Las fricciones ejercidas durante la reentrada atmosférica son suficientes para convertir las naves espaciales en cometas de escoria incandescente si no se mitigan adecuadamente, pero de lo contrario. El transbordador espacial, cuando todavía estaba en servicio, fue diseñado para golpear los bordes más exteriores de la atmósfera de la Tierra viajando (~17,000 MPH), luego viajar en una ola de plasma sobrecalentado, generada porque las fuerzas de fricción son tan grandes que literalmente rasgan el aire circundante. aparte a nivel molecular, hacia la atmósfera hasta que las superficies aerodinámicas recuperen su eficacia.
“Utilizar la resistencia atmosférica es el método más eficiente en masa para reducir la velocidad de una nave espacial”, . Para sobrevivir a esas intensas temperaturas de 3000 grados F, el Transbordador que se derretiría y se desprendería, llevándose calor extra consigo, pero para la nave espacial reutilizable del mañana, la NASA tiene algo mejor en mente, .
La NASA ha programado una ventana de lanzamiento a partir del 9 de noviembre para la misión LOFTID. Volará junto con un nuevo «satélite meteorológico polar» de la NOAA. Después de que el satélite se separe de la etapa superior del cohete Atlas, el LOFTID se desplegará e inflará en órbita terrestre baja antes de su reingreso.
«Una de las mayores diferencias es antes de que estuviéramos haciendo pruebas suborbitales, llegando a aproximadamente 5600 millas por hora o 2,5 kilómetros por segundo, lo que ya es difícil», Steve Hughes, líder de LOFTID aeroshell en el Centro de Investigación Langley de la NASA. “Pero con LOFTID, llegaremos a casi 18,000 millas por hora u 8 kilómetros por segundo. Eso es aproximadamente tres veces más rápido, pero eso significa nueve veces más energía”.
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El escudo térmico LOFTID ofrece cuatro capas de protección contra toda esa energía. La capa más externa está hecha de hilo de cerámica y carburo de silicio tejido en tela en los mismos tipos de tejedores industriales que hacen la mezclilla. La segunda y la tercera capa son dos tipos de aislamiento, están ahí para proteger la cuarta capa, las partes inflables reales. Todo está apilado en una serie de anillos concéntricos, construidos a partir de un polímero tejido diez veces más fuerte que el acero en peso, que ayudarán a guiar la expansión del escudo.
La NASA ha estado desarrollando tecnología de decelerador aerodinámico inflable hipersónico (HIAD) durante más de una década. LOFTID (Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator) es la última versión de esa tecnología, un nuevo tipo de escudo térmico que potencialmente evita muchos de los problemas que tiene la NASA con la generación actual de aeroshells rígidos. Estos escudos duros tienen un límite estricto en su tamaño, dictado por el diámetro de la cubierta del cohete. Los aeroshells blandos no enfrentan esa limitación y pueden extenderse mucho más allá del borde de la cubierta, lo que permite a la NASA proteger cargas útiles más grandes y pesadas a medida que ingresan a la atmósfera.
Esto es especialmente importante para nuestros futuros planes de exploración del sistema solar, porque el otro problema con los escudos térmicos actuales es que solo funcionan en la atmósfera de la Tierra. Intenta colocar algo del tamaño del transbordador espacial en la superficie de Marte y ese ejercicio terminará con su nave espacial en una raya muy larga manchada a través del Planeta Rojo, o un cráter muy corto si tiene mala suerte. La atmósfera de Marte simplemente no es lo suficientemente gruesa como para generar suficiente fricción contra los escudos térmicos de tamaño moderno para frenar de manera segura el descenso del transbordador. Entonces, la NASA está probando uno inflable.
Cuando comience su descenso, LOFTID viajará a más de 25 veces la velocidad del sonido. La NASA espera que para el final, LOFTID avance a una velocidad relativamente pequeña de 609 MPH. A lo largo de su vuelo, la grabadora de datos a bordo del escudo de prueba transmitirá los datos de sensor y video más pertinentes mientras almacena tanto como sea posible a bordo en una grabadora eyectable. Si todo va según lo planeado, el escudo LOFTID disminuirá la velocidad lo suficiente como para desplegar una rampa de aterrizaje antes de aterrizar en el Océano Pacífico antes de que la ULA lo recupere.
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