Tras completar con éxito su misión a la Luna, la tripulación de Artemis II está a punto de regresar a la Tierra.
Los cuatro astronautas establecieron un nuevo récord de distancia humana de la Tierra, alcanzando una distancia máxima de 406,771 kilómetros de nuestro planeta.
Su viaje de regreso culminará con una reentrada supersónica y extremadamente caliente a la atmósfera terrestre antes de que su nave espacial aterrice en el Océano Pacífico frente a la costa de California, aproximadamente a las 8 p. M. hora local del 10 de abril.
La reentrada será el último desafío al que la tripulación tendrá que enfrentarse en su épica misión de diez días. Viene con muchos peligros, pero su nave está equipada con una variedad de tecnología para mantenerlos seguros.
Una reentrada rápida
La cápsula Orion que transporta a los astronautas de Artemis II viajará a más de 11 km/s (40,000 km/h) cuando alcance la atmósfera de la Tierra. Esto es 40 veces más rápido que un avión de pasajeros.
Si en su lugar consideramos la energía cinética, que es la energía que posee un objeto debido a su movimiento, al reentrar, la cápsula Orion tendrá casi 2,000 veces más energía cinética por kilogramo de vehículo que un avión de pasajeros.
Al igual que cualquier nave espacial que regresa a casa, tendrá que desacelerar y reducir su energía cinética a casi cero para que puedan desplegarse los paracaídas y aterrizar de manera segura en la Tierra.
Las naves espaciales reducen su energía cinética al realizar una reentrada controlada a través de la atmósfera superior de la Tierra, donde utilizan la resistencia aerodinámica contra la atmósfera como freno para desacelerar.
A diferencia de un avión, que generalmente está diseñado para ser aerodinámico y minimizar las fuerzas de resistencia para reducir el consumo de combustible, las naves espaciales que regresan hacen lo contrario. Están diseñados para ser lo menos aerodinámicos posible para maximizar la resistencia y ayudar a reducir la velocidad.
Esta desaceleración durante la reentrada puede ser extremadamente dura.
La cápsula Orion reingresará a la atmósfera moviéndose a más de 30 veces la velocidad del sonido.
Una onda de choque envolverá la nave espacial, creando temperaturas del aire de 10,000°C o más, aproximadamente el doble de la temperatura de la superficie del Sol.
El calor extremo convierte el aire que atraviesa la onda de choque en un plasma cargado eléctricamente. Esto bloquea temporalmente las señales de radio, por lo que los astronautas no podrán comunicarse durante las partes más duras de su descenso.
Asegurándose de que sea una reentrada segura
Las naves espaciales sobreviven al entorno extremadamente adverso de la reentrada a través del diseño cuidadoso de sus trayectorias para minimizar el calentamiento tanto como sea posible.
La nave también lleva un sistema de protección térmica. Es efectivamente una manta aislante que protege la nave espacial y su tripulación o carga del hipersónico flujo duro que ocurre afuera.
El sistema de protección térmica está diseñado con precisión para el vehículo y su misión. Los materiales que pueden soportar más calor se colocan en las superficies donde se espera que el entorno sea más severo, y los espesores se ajustan con precisión también.
Estos materiales están diseñados para brillar intensamente y degradarse durante la entrada, pero sobrevivirán. El resplandor rojo también irradia calor de vuelta a la atmósfera en lugar de permitir que sea absorbido por la nave espacial.
Este diseño preciso es cómo Artemis puede pasar por el aire a 10,000°C mientras mantiene una temperatura máxima de la superficie del escudo térmico de alrededor de 3,000°C.
La mayoría de las naves espaciales están protegidas por materiales llamados ablativos. Estos generalmente están hechos de fibra de carbono y un tipo de pegamento conocido como resina fenólica.
Estos escudos térmicos ablativos absorben energía e inyectan un gas relativamente frío en el flujo a lo largo de la superficie del vehículo, lo que ayuda a enfriar todo.
El material del escudo térmico ablativo utilizado en la cápsula Orion se llama AVCOAT. Es una versión del material que protegió la cápsula Apollo cuando regresó de la Luna a finales de la década de 1960 y principios de la de 1970.
Después de inspecciones y análisis extensos, los ingenieros decidieron continuar con el mismo tipo de escudo térmico en la misión de Artemis II.
Believe that Artemis I lost chunks of its heat shield due to a pressure buildup inside the material during the «skip» part of its entry, where the spacecraft exited the atmosphere to cool down before performing a second entry where it landed.
Para Artemis II, los ingenieros han decidido modificar ligeramente la trayectoria para seguir utilizando el levantamiento, pero incluir un «salto» menos definido.
Es asombroso ver lo que la NASA y los astronautas han logrado en esta misión hasta ahora. Pero al igual que muchos otros, estaré más aliviado cuando los vea regresar a salvo a la Tierra.
