Kosmos

NASA wróciła z kosmosu na dmuchanym „materacu”, test LOFTID już za nami

Krzysztof Kurdyła
0

W tym tygodniu mieliśmy dwa ciekawe wydarzenia orbitalne. Nieoczekiwanie problematyczny okazał się start Cygnusa na ISS, ale najciekawsza rzecz wydarzyła się w czasie misji Atlasa V. Przetestowano tam nadmuchiwaną osłonę termiczną dla przyszłych rakiet i statków kosmicznych.

Test LOFTID

Misja realizowana przez United Launch Alliance miała za zadanie wynieść na orbitę satelitę pogodowego Joint Polar Satellite System 2 (JPSS 2). Jednak w ładowni Atlasa V startującego z bazy sił kosmicznych Vandenberg kryło się coś jeszcze. 15 minut po umieszczeniu przez Centaura (górny człon rakiety Atlas) głównego ładunku na zadanej orbicie, statek firmy ULA wypuścił „na wolność” demonstrator LOTFID. Mały statek wyposażony w aparaturę pomiarową, nadmuchał prototypową osłonę termiczną o szerokości 6 metrów, która następnie weszła w ziemską atmosferę.

Jej zadaniem było spowolnić urządzenie wyposażone w szereg sensorów z prędkości orbitalnej do 0,7 Macha i przeżyć w warunkach nagrzania się do temperatury nawet 1400° C. NASA nie poinformowała dokładnie jakie materiały zostały użyte przy jej tworzeniu wiemy, że jest kilka opcji, spośród których można wybierać, zależnie od profilu lądowania.

LOTFID wykonał swoje zadanie, otworzył spadochron, wyrzucił zapisany backup danych w postaci specjalnej bojki i wodował na Oceanie Spokojnym. Tam został podjęty z wody przez statek ULA. Oczywiści o tym, czy wszystko poszło zgodnie z planem, dowiemy się za jakiś czas, gdy naukowcy przeanalizują dane zebrane przez umieszczone tam instrumenty.

Osłona składa się z koncentrycznych pierścieni, wyplecionych z włókien syntetycznych i 15 razy mocniejszych od stali, które po wypełnieniu powietrzem tworzą odpowiednio wyprofilowany kształt. Od czoła i boków chroni je elastyczna struktura, zbudowana z niezwykle wytrzymałej zewnętrznej warstwy z włókien ceramicznych, oraz dwu dodatkowych, pełniących rolę kolejnych warstw izolujących. Struktura ma wytrzymywać temperatury do 1600°C.

Wielkość ma znaczenie?

Po co NASA testuje takie rozwiązanie, skoro obecnie istniejące powłoki ablacyjne w typie stosowanej w Dragonie PICA-X się sprawdzają? Jest kilka powodów, choćby ta, że powłoki stałe wbrew pozorom nie są ani łatwe w produkcji, ani w montażu, i do dziś sprawiają firmom kosmicznym duże problemy.

Przede wszystkim chodzi jednak o wielkość osłony. Te dzisiejsze ograniczone są do średnicy statku czuli około 4 - 5 metrów. Tymczasem im większa średnica, tym wydajniejsze hamowanie i w efekcie niższa będzie ostateczna prędkość graniczna. To właśnie skłoniło naukowców do prób stworzenia osłon pompowanych, które po wypełnieniu będą w stanie znacznie zwiększać swoją powierzchnię czołową.

Co ciekawe, jej zastosowanie widzą nie tylko dla statków powracających na Ziemię, jednym z założeń jest poprawienie efektywności lądowań na innych ciałach niebieskich, takich jak Mars, Wenus czy Tytan. Na Ziemi jako pierwsza chce go wykorzystać właśnie operator rakiety, dzięki której test przeprowadzono, czyli firma ULA.

Należąca do Boeinga i Lockheed Martin spółka kosmiczna przygotowuje się do debiutu nowej rakiety Vulcan. Początkowo będzie to pojazd całkowicie jednorazowy, ale ULA pracuje nad system SMART (Sensible Modular Autonomous Return Technology) mającym umożliwić jej w przyszłości odzyskiwanie modułu zawierającego silniki BE-4. Szacuje się, że osłona dla silników z Vulcana, po napompowaniu będzie musiała mieć około 12-14 metrów średnicy.

Skoro już jesteśmy przy temacie wielkości, to choć w obecnym teście sprawdzono osłonę 6-metrową, jej wielkość może być różna, zależnie od tego co będzie hamowane. NASA przewiduje, że mniejsze sondy, np. powracające z wynikami eksperymentów prowadzonych na orbicie będzie mieć osłony od 3 do 6 metrów. Lądowanie przeciętnej sondy na Marsie, ze względu na jego rzadką atmosferę, może wymagać osłon średnicy nawet 16 metrów.

Ogólnie rzecz biorąc, poza sferą materiałową, koncepcja LOFTID wydaje się prosta i jednocześnie bardzo efektywna. Test na dziś wygląda na zaliczony, choć tutaj decydujące będą dane pomiarowe. Ja w każdym razie sporo sobie po niej obiecuję i z ciekawością czekam na szczegółowy raport z tej misji.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu