NASA:s “felfria” värmeskölddemo klarar mönstringen

By | November 21, 2023

Den här artikeln har granskats i enlighet med Science X:s redaktionella process och policys. Redaktörerna har lyft fram följande attribut samtidigt som de säkerställer innehållets trovärdighet:

verifierad

pålitlig källa

korrekt


The Low Earth Orbit Flight Test of a Inflatable Decelerator Spacecraft, eller LOFTID, visas efter dess atmosfäriska återinträdestest i november 2022. Kredit: NASA/Greg Swanson

× nära


The Low Earth Orbit Flight Test of a Inflatable Decelerator Spacecraft, eller LOFTID, visas efter dess atmosfäriska återinträdestest i november 2022. Kredit: NASA/Greg Swanson

För lite mer än ett år sedan vrålade en NASA-flygtestartikel tillbaka från rymden i mer än 18 000 mph och nådde temperaturer på nästan 2 700°F innan den försiktigt föll ner i Stilla havet. Vid den tiden blev det den största trubbiga kroppen (en typ av återinträdesfordon som skapar en stötvåg som avleder värme) som någonsin kommit in i jordens atmosfär igen.

Low Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID) lanserades den 10 november 2022 ombord på en United Launch Alliance (ULA) Atlas V-raket och demonstrerade framgångsrikt en uppblåsbar värmesköld. Även känd som en hypersonisk uppblåsbar aerodynamisk decelerator (HIAD) aeroshell, kan denna teknik tillåta större rymdfarkoster att säkert sjunka ner genom atmosfären av himlakroppar som Mars, Venus och till och med Saturnus måne Titan.

“Luftprojektiler med stor diameter tillåter oss att transportera kritisk stödhårdvara, och potentiellt till och med besättning, till ytan av planeter med atmosfärer. Denna förmåga är avgörande för nationens ambition att expandera mänsklig och robotisk utforskning i hela vårt solsystem”, säger Trudy Kortes, chef för programmet Technology Demonstration Missions (TDM) inom myndighetens Space Technology Mission Directorate (STMD) vid NASA:s högkvarter i Washington.

NASA har utvecklat HIAD-teknik i mer än ett decennium, inklusive två mindre skala suborbitala flygtester före LOFTID. Utöver denna framgångsrika teknikdemonstration undersöker NASA framtida tillämpningar, inklusive partnerskap med kommersiella företag för att utveckla teknik för små satelliter för återinträde, aerocapture och cislunära nyttolaster.

“Detta var en viktig händelse för oss, och det korta svaret är: det var en stor framgång”, säger LOFTIDs projektledare Joe Del Corso. “Vår utvärdering av LOFTID avslutades med löftet om vad den här tekniken kan göra för att förbättra utforskning av rymden.”

På grund av framgången med LOFTID-teknikdemonstrationen tillkännagav NASA under sitt Tipping Point-program att de skulle samarbeta med ULA för att utveckla och leverera “nästa storlek”, ett större 12-meters HIAD-aeroskal för att återställa företagets Vulcan-motorer från låglandet . bana för återanvändning.

Ett lyckat test i böckerna, en videosammanfattning

LOFTID-teamet genomförde nyligen en utvärdering av flygtestet efter flygningen vid NASA Langley Research Center i Hampton, Virginia. Din dom?

Vid återhämtning fann teamet att LOFTID verkade orörd, med minimal skada, vilket betyder att dess prestanda var, som Del Corso säger, “helt enkelt perfekt.”

Nedan är några intressanta bilder från LOFTID-flygtestet.


Kredit: NASA

För att nå atmosfäriskt återinträde var LOFTID tvungen att gå igenom ett intrikat händelseförlopp. Del Corso jämförde den med en Rube Goldberg-enhet, en komplex maskin designad för att utföra enkla uppgifter genom en serie kedjereaktioner.

Videon fångade ögonblicket som LOFTID installerade HIAD (till vänster), jämfört med en pre-flight-animation utvecklad av NASA:s Langley Advanced Concepts Laboratory (till höger). Inflationen sker längst ner i videon när LOFTID flyger över den afrikanska kontinenten.


Kredit: NASA

När LOFTID flög över Medelhavet separerades LOFTID från ULA Centaurs övre scen. Till vänster ses LOFTID från Centaurs främre kamera. Den sammansatta bilden till höger kommer från kameror runt den centrala delen av LOFTID, som tittar framåt och utåt mot den orangefärgade HIAD uppblåsbara strukturen. I mitten, vänd mot Centaur, ses LOFTID från en bakåtvänd kamera.


Kredit: NASA

När LOFTID åter gick in i jordens atmosfär och nådde nästan 2 700°F, fick den extrema värmen att gaserna runt den joniserade och bildade plasma. Till höger blev bilder från de centrala kroppskamerorna extremt ljusa i det synliga spektrumet, medan jorden är synlig i de infraröda kamerorna när fordonet roterar.

Kameran tog bilder av plasman som snabbt ändrade färg från orange till lila. Varför ändras färgen? “Vi undersöker fortfarande exakt vad som orsakar detta”, säger John DiNonno, chefsingenjör på LOFTID. Animationen till vänster visar en konstnärs uppfattning om hur framsidan kan ha sett ut.


Kredit: NASA

Den här videon, inspelad av NASA:s Langley Scientifically Calibrated In-Flight Imaging Team, visar LOFTID under maximal retardation när plasman drar sig tillbaka. Till vänster sträcker sig LOFTID över natthimlen över Stilla havet. Till höger lyser den lila färgen på baksidan av LOFTID.

I den andra delen av videon panorerar den vänstra till en av kamerorna och tittar på baksidan av aeroshell, med den vikande plasman i kanten.


Kredit: NASA

Efter att ha sänkt hastigheten från över 18 000 mph till mindre än 80 mph, satte LOFTID ut sina fallskärmar.

Från en infraröd kamera ombord på bärgningsfartyget visar den här videon fallskärmen utplaceras och landar strax över horisonten. Preflight-animeringen finns till höger för jämförelse.


Kredit: NASA

LOFTID stänkte ner i Stilla havet flera hundra miles utanför Hawaiis östkust och bara åtta miles från fören på bärgningsfartyget, nästan exakt enligt modellen. En besättning gick ombord på en liten båt och hämtade och lastade LOFTID på bärgningsfartyget.

“LOFTID-uppdraget var viktigt eftersom det visade att den toppmoderna HIAD-designen fungerade framgångsrikt i lämplig skala och i en relevant miljö”, säger Tawnya Laughinghouse, TDM-programchef vid NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *