Análise Rigorosa Confirma o Desempenho do Escudo Térmico da Missão Artemis II da NASA

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No dia 15 de outubro, a NASA anunciou, em seu portal oficial, que uma análise rigorosa confirmou o desempenho esperado do escudo térmico da Espaçonave Orion durante a Missão Artemis II.

Crédito: NASA

Uma comparação pós-missão dos escudos térmicos da espaçonave Orion das missões Artemis I (à esquerda) e Artemis II (à direita) é apresentada após sua remoção dos módulos da tripulação. Ambos os escudos térmicos são vistos girados para inspeção dentro do Edifício de Operações e Verificação, no Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida.

A missão Artemis II da NASA enviou quatro astronautas ao redor da Lua e os trouxe de volta à Terra em segurança, estabelecendo uma base para voos tripulados à superfície lunar.

Uma análise adicional dos dados de engenharia do escudo térmico da espaçonave Orion confirmou os dados iniciais, demonstrando que o escudo térmico teve o desempenho esperado.

Em particular, a NASA mediu se o sistema de proteção térmica protegeu efetivamente a tripulação e os sistemas da Orion enquanto a espaçonave reentrava na atmosfera terrestre. Esse voo de teste foi a primeira vez que astronautas voaram a bordo da Orion.

A Orion atingiu uma velocidade máxima equivalente a 39 vezes a velocidade do som e experimentou temperaturas externas superiores a 4.000 graus Fahrenheit em seu pico, enquanto os quatro astronautas dentro da Orion permaneceram relativamente confortáveis, com a temperatura da cabine na faixa dos 70 graus Fahrenheit, durante o retorno da Lua à Terra.

Após a análise minuciosa, realizada pela NASA, das descobertas relativas ao escudo térmico da Artemis I, fundamentada em extensos testes de materiais em jato de arco no Centro de Pesquisa Ames da NASA, localizado no Vale do Silício, na Califórnia, a agência modificou a trajetória de reentrada da Orion para a Artemis II, reduzindo a distância máxima percorrida pela espaçonave na direção do alcance entre o momento em que entrou na atmosfera terrestre e o momento em que amerissou no Oceano Pacífico. A análise anterior à missão demonstrou que limitar essa distância reduziria o tempo durante o qual o escudo térmico da espaçonave permaneceria na faixa de temperatura em que ocorreu o fenômeno observado no escudo térmico da Artemis I.

Crédito: Marinha dos Estados Unidos

Pouco depois da amerissagem da Artemis II, em 10 de abril de 2026, mergulhadores da Marinha dos Estados Unidos registraram imagens subaquáticas do escudo térmico da espaçonave Orion.

A espaçonave reentrou com precisão, passando a apenas 192 pés do ponto de interface de entrada previsto, e amerissou com sucesso a apenas 0,59 milha do local de pouso previsto, na costa de San Diego. As inspeções iniciais do sistema de proteção térmica, incluindo imagens do escudo térmico da espaçonave feitas por mergulhadores logo após a amerissagem e inspeções adicionais realizadas no navio de recuperação, constataram que o sistema teve o desempenho esperado, com uma redução significativa na quantidade de rachaduras e na perda de material carbonizado em comparação com a Artemis I.

Após o retorno da espaçonave ao Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, depois da missão lunar, especialistas em sistemas de proteção térmica iniciaram uma análise adicional do escudo térmico, composto por 186 blocos distintos de um material ablativo chamado Avcoat. Em seguida, o escudo térmico foi transportado para o Centro Espacial Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama, onde, em agosto, começaram os trabalhos de extração de amostras e as varreduras internas por raios X, com o objetivo de fornecer informações adicionais de engenharia sobre o sistema e o comportamento do material.

Crédito: NASA/Kevin Davis

O módulo da tripulação da Orion da Artemis II após ser descarregado do convés alagável do USS John P. Murtha, na Base Naval de San Diego, e retirado do Conjunto de Suporte de Recuperação da Orion em 18 de abril de 2026. A área cinza, visível na borda onde o escudo térmico da espaçonave encontra a estrutura traseira, resulta das operações de recuperação.

Uma análise minuciosa da avaliação pós-voo constatou que o desempenho aerodinâmico e aerotérmico da Orion, incluindo o escudo térmico e o sistema de proteção térmica da estrutura traseira, estava de acordo com as previsões de engenharia baseadas em análises pré-voo e testes em solo. A redução da distância permitida de percurso durante a entrada diminuiu em um fator de dez as rachaduras e a perda de material carbonizado no escudo térmico da Artemis II em relação ao escudo térmico da Artemis I, comprovando a eficácia da modificação da trajetória. Os engenheiros encontraram apenas nove áreas com perda de material carbonizado, de tamanhos variados, na superfície em forma de prato do escudo térmico da Artemis II, em comparação com 103 durante a Artemis I.

