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Durante o Artemis I , a NASA planeja realizar vários objetivos principais, incluindo demonstrar o desempenho do escudo térmico da nave Orion das velocidades de retorno lunar, demonstrar operações e instalações durante todas as fases da missão, desde a contagem regressiva do lançamento até a recuperação, e recuperar o módulo da tripulação para pós-voo. análise. Como o primeiro voo integrado do foguete do Sistema de Lançamento Espacial, da espaçonave Orion e dos sistemas terrestres de exploração no porto espacial da NASA no século 21 na Flórida, os engenheiros esperam realizar uma série de objetivos de teste adicionais para entender melhor como a espaçonave se comporta no espaço e se preparar para futuras missões com tripulação.
A realização de objetivos adicionais ajuda a reduzir o risco de missões com tripulação e fornece dados extras para que os engenheiros possam avaliar as tendências no desempenho da espaçonave ou aumentar a confiança nas capacidades da espaçonave. Alguns dos objetivos adicionais planejados para Artemis I incluem:
Pesquisa modal
No módulo de serviço construído na Europa, o Orion está equipado com 24 propulsores do sistema de controle de reação (RCS) , pequenos motores responsáveis por mover a espaçonave em diferentes direções e girá-la. O levantamento modal é uma série prescrita de pequenos disparos de RCS que ajudarão os engenheiros a garantir a margem estrutural das asas do painel solar da Orion durante a missão. Os controladores de voo comandarão vários pequenos disparos dos motores para fazer com que as matrizes se flexionem. Eles medirão o impacto dos disparos nas matrizes e avaliarão se as unidades de medida inercial usadas para navegação estão experimentando o que deveriam. Até que a pesquisa modal seja concluída, grandes gravações translacionais são limitadas a 40 segundos.
Certificação de câmera de navegação óptica
A Orion possui um sistema avançado de orientação, navegação e controle ( GN&C), responsável por sempre saber onde a espaçonave está localizada no espaço, para onde está apontada e para onde está indo. Ele usa principalmente dois rastreadores de estrelas, câmeras sensíveis que tiram fotos do campo estelar ao redor de Órion, da Lua e da Terra, e compara as imagens com seu mapa de estrelas embutido. A câmera de navegação óptica é uma câmera secundária que captura imagens da Lua e da Terra para ajudar a orientar a espaçonave, observando o tamanho e a posição dos corpos celestes na imagem. Em vários momentos durante a missão, a câmera de navegação óptica será testada para certificá-la para uso em voos futuros. Uma vez certificada, a câmera também pode ajudar a Orion a voltar para casa de forma autônoma se perder a comunicação com a Terra.
Caracterização de Wi-Fi da câmera de asa de matriz solar
As câmeras afixadas nas pontas das asas do painel solar se comunicam com o controlador de câmera da Orion por meio de uma rede Wi-Fi integrada. Os controladores de voo irão variar o posicionamento dos painéis solares para testar a força do Wi-Fi enquanto os painéis estiverem em configurações diferentes. O teste permitirá que os engenheiros otimizem a rapidez com que as imagens tiradas pelas câmeras nas extremidades das matrizes podem ser transmitidas para os gravadores a bordo.
Pesquisas de módulo de tripulação/módulo de serviço
Os controladores de voo usarão as câmeras nas quatro asas do painel solar para tirar fotos detalhadas do módulo da tripulação e do módulo de serviço duas vezes durante a missão para identificar qualquer micrometeoróide ou detritos orbitais. Uma pesquisa realizada no início da missão fornecerá imagens logo após a espaçonave ter voado além da altitude onde residem os detritos espaciais e uma segunda pesquisa na perna de retorno ocorrerá vários dias antes da reentrada.
Uplink de protocolo de entrega de arquivos grandes
Engenheiros no controle da missão irão fazer o uplink de grandes arquivos de dados para Orion para entender melhor quanto tempo leva para a espaçonave receber arquivos consideráveis. Durante a missão, os controladores de voo usam a Deep Space Network para se comunicar e enviar dados para a espaçonave, mas os testes antes do voo não incluem o uso da rede. O teste ajudará a informar a compreensão dos engenheiros sobre se a capacidade de uplink e downlink da espaçonave é suficiente para apoiar a validação de classificação humana da comunicação de ponta a ponta antes do Artemis II, o primeiro voo com astronautas.
Avaliação térmica do rastreador de estrelas
Os engenheiros esperam caracterizar o alinhamento entre os rastreadores estelares que fazem parte do sistema de orientação, navegação e controle e as unidades de medição inercial Orion, expondo diferentes áreas da espaçonave ao Sol e ativando os rastreadores estelares nos diferentes estados térmicos. As medições informarão a incerteza no estado de navegação devido à curvatura e expansão térmica que, em última análise, afeta a quantidade de propelente necessária para manobras da espaçonave durante missões tripuladas.
