Blog

Artėdami prie Žemės „Artemis II“ misijos astronautai sutvarkė savo „Orion“ kapsulę prieš artėjantį „ugninį“ sugrįžimą į atmosferą ir pasidalijo įspūdžiais apie istorinį skrydį aplink Mėnulį. Kelionę jie apibūdino kaip siurrealistinę ir itin gilią patirtį.

Ketvirtadienį, priešpaskutinę misijos dieną, žmonijos pirmieji Mėnulį po daugiau nei pusės amžiaus vėl pasiekę tyrinėtojai buvo mažiau nei 240 tūkst. kilometrų nuo namų – atstumas iki Žemės sparčiai mažėjo.

Pilotas Victoras Gloveris pabrėžė, kad svarbiausia – saugiai sugrįžti, nes didelė dalis misijos vertės grįžta kartu su įgula.

„Turime grįžti. Jūs jau matėte daug duomenų, bet visa geriausia dalis grįžta su mumis. Yra dar tiek daug nuotraukų, tiek daug istorijų“, – sakė V. Gloveris, pridūręs, kad „skristi per atmosferą tarsi ugnies kamuolyje taip pat yra gili patirtis“.

Misijos vadas Reidas Wisemanas teigė, kad ypač neįprastas jausmas buvo beveik valandą būti visiškai atskirtiems nuo ryšio su žmonija, kai erdvėlaivis slinko už Mėnulio.

„Mūsų smegenims tenka daug ką apdoroti… ir tai yra tikra dovana“, – trečiadienio vakarą, per pirmąją įgulos spaudos konferenciją nuo pat starto, sakė R. Wisemanas.

Pirmadienį, praradę ryšį už Mėnulio, R. Wisemanas, V. Gloveris, Christina Koch ir kanadietis Jeremy Hansenas tapo toliausiai nuo Žemės kada nors buvusiais žmonėmis – maksimalus atstumas siekė 406 771 kilometrą. Vėliau jie pasuko atgal į Žemę.

Išnirę iš už Mėnulio, astronautai iš savo perspektyvos stebėjo įspūdingą visišką Saulės užtemimą – Mėnulio diskas visiškai uždengė Saulę.

V. Gloveris pažymėjo, kad balandžio 1 dieną Floridoje įvykęs startas sumažino Mėnulio tolimojoje pusėje matomą apšvietimą, tačiau užtemimas tapo savotišku „paguodos prizu“.

„Tai buvo viena didžiausių dovanų“, – sakė jis.

Nors prieš penktadienį laukiančią sugrįžimo fazę įtampa juntama, NASA vadovybės atstovas Amitas Kshatriya pabrėžė, kad visame pasaulyje žmones sujaudino įgulos atvirumas kalbant apie šeimą ir artimuosius. Jo teigimu, tai primena, kodėl tokios misijos apskritai vykdomos.

„Jei negalime nusinešti meilės į žvaigždes, tai ką mes darome? Todėl kartais siunčiame žmones, o ne robotus – tam, kad turėtume tą tiesioginį liudijimą“, – sakė A. Kshatriya.

Visų dėmesys dabar sutelktas į penktadienį numatytą įėjimą į atmosferą ir nusileidimą Ramiajame vandenyne netoli San Diego. Šis etapas laikomas ne mažiau dinamišku ir pavojingu nei startas. Gelbėjimo laivas „USS John P. Murtha“ jau buvo jūroje, o karinių lėktuvų ir sraigtasparnių grupė pasirengusi prisijungti prie operacijos.

Tai pirmas kartas nuo 1972 metų „Apollo 17“ misijos, kai NASA ir JAV Gynybos departamentas kartu organizuoja Mėnulio įgulos sugrįžimą.

„Orion“ kapsulė į atmosferą grįš milžinišku greičiu: prognozuojama, kad ji skries 10 657 metrais per sekundę (apie 38 367 kilometrus per valandą). Tai ne rekordas, tačiau greitis – sunkiai suvokiamas.

Skrydžio vadovas Jeffas Radiganas pabrėžė, kad kritiškai svarbu tiksliai pataikyti į reikiamą įėjimo į atmosferą kampą – paklaida negali viršyti vieno laipsnio.

