El sistema de protección térmica ablativa multifuncional tridimensional (3D-MAT) es un material de protección térmica desarrollado como componente crítico de Orion, la nave espacial más nueva de la NASA construida para misiones humanas al espacio profundo. Es capaz de mantener un alto nivel de resistencia mientras soporta temperaturas extremas durante el reingreso a la atmósfera de la Tierra al final de las misiones Artemisa a la luna.
3D-MAT se ha convertido en una pieza de tecnología esencial para la campaña Artemis de la NASA que establecerá las bases para la exploración científica a largo plazo en la luna y preparará las expediciones humanas a Marte, para el beneficio de todos.
El proyecto 3D-MAT surgió de un problema técnico en los primeros diseños de la nave espacial Orion. La plataforma de compresión (la interfaz de conexión entre el módulo de la tripulación, donde residen los astronautas, y el módulo de servicio que transporta energía, propulsión, suministros y más) mostró problemas durante el primer vuelo de prueba de Orion, Exploration Flight Test-1, en 2014. P>
Los ingenieros de la NASA se dieron cuenta de que necesitaban encontrar un nuevo material para la almohadilla de compresión que pudiera mantener unidos estos diferentes componentes de Orión y al mismo tiempo resistir las temperaturas extremadamente altas del reingreso a la atmósfera. Se había explorado el uso de un tejido 3D para materiales de escudo térmico de la NASA, pero después de que se descubrió la necesidad de un nuevo material para la almohadilla de compresión, el desarrollo se intensificó rápidamente.
Esto llevó a la evolución de 3D-MAT, un material tejido con hilo de cuarzo y resina de éster de cianato en un diseño tridimensional único. El hilo de cuarzo utilizado es como una versión más avanzada del aislamiento de fibra de vidrio que podría tener en su ático, y la resina es esencialmente un pegamento de alta tecnología. Estos materiales aeroespaciales disponibles en el mercado fueron elegidos por su capacidad para mantener su resistencia y mantener el calor afuera a temperaturas extremadamente altas.
3D-MAT se teje con un telar especializado, que empaqueta los hilos firmemente y luego se inyecta con resina mediante un proceso presurizado único. El resultado es un material de alto rendimiento que es extremadamente eficaz para mantener la resistencia cuando hace calor y, al mismo tiempo, aísla el calor de la nave espacial que protege.
En tres años, 3D-MAT pasó de ser un concepto en etapa inicial a ser un material bien desarrollado y ahora se ha integrado en la campaña insignia Artemis de la NASA. El uso de 3D-MAT en la plataforma de compresión de la nave espacial Orion durante la exitosa misión Artemis I demostró el papel esencial del material para los esfuerzos de vuelos espaciales tripulados de la NASA.
Este desarrollo fue posible en tan poco tiempo gracias a la colaboración del equipo con pequeñas empresas, incluidas Bally Ribbon Mills, que desarrolló el proceso de tejido, y San Diego Composites, que desarrolló conjuntamente el procedimiento de infusión de resina con la NASA.
El equipo detrás de su desarrollo ganó el Premio a la Invención del Año de la NASA, un prestigioso honor que reconoce lo esencial que fue el 3D-MAT para el éxito del vuelo Artemis y lo importante que es para las futuras misiones Artemis de la NASA. El equipo de inventores reconocido incluye a Jay Feldman y Ethiraj Venkatapathy del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California, Curt Wilkinson de Bally Ribbon Mills y Ken Mercer de Dynovas.
3D-MAT también tiene aplicaciones más allá de la NASA. Las capacidades de procesamiento de materiales habilitadas por 3D-MAT han dado lugar a otros productos, como piezas estructurales para autos de carreras de Fórmula Uno y carcasas de motores de cohetes. Se están evaluando varios usos potenciales de 3D-MAT en vehículos aeroespaciales comerciales y de defensa en función de sus propiedades y rendimiento.
Proporcionado por la NASA
