NASA Artemis: i problemi della capsula Orion sotto la lente dell'Ufficio dell'Ispettore Generale

Negli scorsi giorni era emerso un piano non ufficiale che potrebbe portare alla modifica della missione Artemis III. Bill Nelson (amministratore della NASA) ha dichiarato che si tratterebbero solo di voci di corridoio e l'agenzia starebbe proseguendo con il piano annunciato in precedenza. Nella seconda parte del 2025 potrebbe quindi esserci la prima missione con equipaggio umano di questo programma spaziale che porterà quattro astronauti intorno alla Luna per poi tornare verso la Terra a bordo della capsula Orion. L'allunaggio è attualmente programmato per il 2026, ma è molto probabile che venga posticipato di almeno un anno (o forse più).

Nelle scorse ore l'Ufficio dell'Ispettore Generale (OIG) ha rilasciato un nuovo rapporto che indica i problemi da risolvere prima del lancio della missione Artemis II per assicurare il minimo rischio per l'equipaggio. In particolare l'OIG si è concentrato sui problemi relativi alla capsula Orion che è stata impiegata durante la prima missione senza equipaggio in orbita lunare.

Secondo il rapporto sarebbero tre le anomali riscontrate nella navicella che "pongono rischi significativi per la sicurezza dell'equipaggio". L'OIG si è concentrato sui problemi allo scudo termico, ai bulloni esplosivi posizionati su quest'ultimo e alla distribuzione dell'energia. La NASA ha identificato oltre cento zone dove il materiale ablativo per la protezione termica dello scudo termico (chiamato Avcoat) si è consumato in maniera differente da come ci si aspettava. Gli ingegneri stanno attualmente investigando su come risolvere il problema modificando il design dello scudo termico di Orion o modificando la traiettoria di rientro.

In aggiunta, i bulloni che permettono la separazione tra la navicella e il modulo di servizio si sono fusi e consumati inaspettatamente creando dello spazio vuoto che porterebbe a un aumento del calore nella zona. Per risolvere il problema in vista di Artemis II è stata prevista una modifica al design dei bulloni e verrà aggiunta un'ulteriore protezione termica negli spazi vuoti lasciati dai bulloni post-separazione.

In ultimo sono state registrate 24 anomalie nella distribuzione dell'energia elettrica per il sistema di alimentazione. La motivazione principale sarebbe legata alle radiazioni e si è pensato a una modifica al software e altre soluzioni alternative per la seconda missione. L'OIG ritiene però che siano necessarie soluzioni definitive per ridurre i rischi.

Nel dettaglio, lo scudo termico ablativo in Avcoat della capsula spaziale Orion si sarebbe rotto in diverse zone con i frammenti che sarebbero poi persi anziché consumarsi per scioglimento come da design. Questo potrebbe non garantire una protezione termica adeguata portando al fallimento della missione. Inoltre se i frammenti si staccassero durante l'apertura dei paracadute, questi ultimi potrebbero essere colpiti e quindi danneggiati (fatto che non si è comunque verificato con Artemis I).

Gli ingegneri stanno conducendo dei test di terra per ricreare il problema. Attualmente si è riusciti a riprodurre la perdita di materiale ma non la risposta complessiva dello scudo termico sperimentata durante il volo. Inoltre non è possibile replicare le esatte temperature e velocità che avverrebbero durante un rientro. A titolo di esempio, la velocità di rientro di Orion da una missione lunare è il 40% superiore rispetto a quella di una Crew Dragon che rientra da una missione dalla ISS. Ulteriori novità saranno annunciate alla fine dei test prevista per la prima metà del 2024.

Per quanto riguarda invece i bulloni, questi sono quattro e posizionati nello scudo termico della capsula. Durante le fasi di rientro i bulloni vengono azionati separando la capsula con l'equipaggio dal modulo di servizio (con quest'ultimo che brucia nell'atmosfera). I bulloni sono circondati da Avcoat e da un riempitivo isolante senza però intaccarne il funzionamento.

Durante Artemis I, tre dei quattro bulloni hanno sperimentato delle zone vuote che hanno portato a un incremento del calore nella zona più interna con conseguente fusione ed erosione. Questo potrebbe portare a una perdita dell'integrità dello scudo termico facendo penetrare gas molto caldi nelle zone inferiori e alla perdita del veicolo. I bulloni per la capsula Orion della missione Artemis II sono stati installati a settembre 2023 e ulteriori test sono in corso. Un giudizio finale è previsto per la metà del 2024 e le relative modifiche saranno applicate nei prossimi mesi.

Il rapporto indica poi le problematiche legate alla distribuzione dell'energia elettrica ma anche dei danni al Mobile Launcher 1 (ML-1) durante il decollo di NASA SLS. Ci sarebbero state anche perdite nella comunicazione tra Deep Space Network e capsula che saranno valutate per evitare che questo possa ripetersi durante le missioni con equipaggio. Queste ultime sono considerate "problematiche minori" rispetto a quelle evidenziate da Orion anche se sarà necessario comunque trovare una soluzione per risolverle.