„Nereikia sukti aplinkui. Turime pataikyti į tą kampą tiksliai – kitaip sėkmingo sugrįžimo nebus“, – sakė J. Radiganas.

Valdymo centras itin atidžiai stebės, kaip laikysis kapsulės šiluminis skydas. Per vienintelį ankstesnį „Orion“ bandymą skristi prie Mėnulio 2022 metais (be įgulos) šiluminis skydas patyrė gerokai daugiau pažeidimų, nei tikėtasi, kai įėjimo į atmosferą metu teko atlaikyti maždaug 2 760 laipsnių Celsijaus karštį.

Vietoje to, kad „Artemis II“ misijai būtų keičiamas šiluminis skydas ir tai dar labiau atidėtų skrydį, NASA pakoregavo kapsulės nusileidimo trajektoriją, siekdama sumažinti laiką, kai skydas patiria ekstremalią kaitrą. Kitų misijų – „Artemis III“ ir vėlesnių – kapsulės turėtų skristi su perdarytais šiluminiais skydais.

Numatoma, kad „Artemis III“ misijoje astronautai treniruosis sujungti kapsulę su vienu ar dviem nusileidimo moduliais orbitoje aplink Žemę. O „Artemis IV“ 2028 metais turėtų siekti išlaipinti du astronautus netoli Mėnulio pietų ašigalio – tai būtų žingsnis link tvarios bazės, kurios kūrimą NASA laiko ilgalaikiu tikslu.

NASA pareigūnai vengia viešai skelbti rizikos vertinimo skaičius beveik 10 dienų trukmės misijai, tačiau pripažįsta, kad didžiausios grėsmės kyla starto ir sugrįžimo metu.

„Dabar esame finišo tiesiojoje. Esame pačioje misijos pabaigoje, ir akivaizdu, kad įgulos sugrąžinimas namo bei saugus nusileidimas yra reikšminga rizikos dalis, kuri dar prieš akis“, – sakė NASA atstovė Lakiesha Hawkins.

Jei be skafandro dreifuotumėte kosmoso vakuume, paskutinės akimirkos prieš mirtį būtų visiškai tylios.

Taip yra todėl, kad kosmose medžiagos tankis per mažas, jog garso banga galėtų keliauti nuo vienos dalelės prie kitos. Garsas sklinda tada, kai terpėje esančios dalelės stumdosi ir perduoda energiją, o jai pasiekus mūsų ausis ima virpėti jautri ausies būgnelio membrana.

Vis dėlto tai nereiškia, kad kosmoso negalime patirti klausa. Mokslininkai rado ne vieną būdą kosminius signalus paversti garsovaizdžiais, kurie skamba keistai, įspūdingai ir kartais net padeda moksliškai geriau suprasti duomenis. Tokiu būdu galima „išgirsti“ ir juodąją skylę.

Kosmoso tyrimai iš esmės yra signalų vertimas į prasmingą informaciją. Didžioji dalis iš Visatos gaunamų signalų priklauso elektromagnetiniam spektrui, tačiau žmogaus rega apima tik siaurą jo dalį. Kiti signalai gali būti plazmos bangų matavimai arba gravitaciniai bangavimai pačioje erdvėlaikio struktūroje.

Šį principą lengva suprasti prisiminus, kaip informacija užkoduojama radijo bangomis ar šviesos impulsais optiniuose kabeliuose, kad žmonės galėtų bendrauti. Patys signalai mūsų pojūčiams neturi įgimtos prasmės – juos reikia iššifruoti, kitaip tariant, išversti į formą, kurią galime interpretuoti.

Astronomijoje didelė dalis duomenų paverčiama vaizdais. Tai ypač patogu, kai dirbama su šviesa. Tačiau bangos kosmose gali „keliauti“ įvairiais būdais, ir kai kuriais atvejais logiškiau duomenis paversti garsu.

Vienas iš metodų – tiesioginis vaizdo duomenų pavertimas garsu: šviesos taškai tampa natomis. Kitu atveju paimami bangų duomenys ir susiejami su girdimų dažnių skale. Taip galima atkurti, pavyzdžiui, slėgio bangas, sklindančias karštose dujose aplink supermasyvią juodąją skylę, arba plazmos bangas, judančias išilgai Žemės magnetinio lauko linijų.

