NASA testa materiais para escudos térmicos em 12 cápsulas a bordo de um veículo de carga em partida

A NASA está usando o voo de descarte de uma nave de carga para testar materiais para futuros escudos térmicos, segundo um artigo do Ames Research Center da agência. Quando o veículo Cygnus XL da 24ª missão de reabastecimento da Northrop Grumman para a NASA deixou a Estação Espacial Internacional, levava 12 pequenas cápsulas experimentais. Segundo a NASA, os materiais a bordo podem se tornar a base de escudos térmicos que mantenham os astronautas em segurança no retorno da Lua e de Marte.

O KREPE-3, sigla de Kentucky Reentry Probe Experiment, é a terceira missão de uma série que a NASA descreve como de baixo custo e que coleta dados nos momentos finais da vida de um veículo de carga. É conduzida conjuntamente pela University of Kentucky e pelo estado do Kentucky, junto com o programa EPSCoR da NASA (Established Program to Stimulate Competitive Research), vários centros da NASA e outros parceiros federais e comerciais. Estudantes da University of Kentucky projetaram as cápsulas, que levam sensores de temperatura, pressão, movimento, campo magnético e luz.

Antes da partida do Cygnus XL, os astronautas o carregaram com lixo e ligaram as cápsulas. Está previsto que o veículo se desintegre na atmosfera terrestre; segundo a NASA, as cápsulas serão então ejetadas e registrarão como cada conjunto de materiais de escudo térmico resiste, com dados ao vivo retransmitidos aos pesquisadores via satélite. Keith Peterson, engenheiro de materiais em Ames, chamou a abordagem de “uma forma inteligente de obter dados de voo sobre materiais que ainda estão em desenvolvimento”.

Segundo a NASA, as cápsulas levam tecnologia consolidada, por exemplo o material das placas cerâmicas usado no ônibus espacial, ao lado de opções mais recentes, como um escudo térmico impresso em 3D que a NASA Johnson e o Oak Ridge National Laboratory desenvolveram no âmbito do projeto Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems. Ames contribuiu com vários materiais, incluindo duas cápsulas com MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations), uma família de revestimentos feitos de camadas de fibras de carbono e fenólicas costuradas entre si de modo semelhante ao feltro. Segundo a NASA, eles são mais flexíveis, mais rápidos de produzir e mais baratos que os materiais tradicionais, o que os torna candidatos para missões a Marte, onde a atmosfera mais rarefeita implica cargas térmicas menores e permite proteções mais leves.

Uma terceira cápsula, o Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, tem formato de cone duplo com ponta de tungstênio e um cone traseiro revestido de MERINO, e destina-se a confrontar modelos computacionais com dados medidos. Outra reproduz o formato do aeroshell (escudo aerodinâmico) da futura missão Dragonfly da NASA a Titã, lua de Saturno, testa a estabilidade desse projeto e é revestida de Phenolic Impregnated Carbon Ablator, um material desenvolvido em Ames que voou nas missões Stardust, Mars Science Laboratory e Mars 2020. Mais uma testa a Adaptable Deployable Entry and Placement Technology, em forma de guarda-chuva, e entre as cápsulas de parceiros nacionais e internacionais há um sensor de fluxo de calor da University of Stuttgart, na Alemanha.