历经15年和1000次测试猎户座飞船的隔热罩是否已准备好承受高温？

来源：cnBeta 　2022-12-11 21:40:16

当阿特米斯一号在11月16日星期三发射时，美国宇航局的新的巨型月球火箭载着暂时还没有人驾驶的猎户座飞船首次进入轨道，月球探索的新时代开始了。这对NASA和世界而言是一个重要的时刻。而且，然而，其工作将在下一个关键步骤--将猎户座安全带回家，接受这一考验的人之一反而一点也不紧张。

"猎户座将在两倍于熔岩的温度下炽热地穿过地球的大气层，"范德卡姆说。"但一切都表明热保护系统将发挥巨大的作用，成功返航将有助于确认热防护罩已准备好保护返回地球的宇航员。"

【资料图】

责任重大，但是，对范德坎来说，这一刻并不紧张，他只是对大日子终于到来感到兴奋。终于到来感到兴奋。

猎户座的隔热罩使用烧蚀材料Avcoat制成的的瓷砖，在重返地球大气层时保护其工作人员。一个烧蚀器以一种可控的方式燃烧，将热量从航天器上转移出去。猎户座的隔热罩在返回时将经历大约5000华氏度的温度--大约是太阳温度的一半。资料来源：NASA/Isaac Watson

在越过月球，距离地球近27万英里后，太空舱将以每小时25000英里的速度飞行。当它穿过地球的大气层时，与空气的摩擦将在几分钟内将这一速度降至每小时300英里。其结果是产生大量的热量。

阿波罗乘员舱的隔热罩依靠一种叫做Avcoat的材料来战胜热量。它是一种烧蚀装置，意味着它在再入大气层时以一种可控的方式燃烧，将热量从航天器上转移出去。新的Avcoat瓦片系统仅有一到三英寸厚，被用来覆盖猎户座防热罩的外表面。这将使隔热罩正面的华氏5000度和背面的仅200度之间产生极大的差异。

第二种烧蚀材料也被用在猎户座的某些位置。由埃姆斯发明的三维多功能烧蚀热保护系统（3DMAT）是由树脂与石英丝编织而成。它比Avcoat更强，并被包括在内以加强航天器上的连接点。

Vander Kam对该系统的信心部分来自于对热保护材料的广泛测试。在埃姆斯的电弧喷射设施中，令人难以置信的高温、快速移动的气体模拟了进入大气层的条件，TPS团队进行了1000多次测试。

猎户座在12月11日星期日的再入将对TPS团队的工作进行最终的测试。范德卡姆将在圣地亚哥海岸外的一艘美国海军舰艇上等待，飞船溅落在太平洋上后，他将参与回收。

范德-卡姆希望从猎户座的飞行数据中学到很多东西，这也将有助于确认他们的计算机模拟的准确性。这些模拟部分是由埃姆斯的同事创建的，以预测太空舱的发射和再入条件。

美国海军舰艇上等待，飞船溅落在太平洋上后，他将参与回收工作。

阿特米斯一号的一个主要目标是对猎户座的隔热罩进行认证，以便在有宇航员的飞行中使用。这一决定所需的一些数据将来自嵌入Avcoat材料的传感器。埃姆斯公司制造的仪器将测量隔热罩所经历的温度，而压力和辐射传感器则由美国宇航局位于弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心和位于休斯顿的约翰逊航天中心提供。

在阿特米斯一号任务之后，艾姆斯团队还将收获烧焦的阿夫卡特瓦片的样本，以分析材料的烧蚀情况。

2018年11月1日，美国海军潜水员参加了与美国国家航空航天局的练习，从太平洋的开放水域回收猎户座太空舱的测试版本。猎户座被拖入附近的"约翰-P-默沙东"号舰的井台。在这个视图中，有两个大的、橙色的模拟直立袋，但当猎户座真正落海时将会有五个。资料来源：美国宇航局/托尼-格雷

所有这些信息加在一起，可以用来确认未来阿特米斯任务的隔热罩设计，并在近期内宣布阿特米斯II号"船员认证"，以携带人类前往月球。

在未来的阿特米斯任务中，美国宇航局将让第一位女性和第一位有色人种登陆月球--范德-卡姆为支持这一目标而自豪。

他说："这对人类来说是一个伟大的里程碑，我认为这很重要，它提醒我们所有人要渴望更多的团结。"

展望水花落下，范德卡姆很兴奋地听着猎户座在仍以超过音速的速度飞行时应该发出的音爆声：这是太空舱再入时一切顺利的第一条线索。然后，降落伞将展开，他将看着航天器滑行到海洋表面，这要感谢他的团队的工作。

他说："与同一批人一起经历了这么多年，这真的很酷。"和我的团队一起达到这样的成就，真是令人惊讶，到时候我一定会很激动！"

当然，他肯定不会孤独。

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