Una delle maggiori sfide dell'invio di carichi utili su Marte è quella di far fronte all'atmosfera del pianeta. Sebbene incredibilmente sottile rispetto alla Terra (con circa la metà dell'1% della pressione atmosferica della Terra), l'attrito dell'aria risultante è ancora un problema per i veicoli spaziali che cercano di atterrare lì. E guardando al futuro, la NASA spera di essere in grado di sbarcare carichi utili più pesanti su Marte e su altri pianeti, alcuni dei quali possono avere atmosfere dense come la Terra.
Una possibile soluzione a questo è l'uso di aeroshells gonfiabili (alias scudi termici), che offrono numerosi vantaggi rispetto a quelli rigidi. Per sviluppare questa tecnologia, la NASA e la United Launch Alliance (ULA) hanno collaborato allo sviluppo di uno scudo termico gonfiabile noto come test di volo con orbita terrestre bassa di un deceleratore gonfiabile (
Quando un'astronave entra in un'atmosfera, le forze aerodinamiche iniziano a esercitare resistenza su di essa. Questo aiuta a rallentare il veicolo spaziale, convertendo la sua energia cinetica in calore. Naturalmente, questo calore può diventare molto intenso, rappresentando una minaccia per l'astronave e qualsiasi equipaggio che può avere a bordo. Ecco perché i payload e le missioni con equipaggio sono dotati di scudi termici per proteggerli durante l'ingresso atmosferico.
Fin dalla sua istituzione nel 1958, la NASA si è fortemente affidata alla propulsione a razzo retrò e agli scudi termici rigidi per rallentare i veicoli spaziali durante le operazioni di entrata, discesa e atterraggio orbitale (EDL). Sfortunatamente, questi sistemi presentano la loro parte di inconvenienti, non ultimo quello della massa e della necessità di propellente. Allo stesso tempo, la scalabilità è un po 'un problema poiché i carichi utili più grandi richiedono un aeroshell più grande, il che significa ancora più massa.
È qui che gli schermi termici gonfiabili sono particolarmente utili. Usando questa tecnologia, la NASA e altre agenzie spaziali sarebbero in grado di utilizzare aeroshell più grandi che potrebbero produrre più resistenza, risparmiando sulla massa. Incorporando idee come LOFTID nel loro veicolo spaziale, che utilizzano forze aerodinamiche anziché propulsione, la NASA sta per rivoluzionare il modo in cui consegna i carichi utili ai pianeti e in orbita.
Il concetto è un esempio della tecnologia HIAD (Hypersonic Inflatable Aerodinamics Decelerator), che la NASA ricerca da oltre un decennio. HIAD non solo fornisce il modo più efficace in termini di massa per decelerare un veicolo spaziale che entra in un pianeta con un'atmosfera, ma supera anche i limiti di imballaggio dei sistemi rigidi utilizzando materiali gonfiabili che possono essere riposti all'interno del veicolo di lancio.
Questa tecnologia è quindi il modo più efficace in termini di massa per decelerare un veicolo spaziale che entra in un pianeta con un'atmosfera e potrebbe consentire alle masse più grandi di essere trasportate a qualsiasi elevazione su detto pianeta. Dopo aver condotto due test di volo suborbitale, il
Una volta completati i test e la tecnologia può essere integrata,
I test sono ancora in corso presso il Langley Research Center della NASA, dove gli ingegneri stanno preparando lo scudo termico gonfiabile per il lancio. Ciò consiste nella misurazione della temperatura dell'azoto gassoso che fuoriesce dai serbatoi che verranno utilizzati durante il volo di prova inaugurale. Inoltre, Airborne System, una società di progettazione e produzione di paracadute a Santa Ana, California, sta conducendo test sui pacchetti e sulla distribuzione.
Se tutto andrà bene con il test orbitale del 2022, possiamo aspettarci che gli aeroshell di tipo HIAD diventeranno una caratteristica normale per le missioni su Marte, Venere, Titano e altri corpi nel Sistema Solare che hanno atmosfere più dense. E assicurati di guardare questo video dello scudo termico LOFTID, per gentile concessione del NASA Langley Research Center:
