آژانس‌های فضایی در حال پیشرفت در سپرهای حرارتی بادی برای ماموریت‌های آینده مریخ هستند
آژانس‌های فضایی در سراسر جهان در حال پیشرفت در فناوری سپرهای حرارتی بادی به منظور افزایش حفاظت از فضاپیما به هنگام تلاش برای ماموریت‌های مریخ و حمل بارهای بزرگتر هستند.
به طور کلی، آژانس‌های فضایی از پوسته‌های هوایی سخت برای بازگرداندن افراد و بارها از فضا با استفاده از چتر و پیشران‌های معکوس استفاده می‌کنند.
اما این‌ها به شکل سازه‌های پرتاب محدود هستند و معمولاً نمی‌توانند بیشتر از چهار تا پنج متر باشند بر اساس آنچه که در حال حاضر موجود است.
دانشمندان ادعا می‌کنند که هرچه پوسته هوایی در مرحله بازگشت به جو بزرگتر باشد، جرم بیشتری می‌توان از مدار بازگرداند.
توقف و فرود ایمن
جو دل کورسو، مدیر پروژه آزمایش پرواز مدار پایین زمین یک کندکننده بادی (LOFTID) در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا، به اسپیس نیوز گفت: تا حد چهار یا پنج متر محدودیت‌هایی برای بازگرداندن جرم از مدار داریم.
سطح بزرگتر باعث افزایش کشش می‌شود و فضای هواپیما را به طور موثرتری در هنگام بازگشت به جو کند می‌کند. این می‌تواند برای سیاره‌ای با جو نازک مانند مریخ مفید باشد تا از توقف و فرود ایمن مطمئن شود.
دل کورسو گفت: برای ما، ما در حال بررسی انتقال از یک و نیم تن به 20 تا 40 تن هستیم؛ یک و نیم تن یک گلف کارت مجهز است، 20-40 تن چیزی شبیه به یک خانه کوچک با امکانات کامل به همراه یک خودرو در پارکینگ است.
آزمایش پرواز مدار پایین زمین یک کندکننده بادی
ماموریت آزمایش پرواز مدار زمین (LEO) ناسا با یک کندکننده بادی (LOFTID) نتیجه دو دهه تحقیق و توسعه به رهبری مرکز تحقیقات لانگلی ناسا برای تکنولوژی کندکننده‌های هوایی فوق صوتی بادی (HIAD) بود.
یک پوسته هوایی HIAD می‌تواند به صورت فشرده در یک حجم کوچک برای پرتاب سخت شود و سپس قبل از ورود به جو برای توقف هوایی پایدار گشوده شود. نسبت به پوسته‌های هوایی ثابت سنتی که با اندازه پوشش پرتاب محدود می‌شوند، کندکننده‌های بادی کشش بیشتری ایجاد می‌کنند و فرآیند توقف را در نواحی بالایی جو با کارایی و پایداری بیشتر آغاز می‌کنند.
سپرهای حرارتی بزرگ قابل گسترش امکان حمل بارهای بزرگتر و سنگین‌تر، از جمله سازهای علمی و سیستم‌های پشتیبانی انسانی برای فرود و اکتشاف سیاره‌ای را به فضاپیما می‌دهند. با قطر منحصر به فرد 6 متری سپر حرارتی بادی LOFTID، این اولین بازگشت مداری از نوع خود و بزرگترین ورودی جوی بلانت بود.
پوسته هوایی LOFTID شرایط سخت بازگشت به جو را تحمل کرد
در تاریخ 10 نوامبر 2022، پوسته هوایی LOFTID شرایط سخت بازگشت به جو را تحمل کرد و در طول کل طیف پرواز فوق صوت، مافوق صوت، فراسرعت صوت و زیرسرعت صوت پایداری هوایی خود را به نمایش گذاشت.
این نمایش، عملکرد ساختاری و حرارتی تکنولوژی HIAD را تأیید کرد، به طوری که پوسته هوایی از وسیله ورودی با وزن 1100 کیلوگرم محافظت می‌کرد که با سرعت 8 کیلومتر بر ثانیه وارد جو زمین می‌شد، به ماخ 30 می‌رسید و تحت کاهش سرعت 9.5 جی قرار می‌گرفت قبل از کشیدن چترها و فرود نرم در اقیانوس آرام، جایی که در وضعیت عالی بازیابی شد.
ناسا توسط شرکت‌های مختلف برای استفاده از تکنولوژی HIAD مورد علاقه قرار گرفت
پوسته هوایی LOFTID در معرض محیطی با گرمایش هواکش قرار گرفت که نماینده بسیاری از کاربردهای HIAD در مریخ و مدار پایین زمین بود و توانایی ساختار بادی تحت تاثیر گرما را برای تحمل نیروهای هوایی که از آنچه در مریخ انتظار می‌رود بیشتر بودند، به نمایش گذاشت.
از آن زمان، ناسا توسط تعدادی از شرکت‌ها و آژانس‌های مختلف برای استفاده از تکنولوژی HIAD مورد علاقه قرار گرفت، دل کورسو به اسپیس نیوز گفت.
پروژه جدید اروپا برای توسعه یک سپر حرارتی بادی
در ژوئن، اروپا پروژه جدیدی را به نام
ICARUS
برای توسعه یک سپر حرارتی بادی آغاز کرد.
کنسرسیوم ICARUS به رهبری دیموس شامل شرکا از جمله آتوس آلمان، مرکز هوافضای آلمان (DLR)، و مراکز تحقیقات فضایی رسمی از ایتالیا (CIRA) و فرانسه (ONERA) است.
در صورت موفقیت، این سیستم می‌تواند از بار گرانبها در بازگشت و فرود به زمین محافظت کند و در نهایت برای ماموریت‌های مریخ نیز به کار رود.
ICARUS (مفهوم پوسته هوایی بادی برای بازیابی مرحله پرتاب قابل استفاده مجدد) مبلغ 10 میلیون یورو از کمیسیون اروپا (EC) تحت برنامه هورایزن اروپا دریافت کرده است.
در مرحله اول، کنسرسیوم ماموریت و طراحی سیستم را همراه با بلوغ کلیدی تکنولوژی‌ها روی زمین انجام می‌دهد.
در مرحله دوم، یک آزمایش پروازی با استفاده از موشک صوتی با نمونه‌ای از سپر حرارتی بادی در شرایط فراسرعت صوت انجام خواهد شد. هنگامی که داخل موشک قرار دارد، نمونه سپر حرارتی بادی دارای قطر تقریبی ۵۰ سانتی‌متر و وقتی بادی شود، دارای قطری حدود ۳ متر خواهد بود. بسته به کاربرد، نسخه تجاری کامل می‌تواند دارای قطر ۱۰ متری زمانی که بادی شود، باشد.
