Een van de grotere uitdagingen bij het verzenden van ladingen naar Mars is het kampen met de atmosfeer van de planeet. Hoewel ongelooflijk dun in vergelijking met de aarde (met ongeveer de helft van 1% van de luchtdruk van de aarde), is de resulterende luchtwrijving nog steeds een probleem voor ruimtevaartuigen die daar willen landen. En kijkend naar de toekomst, hoopt NASA in staat te zijn om zwaardere ladingen op Mars en andere planeten te landen - waarvan sommige een atmosfeer hebben die zo dicht is als de aarde.
Een mogelijke oplossing hiervoor is het gebruik van opblaasbare aeroshells (ook bekend als hitteschilden), die tal van voordelen bieden ten opzichte van stijve. Om deze technologie te ontwikkelen, hebben NASA en United Launch Alliance (ULA) samengewerkt om een opblaasbaar hitteschild te ontwikkelen dat bekend staat als de Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (
Wanneer een ruimtevaartuig een atmosfeer binnendringt, beginnen aerodynamische krachten erop te drukken. Dit helpt het ruimtevaartuig te vertragen en zet zijn kinetische energie om in warmte. Uiteraard kan deze hitte zeer intens worden en een bedreiging vormen voor het ruimtevaartuig en de bemanning die het aan boord heeft. Daarom zijn payloads en bemande missies uitgerust met hitteschilden om ze te beschermen tijdens atmosferische toegang.
Sinds de oprichting in 1958 vertrouwde NASA sterk op retro-raketaandrijving en stijve hitteschilden om ruimtevaartuigen te vertragen tijdens operaties bij het binnenkomen, afdalen en landen (EDL). Helaas hebben deze systemen hun deel van de nadelen, niet in de laatste plaats massa en de behoefte aan drijfgas. Tegelijkertijd is schaalbaarheid een beetje een probleem, omdat grotere payloads een grotere aeroshell vereisen, wat nog meer massa betekent.
Dit is waar opblaasbare hitteschilden bijzonder nuttig zijn. Met behulp van deze technologie zouden NASA en andere ruimteagentschappen grotere aeroshells kunnen gebruiken die meer weerstand zouden kunnen produceren en tegelijkertijd massa zouden besparen. Door ideeën als LOFTID op te nemen in hun ruimtevaartuig, dat aerodynamische krachten gebruikt in plaats van voortstuwing, staat NASA voor een revolutie in de manier waarop het ladingen aan planeten en in een baan om de aarde levert.
Het concept is een voorbeeld van Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (HIAD) -technologie, waarnaar NASA al meer dan tien jaar onderzoek doet. HIAD biedt niet alleen de meest massa-effectieve manier om een ruimtevaartuig dat een planeet met een atmosfeer binnenkomt, te vertragen, maar overwint ook de verpakkingsbeperkingen van starre systemen door gebruik te maken van opblaasbare materialen die in het lanceervoertuig kunnen worden opgeborgen.
Deze technologie is daarom de meest massa-effectieve manier om een ruimtevaartuig dat een planeet met een atmosfeer binnenkomt te vertragen, en zou het mogelijk kunnen maken om grotere massa's af te leveren aan elke hoogte op die planeet. Na twee suborbitale vliegproeven heeft de
Zodra het testen is voltooid en de technologie kan worden geïntegreerd,
Er worden nog steeds tests uitgevoerd in het Langley Research Center van NASA, waar ingenieurs het opblaasbare hitteschild voorbereiden voor lancering. Dit bestaat uit het meten van de temperatuur van stikstofgas dat uit de tanks komt die tijdens de eerste testvlucht zullen worden gebruikt. Pack- en implementatietests worden ook uitgevoerd door Airborne System, een ontwerp- en productiebedrijf voor parachutes in Santa Ana, Californië.
Als alles goed gaat met de omlooptest in 2022, kunnen we verwachten dat HIAD-type aeroshells een vast onderdeel zullen worden van missies naar Mars, Venus, Titan en andere lichamen in het zonnestelsel met een dichtere atmosfeer. En zorg ervoor dat je deze video van het LOFTID-hitteschild bekijkt, met dank aan het NASA Langley Research Center:
