science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hitteschild voor extreme instapomgevingstechnologie nadert volwassenheid

Het HEEET materiaal 3-D weefproces. Krediet:NASA

In de afgelopen vier jaar is NASA's Heatshield for Extreme Entry Environment Technology (HEEET) Project heeft een roman gerijpt, driedimensionaal, geweven Thermal Protection System (TPS)-technologie voor wetenschappelijke missies aanbevolen in de Planetary Science Decadal Survey. Deze missies - Venus-sondes en -landers, Saturnus en Uranus sondes, en monsterretourmissies naar kometen en asteroïden - vereisen bescherming tegen intense atmosferische verwarming om hun bestemming te bereiken. Het standaard TPS-product dat NASA tijdens zijn vorige missie naar Venus gebruikte, is niet langer beschikbaar. maar de technologie die voortkomt uit het HEEET-project heeft geresulteerd in een verbeterde oplossing.

De dubbellaagse HEEET TPS-architectuur bestaat uit een high-density, volledig koolstoflaag ontworpen om te worden blootgesteld aan de extreme omgevingen van binnenkomst. Een isolerende laag met een lagere dichtheid, samengesteld uit gemengde koolstof- en fenolgarens, bevindt zich onder de volledig koolstoflaag en is ontworpen om de temperatuur van het laadvermogen te beperken. Een laag-tot-laag weefsel vergrendelt mechanisch de twee lagen met elkaar.

Omdat de dikte van de lagen kan variëren, de dubbellaagse benadering resulteert in het vermogen om de massa voor een bepaalde missie te optimaliseren en zorgt voor een grotere massa-efficiëntie in vergelijking met traditionele TPS-benaderingen. Het resulterende HEEET-materiaal zorgt voor een conforme, geïntegreerd hitteschild dat bescherming biedt tegen extreme instapomgevingen. Daten, de HEEET-technologie heeft voorbeeldige prestaties aangetoond bij blootstelling aan arcjet-testomstandigheden van 5000 W/cm2 warmtestroom en 5 atmosfeer druk.

Naast het opvullen van de TPS-technologiekloof, HEEET zal uitgebreide toekomstige missiemogelijkheden mogelijk maken. Vanwege de inherente eigenschappen van het erfgoed TPS-materiaal, eerdere missies moesten worden ontworpen om bestand te zijn tegen hoge zwaartekrachten bij binnenkomst, beperking van de wetenschappelijke instrumenten die kunnen worden gebruikt. HEEET zal een massa-efficiënte en robuuste oplossing bieden, waardoor missies kunnen worden ontworpen met verminderde invoerbelastingen en een 30% - 40% lagere hitteschildmassa.

HEEET-model tijdens arcjet-testen bij NASA Ames Research Center. Krediet:NASA

De voortdurende inspanningen voor de ontwikkeling van HEEET-technologie zullen resulteren in een TRL 6-technologie voor NASA's toekomstige planetaire en monsterretourmissies. het weven, vormen, en harsinfusie-aspecten van de technologie zijn overgedragen aan de industrie en de leveranciers zijn klaar om toekomstige missies te ondersteunen. Als onderdeel van de TRL-ontwikkeling van HEEET, het project bouwt een Engineering Test Unit (ETU) met een diameter van 1 meter. De ETU-interfaces en testomstandigheden zijn ontwikkeld met steun van eerdere vliegprojecten en missies.