Kosmická loď, která znovu vstupuje do atmosféry Země, se setkává s teplotami až 1850 stupňů Fahrenheita, protože klesá rychlostí blížící se 7600 mil za hodinu. Celá tato energie dělá robustní štít absorbovat teplo absolutně nutné chránit astronauty a vybavení uvnitř. Ale v historii NASA tyto tepelné štíty - obvykle postavené z tuhých materiálů - představovaly bezpečnostní problém, s křehkými keramickými dlaždicemi zodpovědnými za katastrofu v Columbii v roce 2003.
Včera provedla NASA test nového přístupu k tomuto problému: nafukovací tepelný štít na textil. Brzy včera ráno vypustila raketa nesoucí prototyp 288 mil vzhůru z letového zařízení Wallops Flight NASA na východním pobřeží Virginie. Poté, co bylo z rakety vypuštěno experimentální vozidlo - známé jako experiment s nafukovacím vozidlem pro návrat (IRVE-3) - štít se nafoukl podle plánu a bezpečně sestoupil zpět na Zemi v průběhu asi 20 minut, přistál na Atlantickém východě od Cape Hatteras, Severní Karolína.
Experti pracují na unikátním experimentu, který bude používat nafukovací aeroshell / tepelný štít k ochraně kosmické lodi při vstupu do atmosféry planety nebo při návratu na Zemi"Všechno šlo jako hodinky." IRVE-3 fungovalo přesně podle svých představ, “uvedl Neil Cheatwood, hlavní řešitel projektu. "Vstoupil do zemské atmosféry na Mach 10, desetkrát rychleji než zvuk, a úspěšně přežil teplo a síly cesty."
Po třech letech vývoje vytvořil výzkumný tým NASA inovativní design, který je schopen odolávat stresům kosmického letu pomocí lehčích a flexibilnějších materiálů. Při startu je štít vytvořen z kuželu neafukovaných kruhů z kevlarové tkaniny, všechny obklopené tepelnou přikrývkou. Během letu se tepelný štít 680 liber odděluje od odpalovací rakety a nafukovací systém pumpuje dusík do jednotky, dokud nevytvoří hubovitý tvar, přičemž horní válec má průměr zhruba 10 stop.
"Líbí se nám, když to vypadá jednoduše, " řekla Carrie Rhoadesová, inženýrka letových systémů. "Ve skutečnosti trvalo dost práce, než jsme se dostali tam, kde jsme teď." Musíme provést nejrůznější zkoušky - ve větrných tunelech, vysokoteplotních zařízeních a laboratořích. “
Předchozí experiment IRVE-2 také úspěšně přežil opětovný vstup v srpnu 2009, ale s mnohem lehčím užitečným zatížením a mnohem pomalejšími rychlostmi. IRVE-3 zažilo asi 10krát více tepla, podobné tomu, co by tepelný štít očekával při skutečné misi.
Během experimentálního letu inženýři pečlivě sledovali data z palubních kamer a teploměrů, aby zjistili, zda štít dostatečně chrání před plavidlem před obrovským množstvím generovaného tepla. Když povzbuzovali úspěch, byla do rozstřelené oblasti vyslána vysokorychlostní loď amerického námořnictva, aby se loď mohla vyzvednout, aby ji pracovníci NASA mohli studovat pro budoucí mise.
NASA provádí testy, aby ukázala, že takové nafukovací konstrukce by mohly být v budoucnu použity k ochraně vesmírných kapslí během vstupu na planetu nebo při sestupu a pomoci vracet náklad na Zemi z Mezinárodní vesmírné stanice. “Je skvělé vidět, že počáteční výsledky naznačují, že jsme měli úspěšný test hypersonického nafukovacího aerodynamického zpomalovače, “řekl James Reuther, zástupce ředitele vesmírného technologického programu NASA. "Tento demonstrační let jde dlouhou cestou k prokázání hodnoty těchto technologií, které slouží jako tepelné štíty pro vstup do atmosféry pro budoucí vesmír."
NASA plánuje otestovat stále větší nafukovací tepelné štíty s jinými typy tkanin odolných vůči teplu, než je nakonec uvede do práce na skutečné misi. Dalším krokem je test pro vysokou energetickou atmosféru (HEART) - koncepční návrh zahrnuje větší tepelný štít, průměr téměř 30 stop.
Použití nafukovacích konstrukcí by mohlo umožnit tepelné štíty výrazně snížených velikostí a hmotností - a následně i kosmické lodi, která dokáže pojmout větší množství vědeckého vybavení a život udržujících zásob. Vědci NASA předpovídají, že by tato technologie mohla být užitečná při budoucích misích kamkoli s atmosférou, včetně Marsu, Venuše nebo dokonce Titanu, Saturnova největšího měsíce.
