Täispuhutav kuumuskilp võib pakkuda paksu atmosfääriga maailmale suuri kandevõimeid

Pin
Send
Share
Send

Üks suuremaid proovikive Marsile saatmisel on planeedi atmosfääriga võitlemine. Ehkki maakeraga võrreldes uskumatult õhuke (umbes pool protsenti Maa õhurõhust), on sellest tulenev õhuhõõrdejõud endiselt probleem maa peal liikuvatele kosmoselaevadele. Ja tulevikku vaadates loodab NASA, et suudab maanduda raskematele koormadele nii Marsi kui ka muudele planeetidele - mõnedel neist võib olla sama tihe atmosfäär kui Maal.

Selle võimalikuks lahenduseks on täispuhutavate aerosoolkerede (aka termokilpide) kasutamine, mis pakuvad jäikade suhtes arvukalt eeliseid. Selle tehnoloogia arendamiseks on NASA ja United Launch Alliance (ULA) teinud koostööd, et töötada välja täispuhutav kuumakilp, mida tuntakse täispuhutava kiirendi madala maa orbiidi lennutestina (LOFTID). 2022. aastaks loodavad nad saata selle tipptasemel prototüübi madala Maa orbiidile (LEO), kus seda katsetatakse.

Kui kosmoselaev siseneb atmosfääri, hakkavad aerodünaamilised jõud sellele mõjuma. See aitab kosmoselaeva aeglustada, muutes selle kineetilise energia soojuseks. Loomulikult võib see kuumus muutuda väga intensiivseks, seades ohtu kosmoseaparaadi ja selle meeskonna kõik meeskonnad. Seetõttu on kasulik koormus ja meeskonnaga seotud missioonid varustatud õhukvaliteedi kaitseks nende kaitseks atmosfääri sisenemise ajal.

Kosmoselaevade aeglustamiseks orbiidi sisenemise, laskumise ja maandumise (EDL) ajal on NASA alates loomisest 1958. aastal tuginenud kosmoselaevade aeglustamiseks suuresti retrorakettide tõukejõule ja jäikadele kuumakaitsekilpidele. Kahjuks on nendel süsteemidel oma osa puudustest, millest vähemalt tähtsus on mass ja vajadus raketikütuse järele. Samal ajal on mastaapsus pisut probleem, kuna suuremad koormused vajavad suuremat aerosooli, mis tähendab veelgi suuremat massi.

Seal on eriti kasulikud täispuhutavad soojakilbid. Selle tehnoloogia abil saaksid NASA ja muud kosmoseagentuurid kasutada suuremaid aeroskoope, mis suudaksid massi kokkuhoides rohkem tõmmata. Kaasates oma kosmoseaparaatidesse sellised ideed nagu LOFTID, mis kasutavad tõukejõu asemel aerodünaamilisi jõude, peab NASA revolutsiooniliselt viima seda, kuidas ta toimetab kasulikke koormusi planeetidele ja orbiidile.

Kontseptsioon on hüpersoonilise täispuhutava aerodünaamilise kiirendi (HIAD) tehnoloogia näide, mida NASA on uurinud juba üle kümne aasta. HIAD ei ole mitte ainult kõige tõhusam viis atmosfääriga planeedile siseneva kosmoselaeva aeglustamiseks, vaid ületab ka jäikade süsteemide pakendipiirangud, kasutades selleks täispuhutavaid materjale, mida saab kanderaketti paigutada.

See tehnoloogia on seetõttu kõige massiefektiivsem viis atmosfääriga planeedile siseneva kosmoselaeva aeglustamiseks ja see võimaldab suuremate masside viimist nimetatud planeedi mis tahes kõrgusele. Olles läbi viinud kaks suborbitaalset lennutesti, LOFTID orbitaallennu test (aastal 2022) on tõestamisprotsessi järgmine loogiline samm, kuna see võimaldab tehnoloogiat valideerida paljude missioonide rakenduste jaoks.

Kui testimine on lõpule viidud ja tehnoloogiat saab integreerida, LOFTID ja muud HIAD-kontseptsioonid võiksid võimaldada missioone teistele Päikesesüsteemi planeetidele ja kehadele, aga ka kõrgematesse kohtadesse. Seda saaks kasutada ka rahvusvaheliste kosmosejaamade (ISS) kaudu Maale naasvate koormate ja meeskondade jaoks ning korduvkasutatavate komponentide (näiteks ULA pakutud raketi Vulcan mootorid) taastamiseks.

NASA Langley uurimiskeskuses, kus insenerid valmistavad ette käivitamiseks täispuhutavat kuumakilpi, jätkuvad testid. See seisneb lämmastiku temperatuuri mõõtmises, kui see väljub neitsi proovilendu ajal kasutatavatest paakidest. Pakkimis- ja juurutusteste viib läbi ka Californias Santa Anais langevarjude kujundamise ja tootmisega tegelev ettevõte Airborne System.

Kui 2022. aasta orbitaaltestiga kõik hästi läheb, võime eeldada, et HIAD-tüüpi aerosooled muutuvad regulaarseks funktsiooniks Marsil, Veenuses, Titanil ja muudes Päikesesüsteemi kehades, mille atmosfäär on tihedam. Ja vaadake kindlasti seda videot LOFTIDi soojakilbist, NASA Langley uurimiskeskuse viisakusest:

Pin
Send
Share
Send