NASA testuje materiały osłon termicznych w 12 kapsułach na pokładzie odlatującego statku towarowego

Według artykułu należącego do agencji ośrodka Ames Research Center NASA wykorzystuje ostatni lot statku towarowego przeznaczonego do utylizacji, aby wypróbować materiały na przyszłe osłony termiczne. Gdy pojazd Cygnus XL z 24. misji zaopatrzeniowej Northrop Grumman dla NASA opuścił Międzynarodową Stację Kosmiczną, znajdowało się w nim 12 małych kapsuł eksperymentalnych. Według NASA materiały na pokładzie mogą stać się podstawą osłon termicznych, które zapewnią astronautom bezpieczeństwo w drodze powrotnej z Księżyca i Marsa.

KREPE-3, skrót od Kentucky Reentry Probe Experiment, to trzecia misja z serii, którą NASA określa jako niskobudżetową i która zbiera dane w ostatnich chwilach istnienia statku towarowego. Prowadzą ją wspólnie University of Kentucky i stan Kentucky wraz z programem NASA EPSCoR (Established Program to Stimulate Competitive Research), kilkoma ośrodkami NASA oraz innymi partnerami federalnymi i komercyjnymi. Studenci University of Kentucky zaprojektowali kapsuły, które są wyposażone w czujniki temperatury, ciśnienia, ruchu, pola magnetycznego i światła.

Przed odlotem statku Cygnus XL astronauci załadowali go odpadami i włączyli kapsuły. Zgodnie z planem pojazd ma rozpaść się w atmosferze ziemskiej; według NASA kapsuły zostaną wtedy wyrzucone i zarejestrują, jak sprawdza się każdy zestaw materiałów osłon termicznych, a dane na żywo będą przekazywane naukowcom za pośrednictwem satelity. Keith Peterson, inżynier materiałowy z Ames, nazwał to podejście „sprytnym sposobem na uzyskanie danych z lotu dotyczących materiałów, które wciąż są w fazie rozwoju”.

Według NASA kapsuły przenoszą sprawdzoną technologię, na przykład materiał płytek ceramicznych stosowany w promach kosmicznych, a obok niej nowsze rozwiązania, takie jak wydrukowana w technologii 3D osłona termiczna, którą NASA Johnson i Oak Ridge National Laboratory opracowały w ramach projektu Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems. Ośrodek Ames dostarczył kilka materiałów, w tym dwie kapsuły z MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations) – rodziną pokryć z warstw włókna węglowego i fenolowego zszytych ze sobą podobnie jak filc. Według NASA są one bardziej elastyczne, szybsze w produkcji i tańsze od tradycyjnych materiałów, co czyni je kandydatami do misji na Marsa, gdzie rzadsza atmosfera oznacza mniejsze obciążenia cieplne i pozwala na lżejszą ochronę.

Trzecia kapsuła, Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, ma kształt podwójnego stożka z wolframowym czubkiem i tylnym stożkiem pokrytym MERINO, a jej zadaniem jest porównanie modeli komputerowych z danymi pomiarowymi. Kolejna odwzorowuje kształt osłony aerodynamicznej (aeroshell) nadchodzącej misji NASA Dragonfly na Tytana, księżyc Saturna, testuje stabilność tej konstrukcji i jest pokryta materiałem Phenolic Impregnated Carbon Ablator, opracowanym w Ames i używanym w misjach Stardust, Mars Science Laboratory i Mars 2020. Jeszcze inna testuje przypominającą parasol technologię Adaptable Deployable Entry and Placement Technology, a kapsuły partnerów krajowych i zagranicznych obejmują m.in. czujnik strumienia ciepła z niemieckiego University of Stuttgart.