La tripulación de Artemis II se prepara para su regreso a la Tierra tras completar su misión lunar, estableciendo un nuevo récord de distancia recorrida por el ser humano desde nuestro planeta: 406.771 kilómetros. El regreso, previsto para el 10 de abril a las 8 p.m. hora local de California (2 a.m. del 11 de abril en España), culminará con una reentrada atmosférica de alta velocidad, hipersónica y extremadamente caliente, un último y crucial desafío en su misión de diez días.
La cápsula Orión, que transporta a los cuatro astronautas, alcanzará velocidades superiores a 11 kilómetros por segundo (40.000 kilómetros por hora) al entrar en la atmósfera terrestre, lo que equivale a 40 veces la velocidad de un avión de pasajeros. Sin embargo, la velocidad es solo una parte de la ecuación. La energía cinética acumulada por la cápsula durante la reentrada es casi 2.000 veces mayor por kilogramo de vehículo que la de un avión comercial.
Para aterrizar de forma segura, la cápsula debe reducir drásticamente su velocidad y energía cinética hasta casi cero, momento en el que se podrán desplegar los paracaídas. A diferencia de los aviones, diseñados para minimizar la resistencia aerodinámica y ahorrar combustible, las naves espaciales que reentran están diseñadas para ser lo menos aerodinámicas posible, maximizando la resistencia del aire para frenar.
Esta desaceleración es intensa y se mide en fuerzas g, que representan la fuerza de desaceleración o aceleración en relación con la gravedad terrestre. Un piloto de Fórmula 1 puede experimentar más de 5 g, acercándose al límite que un ser humano puede soportar sin desmayarse. Mientras que las cápsulas de reentrada no tripuladas, como OSIRIS-REx, pueden soportar fuerzas g superiores a 100 debido a su rápida reentrada de menos de un minuto, los vehículos tripulados, como Orión, utilizan fuerzas de sustentación para alargar la reentrada y reducir las fuerzas g a niveles tolerables para los astronautas.
La cápsula Orión entrará en la atmósfera a más de 30 veces la velocidad del sonido, generando una onda de choque que calentará el aire circundante a temperaturas superiores a 10.000 C, el doble de la temperatura de la superficie del Sol. Este calor extremo ioniza el aire, creando un plasma que bloquea temporalmente las señales de radio, interrumpiendo las comunicaciones con los astronautas durante las fases más críticas del descenso.
La supervivencia de la nave espacial en este entorno hostil depende de una trayectoria cuidadosamente planificada para minimizar el calentamiento y de un sistema de protección térmica (TPS). Este sistema actúa como una manta aislante que protege la nave y su tripulación del flujo hipersónico. El TPS está diseñado específicamente para cada vehículo y misión, colocando los materiales más resistentes en las áreas más expuestas al calor. Durante la reentrada, el TPS se degrada, pero está diseñado para soportar las condiciones extremas. El resplandor rojizo visible durante la reentrada es en realidad calor irradiado a la atmósfera, evitando que sea absorbido por la nave espacial.
Este diseño permite a Artemis soportar temperaturas de 10.000 C manteniendo la temperatura de la superficie del escudo térmico en torno a los 3.000 C. La mayoría de los TPS utilizan materiales ablativos, compuestos de fibra de carbono y resina fenólica, que absorben energía e inyectan un gas frío en la superficie del vehículo para ayudar a enfriarlo.
El escudo térmico de Orión utiliza un material llamado AVCOAT, una versión mejorada del material que protegió las cápsulas Apolo durante sus regresos lunares en las décadas de 1960 y 1970.
La misión Artemis I, un vuelo de prueba no tripulado, demostró que la ablación del escudo térmico durante la reentrada fue mayor de lo esperado, con la pérdida de grandes fragmentos de material. Tras un análisis exhaustivo, los ingenieros decidieron utilizar el mismo tipo de escudo térmico en Artemis II, atribuyendo la mayor ablación a una acumulación de presión interna durante la fase de "salto" de la reentrada, donde la nave espacial sale brevemente de la atmósfera para enfriarse antes de la entrada final.
Para Artemis II, se ha modificado ligeramente la trayectoria para reducir la intensidad del "salto", minimizando así la presión interna y la ablación del escudo térmico.
La misión Artemis II representa un logro significativo en la exploración espacial, pero la reentrada a la Tierra sigue siendo un momento crítico. La NASA y los astronautas han superado numerosos desafíos hasta ahora, y la comunidad científica espera con expectación y alivio su regreso seguro a nuestro planeta. La precisión en el diseño, los materiales avanzados y las estrategias de trayectoria son cruciales para garantizar el éxito de esta fase final de la misión.
