Nach dem überaus erfolgreichen ersten Testflug der NASA mit der Orion-Weltraumkapsel auf der EFT-1-Mission im Dezember 2014 verbessert die NASA das kritische Wärmeschutzsystem (TPS), das Astronauten vor den sengenden Erhitzungen beim Wiedereintritt schützt während das von Menschen bewertete Fahrzeug nach seiner Rückkehr von ehrgeizigen Expeditionen zum Mond und darüber hinaus durch die Erdatmosphäre stürzt.
Teilweise basierend auf den Lehren aus EFT-1 verfeinern die Ingenieure den Hitzeschild von Orion, um das Design zu verbessern, die Herstellungsverfahren zu vereinfachen und die Hitzebeständigkeit für die weitaus anspruchsvolleren Weltraumumgebungen und Missionen, die später in diesem Jahrzehnt liegen und weiter geplant werden, erheblich zu verbessern in Zukunft im Rahmen der behördenweiten Initiative "Journey to Mars" der NASA, Menschen in den 2030er Jahren auf den Roten Planeten zu schicken.
Auf allen zukünftigen Flügen, die mit Exploration Mission 1 (EM-1) beginnen, muss das Orion-Besatzungsmodul den höheren Temperaturen und Geschwindigkeiten standhalten, die bei der Rückkehr von weiter entfernten Zielen wie dem Mond, erdnahen Asteroiden und dem Mars auftreten.
"Das Wärmeschutzsystem von Orion ist für erfolgreiche zukünftige Missionen von entscheidender Bedeutung", sagte John Kowal, Leiter des Wärmeschutzsystems der NASA für Orion, in einer Erklärung.
"Auf dem Weg zum Aufbau des Systems für EM-1 konnten wir die Erkenntnisse aus dem Bau und dem Fliegen von Orion nutzen, um unsere zukünftigen Prozesse zu verfeinern."
Das Wärmeschutzsystem von Orion besteht aus dem 5 Meter breiten Haupt-Hitzeschild, der den abgerundeten Boden der Kapsel abdeckt, sowie dem Gitter aus Rückenschalenfliesen, die von oben nach unten um das Fahrzeug geklebt werden.
Beginnend mit EM-1 werden die Ingenieure die Rückschalenfliesen des Orion-Wärmeschutzsystems mit einer silbernen Wärmekontrollbeschichtung auf Metallbasis verbinden.
Die Kacheln der hinteren Schale waren während der 4,5-stündigen EFT-1-Mission mit zwei Umlaufbahnen schwarz gefärbt.
Orion EM-1 wird auf dem ersten Testflug des Mammut-Space-Launch-Systems (SLS) der NASA ungeschraubt starten. Der Start ist für spätestens November 2018 geplant, und SLS wird in seiner ursprünglichen 70-Tonnen-Version (77 Tonnen) mit einem Startschub von 8,4 Millionen Pfund konfiguriert.
SLS-1 wird den unbemannten Orion auf einem ungefähr dreiwöchigen Testflug jenseits des Mondes und zurück verstärken.
Der SLS-1 / EM-1-Testflug mit dem Uncrewed startet vom Launch Complex 39-B im Kennedy Space Center.
Während der EM-1 wird Orion im Vergleich zum EFT-1-Flugprofil, das in eine hohe Erdumlaufbahn von ungefähr 3600 Meilen Höhe flog und ungefähr 85% der Wiedereintrittsgeschwindigkeit erlebte, eine intensivere Wiedereintrittsumgebung aushalten.
Während des EFT-1-Wiedereintritts stieß Orion auf Geschwindigkeiten von 30.000 Fuß pro Sekunde (20.000 mph) und Temperaturen von ungefähr 400 Grad Fahrenheit (2200 Celsius).
Im Gegensatz dazu wird Orion EM-1 “eine schnellere Rückkehr von der Mondgeschwindigkeit von etwa 36.000 Fuß pro Sekunde erfahren. Während der Geschwindigkeitsunterschied subtil erscheinen mag, steigt die Erwärmung des Fahrzeugs mit zunehmender Geschwindigkeit exponentiell an “, sagen Beamte.
Die neue silbermetallische Beschichtung „ähnelt der Verwendung auf dem Haupthitzeschild, reduziert den Wärmeverlust in Phasen, in denen Orion auf den Weltraum gerichtet ist und daher kalten Temperaturen ausgesetzt ist, und begrenzt die hohen Temperaturen, denen das Crew-Modul ausgesetzt sein wird bis wann das Raumschiff der Sonne zugewandt ist. “
Die Beschichtung soll die Rückenschale von Orion vor dem Eintritt in einem Temperaturbereich von etwa -150 bis 550 Grad Fahrenheit halten und vor elektrischen Oberflächenladungen im Weltraum und beim Wiedereintritt schützen.
„Du versuchst, diesen Sweet Spot zu erreichen, denn wenn du in die Sonne schaust, willst du nicht zu heiß werden, und wenn du nicht in die Sonne schaust und stattdessen in der Dunkelheit, tust du es nicht Ich möchte die gesamte Wärme verlieren, die das Raumschiff erzeugt “, erläuterte Kowal.
Die NASA macht weiterhin gute Fortschritte bei allen hier beschriebenen Konstruktions-, Bau- und Testelementen von SLS-1 und Orion EM-1, einschließlich der SLS RS-25-Motoren der Kernstufe, der Montage der SLS-Kernstufe und der Orion-Kapsel sowie des Testens der Feststoffraketen-Booster und Ändern von Pad 39-B und des mobilen Starters.
Orions Eröffnungsmission namens Exploration Flight Test-1 (EFT) wurde am 5. Dezember 2014 erfolgreich auf einem fehlerfreien Flug auf einem Raumraketen-Startkomplex 37 (SLC-37) der United Launch Alliance Delta IV in der Luftwaffenstation Cape Canaveral in gestartet Florida.
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