Uma nave espacial que reentra na atmosfera da Terra encontra temperaturas de até 1850 graus Fahrenheit, enquanto desce a velocidades que se aproximam de 7600 milhas por hora. Toda essa energia faz um escudo robusto para absorver o calor absolutamente necessário para proteger os astronautas e o equipamento interno. Mas ao longo da história da NASA, esses escudos térmicos - tipicamente construídos com materiais rígidos - colocaram um problema de segurança, com as cerâmicas frágeis responsáveis pelo desastre de 2003 na Columbia .
Ontem, a NASA realizou um teste de uma nova abordagem para este problema: um escudo de calor de tecido inflável. Na madrugada de ontem, um foguete carregando um protótipo foi lançado 288 milhas para cima a partir do Wallops Flight Facility da NASA, na costa leste da Virgínia. Depois que o veículo experimental - conhecido como Experimento do Veículo de Reentrada Inflável (IRVE-3) - foi ejetado do foguete, o escudo inflou de acordo com o planejado e desceu com segurança de volta à Terra no curso de cerca de 20 minutos, aterrissando no Atlântico. Cape Hatteras, Carolina do Norte.
Especialistas estão trabalhando em um experimento único que usará um escudo aeroshell / heat inflável para proteger uma espaçonave ao entrar na atmosfera de um planeta ou retornar à Terra.“Tudo correu como um relógio. O IRVE-3 foi executado exatamente como deveria ”, disse Neil Cheatwood, o investigador principal do projeto. "Ele entrou na atmosfera da Terra em Mach 10, dez vezes a velocidade do som, e sobreviveu com sucesso ao calor e às forças da jornada".
Depois de três anos em desenvolvimento, a equipe de pesquisa da NASA criou o design inovador, que é capaz de resistir às tensões do vôo espacial usando materiais mais leves e flexíveis. No lançamento, o escudo é feito de um cone de anéis não inflados de tecido de kevlar, tudo cercado por uma manta térmica. Durante o vôo, o escudo térmico de 680 libras se separa do foguete de lançamento, e um sistema de insuflação bombeia nitrogênio para a unidade até formar uma forma de cogumelo, com o cilindro superior de aproximadamente 10 pés de diâmetro.
"Nós gostamos quando parece simples", disse Carrie Rhoades, engenheiro de sistemas de vôo. “Realmente demorou um pouco para chegar onde estamos agora. Temos que fazer todos os tipos de testes diferentes - em túneis de vento, instalações de alta temperatura e laboratórios. ”
Um experimento anterior, o IRVE-2, também sobreviveu com sucesso à reentrada em agosto de 2009, mas com uma carga útil muito mais leve e em velocidades muito mais lentas. O IRVE-3 experimentou cerca de 10 vezes mais calor, semelhante ao que seria esperado que um escudo térmico suportasse em uma missão real.
Durante o voo experimental, os engenheiros monitoraram de perto os dados das câmeras e termômetros internos para rastrear se o escudo estava suficientemente protegido contra a embarcação das imensas quantidades de calor geradas. Enquanto aplaudiam o sucesso, um barco da Marinha norte-americana de alta velocidade foi despachado para a área de respingos para resgatar a embarcação, para que o pessoal da NASA possa estudá-la em futuras missões.
A NASA está conduzindo os testes para mostrar que tais projetos infláveis poderiam ser usados no futuro para proteger cápsulas espaciais durante a entrada ou descida planetária e ajudar a devolver a carga para a Terra da Estação Espacial Internacional. ”É ótimo ver os resultados iniciais indicarem que tivemos uma teste bem-sucedido do desacelerador aerodinâmico inflável hipersônico ”, disse James Reuther, vice-diretor do Programa de Tecnologia Espacial da NASA. “Este voo de demonstração é muito útil para mostrar o valor dessas tecnologias para servir como escudos térmicos de entrada atmosférica para o espaço futuro.”
A NASA planeja testar blindagens térmicas infláveis cada vez maiores com outros tipos de tecidos resistentes ao calor antes de finalmente colocá-los para trabalhar em uma missão real. O próximo é o Teste de Reentrada Atmosférica de Alta Energia (HEART) - um conceito inclui um escudo de calor maior, com quase 30 pés de diâmetro.
O uso de projetos infláveis poderia permitir proteções térmicas de tamanhos e pesos significativamente reduzidos - e, consequentemente, espaçonaves que podem acomodar grandes quantidades de equipamentos científicos e suprimentos para sustentar a vida. Os cientistas da NASA prevêem que a tecnologia pode ser útil em futuras missões para qualquer lugar com uma atmosfera, incluindo Marte, Vênus ou até mesmo Titã, a maior lua de Saturno.