Kiekvienas Saulės sistemos kūnas sukuria savitą „garsovaizdį“. Pavyzdžiui, Saulė, jei garsas galėtų sklisti kosmosu, skambėtų tarsi nuolatinis riaumojimas: jos paviršių nuolat „verda“ kylantys ir grimztantys konvekciniai srautai, kai kurie jų – didesni už Teksaso valstiją. Mokslininkai skaičiuoja, kad toks garsas siektų apie 100 decibelų.

Saturnas ir Jupiteris, turintys sudėtingas žiedų ir palydovų sistemas, taip pat generuoja signalus, kuriuos pavertus garsu galima išgirsti keistą, kone „ateivišką“ muziką.

Pirmieji „garsai iš kosmoso“ užfiksuoti 1933 metais, kai astronomas Karlas Guthe’is Jansky pastatė besisukantį radijo teleskopą, pramintą „Jansky’s Merry-Go-Round“. Prietaisas buvo skirtas aptikti tam tikro dažnio radijo bangas.

Kai duomenys ėmė plaukti, Jansky pastebėjo nuolatinį fone girdimą šnypštimą. Vėliau jis nustatė, kad tai ne atsitiktinis triukšmas, o radijo spinduliuotė iš paties Paukščių Tako centro.

Tokie duomenų vertimai į garsą daromi ne vien pramogai, nors įspūdis dažnai būna stiprus. Garsas suteikia kitą būdą pasiekti ir patirti informaciją, o tai kartais padeda mokslininkams pastebėti smulkias detales, kurios vaizduose gali praslysti pro akis.

Pats kosmosas išlieka tylus – toks jis yra nuo tada, kai Visata pakankamai išsiplėtė ir išsisklaidė ankstyvuoju laikotarpiu ją užpildžiusi „taškoma“ plazma. Vis dėlto, pasitelkus technologinius sprendimus, galime atverti klausą Visatai ir patirti erdvėlaikį visiškai nauju būdu.

Sėkmingai įvykdžiusi misiją prie Mėnulio, „Artemis II“ įgula ruošiasi sugrįžti į Žemę. Keturi astronautai pasiekė naują rekordą – nuo mūsų planetos buvo nutolę iki 406 771 kilometro.

Kelionės pabaiga bus viena sudėtingiausių: erdvėlaivis turės hipergarsiniu greičiu įskrieti į Žemės atmosferą, patirdamas milžinišką karštį, o vėliau nusileisti Ramiajame vandenyne prie Kalifornijos krantų. Nusileidimas numatomas apie balandžio 10 d. 20 val. vietos laiku.

Įskridimas į atmosferą – paskutinis didysis išbandymas dešimties dienų misijoje. Tai pavojinga procedūra, tačiau kapsulėje įdiegta daugybė technologijų, skirtų apsaugoti įgulą.

„Orion“ kapsulė, kuria skrenda „Artemis II“ astronautai, atmosferos ribą pasieks judėdama didesniu nei 11 km/s greičiu (apie 40 000 km/h). Tai maždaug 40 kartų greičiau nei skrenda keleivinis lėktuvas.

Pagal kinetinę energiją skirtumas dar ryškesnis: įskridimo metu „Orion“ kapsulė vienam masės kilogramui turės beveik 2 000 kartų daugiau kinetinės energijos nei keleivinis lėktuvas. Kad būtų galima išskleisti parašiutus ir saugiai nusileisti, šią energiją reikia sumažinti beveik iki nulio.

Erdvėlaiviai lėtėja atlikdami valdomą įskridimą per viršutinius atmosferos sluoksnius. Čia jie naudoja aerodinaminį pasipriešinimą kaip „stabdį“. Skirtingai nei lėktuvai, kurie projektuojami taip, kad būtų kuo aptakesni ir patirtų mažesnį pasipriešinimą, grįžtantys erdvėlaiviai kuriami priešingu principu – kad pasipriešinimas būtų maksimalus ir padėtų greičiau sulėtėti.

