Maa atmosfääri naasnud kosmoselaeva temperatuurid ulatuvad 1850 kraadi Fahrenheiti järgi, kui kiirus läheneb 7600 miili tunnis. Kogu see energia teeb vastupidava kaitsekilbi soojuse absorbeerimiseks, mis on hädavajalik astronautide ja nende sisemuses olevate seadmete kaitsmiseks. Kuid NASA ajaloo vältel on need tavaliselt jäikadest materjalidest valmistatud kaitsekilbid tekitanud ohutusprobleeme, kuna 2003. aasta Columbia katastroofi põhjustajaks on rabedad keraamilised plaadid.
Eile viis NASA läbi selle probleemi uudse lähenemisviisi testi: täispuhutava kanga soojakilbi. Eile varahommikul startis prototüüpi kandev rakett NASA Wallopsi lennurajatisest Virginia idakaldal 288 miili ülespoole. Pärast seda, kui katsesõiduk - tuntud kui täispuhutavad taasõidukite katsetused (IRVE-3) - visati raketi juurest välja, täideti kaitsekilp plaani kohaselt ja laskus umbes 20 minuti jooksul turvaliselt tagasi Maale, laskudes Atlandi ookeani idaosas. Hatterase neem, Põhja-Carolina.
Eksperdid töötavad unikaalse eksperimendi kallal, mille käigus kasutatakse täispuhutavat aerosooli / soojuskaitset, et kaitsta kosmoselaeva planeedi atmosfääri sisenemisel või Maale naasmisel“Kõik läks nagu kellavärk. IRVE-3 toimis täpselt nii, nagu pidi, ”ütles projekti juhtiv uurija Neil Cheatwood. "See sisenes Maa atmosfääri Machi 10 ajal, mis oli heli kiirusega kümme korda suurem, ja jõudis teekonna soojusest ja jõududest edukalt ellu."
Pärast kolme aastat arendustööd lõi NASA uurimisrühm uuendusliku disaini, mis suudab kergemate ja paindlikumate materjalide abil kosmoselennu stressidele vastu seista. Käivitamise ajal koosneb kilp kevlari-kootud kanga kinnitamata rõngaste koonusest, mis on ümbritsetud termo tekiga. Lennu ajal eraldub 680-kilone soojakraan stardiraketist ja õhutõkesüsteem pumpab ühikusse lämmastikku, kuni see moodustab seene kuju, ülemise silindri läbimõõduga umbes 10 jalga.
"Meile meeldib see, kui see tundub lihtne, " ütles lennusüsteemide insener Carrie Rhoades. “See, et jõuame sinna, kus praegu oleme, võttis tegelikult päris palju tööd. Peame tegema igasuguseid erinevaid katseid - tuuletunnelites, kõrge temperatuuriga rajatistes ja laborites. ”
Ka eelmine katse, IRVE-2, elas edukalt uuesti turule sisenemise 2009. aasta augustis, kuid palju suurema koormuse ja palju aeglasema kiirusega. IRVE-3 koges umbes 10 korda rohkem soojust, sarnaselt sellele, mida soojakilp eeldaks tegelikul missioonil.
Insenerid jälgisid katselise lennu ajal tähelepanelikult pardakaamerate ja termomeetrite andmeid, et jälgida, kas kilp on veesõiduki eest piisavalt kaitstud tekkiva tohutu soojusenergia eest. Kui nad edu saavutasid, saadeti veesõiduki kättesaamiseks kiire USA paadiga mereväe kiirlaev, et NASA töötajad saaksid seda tulevaste missioonide jaoks uurida.
NASA viib läbi katseid, et näidata, kas selliseid täispuhutavaid disainilahendusi saab tulevikus kasutada kosmosekapslite kaitsmiseks planeedi sisenemise või laskumise ajal ning aidata lasti Maale tagasi tuua rahvusvahelisest kosmosejaamast. ”Tore on näha, et esialgsed tulemused näitavad, et meil oli hüpersoonilise täispuhutava aerodünaamilise aeglustaja edukas test, ”ütles NASA kosmosetehnoloogia programmi asedirektor James Reuther. "Selle tutvustamislennuga minnakse kaugele, et näidata nende tehnoloogiate väärtust toimida atmosfääri sisenemise soojuskilpidena tulevases ruumis."
NASA kavatseb katsetada järjest suuremaid täispuhutavaid kuumakaitsekilpe teist tüüpi kuumuskindlate kangastega, enne kui need lõpuks tegelikule missioonile tööle panna. Järgmine samm on kõrge energiaga atmosfääri taassisenevuse test (HEART) - kontseptsiooni kujundus hõlmab suuremat soojavarjestust, läbimõõduga ligi 30 jalga.
Täispuhutavate kujunduste kasutamine võimaldaks märkimisväärselt väiksema suuruse ja raskusega soojakilpe ja sellest tulenevalt kosmoselaevu, mis mahutavad suuremas koguses teaduslikku varustust ja elu säilitavaid tarvikuid. NASA teadlased ennustavad, et tehnoloogia võib olla kasulik tulevastel missioonidel ükskõik kuhu atmosfääriga, sealhulgas Marsile, Veenusele või isegi Saturni suurimale kuule Titanile.
