Uno de los mayores desafíos de enviar cargas útiles a Marte es enfrentarse a la atmósfera del planeta. Si bien es increíblemente delgado en comparación con la de la Tierra (con aproximadamente la mitad del 1 por ciento de la presión del aire de la Tierra), la fricción del aire resultante sigue siendo un problema para las naves espaciales que buscan aterrizar allí. Y mirando al futuro La NASA espera aterrizar cargas útiles más pesadas en Marte, así como otros planetas, algunos de los cuales pueden tener atmósferas tan densas como la Tierra.
Una posible solución a esto es el uso de escudos térmicos aerosoles inflables que ofrecen ventajas sobre los rígidos. Para desarrollar esta tecnología, La NASA y United Launch Alliance (ULA) se han asociado para desarrollar un escudo térmico inflable conocido como Prueba de vuelo en órbita terrestre baja de un desacelerador inflable (LOFTID). Para 2022, esperan enviar este prototipo de vanguardia a la órbita terrestre baja (LEO), donde será probado.
Cuando una nave espacial entra en una atmósfera, las fuerzas aerodinámicas ejercen un arrastre sobre él. Esto ralentiza la nave espacial, convirtiendo su energía cinética en calor. Naturalmente, este calor puede volverse muy intenso, planteando una amenaza para la nave espacial y cualquier tripulación que pueda tener a bordo. Por lo tanto, Las cargas útiles y las misiones tripuladas están equipadas con escudos térmicos para protegerlas durante la entrada atmosférica.
Desde sus inicios en 1958, La NASA se ha basado en gran medida en la propulsión de retrocohetes y los escudos térmicos rígidos para desacelerar la nave espacial durante la entrada orbital. operaciones de descenso y aterrizaje (EDL). Desafortunadamente, estos sistemas vienen con su parte de inconvenientes, no el menor de los cuales es la masa y la necesidad de propulsor. Al mismo tiempo, La escalabilidad es un problema, ya que las cargas útiles más grandes requieren un aeroshell más grande, lo que significa aún más masa.
Aquí es donde los escudos térmicos inflables son especialmente útiles. Usando esta tecnología, La NASA y otras agencias espaciales podrían usar aeroconchas más grandes que podrían producir más resistencia y ahorrar masa. Al incorporar ideas como LOFTID, que utilizan fuerzas aerodinámicas en lugar de propulsión, La NASA está para revolucionar la forma en que entrega cargas útiles a los planetas y a la órbita.
El concepto es un ejemplo de tecnología de desacelerador aerodinámico inflable hipersónico (HIAD), que la NASA ha estado investigando durante más de una década. HIAD no solo proporciona la forma más eficaz de desacelerar una nave espacial que ingresa a un planeta con atmósfera, pero también supera las limitaciones de embalaje de los sistemas rígidos utilizando materiales inflables que se pueden guardar dentro del vehículo de lanzamiento.
Por lo tanto, esta tecnología es la forma más eficaz para desacelerar una nave espacial que ingresa a un planeta con atmósfera. y podría entregar masas más grandes a cualquier elevación del planeta. Habiendo realizado dos pruebas de vuelo suborbitales, La prueba de vuelo orbital LOFTID (en 2022) es el siguiente paso lógico en el proceso de prueba, ya que permitirá validar la tecnología para una serie de aplicaciones de misión.
Una vez que se completan las pruebas y se puede integrar la tecnología, LOFTID y otros conceptos de HIAD podrían permitir misiones a otros planetas y cuerpos del sistema solar, así como las ubicaciones que están más elevadas. También podría usarse para cargas útiles y tripulaciones que regresan de la Estación Espacial Internacional (ISS) a la Tierra, así como para recuperar componentes reutilizables como los motores del cohete Vulcan propuesto por la ULA.
Las pruebas aún están en curso en el Centro de Investigación Langley de la NASA, donde los ingenieros están preparando el escudo térmico inflable para el lanzamiento. Consiste en medir la temperatura del gas nitrógeno a medida que sale de los tanques que se utilizarán durante el vuelo de prueba inaugural. Airborne System también está realizando pruebas de empaque y despliegue, una empresa de diseño y fabricación de paracaídas en Santa Ana, California.
Si todo va bien con la prueba orbital en 2022, Podemos esperar que los aerosoles de tipo HIAD se conviertan en una característica habitual de las misiones a Marte, Venus, Titán, y otros cuerpos del sistema solar que tienen atmósferas más densas.
