חללית שנכנסת שוב לאטמוספירה של כדור הארץ נתקלת בטמפרטורות גבוהות עד 1850 מעלות פרנהייט כשהיא צונחת כלפי מטה במהירויות שמתקרבות ל 7600 מיילים לשעה. כל האנרגיה הזו הופכת מגן חזק לספיגת החום הנחוץ לחלוטין להגנה על אסטרונאוטים וציוד בפנים. אך לאורך כל ההיסטוריה של נאס"א, מגני החום הללו - בדרך כלל בנויים מחומרים קשיחים - הציבו נושא בטיחותי, כאשר אריחי קרמיקה שבירים היו אחראיים לאסון קולומביה ב -2003.
אתמול ערכה נאס"א מבחן לגישה מחודשת לבעיה זו: מגן חום מתנפח מבד. בשעת בוקר מוקדמת אתמול בבוקר, רקטה שנשאה אב-טיפוס ששוגרה 288 מיילים ממתקן הטיסה Wallops של נאס"א בחוף המזרחי של וירג'יניה. לאחר שרכב הניסוי - המכונה ניסוי רכב מתנפח מחדש (IRVE-3) - נפלט מהטיל, המגן ניפח על פי התוכנית וירד בבטחה חזרה לכדור הארץ במהלך כעשרים דקות ונחת במזרח האטלנטי של קייפ הטרס, צפון קרוליינה.
מומחים עובדים על ניסוי ייחודי שישמש במגן מתנפח / מגן חום כדי להגן על חללית כשנכנסים לאטמוספירה של כוכב לכת או חוזרים לכדור הארץ"הכל התנהל כמו שעון. ה- IRVE-3 ביצע בדיוק כפי שהיה אמור, "אמר ניל צ'יטווד, החוקר הראשי בפרויקט. "זה נכנס לאטמוספירה של כדור הארץ במאך 10, פי עשרה ממהירות הצליל, ושרד בהצלחה את החום וכוחות המסע."
לאחר שלוש שנים בפיתוח, צוות המחקר של נאס"א יצר את העיצוב החדשני, המסוגל לעמוד בלחץ של טיסת חלל באמצעות חומרים קלים וגמישים יותר. בעת ההשקה המגן מורכב מחרוט של טבעות לא מנופחות מבד ארוג קברלה, כולם מוקפים בשמיכה תרמית. במהלך הטיסה, מגן החום בגובה 680 פאונד נפרד מרקטת השיגור, ומערכת ניפוח מזרימה חנקן ליחידה עד ליצירת צורת פטריות, כאשר הצילינדר העליון בקוטר של כ -10 מטרים.
"אנחנו אוהבים את זה כשזה נראה פשוט", אמרה קארי רודאדס, מהנדסת מערכות טיסה. "למעשה נדרש לא מעט עבודה כדי להגיע למקום בו אנו נמצאים כעת. עלינו לבצע כל מיני בדיקות שונות - במנהרות רוח, במתקנים בטמפרטורה גבוהה ובמעבדות. "
ניסוי קודם, IRVE-2, שרד גם הוא בהצלחה בכניסה מחודשת באוגוסט 2009, אך עם עומס הרבה יותר קל ובמהירויות איטיות בהרבה. IRVE-3 חווה בערך פי עשרה חום, בדומה למה שמגן חום היה צפוי לסבול במשימה בפועל.
במהלך טיסת הניסוי, מהנדסים פיקחו מקרוב אחר נתונים ממצלמות המשולבים והמדחומים כדי לאתר אם המגן מוגן מספיק מפני כלי השיט מכמויות החום העצומות שנוצרו. כאשר הם העודדו את ההצלחה, סירה של חיל הים האמריקני במהירות גבוהה הועברה לאזור התזה כדי להשיג את כלי השיט, כך שאנשי נאס"א יוכלו ללמוד אותה למשימות עתידיות.
נאס"א מבצעת את הבדיקות כדי להראות כי ניתן יהיה להשתמש בעתיד בתכניות מתנפחות כדי להגן על כמוסות חלל במהלך כניסה או ירידה פלנטרית ולסייע בהחזרת מטען לכדור הארץ מתחנת החלל הבינלאומית. "נהדר לראות שהתוצאות הראשוניות מצביעות על כך שהיה לנו ניסוי מוצלח של המאטן האווירודינמי ההיפסוני, "אמר ג'יימס רות'ר, סגן מנהל תוכנית טכנולוגיית החלל של נאס"א. "טיסת הדגמה זו עוברת דרך ארוכה כדי להציג את הערך של טכנולוגיות אלה כדי לשמש כמגן חום כניסה לאווירה לחלל בעתיד."
נאס"א מתכננת לבדוק מגן חום מתנפח יותר ויותר עם סוגים אחרים של בדים עמידים בחום לפני שבסופו של דבר יעבוד אותם למשימה ממשית. הבא הוא מבחן הכניסה הגבוהה לאטמוספירה גבוהה אנרגיה (HEART) - תכנון קונספט כולל מגן חום גדול יותר, בקוטר 30 מטרים.
שימוש בעיצובים מתנפחים עשוי לאפשר מגני חום בגדלים ומשקלים מופחתים משמעותית - וכתוצאה מכך חללית שיכולה להכיל כמויות גדולות יותר של ציוד מדעי ואספקה מקיימת חיים. מדעני נאס"א צופים כי הטכנולוגיה יכולה להועיל במשימות עתידיות לכל מקום עם אווירה, כולל מאדים, ונוס, או אפילו טיטאן, הירח הגדול ביותר של שבתאי.