Controle de fluxo do circuito do radiador
Dois circuitos de radiador no Módulo de Serviço Europeu da espaçonave ajudam a expelir o calor gerado por diferentes sistemas ao longo do voo. Existem dois modos para os radiadores. Durante o modo de velocidade, as bombas do radiador operam a uma velocidade constante para ajudar a limitar as vibrações e é o principal modo usado durante o Artemis I e durante o lançamento para todos os voos do Artemis. O modo de controle permite um melhor controle das bombas do radiador e sua taxa de fluxo, e será usado em missões tripuladas quando for desejado um controle mais refinado do fluxo através dos radiadores. Este objetivo testará o modo de controle para fornecer dados adicionais sobre como ele opera no espaço.
Pluma de asa de matriz solar
Dependendo do ângulo das asas da matriz solar da Orion durante alguns disparos de propulsores, a pluma ou os gases de escape desses disparos podem aumentar a temperatura das matrizes. Por meio de uma série de pequenos disparos de RCS, os engenheiros reunirão dados para caracterizar o aquecimento das asas do painel solar.
Salpico de propulsor
O propelente líquido mantido em tanques na espaçonave se move de maneira diferente no espaço do que na Terra devido à falta de gravidade no espaço. O movimento do propelente, ou slosh, no espaço é difícil de modelar na Terra, então os engenheiros planejam coletar dados sobre o movimento do propelente durante várias atividades planejadas durante a missão.
Modo de busca e rastreamento (SAT)
O modo SAT é um algoritmo destinado a recuperar e manter as comunicações com a Terra após a perda do estado de navegação do Orion, perda prolongada de comunicações com a Terra ou após uma perda temporária de energia que faz com que o Orion reinicie o hardware. Para testar o algoritmo, os controladores de voo comandarão a espaçonave para entrar no modo SAT e, após cerca de 15 minutos, restaurar as comunicações normais. Testar o modo SAT dará aos engenheiros a confiança de que pode ser considerado a opção final para corrigir uma perda de comunicação quando a tripulação estiver a bordo.
Entrada aerotérmica
Durante a entrada da espaçonave na atmosfera da Terra, uma série prescrita de 19 disparos do sistema de controle de reação no módulo da tripulação será feita para entender o desempenho em comparação com os dados projetados para a sequência. Os engenheiros estão interessados em coletar esses dados durante o alto aquecimento da espaçonave, onde os efeitos aerotérmicos são maiores.
Funcionalidade integrada de rastreamento auxiliado por satélite de busca e resgate (SARSAT)
O teste SARSAT verificará a conectividade entre beacons a serem usados pela tripulação em voos futuros e estações terrestres que recebem o sinal. Os beacons serão ativados e alimentados remotamente por cerca de uma hora após o mergulho e também ajudarão os engenheiros a entender se o sinal transmitido interfere com os equipamentos de comunicação usados durante as operações de recuperação, incluindo o farol tri-band integrado da Orion que transmite a localização precisa da espaçonave após o mergulho. .
Reinício da caldeira de amônia
Após a queda do Artemis I, a caldeira de amônia da Orion será desligada por vários minutos e depois reiniciada para fornecer dados adicionais sobre a capacidade do sistema. Caldeiras de amônia são usadas para ajudar a controlar os aspectos térmicos da espaçonave para manter seus sistemas de energia e aviônicos resfriados e manter o interior do módulo da tripulação a uma temperatura confortável para futuras tripulações. Em alguns possíveis cenários de pouso de contingência para missões tripuladas, as tripulações podem precisar desligar a caldeira de amônia para verificar se há perigos fora da espaçonave e, em seguida, ligá-la novamente para fornecer resfriamento adicional.
Os engenheiros realizarão testes adicionais para coletar dados, incluindo o monitoramento do escudo térmico e dos componentes internos quanto à intrusão de água salgada após o respingo. Eles também testarão o receptor GPS na espaçonave para determinar a capacidade da espaçonave de captar o sinal transmitido ao redor da Terra, o que poderia ser usado para aumentar a capacidade da espaçonave de entender seu posicionamento em caso de perda de comunicação com os controladores da missão.
Coletivamente, a realização de objetivos adicionais durante o voo fornece informações adicionais que os engenheiros podem usar para melhorar a Orion como a espaçonave da NASA que levará os humanos ao espaço profundo nos próximos anos.
Fonte: NASA / Editor: Rachel Kraft / Publicação 04-08-222
https://www.nasa.gov/feature/additional-artemis-i-test-objectives-to-provide-added-confidence-in-capabilities-0
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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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