Ruimtevaart NRC sprak in 2024 met Artemis II-piloot Victor Glover, onder andere over technische problemen met het hitteschild van de Orion-capsule. Vrijdagnacht moet dat schild bescherming bieden tegen de immense hitte tijdens de terugkeer in de dampkring.
De crew van Artemis II, met geheel links piloot Victor Glover.
„Toen ik hoorde dat ik deze missie gekregen had, wilde ik hem eigenlijk niet”, zei maanreiziger Victor Glover. De astronaut en piloot van de Artemis II-missie was op dat moment in 2023 verantwoordelijk voor de ondersteuning van collega-astronauten aan boord van het internationaal ruimtestation ISS, terwijl er net een lek was aangetroffen in de capsule waarmee astronauten terugkeren naar de aarde. „Een van mijn astronauten had geen ‘vervoer naar huis’. Ik wilde die baan niet opgeven terwijl dat probleem nog liep”, vertelde Glover op een astronautencongres in september 2024.
Die ISS-problemen zijn inmiddels verleden tijd, maar andere zorgen verdwenen niet zo gemakkelijk. De belangrijkste is het hitteschild van de Orion-capsule. Dat is de centimeters dikke beschermende laag die de kegelvormige capsule moet beschermen wanneer die in de nacht van vrijdag op zaterdag met 40.000 kilometer per uur terugkeert in de dampkring.
Het is gemaakt van het materiaal Avcoat, door NASA ontwikkeld voor de Apollo-missies uit de jaren zeventig: blokken epoxyhars in een matrix van fiberglas. Door de luchtweerstand, sterke compressie en wrijving met de ijle lucht in de bovenste lagen van de atmosfeer, wordt het hitteschild tijdens de afdaling wel 2.700 graden Celsius. De laag Avcoat moet die immense energie opvangen door gelijkmatig te verkolen en af te bladderen.
Het beschadigde hitteschild na de missie Artemis I.
Maar bij de eerste onbemenste testvlucht, Artemis I in 2022, bleek na afloop dat er centimeters grote brokken uit het schild waren geschoten. Na onderzoek concludeerde NASA dat zich binnen het schild gloeiend hete gassen hadden opgehoopt, die plotseling uitzetten als de druk tijdelijk even wat minder werd. Door de schade zouden de hete gassen mogelijk tot de titanium romp van de capsule kunnen doordringen en die kunnen beschadigen.
Dat variëren van de druk was te wijten aan het vluchtprofiel, waarbij de Orion-capsule op de bovenste laag van de atmosfeer ketst als een gekeilde steen op het water. Om de problemen te voorkomen wordt deze skip-manoeuvre komende nacht sterk beperkt, en daalt Orion steiler, en sneller af.
Toch waren critici er niet gerust op. Bepaald niet geruststellend was dat NASA deze problemen pas anderhalf jaar later naar buiten bracht. In plaats van de minimale schade waar eerder over gesproken was, verschenen in 2024 foto’s met gapende gaten in het Artemis II-hitteschild. In een openbare versie van een onderzoeksrapport waren grote delen onleesbaar gemaakt. „Opportunisme heeft gewonnen van goede materiaalwetenschap en ontwerp. Een trieste dag voor NASA”, schreef materiaal- en hitteschildexpert Ed Pope. Voormalig NASA-astronaut Charles Camarda, ook een expert in hitteschildmaterialen, zei dat het agentschap verkeerde testmethoden had gebruikt, dat NASA haar onderzoekscultuur had verloren, en dat de leiding zich zou moeten schamen.
Het probleem en de manier waarop NASA ermee omging deed akelig veel terugdenken aan de ramp met de Space Shuttle Columbia, die in 2003 verongelukte bij de terugkeer in de atmosfeer. Daarbij kwamen zeven astronauten om. Analyse achteraf wees uit dat bij de lancering het broze hitteschild aan de voorkant van de linkervleugel was beschadigd door vallende schuimbrokken, waardoor de gloeiend hete gassen bij de re-entry zich een weg naar het binnenste van de vleugel hadden gevreten.
NASA-ingenieurs hadden hiervoor gewaarschuwd, maar met hun waarschuwingen was niets gedaan. Ook de explosie van Space Shuttle Challenger in 1986, ook met zeven doden tot gevolg, was uiteindelijk te wijten aan het negeren van waarschuwingen van ingenieurs onder de druk van launch fever of lanceerkoorts: de publieke, politieke, financiële en organisatorische imperatief om deadlines te halen.
„Ja, er is intense druk in dit werk”, zei Glover in 2024 tegen NRC, „de druk waartegen ik vecht is de druk die ons slechte beslissingen doet nemen, de druk gecreëerd door de planning. Als je je alleen op de planning richt, ga je beslissingen nemen die de veiligheid en betrouwbaarheid mogelijk in gevaar brengen. Ik weet dat ik als mens dezelfde neiging heb als mijn voorgangers om onder die druk fouten te maken, zaken te eenvoudig voor te stellen, om hoekjes af te snijden. We moeten onszelf daar constant aan herinneren, en dat is moeilijk.”
De uiteindelijke beslissing viel in januari dit jaar. De nieuwe NASA-directeur, miljardair, straaljagermagnaat en ex-ruimtetoerist Jared Isaacman keurde het hitteschild en de Artemis II-vlucht goed na een overleg met NASA-ingenieurs en een review met onafhankelijke experts, onder wie de eerder zo kritische NASA-astronaut Charles Camarda.
Ook mochten journalisten van de tech-website Ars Technica en The Wall Street Journal bij de discussies aanwezig zijn, een ongekende openheid. Eric Berger van Ars Technica beschrijft hoe de experts concluderen dat, mochten er weer grote brokken Avcoat afbreken, de titanium romp van Orion het lang genoeg zal uithouden. In plaats van 14 minuten duurt de intense hitte met dit nieuwe vluchtprofiel maar 8 minuten.
Ook meldde Berger dat de astronauten, inclusief Victor Glover, zich na eerdere twijfels konden vinden in de beslissing. Maar de hitteschildexpert en ex-astronaut Charles Camarda was niet overtuigd. „Ik zou nooit blij zijn met het accepteren van een noodoplossing en het vliegen met de slechtste versie van het hitteschild”, zei hij.
De proef op de som komt in de nacht van vrijdag op zaterdag: het begin van de re-entry van Orion staat gepland om 1:53 uur Nederlandse tijd.
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin