Nafukovací štít

[tomas]

Stejně jako další přední kosmické agentury i NASA se snaží vymyslet nové typy štítů, které by ochránily kosmické lodě a sondy při vstupu do atmosféry a to nejen zemské.

Jedna původně futuristická vize se momentálně dostává do stavu praktických zkoušek. V rámci projektu HIAD (Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerators) vyvíjí NASA nafukovací tepelný štít IRVE (Inflatable Re-Entry Vehicle Experiment), konkrétně jeho třetí variantu IRVE-3.

Vyvíjen je v Langley Research Center v Hamptonu (Virginia). Jedná se o nafukovací konstrukci plněnou dusíkem, která se sama v kosmu složí do požadovaného tvaru.

Poslední tři roky strávili inženýři na konstrukci a testech tohoto zařízení. Museli zkoušet různé letové vlastnosti v aerodynamickém tunelu, správné sestavení konstrukce a hlavně různé typy materiálů odolné vůči vysokým teplotám, což je pro tepelný štít klíčové. Jedná se o materiály s názvy jako Nextel a Pyrogel a Kapton. Díky tomu, že štít zabírá větší plochu, stačí jim vydržet teplotu 1260°C. Štít má tři různé vrstvy materiálu. Vnější chrání před žárem, prostřední izoluje a drží nafouknutý dusík a vnitřní brání horkým vnějším plynům, aby se nedostaly k nafukovací konstrukci.


Letos v létě čeká IRVE test v atmosféře. Sondážní raketa ho vynese do výšky 462 km, kde se oddělí, odhodí kryt štítu a celá konstrukce se rozloží do přistávací polohy. Pak se mírně posune těžiště, aby se štít správně otočil k Zemi. Toto natočení je hodně podobné jako u badmintonového míčku. Pak celá sestava spadne do vod Atlantského oceánu. Na videu vidíte animaci celého testu.


Na dalším videu natočila NASA, jak vypadá IRVE v reálu. Zachyceny jsou testy automatického rozložení štítu včetně rozepnutí a odhození ochranného obalu.


Samotné letové testy budou prováděny na letecké základně Wallops. 3 metry vysoká sestava bude obsahovat kromě systémů k nafouknutí tepelného štítu ještě řídící systém, telemetrické zařízení a kamery. Poslední dvě jmenované budou zasílat video a údaje po celou dobu letu.

Do budoucna plánuje NASA větší štíty, které už by mohly ochránit skutečná zařízení. To bude vyžadovat i větší přidělené nosiče pro tento systém. Ovšem nasazení tohoto typu tepelného štítu do praxe by mohlo změnit způsob navrhování všech budoucích misí. Jednalo by se o posílání nákladu z ISS, ale také přistávání na všech dalších planetách a měsících s atmosférou, kde by bylo možné zvětšit užitečné zatížení, které je možné dostat na povrch. Další výhodou je i zlepšení přesnosti přistání.


Této problematice se věnovala též ESA a Roskosmos, ale výsledky těchto agentur nebyly přesvědčivé.
zdroj:článek NASA, stránky projektu HIAD

[Dugi]

Velmi zajímavé informace. Tenhle projekt vypadá dost nadějně!

[indian22]

Skvělé, tohle je přesně to co bych od NASA očekával častěji.
Principiálně novátorský přístup k věcem. Chci věřit, že se dočkáme častěji.

[tomas]

Tohle má výhodu, že je to naprosto nezávislý systém na připojeném objektu. Stačí, aby se štítu přidal standardní stykovací uzel a může se do něj připojit loď, která bude mít správný protikus. Bylo by dobré, aby připojený objekt měl těžiště vyrovnané, ale myslím, že by si řídící jednotka štítu mohla poradit i s nevyváženým objektem, pokud bude v něm všechno řádně upevněno a tudíž se mu nebude těžiště měnit za letu. Další výhodou bude i malé přetížení, díky velké ploše štítu. Podobnou výhodu měl i raketoplán STS.

Tohle zařízení by bylo výhodné vyrábět sériově v několika standardizovaných velikostech. Pokud by jich měli více na ISS, mohli by pak jako záchranný člun použít třeba Progress. Možná by mohl stačit i samotný skafandr pro EVA. Pokud vím, tak na Měsíci vydržely skafandry teplotu přes 100°C. Těžko říct, jaká teplota bude za tímto štítem, třeba to bude stačit.

[Dugi]

Testovací nafukovací štít IRVE byl na základně Wallops připojen k suborbitální raketě Black Brant XI.



Prakticky všechno důležité už do svého příspěvku napsal tomas, já tedy přidám pouze aktuální video.

[vai777]

Hodně zajímavý nápad. Zajímalo by mě, jak si konstruktéři poradí s turbulentním žhavým prostředím za štítem. Přece jen dosavadní návratové kabiny a kontejnery měly více či méně silný štít po celém povrchu...

[KitFisto]

NASA's third Inflatable Reentry Vehicle Experiment (IRVE-3) will attempt to launch from NASA's Wallops Flight Facility on Wallops Island, Va. tomorrow morning between 7 and 8 a.m. EDT (11 a.m. to noon GMT). The launch will be carried live on NASA TV. If weather is poor, NASA will try again at the same time on Monday.

// pardon za nepřeložený článek, ale až tak toho tam moc není:)

[Dugi]

Překlad pro ty, kteří si s angličtinou neví rady

Třetí testovací experiment nafukovacího tepelného štítu IRVE-3 vypustí NASA zítra mezi 13:00 a 14:00 SELČ ze základny Wallops. Start bude přenášet NASA TV. Pokud bude špatné počasí, může se ve stejném čase startovat i další den, tedy v pondělí.

[KitFisto]

NASA's IRVE-3 has successfully launched and the inflatable heat shield is deploying.

Experiment nafukovacího tepelného štítu IRVE-3 zatím probíhá úspěšně
Stále jsou živé záběry ze střediska.
http://www.nasa.gov/multimedia/nasatv/index.html
A za pár minut druhý start ...

[Dugi]

Video ze startu: