O navă spațială care intră din nou în atmosfera Pământului întâlnește temperaturi de până la 1850 de grade Fahrenheit, pe măsură ce coboară în jos, cu viteze care se apropie de 7600 de mile pe oră. Toată această energie face un scut robust pentru a absorbi căldura absolut necesară pentru a proteja astronauții și echipamentele din interior. Însă de-a lungul istoriei NASA, aceste scuturi de căldură - construite în mod obișnuit din materiale rigide - au ridicat o problemă de siguranță, cu plăci ceramice fragile responsabile pentru dezastrul din Columbia din 2003.
Ieri, NASA a efectuat un test al unei abordări inedite a acestei probleme: un scut termic din material gonflabil. Ieri dimineață devreme, o rachetă care purta un prototip a lansat 288 mile în sus de facilitatea de zbor Wallops a NASA de pe malul estic al Virginiei. După ce vehiculul experimental - cunoscut sub numele de vehicul gonflabil Reentry Experiment (IRVE-3) - a fost evacuat din rachetă, scutul s-a umflat conform planului și a coborât în siguranță înapoi pe Pământ pe parcursul a aproximativ 20 de minute, aterizând în estul Atlanticului Cape Hatteras, Carolina de Nord.
Experții lucrează la un experiment unic care va folosi un aeroshell / scut termic gonflabil pentru a proteja o navă spațială atunci când intră în atmosfera unei planete sau se va întoarce pe Pământ„Totul a mers ca la ceasornicar. IRVE-3 a funcționat așa cum trebuia ”, a spus Neil Cheatwood, investigatorul principal al proiectului. "A intrat în atmosfera Pământului la Mach 10, de zece ori mai mare decât viteza sunetului și a supraviețuit cu succes căldurii și forțelor călătoriei."
După trei ani de dezvoltare, echipa de cercetare a NASA a creat designul inovator, care este capabil să facă față tensiunilor zborului spațial folosind materiale mai ușoare și mai flexibile. La lansare, scutul este alcătuit dintr-un con de inele neinflate din țesătură din kevlar, toate înconjurate de o pătură termică. În timpul zborului, scutul de căldură de 680 de kilograme se separă de racheta de lansare, iar un sistem de inflație pompează azotul în unitate până când formează o formă de ciupercă, cu cilindrul superior cu diametrul de aproximativ 10 metri.
„Ne place când pare simplu”, a spus Carrie Rhoades, inginer sistem de zbor. „De fapt a fost nevoie de o muncă destul de mare pentru a ajunge acolo unde suntem acum. Trebuie să facem tot felul de teste diferite - în tunelurile de vânt, în instalațiile de temperatură ridicată și în laboratoare. "
Un experiment anterior, IRVE-2, a supraviețuit cu succes reintrării în august 2009, dar cu o sarcină utilă mult mai ușoară și cu viteze mult mai lente. IRVE-3 a experimentat de aproximativ 10 ori mai multă căldură, similar cu ceea ce ar fi de așteptat ca un scut termic să îndure într-o misiune reală.
În timpul zborului experimental, inginerii au monitorizat îndeaproape datele de la camerele de bord și termometrele pentru a urmări dacă scutul este protejat suficient de ambarcațiuni de cantitățile imense de căldură generate. Pe măsură ce înveseleau succesul, o barcă de mare viteză a Marinei SUA a fost expediată în zona de stropire pentru a prelua ambarcațiunea, astfel încât personalul NASA îl poate studia pentru viitoarele misiuni.
NASA efectuează testele pentru a arăta că astfel de modele gonflabile ar putea fi utilizate în viitor pentru a proteja capsulele spațiale în timpul intrării sau coborârii planetare și pentru a ajuta la întoarcerea încărcăturii pe Pământ de la Stația Spațială Internațională. ”Este minunat să vedem că rezultatele inițiale indică faptul că am avut test de succes al deceleratorului aerodinamic gonflabil hipersonic ", a declarat James Reuther, director adjunct al Programului Tehnologic Spațial al NASA. „Acest zbor demonstrativ merge mult spre a arăta valoarea acestor tehnologii pentru a servi drept scuturi de căldură la intrarea în atmosferă pentru spațiul viitor.”
NASA intenționează să testeze scuturi de căldură gonflabile din ce în ce mai mari cu alte tipuri de țesături rezistente la căldură, înainte de a le pune în funcțiune într-o misiune efectivă. Urmează sus Testul de reintrare în atmosferă ridicată (HEART) - Un concept conceptual include un scut de căldură mai mare, cu diametrul de aproape 30 de metri.
Folosirea desenelor gonflabile ar putea permite scuturi de căldură de dimensiuni și greutăți reduse în mod semnificativ - și, în consecință, nave spațiale care pot găzdui cantități mai mari de echipamente științifice și consumabile de viață. Oamenii de știință ai NASA prezic că tehnologia ar putea fi utilă în viitoarele misiuni în oriunde cu o atmosferă, inclusiv Marte, Venus sau chiar Titan, cea mai mare lună a lui Saturn.
