Avaruusaluksen, joka palaa takaisin maan ilmakehään, kohtaaminen on jopa 1850 Fahrenheit-astetta, koska se putoaa alaspäin nopeudella, joka lähestyy 7600 mailia tunnissa. Kaikki tämä energia tekee kestävästä suojasta lämmön absorboimiseksi, joka on ehdottomasti välttämätöntä astronautien ja laitteiden suojaamiseksi sisällä. Mutta koko NASA: n historian aikana nämä lämpösuojat - jotka on tyypillisesti valmistettu jäykistä materiaaleista - ovat aiheuttaneet turvallisuusongelman, sillä haurat keraamiset laatat ovat vastuussa Columbian vuoden 2003 katastrofista.
Eilen NASA suoritti testin uudesta lähestymistavasta tähän ongelmaan: puhallettavaan kankaan lämpösuojaan. Varhain eilen aamulla prototyyppiä kantava raketti laukaisi 288 mailia ylöspäin NASA: n Wallops-lentokeskuksesta Virginian itärannalla. Sen jälkeen kun kokeellinen ajoneuvo, joka tunnetaan nimellä Inflatable Reentry Vehicle Experiment (IRVE-3), on poistettu raketista, kilpi paisutettiin suunnitelman mukaisesti ja laskeutui turvallisesti takaisin Maahan noin 20 minuutin kuluessa laskeutumalla Atlantin itään. Cape Hatteras, Pohjois-Carolina.
Asiantuntijat työskentelevät ainutlaatuisen kokeilun parissa, joka käyttää puhallettavaa ilmakehää / lämpösuojaa avaruusaluksen suojaamiseksi, kun se tulee planeetan ilmakehään tai palaa maan päälle.”Kaikki meni kuin kellokoneisto. IRVE-3 toimi niin kuin sen piti olla ”, kertoi projektin päätutkija Neil Cheatwood. "Se tuli maan ilmakehään Mach 10: ssä, kymmenen kertaa äänen nopeudella, ja selvisi onnistuneesti matkan lämmöstä ja voimista."
Kolmen vuoden kehitystyön jälkeen NASA: n tutkimusryhmä loi innovatiivisen suunnittelun, joka kykenee kestämään avaruuslennon rasitukset käyttämällä kevyempiä ja joustavampia materiaaleja. Käynnistyksen yhteydessä kilpi koostuu kevlar-kudotusta kankaasta muodostuvien rengasten kartiosta, jotka kaikki ympäröi lämpöhuopa. Lennon aikana 680-naulainen lämpösuoja erottuu laukaisuraketista, ja täyttöjärjestelmä pumppaa typpeä yksikköön, kunnes se muodostaa sienen muodon, ja ylemmän sylinterin halkaisija on noin 10 jalkaa.
"Pidän siitä, kun se näyttää yksinkertaiselta", sanoi lentojärjestelmien insinööri Carrie Rhoades. ”Se, että pääsimme sinne, missä olemme nyt, vaati melko vähän työtä. Meidän on tehtävä kaikenlaisia erilaisia testejä - tuulen tunneleissa, korkean lämpötilan tiloissa ja laboratorioissa. "
Aikaisempi kokeilu, IRVE-2, myös selvisi menestyksekkäästi uudelleen elokuussa 2009, mutta hyötykuormalla oli paljon kevyempi ja paljon hitaampi nopeus. IRVE-3 kokenut noin 10 kertaa enemmän lämpöä, samanlainen kuin mitä lämpösuojuksen odotetaan kestävän todellisessa tehtävässä.
Kokeellisen lennon aikana insinöörit seurasivat tarkkaan aluksella olevien kameroiden ja lämpömittarien tietoja seuratakseen, suojaako kilpi riittävästi alukselta valtavilta lämpömääriltä. Kun he hurrasivat menestystä, nopea Yhdysvaltain laivaston vene lähetettiin roiskealueelle veneen noutamiseksi, joten NASA: n henkilökunta voi tutkia sitä tulevia operaatioita varten.
NASA suorittaa testejä osoittaakseen, että tällaisia puhallettavia malleja voitaisiin tulevaisuudessa käyttää avaruuskapselien suojelemiseen planeettojen saapumisen tai laskeutumisen aikana ja auttamaan rahdin palauttamisessa maapallolle kansainvälisestä avaruusasemalta. ”On hienoa nähdä alkutulokset, että meillä oli hypertonisen puhallettavan aerodynaamisen hidastimen onnistunut testi ”, sanoi NASA: n avaruusteknologiaohjelman varajohtaja James Reuther. "Tämä demonstraatiolento menee pitkälle kohti näiden tekniikoiden arvon osoittamista toimimaan ilmakehän alkulämmön suojana tulevalle avarudelle."
NASA suunnittelee testaavansa yhä suurempia puhallettavia lämpösuojuksia muun tyyppisillä lämmönkestävillä kankaista ennen kuin lopulta siirtää ne todelliseen tehtävään. Seuraava on korkean energian ilmakehän palautumistesti (HEART) - konseptisuunnittelu sisältää suuremman lämpövaipan, läpimitta lähes 30 jalkaa.
Puhallettavien kuvioiden käyttö voisi mahdollistaa huomattavasti pienempiä kokoja ja painoisia lämpökilpiä ja siten avaruusaluksia, joihin mahtuu suurempia määriä tieteellisiä laitteita ja elinkelpoisia tarvikkeita. NASA: n tutkijat ennustavat, että tekniikasta voi olla hyötyä tulevissa operaatioissa missä tahansa ilmakehässä, mukaan lukien Mars, Venus tai jopa Titan, Saturnuksen suurin kuu.
