Διάστημα
Παρότι δεν προσεδαφίστηκαν στη Σελήνη, οι τέσσερις αστροναύτες της αποστολής Artemis II κατέχουν ένα ξεχωριστό ρεκόρ: φτάνοντας στην αθέατη πλευρά της, ταξίδεψαν πιο μακριά στο Διάστημα από οποιονδήποτε άλλο άνθρωπο. Σήμερα, 10 Απριλίου, πραγματοποιείται η επιστροφή τους στη Γη, με τη φάση της επανεισόδου να αποτελεί μια εξαιρετικά σύνθετη και απαιτητική διαδικασία.
Όταν φανταζόμαστε ένα ταξίδι στο Διάστημα, συνήθως το μυαλό μας πηγαίνει αυθόρμητα στις δυσκολίες της εκτόξευσης και της εξόδου από τη Γη. Ωστόσο, εξίσου επικίνδυνη –αν όχι περισσότερο– είναι και η διαδικασία της επιστροφής, καθώς η επανείσοδος στην ατμόσφαιρα κρύβει σοβαρούς κινδύνους.
Η επιστροφή τους περιλαμβάνει μια υπερηχητική είσοδο στην ατμόσφαιρα της Γης, με εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, πριν καταλήξουν με προσθαλάσσωση στον Ειρηνικό Ωκεανό γύρω στις 5 το απόγευμα (τοπική ώρα), δηλαδή λίγο μετά τις 3 τα ξημερώματα ώρα Ελλάδας.
Παρ’ όλα αυτά, το διαστημόπλοιο Orion που τους μεταφέρει διαθέτει προηγμένα συστήματα και τεχνολογίες, σχεδιασμένα ώστε να διασφαλίσουν την ασφαλή επιστροφή τους.
Σε όρους κινητικής ενέργειας —δηλαδή, με απλά λόγια, της δύναμης που θα είχε σε μια ενδεχόμενη σύγκρουση— το Orion διαθέτει σχεδόν 2.000 φορές περισσότερη ενέργεια ανά κιλό σε σύγκριση με ένα επιβατικό αεροσκάφος.
Αυτή η τεράστια ποσότητα ενέργειας πρέπει να μειωθεί γρήγορα κατά την είσοδο του σκάφους στην ατμόσφαιρα της Γης, ώστε να καταστεί δυνατή η ανάπτυξη των αλεξιπτώτων και να πραγματοποιηθεί με ασφάλεια η προσθαλάσσωση. Η επιβράδυνση που συμβαίνει σε αυτό το στάδιο είναι έντονη και απότομη.
Τα διαστημικά οχήματα επιτυγχάνουν αυτή τη μείωση ενέργειας μέσω ελεγχόμενης επανεισόδου στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, αξιοποιώντας την αντίσταση του αέρα ως «φρένο» για να μειώσουν την ταχύτητά τους.
Σε αντίθεση με τα αεροπλάνα, τα οποία έχουν σχεδιαστεί ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο αεροδυναμικά για να περιορίζουν την αντίσταση και την κατανάλωση καυσίμου, τα διαστημικά σκάφη λειτουργούν με την αντίθετη λογική: έχουν σχεδιαστεί ώστε να αυξάνουν την αντίσταση του αέρα, επιτυγχάνοντας έτσι αποτελεσματικότερη επιβράδυνση κατά την επανείσοδο.
Κατά την επανείσοδο, το Orion θα κινείται με ταχύτητα περίπου 30 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του ήχου.
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να σχηματίζεται γύρω του ένα ισχυρό ωστικό κύμα, το οποίο ανεβάζει τη θερμοκρασία του αέρα σε επίπεδα που μπορεί να φτάσουν ή και να ξεπεράσουν τους 10.000 °C — σχεδόν διπλάσια από τη θερμοκρασία στην επιφάνεια του Ήλιου.
Η τόσο έντονη θερμότητα μετατρέπει τον αέρα που διαπερνά το ωστικό κύμα σε πλάσμα, δηλαδή σε ηλεκτρικά φορτισμένο αέριο. Αυτό το φαινόμενο μπλοκάρει προσωρινά τα ραδιοσήματα, με αποτέλεσμα οι αστροναύτες να μην έχουν δυνατότητα επικοινωνίας κατά τη διάρκεια της πιο κρίσιμης φάσης της καθόδου τους.
Το σύστημα θερμικής προστασίας έχει σχεδιαστεί ειδικά για τις ανάγκες του συγκεκριμένου οχήματος και της αποστολής του. Στα σημεία όπου οι συνθήκες αναμένεται να είναι πιο ακραίες, χρησιμοποιούνται υλικά με μεγαλύτερη αντοχή στη θερμότητα, ενώ το πάχος τους έχει υπολογιστεί με μεγάλη ακρίβεια.
Τα υλικά αυτά είναι κατασκευασμένα έτσι ώστε, κατά την επανείσοδο, να πυρακτώνονται εκπέμποντας κόκκινο φως και σταδιακά να φθείρονται. Η ακτινοβολία αυτής της λάμψης απομακρύνει μέρος της θερμότητας προς την ατμόσφαιρα, αντί να την αφήνει να απορροφηθεί από το σκάφος.
Χάρη σε αυτόν τον προσεκτικό σχεδιασμό, το Artemis μπορεί να διασχίζει αέρα θερμοκρασίας έως και 10.000 °C, ενώ η θερμική ασπίδα του διατηρείται περίπου στους 3.000 °C.
«Είναι πραγματικά εντυπωσιακό όσα έχουν καταφέρει μέχρι τώρα η NASA και οι αστροναύτες σε αυτή την αποστολή. Παρ’ όλα αυτά, όπως και πολλοί άλλοι, θα νιώσω ανακούφιση όταν τους δω να επιστρέφουν με ασφάλεια στη Γη», επισημαίνει ο καθηγητής Τζέιμς, ολοκληρώνοντας το άρθρο του.
