Nafukovací štít
Napsal: 17.5.2012 14:15
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
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
