安全风险——这样的表态实属罕见。
Hill 在描述委员会季度会议的讨论过程时说道:"'令人钦佩'、'震撼'、'难以置信'这样的词都出现了,大家用来形容 NASA 在过去一年,尤其是最近四个月里取得的进展。"
这一时间节点恰好与 NASA 局长 Jared Isaacman 于三月底召集的"点火"(Ignition)活动相吻合。Isaacman 在那次活动中阐述了建设月球基地的计划以及 Artemis 项目的调整方案,以加速整个计划的推进。他一直致力于让 NASA 的深空探索项目把重心统一到重返月球并建立定居点上来。
希尔说:“令人振奋的是,从机构最高层一路向下,我们都感受到了领导层发出的声音发生了变化,整个团队正围绕一套连贯的战略齐心协力,并正在一步步地落实执行。这同样令人印象深刻,而且与我们多年来提出的建议直接相关。”
专家小组还称赞艾萨克曼行动迅速。2025年12月就任局长后,他很快就承认了 NASA 在充满波折的星际客机前往国际空间站任务中所犯下的一些错误。今年2月,NASA 正式将2024年星际客机载人试飞定性为"A类事故",承认这次试飞是一次严重失败。在此之前,NASA 一直不愿意批评自身或波音(星际客机的制造商)的行为。
专家小组主席、前 NASA 宇航员、美国空军退役中将苏珊·赫尔姆斯说:“看到新任领导层一上任就从这一步入手,彻底转变了组织文化,真正拉开了重大变革的序幕,同时明确了战略和愿景,这确实令人耳目一新。”