Ένα διαστημικό σκάφος που εισέρχεται ξανά στην ατμόσφαιρα της Γης αντιμετωπίζει θερμοκρασίες έως και 1850 βαθμούς Κελσίου, καθώς καταρρέει προς τα κάτω σε ταχύτητες που πλησιάζουν 7600 μίλια την ώρα. Όλη αυτή η ενέργεια κάνει μια ισχυρή ασπίδα για να απορροφήσει τη θερμότητα που είναι απολύτως απαραίτητη για την προστασία των αστροναυτών και του εξοπλισμού μέσα. Όμως, σε όλη την ιστορία της NASA, αυτές οι ασπίδες θερμότητας - συνήθως κατασκευασμένες από άκαμπτα υλικά - έθεσαν θέμα ασφάλειας, με εύθραυστα κεραμικά πλακίδια υπεύθυνα για την καταστροφή του Columbia το 2003.
Χθες, η NASA διεξήγαγε μια δοκιμή μιας νέας προσέγγισης σε αυτό το πρόβλημα: μια φουσκωτή ασπίδα θερμότητας από ύφασμα. Στις αρχές χθες το πρωί, ένας πυραύλος που φέρει ένα πρωτότυπο ξεκίνησε 288 μίλια προς τα πάνω από την πτήση Wallops της NASA στην Ανατολική ακτή της Βιρτζίνια. Αφού το πειραματικό όχημα, γνωστό ως πειράμα οχήματος φουσκωτού εισπνοής (IRVE-3), εκτοξεύτηκε από τον πυραύλο, η θωράκιση διογκώθηκε σύμφωνα με το σχέδιο και κατέβηκε με ασφάλεια στη Γη κατά τη διάρκεια περίπου 20 λεπτών, προσγειώνοντας στον Ανατολικό Ατλαντικό Cape Hatteras, Βόρεια Καρολίνα.
Οι ειδικοί δουλεύουν σε ένα μοναδικό πείραμα που θα χρησιμοποιήσει μια φουσκωτή αεροστεγή / θωράκιση θερμότητας για να προστατεύσει ένα διαστημικό σκάφος όταν μπαίνει στην ατμόσφαιρα του πλανήτη ή επιστρέφει στη Γη"Όλα πήγαιναν σαν ρολόι. Το IRVE-3 εκτελέστηκε ακριβώς όπως υποτίθεται ότι ", δήλωσε ο Neil Cheatwood, ο κύριος ερευνητής στο έργο. "Εισήλθε στην ατμόσφαιρα της Γης σε Mach 10, δέκα φορές την ταχύτητα του ήχου, και επέζησε με επιτυχία τη θερμότητα και τις δυνάμεις του ταξιδιού".
Μετά από τρία χρόνια ανάπτυξης, η ερευνητική ομάδα της NASA δημιούργησε τον καινοτόμο σχεδιασμό, ο οποίος είναι σε θέση να αντεπεξέλθει στις πιέσεις της διαστημικής πτήσης χρησιμοποιώντας ελαφρύτερα και πιο εύκαμπτα υλικά. Κατά την εκτόξευση, η ασπίδα αποτελείται από έναν κώνο από μη επουλωμένους δακτυλίους από υφαντό ύφασμα kevlar, που περιβάλλεται από θερμική κουβέρτα. Κατά τη διάρκεια της πτήσης, η ασπίδα θερμότητας των 680 λιβρών διαχωρίζεται από τον πυραύλο εκτόξευσης και ένα σύστημα φουσκώματος αντλεί άζωτο στη μονάδα μέχρι να σχηματίσει σχήμα μανιταριού, με τον ανώτερο κύλινδρο διαμέτρου περίπου 10 ποδιών.
"Μας αρέσει όταν φαίνεται απλό", δήλωσε ο Carrie Rhoades, μηχανικός συστημάτων πτήσεων. "Πραγματικά χρειάστηκε αρκετή δουλειά για να φτάσουμε εκεί που είμαστε τώρα. Πρέπει να κάνουμε κάθε είδους διαφορετικές δοκιμές σε αεροδυναμικές σήραγγες, εγκαταστάσεις υψηλής θερμοκρασίας και εργαστήρια. "
Ένα προηγούμενο πείραμα, το IRVE-2, επέζησε επίσης με επιτυχία την επανέκδοση τον Αύγουστο του 2009, αλλά με πολύ μικρότερο ωφέλιμο φορτίο και πολύ πιο αργές ταχύτητες. Το IRVE-3 αντιμετώπισε περίπου 10 φορές περισσότερη θερμότητα, παρόμοια με την ασπίδα θερμότητας που αναμένεται να αντέξει σε μια πραγματική αποστολή.
Κατά τη διάρκεια της πειραματικής πτήσης, οι μηχανικοί παρακολουθούσαν με προσοχή τα δεδομένα από κάμερες και θερμόμετρα επί του σκάφους για να παρακολουθήσουν αν η ασπίδα προστατεύεται επαρκώς από το σκάφος από τις τεράστιες ποσότητες θερμότητας που παράγεται. Καθώς επευφημούσαν την επιτυχία, ένα πλοίο υψηλής ταχύτητας του Ναυτικού του Η.Π.Α. αποστέλλεται στην περιοχή εκσκαφής για να ανακτήσει το σκάφος, έτσι ώστε το προσωπικό της NASA να το μελετήσει για μελλοντικές αποστολές.
Η NASA διεξάγει τις δοκιμές για να δείξει ότι τέτοια φουσκωτά σχέδια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον για να προστατεύσουν τα διαστημικά καψάκια κατά τη διάρκεια της πλανητικής εισόδου ή κάθοδος και να βοηθήσουν στην επιστροφή φορτίου στη Γη από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. επιτυχημένη δοκιμή του υπερηχητικού φουσκωτού αεροδυναμικού επιβραδυντή ", δήλωσε ο James Reuther, αναπληρωτής διευθυντής του προγράμματος Space Technology της NASA. "Αυτή η πτήση επίδειξης προχωρεί πολύ προς την κατεύθυνση της απόδειξης της αξίας αυτών των τεχνολογιών ώστε να λειτουργούν ως ατμοσφαιρικές ασπίδες θερμότητας εισόδου για μελλοντικό χώρο".
Η NASA σχεδιάζει να δοκιμάσει ολοένα και μεγαλύτερες φουσκωτές ασπίδες θερμότητας με άλλα είδη ανθεκτικών στη θερμότητα υφάσματα πριν τελικά τα βάλει σε δουλειά για μια πραγματική αποστολή. Ακολουθεί η δοκιμή επανεισόδου υψηλής ενέργειας ατμόσφαιρας (HEART) - ένας σχεδιασμός σχεδιασμού περιλαμβάνει μεγαλύτερη θωράκιση θερμότητας, διαμέτρου περίπου 30 ποδιών.
Η χρήση φουσκωτών σχεδίων θα μπορούσε να επιτρέψει τις ασπίδες θερμότητας με σημαντικά μειωμένα μεγέθη και βάρη και κατά συνέπεια διαστημόπλοια που μπορούν να φιλοξενήσουν μεγαλύτερες ποσότητες επιστημονικού εξοπλισμού και προμήθειες που διατηρούν τη ζωή. Οι επιστήμονες της NASA προβλέπουν ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να είναι χρήσιμη σε μελλοντικές αποστολές σε οπουδήποτε με ατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένου του Άρη, της Αφροδίτης ή ακόμα και του Τιτάνα, της μεγαλύτερης σελήνης του Κρόνου.
