Одной из самых больших проблем отправки полезных грузов на Марс является борьба с атмосферой планеты. Несмотря на то, что он невероятно тонкий по сравнению с земным (с примерно половиной 1% атмосферного давления Земли), результирующее воздушное трение все еще является проблемой для космических кораблей, стремящихся приземлиться там. И, заглядывая в будущее, НАСА надеется, что сможет высадить более тяжелые полезные грузы на Марс, а также на другие планеты, некоторые из которых могут иметь такую же плотную атмосферу, как Земля.
Возможным решением этой проблемы является использование надувных аэросхем (ака. Теплозащитных экранов), которые предлагают многочисленные преимущества по сравнению с жесткими. Чтобы развить эту технологию, НАСА и Объединенный стартовый альянс (ULA) объединили свои усилия для разработки надувного теплового экрана, известного как полетное испытание на низкой околоземной орбите надувного замедлителя (
Когда космический корабль входит в атмосферу, аэродинамические силы начинают тянуть его. Это помогает замедлить космический корабль, преобразовав его кинетическую энергию в тепло. Естественно, это тепло может стать очень интенсивным, создавая угрозу для космического корабля и любого экипажа, который у него может быть на борту. Следовательно, почему полезные грузы и миссии с экипажем оснащены тепловыми экранами, чтобы защитить их во время входа в атмосферу.
С момента своего создания в 1958 году НАСА в значительной степени полагалось на ретро-ракетные двигатели и жесткие тепловые экраны для замедления космического корабля во время операций орбитального входа, спуска и посадки (EDL). К сожалению, эти системы имеют свои недостатки, не последним из которых является масса и потребность в топливе. В то же время масштабируемость является проблемой, так как большие полезные нагрузки требуют большего размера оболочки, что означает еще большую массу.
Здесь особенно полезны надувные теплозащитные экраны. Используя эту технологию, НАСА и другие космические агентства смогут использовать более крупные аэроснаряды, которые могут создавать большее сопротивление при экономии массы. Включая такие идеи, как LOFTID, в свои космические корабли, которые вместо аэродинамических сил используют аэродинамические силы, НАСА может революционизировать способ доставки полезных нагрузок на планеты и на орбиту.
Эта концепция является примером технологии гиперзвукового надувного аэродинамического замедлителя (HIAD), которую НАСА изучает уже более десяти лет. HIAD не только обеспечивает наиболее эффективный способ замедления космического корабля, входящего в планету с атмосферой, но также преодолевает ограничения упаковки жестких систем, используя надувные материалы, которые могут быть размещены внутри ракеты-носителя.
Следовательно, эта технология является наиболее эффективным способом замедления космического корабля, входящего на планету с атмосферой, и может позволить доставлять большие массы на любую высоту на указанной планете. Проведя два суборбитальных летных испытания,
После того, как тестирование завершено и технология может быть интегрирована,
Испытания все еще продолжаются в исследовательском центре НАСА Лэнгли, где инженеры готовят к запуску надувной теплозащитный экран. Это состоит из измерения температуры газообразного азота, когда он выходит из резервуаров, которые будут использоваться во время первого испытательного полета. Кроме того, Airborne System, компания по разработке и производству парашютов в Санта-Ана, штат Калифорния, проводит испытания упаковки и развертывания.
Если все пройдет успешно с орбитальным испытанием в 2022 году, мы можем ожидать, что аэрошланды HIAD-типа станут обычным явлением для миссий на Марс, Венеру, Титан и другие тела в Солнечной системе, которые имеют более плотную атмосферу. И обязательно посмотрите это видео о тепловом щите LOFTID, любезно предоставленное исследовательским центром NASA Langley:
