Próba ognia statku Orion: nagranie wideo z wejścia w atmosferę!

Szczęka mi opadła, a ręce razem z nią. Od paru godzin zachwycam się z rozdziawioną gębą i nie mogę przestać. Gdy dojdzie do końca puszczam od początku. Czegoś takiego nie widzieliśmy w takiej rozdzielczości. Na symulacjach to i owszem - mniej lub bardziej realistycznych. Na nagraniach z dawniejszych programów kosmicznych także, choć nie tak dokładnie. Ale teraz czas na naturalny, nieprzerobiony zapis z kamery ukazujący najgroźniejszy etap końcowej części każdej kosmicznej wyprawy - wejścia w atmosferę - zapis wywołujący ciary na plecach!

Przepraszam, jeśli będą Was boleć uszy od czytania moich wykrzyknikowych słów, ale żadne w tym roku nagranie z jakiejkolwiek misji kosmicznej nie podjarało mnie do tego stopnia. Żeby było merytorycznie, spróbuję na czas pisania trochę się pohamować, ale przychodzi mi to z trudem.

NASA dopiero co udostępniła wysokiej rozdzielczości nagranie ostatnich dziesięciu minut misji EFT-1 Orion, którą z pewnością pamiętacie. Jeśli nie - tutaj jej opis, a tutaj relacja na żywo.

Wreszcie doczekaliśmy się! Mamy wideo z najniebezpieczniejszej fazy misji EFT-1. Mówi się, że to start jest zawsze najbardziej krytycznym i niebezpiecznym etapem każdej kosmicznej wyprawy. To prawda, nie zamierzam w ogóle tego kwestionować, bo nawet katastrofa, do której doszło podczas deorbitacji Columbii była spowodowana problemami w czasie startu.

Warto jednak mieć na uwadze, że w przypadku misji EFT-1 pierwszy etap lotu odbywał się na dobrze znanej i niezawodnej rakiecie Delta IV Heavy, co ma się nijak do testu kluczowego elementu lotu - Oriona - nowego statku załogowego, mającego być następcą promów kosmicznych w ramach lotów SLS (Space Launch System). Tak naprawdę to nie start, ale ostatnich kilkanaście minut było dla Oriona najważniejszą próbą. Statek doświadczył wówczas silnego promieniowania korpuskularnego w wewnętrznym pasie Van Allena w celu testu osłon antyradiacyjnych, następnie w swobodnym locie po odseparowaniu od górnego członu Delty IV Heavy przeprowadził serie odpaleń swoimi silniczkami systemu RCS (Reaction Control System), po czym wreszcie wszedł w ziemską atmosferę. Przyszła pora na "próbę ognia" ablacyjnej osłony termicznej, która w około 20% uległa spaleniu (co było oczekiwane). Po przedarciu się przez górne warstwy atmosfery i największym wytraceniu prędkości przeprowadzono próbę generalną systemu spadochronów, które dokończyły spowalnianie Oriona zmierzającego do Oceanu Spokojnego. O 17:29 czasu polskiego następca wahadłowców osiadł bezpiecznie na tafli Pacyfiku.

Dziś skupmy się jednak na tym, co było ostatnim punktem poprzedzającym bezpieczne wodowanie. Jak wspominałem w podlinkowanych wcześniej tekstach - Orion miał wodować w zaledwie 10 i pół minuty od wejścia w atmosferę. To zupełnie inny typ deorbitacji, niż przy ostatnim amerykańskim programie STS trwającym ponad 30 lat. Znacznie bardziej dynamiczny. Promy kosmiczne od odpalenia silniczków RCS inicjującego spadek z orbity do przyziemienia na pasie startowym potrzebowały około godziny. Samo przedzieranie się przez wyższe warstwy atmosfery (odkąd pamiętam nazywam to żartobliwie fazą "opiekania" statku) trwało w programie STS około 20 minut - promy wchodziły w atmosferę łagodniej od Oriona, w punkcie orbity znajdującym się nieporównywalnie dalej od miejsca lądowania - podczas spadku z orbity licząc od momentu wejścia w atmosferę (na wysokości około 121 km) pokonywały blisko 8150 km dystansu, ale sama procedura deorbitacji uruchamiana w około godzinę przed przyziemieniem następowała w odległości ponad 20 000 km od pasa, na którym miało nastąpić lądowanie - a to już pół obwodu Ziemi. Wykonywano także manewry wspomagające wytracanie prędkości ("esowanie"). Skutek takiego sposobu sprowadzania wahadłowców na Ziemię był taki, że na maszynę i astronautów działały w tej fazie deorbitacji przeciążenia do maksymalnie 3 g.

Orion, podobnie jak kapsuły programu Mercury, Gemini, Apollo, Sojuz czy Shenzhou, wchodzi w atmosferę bardziej ostro, nurkując, w momencie i punkcie orbity znacznie bliższym spodziewanemu miejsca wodowania, tracąc na ten etap około 10 minut, co ujrzycie w pierwszych minutach nagrania. Samo wejście w atmosferę w tym wypadku nastąpiło także przy większej prędkości - rzędu 32 000 km/godz. wobec około 30 000 km/godz. w programie wahadłowców. Na Oriona działały wówczas przeciążenia rzędu 8 g. Statek musiał wytracić taką prędkość do poziomu 8,9 m/sek. w ciągu zaledwie 1/6 czasu potrzebnego dawniej dla promów kosmicznych.

