Una nave espacial que vuelve a entrar en la atmósfera de la Tierra encuentra temperaturas de hasta 1850 grados Fahrenheit a medida que se desploma a velocidades cercanas a las 7600 millas por hora. Toda esta energía hace un escudo robusto para absorber el calor absolutamente necesario para proteger a los astronautas y el equipo en su interior. Pero a lo largo de la historia de la NASA, estos escudos térmicos, típicamente construidos con materiales rígidos, han planteado un problema de seguridad, con baldosas cerámicas frágiles responsables del desastre de Columbia en 2003.
Ayer, la NASA realizó una prueba de un enfoque novedoso para este problema: un escudo térmico de tela inflable. A primera hora de la mañana de ayer, un cohete que transportaba un prototipo lanzado 288 millas hacia arriba desde la instalación de vuelo Wallops de la NASA en la costa este de Virginia. Después de que el vehículo experimental, conocido como el Experimento de vehículo de reentrada inflable (IRVE-3), fue expulsado del cohete, el escudo se infló de acuerdo con el plan y descendió de forma segura a la Tierra en el transcurso de unos 20 minutos, aterrizando en el Atlántico este de Cabo Hatteras, Carolina del Norte.
Los expertos están trabajando en un experimento único que utilizará un escudo de aerosol / calor inflable para proteger una nave espacial cuando ingrese a la atmósfera de un planeta o regrese a la Tierra“Todo salió como un reloj. El IRVE-3 funcionó tal como se suponía que debía hacerlo ”, dijo Neil Cheatwood, el investigador principal del proyecto. "Entró en la atmósfera de la Tierra en Mach 10, diez veces la velocidad del sonido, y sobrevivió con éxito al calor y las fuerzas del viaje".
Después de tres años en desarrollo, el equipo de investigación de la NASA creó el diseño innovador, capaz de resistir las tensiones del vuelo espacial utilizando materiales más ligeros y más flexibles. En el lanzamiento, el escudo está formado por un cono de anillos desinflados de tela tejida con kevlar, todo rodeado por una manta térmica. Durante el vuelo, el escudo térmico de 680 libras se separa del cohete de lanzamiento, y un sistema de inflado bombea nitrógeno a la unidad hasta que se forma un hongo, con el cilindro superior de aproximadamente 10 pies de diámetro.
"Nos gusta cuando parece simple", dijo Carrie Rhoades, ingeniera de sistemas de vuelo. “Realmente tomó bastante trabajo llegar a donde estamos ahora. Tenemos que hacer todo tipo de pruebas diferentes: en túneles de viento, instalaciones de alta temperatura y laboratorios ".
Un experimento anterior, IRVE-2, también sobrevivió con éxito el reingreso en agosto de 2009, pero con una carga útil mucho más ligera y a velocidades mucho más lentas. IRVE-3 experimentó aproximadamente 10 veces más calor, similar a lo que se esperaría que soportara un escudo térmico en una misión real.
Durante el vuelo experimental, los ingenieros monitorearon de cerca los datos de las cámaras y termómetros a bordo para rastrear si el escudo estaba suficientemente protegido de la nave de las inmensas cantidades de calor generado. Mientras aplaudían el éxito, se envió un bote de alta velocidad de la Marina de los EE. UU. A la zona de chapoteo para recuperar la nave, para que el personal de la NASA pueda estudiarla para futuras misiones.
La NASA está realizando las pruebas para demostrar que tales diseños inflables podrían usarse en el futuro para proteger las cápsulas espaciales durante la entrada o el descenso planetario y ayudar a devolver la carga a la Tierra desde la Estación Espacial Internacional ". Es genial ver que los resultados iniciales indican que tuvimos un prueba exitosa del desacelerador aerodinámico inflable hipersónico ", dijo James Reuther, subdirector del Programa de Tecnología Espacial de la NASA. "Este vuelo de demostración muestra en gran medida el valor de estas tecnologías para servir como escudos térmicos de entrada atmosférica para el espacio futuro".
La NASA planea probar escudos térmicos inflables cada vez más grandes con otros tipos de telas resistentes al calor antes de ponerlos a trabajar en una misión real. El siguiente paso es la Prueba de reentrada atmosférica de alta energía (HEART), un diseño conceptual que incluye un escudo térmico más grande, de casi 30 pies de diámetro.
El uso de diseños inflables podría permitir escudos térmicos de tamaños y pesos significativamente reducidos, y en consecuencia, naves espaciales que puedan acomodar grandes cantidades de equipo científico y suministros para mantener la vida. Los científicos de la NASA predicen que la tecnología podría ser útil en futuras misiones a cualquier lugar con una atmósfera, incluyendo Marte, Venus o incluso Titán, la luna más grande de Saturno.