Toks lėtėjimas gali būti itin atšiaurus. Apkrovos dažnai apibūdinamos g jėgomis – tai pagreičio arba lėtėjimo jėga, palyginta su įprasta Žemės gravitacija. Pavyzdžiui, „Formulės 1“ pilotas posūkyje gali patirti daugiau nei 5 g – tai arti ribos, kurią žmogus dar gali pakelti neprarasdamas sąmonės.

Mažos, be įgulos grįžtančios kapsulės dažnai tiesiog „sminga“ į atmosferą ir staigiai sulėtėja. Toks įskridimas trunka trumpiau nei minutę, o g jėgos gali viršyti 100 – tai priimtina robotinėms sistemoms, bet ne žmonėms.

Įgulos kapsulės, tokios kaip „NASA“ „Orion“, naudoja keliamąją jėgą, kad sulėtintų įskridimą ir sumažintų apkrovas iki žmogui išgyvenamų lygių. Dėl to įskridimas trunka kelias minutes.

„Orion“ į atmosferą grįš skriedama daugiau nei 30 kartų greičiau už garsą. Aplink erdvėlaivį susiformuos smūgio banga, o oro temperatūra gali pasiekti 10 000 °C ir daugiau – tai maždaug du kartus karščiau nei Saulės paviršius.

Tokio karščio veikiamas oras virsta elektriškai įkrauta plazma, kuri laikinai blokuoja radijo signalus. Dėl to astronautai sunkiausios nusileidimo dalies metu negalės palaikyti ryšio.

Išgyventi ekstremalias sąlygas padeda kruopščiai parinkta skrydžio trajektorija, siekiant kiek įmanoma sumažinti kaitrą. Be to, kapsulė turi šiluminės apsaugos sistemą – izoliacinį sluoksnį, saugantį erdvėlaivį ir įgulą nuo hipergarsinio srauto išorėje.

Ši apsauga pritaikoma konkrečiam aparatui ir misijai: daugiau karščio atlaikančios medžiagos naudojamos tose vietose, kur tikimasi didžiausių apkrovų, taip pat tiksliai parenkamas sluoksnių storis. Įskridimo metu dalis medžiagų įkaista iki raudonumo ir palaipsniui ardomos, tačiau būtent taip jos sugeria energiją ir padeda ją „išnešti“ į išorę.

Dėl tokio projektavimo „Artemis“ gali judėti per aplinką, kurioje oras įkaista iki 10 000 °C, o šiluminio skydo paviršiaus temperatūra išlieka apie 3 000 °C.

Daugelis erdvėlaivių naudoja vadinamąsias abliacines medžiagas – dažniausiai anglies pluošto ir fenolinės dervos derinį. Tokie šiluminiai skydai sugeria energiją ir išskiria palyginti vėsesnes dujas, kurios formuoja apsauginį sluoksnį prie kapsulės paviršiaus ir padeda sumažinti kaitrą.

„Orion“ kapsulėje naudojama abliacinė medžiaga vadinama AVCOAT. Tai patobulinta technologija, naudota ir „Apollo“ kapsulėse, kai jos grįždavo iš Mėnulio XX a. 7–8 dešimtmečiais.

Nors „Artemis I“ – bandomoji misija be įgulos – buvo sėkminga, tuomet šiluminio skydo ardymasis įskridimo metu buvo didesnis, nei tikėtasi: kai kuriose vietose nuo skydo atsiskyrė stambesnės medžiagos dalys.

Po ilgų patikrų ir analizės inžinieriai nusprendė „Artemis II“ misijoje naudoti tą patį skydo tipą. Jų vertinimu, „Artemis I“ atveju problemą galėjo lemti slėgio susikaupimas medžiagos viduje vadinamosios „šoktelėjimo“ fazės metu, kai erdvėlaivis trumpam išeina iš atmosferos atvėsti, o tada atlieka antrą įskridimą.

„Artemis II“ trajektoriją nuspręsta šiek tiek pakoreguoti: išlaikyti keliamąją jėgą, tačiau padaryti „šoktelėjimą“ mažiau ryškų.

Misijos pasiekimai įspūdingi, tačiau daugeliui svarbiausia – kad sudėtingiausias etapas baigtųsi sėkmingai ir įgula būtų saugiai pasitikta Žemėje.