A análise também demonstrou que o projeto robusto do escudo térmico da Orion apresentou consistência entre a Artemis I e a Artemis II, conforme evidenciado pelo desempenho de características do sistema, como as juntas entre os blocos de Avcoat do escudo térmico e o Avcoat ao redor dos parafusos de separação da almofada de compressão do escudo térmico.

A inspeção pós-voo da estrutura traseira da Orion, a cobertura protetora nas laterais inclinadas do módulo da tripulação, composta por 1.300 ladrilhos cerâmicos, demonstrou o desempenho esperado em toda a superfície do módulo. As inspeções visuais indicaram que os elementos da estrutura traseira projetados para vedar e proteger aberturas, como janelas, saídas de ventilação, propulsores e a escotilha lateral, também atenderam às expectativas, sem sinais de superaquecimento.

A equipe também realizou varreduras a laser da superfície do escudo térmico após o voo e está comparando esses dados com as medições pré-voo para determinar a recessão do material, que será então comparada às previsões das análises. Os engenheiros estão dando continuidade à extração de amostras do escudo térmico no Centro Espacial Marshall da NASA, bem como aos testes e avaliações subsequentes do material e às análises térmicas, para apoiar o desenvolvimento do escudo térmico a longo prazo, os esforços de fabricação e a coleta de dados.

Crédito: NASA/Kevin Davis

O módulo da tripulação da Orion da Artemis II é içado de seu suporte de recuperação para inspeção e registro de imagens de engenharia após ser descarregado do USS John P. Murtha, na Base Naval de San Diego, em 18 de abril de 2026. As áreas rebaixadas, ou círculos concêntricos menores, visíveis no escudo térmico estão associadas aos parafusos de separação que conectam o módulo da tripulação ao módulo de serviço. Os padrões circulares maiores são formados pelo material das almofadas de compressão utilizado nessa região da espaçonave, criando perturbações no fluxo causadas pelo fluxo aerodinâmico e térmico extremo durante a reentrada. Isso provoca um aquecimento local mais intenso e, por esse motivo, a espessura do material ablativo Avcoat é aumentada intencionalmente nessas áreas.

O desempenho da Orion e a análise da equipe sobre a Artemis II refletem a robustez do sistema, sua capacidade de dar suporte à tripulação e os conhecimentos fundamentais obtidos, que contribuirão para aprimorar a missão Artemis III e as missões subsequentes. Após a extensa investigação sobre o escudo térmico da Artemis I, foram realizadas melhorias no projeto do escudo térmico da Artemis III para alcançar uniformidade e permeabilidade consistente dos blocos de Avcoat. Técnicos instalaram o escudo térmico no módulo da tripulação da Orion da Artemis III no Centro Espacial Kennedy da NASA no início de julho, e os módulos da tripulação e de serviço da Orion foram unidos no final de julho. Desde então, a espaçonave foi energizada com sucesso pela primeira vez, permitindo que os engenheiros verificassem se todas as linhas de conexão entre os dois módulos estavam funcionando conforme o planejado.

Crédito: NASA/Kevin Davis

Um engenheiro do Centro de Pesquisa Ames da NASA inspeciona o escudo térmico da Orion da Artemis II nas instalações de Cargas Úteis Multiuso do Centro Espacial Kennedy da NASA em 30 de abril de 2026, antes de sua remoção do módulo da tripulação. A tonalidade alaranjada visível entre os blocos de Avcoat é um efeito esperado do silicone utilizado para preencher os espaços entre os blocos. O material de preenchimento das juntas de silicone contém óxido de ferro, que lhe confere uma aparência avermelhada após suportar a reentrada.

A NASA continua avançando em direção à Artemis III enquanto as equipes preparam a espaçonave Orion para a missão do próximo ano em órbita baixa da Terra. A NASA lançará o foguete SLS (Sistema de Lançamento Espacial) e a espaçonave Orion com os astronautas da NASA Randy Bresnik, Frank Rubio e Andre Douglas, além de Luca Parmitano, da ESA (Agência Espacial Europeia), para realizar um encontro orbital com veículos de teste de módulos de pouso tripulados da Blue Origin e da SpaceX, a fim de demonstrar sistemas e operações fundamentais necessários para futuros pousos lunares, começando com a Artemis IV, em 2028.

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