NASA testuje materiály tepelných štítů ve 12 pouzdrech na palubě odlétající nákladní lodi

NASA podle článku svého střediska Ames Research Center využívá zánikový let nákladní kosmické lodi k vyzkoušení materiálů pro budoucí tepelné štíty. Když loď Cygnus XL 24. zásobovací mise společnosti Northrop Grumman pro NASA opustila Mezinárodní vesmírnou stanici, nesla 12 malých experimentálních pouzder. Podle NASA by se materiály na palubě mohly stát základem tepelných štítů, které budou chránit astronauty na cestě zpět z Měsíce a Marsu.

KREPE-3, zkratka pro Kentucky Reentry Probe Experiment, je třetí misí série, kterou NASA označuje za nízkonákladovou a která sbírá data v posledních okamžicích existence nákladní lodi. Společně ji provozují University of Kentucky a stát Kentucky spolu s programem NASA EPSCoR (Established Program to Stimulate Competitive Research), několika středisky NASA a dalšími federálními a komerčními partnery. Pouzdra navrhli studenti University of Kentucky a nesou senzory teploty, tlaku, pohybu, magnetického pole a světla.

Před odletem lodi Cygnus XL ji astronauti naložili odpadem a pouzdra zapnuli. Loď se má podle plánu rozpadnout v zemské atmosféře; podle NASA budou pouzdra poté vymrštěna a zaznamenají, jak si jednotlivé sady materiálů tepelných štítů povedou, přičemž živá data budou předávána výzkumníkům přes satelit. Keith Peterson, materiálový inženýr v Ames, označil tento přístup za „chytrý způsob, jak získat letová data o materiálech, které jsou stále ve vývoji“.

Podle NASA nesou pouzdra osvědčenou technologii, například keramický materiál dlaždic, který létal na raketoplánu, a vedle ní novější možnosti, jako je 3D tištěný tepelný štít, který NASA Johnson a Oak Ridge National Laboratory vyvinuly v rámci projektu Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems (aditivní výroba systémů tepelné ochrany). Ames dodalo několik materiálů, mimo jiné dvě pouzdra s MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations), rodinou krytů z vrstev uhlíkových a fenolových vláken prošitých dohromady podobně jako plsť. Podle NASA jsou pružnější, rychleji se vyrábějí a jsou levnější než tradiční materiály, což z nich dělá kandidáty pro mise na Mars, kde řidší atmosféra znamená nižší tepelné zatížení a umožňuje lehčí ochranu.

Třetí pouzdro, Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, má tvar dvojitého kužele s wolframovou špičkou a zadním kuželem obaleným materiálem MERINO a má ověřit počítačové modely porovnáním s naměřenými daty. Další kopíruje tvar aerodynamického pláště (aeroshellu) pro chystanou misi NASA Dragonfly k Saturnovu měsíci Titanu, testuje stabilitu tohoto návrhu a je pokryto materiálem Phenolic Impregnated Carbon Ablator, který byl vyvinut v Ames a letěl na misích Stardust, Mars Science Laboratory a Mars 2020. Jedno další testuje deštníkovitou technologii Adaptable Deployable Entry and Placement Technology a mezi pouzdry domácích i zahraničních partnerů je i senzor tepelného toku z německé University of Stuttgart.