當阿特米斯一號在11月16日星期三發射時，美國宇航局的新的巨型月球火箭載著暫時還沒有人駕駛的獵戶座飛船首次進入軌道，月球探索的新時代開始了。這對NASA和世界而言是一個重要的時刻。而且，然而，其工作將在下一個關鍵步驟–將獵戶座安全帶回家，接受這一考驗的人之一反而一點也不緊張。

傑里米-范德卡姆是位於加州矽谷的美國宇航局艾姆斯研究中心的獵戶座飛船熱保護系統（TPS）的副系統經理。他領導的團隊開發了隔熱罩和熱瓦，這一裝置將保護獵戶座免受航天器在回家途中遇到的極高溫度。

“獵戶座將在兩倍於熔岩的溫度下熾熱地穿過地球的大氣層，”范德卡姆說。”但一切都表明熱保護系統將發揮巨大的作用，成功返航將有助於確認熱防護罩已準備好保護返回地球的宇航員。”

責任重大，但是，對范德坎來說，這一刻並不緊張，他只是對大日子終於到來感到興奮。

獵戶座的隔熱罩使用燒蝕材料Avcoat製成的的瓷磚，在重返地球大氣層時保護其工作人員。一個燒蝕器以一種可控的方式燃燒，將熱量從航天器上轉移出去。獵戶座的隔熱罩在返回時將經歷大約5000華氏度的溫度–大約是太陽溫度的一半。資料來源：NASA/Isaac Watson

在越過月球，距離地球近27萬英里後，太空艙將以每小時25000英里的速度飛行。當它穿過地球的大氣層時，與空氣的摩擦將在幾分鐘內將這一速度降至每小時300英里。其結果是產生大量的熱量。

阿波羅乘員艙的隔熱罩依靠一種叫做Avcoat的材料來戰勝熱量。它是一種燒蝕裝置，意味著它在再入大氣層時以一種可控的方式燃燒，將熱量從航天器上轉移出去。新的Avcoat瓦片系統僅有一到三英寸厚，被用來覆蓋獵戶座防熱罩的外表面。這將使隔熱罩正面的華氏5000度和背面的僅200度之間產生極大的差異。

第二種燒蝕材料也被用在獵戶座的某些位置。由埃姆斯發明的三維多功能燒蝕熱保護系統（3DMAT）是由樹脂與石英絲編織而成。它比Avcoat更強，並被包括在內以加強航天器上的連接點。

Vander Kam對該系統的信心部分來自於對熱保護材料的廣泛測試。在埃姆斯的電弧噴射設施中，令人難以置信的高溫、快速移動的氣體模擬了進入大氣層的條件，TPS團隊進行了1000多次測試。

2021年4月19日，獵戶座飛船的隔熱罩材料樣品在位於加州矽谷的美國宇航局艾姆斯研究中心的激光增強電弧噴射設施中接受測試。在該系列測試中，首次在結合了航天器從月球返回後進入地球大氣層時將經歷的兩種加熱形式（輻射和對流）的環境中評估了隔熱罩。在這個片段中，只有對流加熱正在被應用。測試結果幫助認證了阿特米斯任務的熱防護罩。資料來源：美國國家航空航天局/阿姆斯研究中心

數據豐富的返回

獵戶座在12月11日星期日的再入將對TPS團隊的工作進行最終的測試。范德卡姆將在聖地亞哥海岸外的一艘美國海軍艦艇上等待，飛船濺落在太平洋上後，他將參與回收工作。

阿特米斯一號的一個主要目標是對獵戶座的隔熱罩進行認證，以便在有宇航員的飛行中使用。這一決定所需的一些數據將來自嵌入Avcoat材料的傳感器。埃姆斯公司製造的儀器將測量隔熱罩所經歷的溫度，而壓力和輻射傳感器則由美國宇航局位於弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心和位於休斯頓的約翰遜航天中心提供。

在阿特米斯一號任務之後，艾姆斯團隊還將收穫燒焦的阿夫卡特瓦片的樣本，以分析材料的燒蝕情況。

范德-卡姆希望從獵戶座的飛行數據中學到很多東西，這也將有助於確認他們的計算機模擬的準確性。這些模擬部分是由埃姆斯的同事創建的，以預測太空艙的發射和再入條件。

2018年11月1日，美國海軍潛水員參加了與美國國家航空航天局的練習，從太平洋的開放水域回收獵戶座太空艙的測試版本。獵戶座被拖入附近的”約翰-P-默沙東”號艦的井台。在這個視圖中，有兩個大的、橙色的模擬直立袋，但當獵戶座真正落海時將會有五個。資料來源：美國宇航局/托尼-格雷

所有這些信息加在一起，可以用來確認未來阿特米斯任務的隔熱罩設計，並在近期內宣布阿特米斯II號”船員認證”，以攜帶人類前往月球。

在未來的阿特米斯任務中，美國宇航局將讓第一位女性和第一位有色人種登陸月球–范德-卡姆為支持這一目標而自豪。

他說：”這對人類來說是一個偉大的里程碑，我認為這很重要，它提醒我們所有人要渴望更多的團結。”

展望水花落下，范德卡姆很興奮地聽著獵戶座在仍以超過音速的速度飛行時應該發出的音爆聲：這是太空艙再入時一切順利的第一條線索。然後，降落傘將展開，他將看著航天器滑行到海洋表面，這要感謝他的團隊的工作。

他說：”與同一批人一起經歷了這麼多年，這真的很酷。”和我的團隊一起達到這樣的成就，真是令人驚訝，到時候我一定會很激動！”

當然，他肯定不會孤獨。