Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της αποστολής ωφέλιμων φορτίων στον Άρη είναι η αντιμετώπιση της ατμόσφαιρας του πλανήτη. Ενώ είναι απίστευτα λεπτό σε σύγκριση με τη Γη (με περίπου το μισό του 1% της ατμοσφαιρικής πίεσης της Γης), η προκύπτουσα τριβή αέρα εξακολουθεί να αποτελεί πρόβλημα για τα διαστημικά σκάφη που θέλουν να προσγειωθούν εκεί. Και κοιτάζοντας το μέλλον, η NASA ελπίζει να είναι σε θέση να προσγειώσει βαρύτερα ωφέλιμα φορτία στον Άρη καθώς και σε άλλους πλανήτες - μερικοί από τους οποίους μπορεί να έχουν ατμόσφαιρες τόσο πυκνές όσο η Γη.
Μια πιθανή λύση σε αυτό είναι η χρήση φουσκωτών αερολυμάτων (γνωστών και ως θερμικών ασπίδων), τα οποία προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των άκαμπτων. Για την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, η NASA και η United Launch Alliance (ULA) συνεργάστηκαν για να αναπτύξουν μια φουσκωτή θερμική ασπίδα γνωστή ως Low-Earth Orbit Flight Test ενός φουσκωτού επιβραδυντή (
Όταν ένα διαστημικό σκάφος εισέρχεται σε μια ατμόσφαιρα, οι αεροδυναμικές δυνάμεις αρχίζουν να ασκούν έλξη πάνω του. Αυτό βοηθά στην επιβράδυνση του διαστημικού σκάφους, μετατρέποντας την κινητική του ενέργεια σε θερμότητα. Φυσικά, αυτή η ζέστη μπορεί να γίνει πολύ έντονη, δημιουργώντας απειλή για το διαστημικό σκάφος και κάθε πλήρωμα που μπορεί να έχει. Ως εκ τούτου, το ωφέλιμο φορτίο και οι αποστολές πληρώματος είναι εξοπλισμένα με θερμικές ασπίδες για την προστασία τους κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα.
Από την ίδρυσή της το 1958, η NASA βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στην πρόωση ρετρό-πυραύλων και στις άκαμπτες θερμικές ασπίδες για να επιβραδύνει το διαστημικό σκάφος κατά τη διάρκεια των τροχιακών εισόδων, καθόδου και προσγείωσης (EDL). Δυστυχώς, αυτά τα συστήματα έρχονται με το μερίδιο των μειονεκτημάτων τους, το λιγότερο από τα οποία είναι η μάζα και η ανάγκη για προωθητικό. Ταυτόχρονα, η δυνατότητα κλιμάκωσης είναι λίγο πρόβλημα, δεδομένου ότι τα μεγαλύτερα ωφέλιμα φορτία απαιτούν μεγαλύτερο αεροσκάφος, πράγμα που σημαίνει ακόμη μεγαλύτερη μάζα.
Αυτό είναι όπου οι φουσκωτές ασπίδες θερμότητας είναι ιδιαίτερα χρήσιμες. Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία, η NASA και άλλα διαστημικά γραφεία θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν μεγαλύτερα αερολύματα που θα μπορούσαν να παράγουν περισσότερη οπισθοδρόμηση ενώ εξοικονομούν μάζα. Ενσωματώνοντας ιδέες όπως το LOFTID στο διαστημικό σκάφος τους, οι οποίες χρησιμοποιούν αεροδυναμικές δυνάμεις αντί για πρόωση, η NASA υποστηρίζει την επανάσταση του τρόπου με τον οποίο παρέχει ωφέλιμα φορτία στους πλανήτες και σε τροχιά.
Η ιδέα είναι ένα παράδειγμα της τεχνολογίας Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (HIAD), την οποία η NASA ερευνά εδώ και μια δεκαετία. Το HIAD όχι μόνο παρέχει τον πιο αποτελεσματικό για τη μάζα τρόπο επιβράδυνσης ενός διαστημικού σκάφους που εισέρχεται σε έναν πλανήτη με μια ατμόσφαιρα, αλλά επίσης ξεπερνά τους περιορισμούς συσκευασίας των άκαμπτων συστημάτων χρησιμοποιώντας φουσκωτά υλικά που μπορούν να αποθηκευτούν μέσα στο όχημα εκτόξευσης.
Αυτή η τεχνολογία είναι επομένως ο πιο αποτελεσματικός για τη μάζα τρόπος για να επιβραδύνει ένα διαστημικό σκάφος που εισέρχεται σε έναν πλανήτη με μια ατμόσφαιρα και θα μπορούσε να επιτρέψει την παροχή μεγαλύτερων μαζών σε οποιοδήποτε ύψος στον εν λόγω πλανήτη. Αφού διενήργησε δύο δοκιμές πτήσης υποβρυχίων, το
Μόλις ολοκληρωθεί η δοκιμή και η τεχνολογία μπορεί να ενσωματωθεί,
Οι δοκιμές συνεχίζονται στο Langley Research Center της NASA, όπου οι μηχανικοί ετοιμάζουν το φουσκωτό θερμοσπίδα για εκτόξευση. Αυτό συνίσταται στη μέτρηση της θερμοκρασίας του αερίου αζώτου καθώς εξαερίζεται από τις δεξαμενές που θα χρησιμοποιηθούν κατά τη διάρκεια της πρώτης πτήσης δοκιμής. Ο έλεγχος πακέτων και ανάπτυξης πραγματοποιείται επίσης από την Airborne System, μια εταιρεία σχεδιασμού και κατασκευής αλεξίπτωτων στη Santa Ana της Καλιφόρνια.
Αν όλα πάνε καλά με την τροχιακή δοκιμή το 2022, μπορούμε να περιμένουμε ότι τα αερολύματα τύπου HIAD θα γίνουν τακτική λειτουργία για αποστολές στον Άρη, την Αφροδίτη, τον Τιτάνα και άλλα σώματα στο Ηλιακό Σύστημα που έχουν πυκνότερες ατμόσφαιρες. Και βεβαιωθείτε ότι έχετε δει αυτό το βίντεο της θερμικής ασπίδας LOFTID, ευγενική προσφορά του NASA Langley Research Center:
