NASA تختبر مواد الدروع الحرارية في 12 كبسولة على متن مركبة شحن مغادرة

تستخدم NASA رحلة التخلص من مركبة فضائية للشحن لتجربة مواد لدروع حرارية مستقبلية، وفقًا لمقال صادر عن Ames Research Center التابع للوكالة. فعندما غادرت مركبة Cygnus XL الخاصة بمهمة إعادة الإمداد رقم 24 التي تنفذها Northrop Grumman لصالح NASA محطةَ الفضاء الدولية، كانت تحمل 12 كبسولة تجريبية صغيرة. وتقول NASA إن المواد الموجودة على متنها قد تصبح أساسًا لدروع حرارية تحافظ على سلامة رواد الفضاء في طريق عودتهم من القمر والمريخ.

KREPE-3، اختصار Kentucky Reentry Probe Experiment (تجربة مسبار العودة إلى الغلاف الجوي من كنتاكي)، هي المهمة الثالثة في سلسلة تصفها NASA بأنها منخفضة التكلفة، وتجمع البيانات في اللحظات الأخيرة من عمر مركبة الشحن. ويديرها بشكل مشترك University of Kentucky وولاية كنتاكي مع برنامج EPSCoR التابع لـNASA (Established Program to Stimulate Competitive Research)، وعدد من مراكز NASA وشركاء فيدراليين وتجاريين آخرين. وقد صمم طلاب في University of Kentucky الكبسولات، التي تحمل مستشعرات لدرجة الحرارة والضغط والحركة والمجال المغناطيسي والضوء.

قبل مغادرة Cygnus XL، حمّلها رواد الفضاء بالنفايات وشغّلوا الكبسولات. ومن المقرر أن تتفكك المركبة في الغلاف الجوي للأرض؛ وتقول NASA إن الكبسولات ستُقذف حينها وتسجّل مدى صمود كل مجموعة من مواد الدروع الحرارية، مع نقل البيانات الحية إلى الباحثين عبر الأقمار الصناعية. ووصف Keith Peterson، مهندس المواد في Ames، هذا النهج بأنه «طريقة ذكية للحصول على بيانات طيران عن مواد لا تزال قيد التطوير».

ووفقًا لـNASA، تحمل الكبسولات تقنيات راسخة، مثل مادة البلاط الخزفي التي طارت على المكوك الفضائي، إلى جانب خيارات أحدث مثل درع حراري مطبوع بتقنية 3D طوّرته NASA Johnson وOak Ridge National Laboratory ضمن مشروع Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems (التصنيع بالإضافة لأنظمة الحماية الحرارية). وأسهم مركز Ames بعدة مواد، منها كبسولتان مزودتان بـMERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations)، وهي عائلة من الأغطية مصنوعة من طبقات من ألياف الكربون والألياف الفينولية المخيطة معًا على نحو يشبه اللباد إلى حد كبير. وتقول NASA إنها أكثر مرونة وأسرع إنتاجًا وأرخص من المواد التقليدية، ما يجعلها مرشحة لمهام المريخ، حيث يعني الغلاف الجوي الأرقّ أحمالًا حرارية أقل ويسمح بحماية أخف.

أما كبسولة ثالثة، هي Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment، فلها شكل مخروطي مزدوج برأس من التنغستن ومخروط خلفي مغلف بـMERINO، والغرض منها التحقق من النماذج الحاسوبية بمقارنتها بالبيانات المقيسة. وتحاكي كبسولة أخرى شكل الغلاف الهوائي (aeroshell) لمهمة Dragonfly المقبلة التابعة لـNASA إلى تيتان، قمر زحل، وتختبر ثبات هذا التصميم، وهي مغطاة بـPhenolic Impregnated Carbon Ablator، وهي مادة استئصالية طُوّرت في Ames وطارت على Stardust وMars Science Laboratory وMars 2020. وتختبر كبسولة إضافية تقنية Adaptable Deployable Entry and Placement Technology ذات الشكل الشبيه بالمظلة، وتشمل الكبسولات المقدمة من شركاء محليين ودوليين مستشعرًا للتدفق الحراري من University of Stuttgart في ألمانيا.