Toen de sonde van de Galileo-missie in december 1995 de atmosfeer van Jupiter binnendrong, het had temperaturen die twee keer zo hoog waren als het oppervlak van de zon, en vereiste koolstoffenolische schilden om de lading aan boord te beschermen tegen de intense hitte. Sinds die missie NASA heeft geen ruimtevaartuig gevlogen dat bescherming nodig had tegen zulke extreme hitte. Onlangs, echter, de NRC Planetary Science Decadal Survey heeft de NASA aanbevolen om in situ wetenschappelijke missies naar Venus en Saturnus als een hoge prioriteit te beschouwen in de door New Frontiers geconcurreerde missieset. Om het oppervlak van deze planeten te bereiken, missies vereisen hitteschilden die bestand zijn tegen zeer extreme binnenkomstomgevingen, maar zijn niet zo zwaar als de eerder gebruikte koolstoffenol hitteschilden.

Om op deze behoefte in te spelen, NASA en haar industriële partners ontwikkelen een innovatieve manier om een ​​familie van ablatieve thermische beschermingssysteem (TPS)-materialen te ontwerpen en te vervaardigen met behulp van commercieel beschikbare weeftechnologie. Deze nieuwe aanpak, genaamd Heat-shield for Extreme Entry Environment Technology (HEEET), maakt gebruik van de manier waarop driedimensionaal (3D) weven wordt gebruikt om vliegtuigonderdelen te vervaardigen die zijn gemaakt van koolstofcomposietmaterialen. Om TPS-materialen met de gewenste eigenschappen te vervaardigen, vezels van verschillende samenstellingen en variabele garendichtheden worden nauwkeurig in een 3D-structuur geplaatst. Driedimensionaal weven breidt het traditionele tweedimensionale (2-D) weven uit door geweven materiaal in de derde richting met elkaar te verbinden, waardoor de productie van materialen mogelijk is die robuuster zijn voor de invoeromgeving dan traditionele 2D-geweven materialen. De panelen worden vervolgens doordrenkt met harsen en uitgehard om de vezels op hun plaats te houden. Met behulp van geavanceerde modellering, ontwerp, en productietools om het weefsel te optimaliseren voor algehele verbeterde prestaties, het HEEET-project heeft een nieuwe familie TPS-materialen vervaardigd en getest op een breed scala aan instapomstandigheden.

Afhankelijk van het missieontwerp, piekwarmtestroom tijdens binnenkomst kan ongeveer 10 bereiken, 000 W/cm ² voor zowel Venus als Saturnus, en de piekdruk kan oplopen tot ongeveer 1, 000 kPa. HEEET wordt momenteel ontworpen om deze omstandigheden te weerstaan ​​en tegelijkertijd een massa-efficiëntie te bieden die veel beter is dan die van het traditionele koolstoffenolmateriaal dat wordt gebruikt voor TPS in legacy-missies. Naast thermische beveiliging, het 3D-weefsel verhoogt ook de mechanische robuustheid van het TPS-materiaal.

Het HEEET-team ondersteunt momenteel meerdere New Frontier-voorstellen in afwachting van een New Frontiers-aankondiging van kansen eind 2016. Plannen vragen om het HEEET-project te laten rijpen en technologie te leveren voor infusie in geselecteerde missies lang voor het belangrijkste beslissingspunt B - de beslissing poort die leidt naar de periode in de missielevenscyclus waarin een project het voorlopige ontwerp begint en de vereiste technologische ontwikkeling voltooit. in 2015, HEEET-mijlpalen waren onder meer demonstratie van het vermogen om een ​​representatieve HEEET-tegel van een areaal te vormen en te harsen, de bolvormige neuskap. In aanvulling, het project heeft met succes een boogstraaltestreeks voltooid om de ontwikkeling van materiaalresponsmodellen en ter ondersteuning van het naadontwerp te ondersteunen. Door deze tests kon het project zijn materiaalresponsmodel verfijnen ter ondersteuning van de TPS-maatvoering en de handelsruimte voor naadontwerp verkleinen.