La NASA testa materiali per scudi termici in 12 capsule a bordo di un veicolo cargo in partenza

La NASA sfrutta il volo di smaltimento di un veicolo spaziale cargo per sperimentare materiali per futuri scudi termici, secondo un articolo dell'Ames Research Center dell'agenzia. Quando il veicolo Cygnus XL della 24ª missione di rifornimento di Northrop Grumman per la NASA ha lasciato la Stazione Spaziale Internazionale, trasportava 12 piccole capsule sperimentali. Secondo la NASA, i materiali a bordo potrebbero diventare la base per scudi termici che proteggano gli astronauti al ritorno dalla Luna e da Marte.

KREPE-3, abbreviazione di Kentucky Reentry Probe Experiment, è la terza missione di una serie che la NASA descrive come a basso costo e che raccoglie dati negli ultimi istanti di vita di un veicolo cargo. È condotta congiuntamente dalla University of Kentucky e dallo Stato del Kentucky insieme al programma EPSCoR della NASA (Established Program to Stimulate Competitive Research), a diversi centri NASA e ad altri partner federali e commerciali. Gli studenti della University of Kentucky hanno progettato le capsule, che trasportano sensori di temperatura, pressione, movimento, campo magnetico e luce.

Prima della partenza del Cygnus XL, gli astronauti lo hanno caricato di rifiuti e hanno acceso le capsule. È previsto che il veicolo si disintegri nell'atmosfera terrestre; secondo la NASA, le capsule verranno quindi espulse e registreranno come resiste ciascun set di materiali per scudi termici, con dati trasmessi in diretta ai ricercatori via satellite. Keith Peterson, ingegnere dei materiali presso Ames, ha definito l'approccio «un modo intelligente per ottenere dati di volo su materiali ancora in fase di sviluppo».

Secondo la NASA, le capsule trasportano tecnologie consolidate, per esempio il materiale delle piastrelle ceramiche usato sullo Space Shuttle, accanto a soluzioni più recenti come uno scudo termico stampato in 3D che NASA Johnson e Oak Ridge National Laboratory hanno sviluppato nell'ambito del progetto Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems. Ames ha fornito diversi materiali, tra cui due capsule con MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations), una famiglia di rivestimenti composti da strati di fibre di carbonio e fenoliche cuciti insieme in modo simile al feltro. Secondo la NASA, sono più flessibili, più rapidi da produrre e più economici dei materiali tradizionali, il che li rende candidati per le missioni su Marte, dove l'atmosfera più rarefatta comporta carichi termici inferiori e consente protezioni più leggere.

Una terza capsula, il Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, ha una forma a doppio cono con punta in tungsteno e un cono posteriore rivestito di MERINO, ed è destinata a confrontare i modelli computerizzati con i dati misurati. Un'altra riproduce la forma dell'aeroshell (guscio aerodinamico) della futura missione Dragonfly della NASA verso Titano, luna di Saturno, verifica la stabilità di quel progetto ed è rivestita di Phenolic Impregnated Carbon Ablator, un materiale sviluppato presso Ames che ha volato su Stardust, Mars Science Laboratory e Mars 2020. Un'altra ancora testa la Adaptable Deployable Entry and Placement Technology, a forma di ombrello, e tra le capsule di partner nazionali e internazionali figura un sensore di flusso termico della University of Stuttgart, in Germania.