Na skutek wychodzenia statku ze stanu próżni i napotykania oporu przez coraz liczniejsze cząstki składające się na naszą atmosferę, podczas wejścia w jej górne warstwy zawsze dochodzi do powstania plazmy - rozżarzonego zjonizowanego gazu osiągającego w tym wypadku przeszło 2200 stopni Celsjusza. Coraz większe ilości powietrza objawiające się "atakującą" osłonę termiczną plazmą szybko hamują powracającą na Ziemię maszynę. Gdy statek jest niewielki - na przykład taki Orion, plazma jest w stanie spowić kapsułę praktycznie w całości. Powoduje to na 2-3 minuty (dla Oriona 2,5 minuty) zerwanie łączności radiowej statku z kontrolą lotu.

Te około 3 minuty próby ognia to coś, co wprawiło mnie dzisiaj w przeogromny zachwyt. Pierwszy raz mamy takiej jakości zapis wideo z kamery umieszczonej na miejscu przyszłego astronauty, jaki zasiądzie na Orionie - zapis obrazujący niepocięty, lecz cały, i nie komputerowy, ale całkowicie naturalny i rzeczywisty - zapis wejścia w atmosferę i potyczki statku z gorącą plazmą. Momentami mam wrażenie, jakbym oglądał ostatni rozdział "2001: Odysei kosmicznej" Kubricka. To co plazma wyczynia na zewnątrz Oriona jest niesamowite. NIE-SA-MO-WI-TE! Nie pierwszy raz udostępniane są materiały z zapisu wejścia w atmosferę, ale pierwszy raz z taką dokładnością.
Nagranie wideo z wejścia w atmosferę ziemską
Jedno z ujęć, którymi za chwilę będziecie mogli się nacieszyć. To nie jest symulacja!
(Credit: NASA)

Po trzech minutach próby ognia, w trakcie których doszło do największego wytracenia prędkości, dokonana została seria odpaleń silniczków RCS w celu ustawienia Oriona prawidłową pozycją do odrzucenia panelu ochronnego na szczycie kapsuły (który opadł na dwóch spadochronach) i następnie poprawnego dwuetapowego wypuszczenia spadochronów hamujących. Nagranie kończy się na wodowaniu.

I teraz usiądźcie sobie wygodnie, podregulujcie głośniki lub jeszcze lepiej nałóżcie słuchawki, uruchomcie tryb pełnoekranowy i poczujcie się przez 3 minuty jak w piecu hutniczym. Kiedy już plazma po trzyminutowej próbie osłony termicznej zniknie i zrobi się bezpieczniej (choć wciąż będzie ciemno za oknem) zwróćcie uwagę w jakim tempie i jak efektownie barwa nieba zmienia się z czarnej pustki kosmosu na jasny błękit, który cieszy nasze oczy przy bezchmurnej pogodzie. Zanim się rozjaśni warto też rzucić okiem jaką prędkość wciąż posiada Orion - jak szybko zdają się mknąć obłoki nad naszą planetą. Jaka jest perspektywa kamery? Wyobraźcie sobie, że siedzicie plecami do kierunku lotu (choć astronauci tak siedzieć nie będą). Widzicie to, co dzieje się za górną częścią kapsuły. Może rzućcie okiem na tą grafikę. I teraz się delektujcie, bo jest czym! Cała deorbitacja Oriona!

Bądź na bieżąco ze zjawiskami astronomicznymi i zapleczem amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku lub GooglePlus.

Credit: ReelNASA

Komentarze

  1. Cudowne~
    Az mnie ciarki przeszły.
    I w takich chwilach dziękuję sobie i Tobie, sobie - bo zainteresowałam się taką piękną dziedziną nauki jak astronomia, Tobie - bo mnie co raz bardziej nakręcasz. :D
    A wszystkich amatorom i nie amatorom dziękuję, ze mogę przeżywac te przecudowne chwile "razem". ;D

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Bardzo miło mi z tą świadomością, dzięki za ten komentarz! :-)

      Usuń
  2. Adam Dąbrowski21 grudnia 2014 12:41

    Cóż dopisuję się do czytelniczki wyżej :) "Poczujcie się jak w piecu hutniczym" mocne słownie jak i wizualnie. Dzisiejszym tekstem dowaliłeś do pieca jak Orion w atmosferę że użyję takiego zwrotu:) Świetne opracowanie, ciekawe dane porównawcze, naprawdę nie byłem świadom aż takich różnic między lądującym wahadłowcem a Orionem! Nagranie niesamowite, nigdy czegoś takiego nie widziałem a tyle się przecież mówi o tym wejściu w atmosferę.Tylko że zawsze były to symulacje. Zachwyty rozumiem i w pełni podzielam,tu nie da się nie zachwycić.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dokładnie, zwykle były to symulacje. Ja z wcześniejszych programów fragmenty poucinane kojarzyłem, głównie z Gemini i STS, ale tak dokładne wideo z tak namacalnym wejściem w atmosferę to jest po prostu perełka.

      Usuń

Prześlij komentarz

Zainteresował Ciebie wpis? Masz własne spostrzeżenia? Chcesz dołączyć do dyskusji lub rozpocząć nową? Śmiało! :-)
Jak możesz zostawić komentarz? - Instrukcja
Pamiętaj o Polityce komentarzy

W komentarzach możesz stosować podstawowe tagi HTML w znacznikach <> jak b, i, a href="link"