ناسا اعلام کرد اولین آزمایش سپر حرارتی جدید خود را حداقل تا 9 نوامبر سال جاری به تعویق انداخته است.
به گزارش تکناک، هنگام فرود فضاپیماها به زمین وقتی وارد جو زمین میشوند اصطکاک بین بدنه فضاپیما و جو بسیار زیاد است. اگر این اصطکاک کاهش نیابد گرمای ناشی از آن می تواند بدنه فضاپیما را کاملا ذوب کرده و باعث انفجار آن شود.
شاتل فضایی ، برای برخورد به بیرونی ترین لبه های جو زمین با سرعت 25 ماخ (17هزار مایل در ساعت) طراحی شده بود. در این سرعت نیروهای اصطکاک بسیار زیاد است که به معنای واقعی کلمه هوای اطراف را در سطح مولکولی از هم جدا می کند.
ناسا خاطرنشان می کند: استفاده از کشش اتمسفر کارآمدترین روش برای کاهش سرعت یک فضاپیما است. برای زنده ماندن در دمای 3000 درجه فارنهایت شدید، شاتل به لایههایی از موزاییک محافظ حرارتی متکی بود که ذوب میشوند و گرمای اضافی را با خود میبرند، اما باگر فضاپیمای بخواهد دوباره پرواز کند به سیستم محافظت حرارتی بهتری نیاز دارد.شاید سیستمی که قابل باد شدن باشد.
برای مأموریت LOFTID ناسا یک بازه زمانی چند ساعته پرتاب را از 9 نوامبر برنامهریزی کرده است. این موشک از پایگاه نیروی فضایی وندنبرگ با موشک ULA Atlas به همراه یک ماهواره هواشناسی قطبی جدید NOAA پرواز خواهد کرد. پس از جدا شدن ماهواره از مرحله فوقانی موشک اطلس، LOFTID قبل از ورود مجدد در مدار پایین زمین باز و شروع به باد شدن می کند.
استیو هیوز، سرپرست هواپیمای LOFTID در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا در بیانیهای مطبوعاتی گفت: یکی از بزرگترین تفاوتها قبل از انجام آزمایشهای زیرمداری این است که موشک با سرعت تقریباً 5600 مایل در ساعت یا 2.5 کیلومتر بر ثانیه وارد جو می شود، که در حال حاضر دشوار است. اما با LOFTID، موشک با سرعت نزدیک به 18000 مایل در ساعت یا 8 کیلومتر در ثانیه وارد جو خواهد شد. این تقریباً سه برابر سریعتر است، اما این تفاوت سرعت 9 برابر انرژی حرارتی بیشتر ایجاد می کند.
سپر حرارتی LOFTID چهار لایه محافظ در برابر این انرژی حرارتی دارد . بیرونیترین لایه از سرامیک و نخ کاربید سیلیکون ساخته شده است که روی همان روشی که نساجی های صنعتی که جین تولید می کنند، پارچه بافتهشده است. لایه دوم و سوم دو نوع عایق هستند، آنها برای محافظت از لایه چهارم که همان لایه اصلی باد شوند است تعبیه شده اند. همه لایه ها در یک سری حلقه های متحدالمرکز قرار گرفته شده است . این حلقه های متحدالمرکز خودشان از پلیمر بافته شده ای ساخته شده اند که ده برابر قوی تر از فولاد است و به هدایت انبساط سپر محافظتی هنگام باد شدن کمک می کند.
ناسا بیش از یک دهه است که در حال توسعه فناوری کاهشدهنده آیرودینامیک بادی مافوق صوت (HIAD) بوده است LOFTID (تست پرواز کاهشدهنده بادی مدار پایین زمین) جدیدترین تکرار این فناوری است، نوع جدیدی از سپر حرارتی که به طور بالقوه از بسیاری از مشکلات ناسا با نسل فعلی پوستههای هوای صلب جلوگیری میکند.
این سپرهای سخت محدودیت سختی در اندازه خود دارند که توسط قطر پوشش موشک تعیین می شود. پوستههای هوای سبک با این محدودیت مواجه نیستند و میتوانند تا حد زیادی از لبه پوشش امتداد پیدا کنند و ناسا را قادر میسازد تا از محمولههای بزرگتر و سنگینتر هنگام ورود به اتمسفر محافظت کند.
ناسا بیش از یک دهه است که در حال توسعه فناوری کاهش دهنده آیرودینامیک بادی مافوق صوت (HIAD) بوده است. LOFTID آخرین خروجی این فناوری است، نوع جدیدی از سپر حرارتی که به طور بالقوه از بسیاری از مشکلات ناسا با نسل کنونی پوستههای هوای صلب را مرتفع میکند. سپرهای سخت محدودیت زیادی در اندازه خود دارند که قطر آنها وابسته قطر پوشش موشک است.
پوستههای نرم سپرهای باد شوند حرارتی با این محدودیت مواجه نیستند و و با قابلیت کشسانی و تحمل وزن بالا ناسا را قادر میسازد تا از فضاپیما های بزرگتر و سنگینتر هنگام ورود به اتمسفر محافظت کند.
توانایی این سپر حرارتی جدید به ویژه برای برنامههای اکتشاف منظومه شمسی آینده ما مهم است، زیرا مشکل دیگر در مورد سپرهای حرارتی فعلی این است که آنها فقط در جو زمین کار میکنند. با سپرهای حرارتی فعلی اگر شما بخواهید چیزی به اندازه شاتل فضایی را روی سطح مریخ فرود احتمال موفقیت در فرود شما بسیار کم خواهد بود. جو مریخ آنقدر متراکم نیست که بتواند اصطکاک کافی در برابر سپرهای حرارتی فعلی را ایجاد کند و سرعت فرود را کاهش دهد تا فرود شاتل را ایمن باشد . بنابراین، ناسا در حال آزمایش یک سپر باد شونده حرارتی است که این فرود ها را در مریخ امکان پذیر می کند.
