Una tecnología de desacelerador inflable que algún día podría ayudar a los humanos a aterrizar en Marte volará en el mismo cohete Atlas V que el satélite JPSS-2.

Los módulos de aterrizaje lunares del Apolo dispararon cohetes retro para llevar a los humanos a la Luna. El transbordador espacial se basó en el arrastre de la atmósfera para actuar como un freno durante el reingreso a la Tierra. Pero disparar cohetes requiere transportar mucho combustible. Y la atmósfera marciana, que es aproximadamente 100 veces más delgado que el nuestro, es demasiado delgado para producir suficiente resistencia para ralentizar una nave espacial tan fácilmente como podemos en la Tierra.

El 2, Curiosity Rover de 000 libras, que aterrizó en Marte en 2012, es lo más grande que hemos enviado al Planeta Rojo, y cerca del límite de peso para la tecnología de desaceleración existente.

"Ahora, los escudos térmicos son rígidos, y el tamaño máximo está limitado por el tamaño del vehículo de lanzamiento, "dijo Barry Bryant, director de proyecto para la prueba de vuelo en órbita terrestre baja de un desacelerador inflable, o LOFTID, en el Centro de Investigación Langley de la NASA.

La entrega de humanos y su cargamento a Marte requerirá cargas útiles mucho mayores. Los humanos necesitan mucha comida agua, aire, aislamiento, sistemas de protección radiológica y de soporte vital, los rovers no lo hacen.

"Para llevar humanos a Marte, tenemos que entregar una casita, "dijo Neil Cheatwood, ingeniero superior para entrada planetaria, descenso y aterrizaje en el Langley Research Center de la NASA. "Necesitas un aeroshell mucho más grande de lo que cabe dentro de un cohete".

Pero para poder entregar algún día esa carga útil, Los ingenieros deben demostrar primero que el desacelerador puede resistir el calor y las velocidades increíbles de reentrada.

Entra LOFTID, una asociación entre la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA y United Launch Alliance. Es el último paso en un tipo de tecnología conocida como desacelerador aerodinámico inflable hipersónico.

LOFTID volará como un viaje compartido con el satélite en órbita polar JPSS-2 en marzo de 2022.

Este vuelo no llevará carga útil, pero pondrá a prueba la capacidad del vehículo para sobrevivir al reingreso a la Tierra desde el espacio, producir la resistencia atmosférica deseada y, Cheatwood dijo:"exhiben una estabilidad aerodinámica adecuada para mantenernos apuntando hacia adelante y no solo para dar vueltas".

JPSS-2, pasará a llamarse NOAA-21 después de entrar en órbita, es una continuación de la serie de satélites Joint Polar Satellite System, que proporcionan datos que informan los pronósticos de siete días y los fenómenos meteorológicos extremos. Los instrumentos de los satélites JPSS también nos hablan de incendios forestales, volcanes, ozono atmosférico, pérdida de hielo y salud de los océanos.

"Nuestra misión JPSS-2 se centra literalmente en la Tierra, "dijo Greg Mandt, director del Programa JPSS. "Pensar que podríamos compartir parte del exceso de capacidad de nuestro vehículo de lanzamiento Atlas para probar tecnologías que respaldarán la exploración humana de Marte es una gran ventaja".

LOFTID se doblará y empaquetará bien durante el lanzamiento y luego se inflará justo antes de volver a ingresar. La estructura inflable está hecha de fibras sintéticas, trenzado en tubos que son 15 veces más resistentes que el acero. Los tubos están enrollados de modo que cuando se inflan, tienen la forma de un cono desafilado. El sistema de protección térmica que cubre la estructura inflable está diseñado para sobrevivir a temperaturas de entrada abrasadoras y es capaz de soportar 2, 900 grados Fahrenheit. El aeroshell construido para la demostración de vuelo alcanzará los 20 pies de diámetro cuando se despliegue, casi cinco veces su tamaño cuando está guardado y la longitud de un minibús escolar. Los ingenieros creen que puede ampliarse para adaptarse a grandes cargas útiles.

"Si nos fijamos en los coches de bajo consumo, están optimizados para minimizar el arrastre, "dijo Cheatwood, quien también es el investigador principal de LOFTID. "Parte de su eficiencia proviene de la baja masa, y parte es la forma aerodinámica. Buscamos lo contrario. Queremos maximizar la resistencia ".

Después de que el satélite JPSS-2 se entregue a su órbita, el centauro, la segunda etapa del cohete, hará una maniobra de desorbita a una órbita más baja. El Centauro apuntará el vehículo LOFTID hacia su punto de entrada atmosférico deseado y permitirá que el aeroshell se infle. Luego, el Centauro hará girar el vehículo para darle estabilidad giroscópica, expulsarlo, y luego realice una maniobra de desvío. A medida que LOFTID vuelve a entrar en la atmósfera de la Tierra, disminuirá de velocidades hipersónicas a subsónicas, desplegar un paracaídas y luego aterrizar, probablemente en el Océano Pacífico cerca de Hawai. Se espera que alcance velocidades de hasta 5 millas por segundo.

Llevar humanos a la superficie de Marte es solo una de las muchas aplicaciones posibles de LOFTID. United Launch Alliance está interesada en su potencial para recuperar motores de refuerzo después del lanzamiento. La tecnología también podría usarse para transportar equipos desde la Estación Espacial Internacional o para devolver materiales como cables de fibra óptica fabricados en el espacio.

"ULA se complace en trabajar con la NOAA y la NASA para demostrar esta tecnología crítica, "dijo Michael Holguin, gerente senior de programas de la misión LOFTID para United Launch Alliance. "No solo para la recuperación de motores para la reutilización de motores del programa Vulcan Centaur, sino también para todo el programa espacial, reentrada de vehículos espaciales a la Tierra, así como a otros cuerpos planetarios ".