science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het zonnestelsel verkennen? Mogelijk moet u een paraplu inpakken

Krediet:NASA

Klaar voor de eerste vliegtest, NASA's aanpasbare inzetbare plaatsingstechnologie, of ADEPT, is geen gewone paraplu. ADEPT is een opvouwbaar apparaat dat opengaat om een ​​rondje te maken, stijf hitteschild, een aeroshell genoemd. Deze baanbrekende technologie zou een hitteschild in een raket kunnen persen met een diameter die groter is dan de raket zelf. Het ontwerp kan op een dag veel grotere ladingen op planetaire oppervlakken opleveren dan momenteel mogelijk is.

Ruimtevaartuigen naderen doorgaans planeten met snelheden van tienduizenden mijlen per uur — schreeuwend snel. Als je de atmosfeer van een planeet binnengaat met die snelheden, comprimeert het atmosferisch gas, het creëren van een drukschok en het genereren van intense hitte vlak voor het ruimtevaartuig.

Aeroshells vertragen ruimtevaartuigen tijdens binnenkomst en beschermen ze tegen hitte. ADEPT kan de sleutel zijn tot toekomstige NASA-missies die extra grote aeroshells nodig hebben om ruimtevaartuigen te beschermen die bestemd zijn om op het oppervlak van andere planeten te landen, allemaal zonder dat er grotere raketten nodig zijn.

De eerste vliegtest van ADEPT is gepland voor 12 september vanuit Spaceport America in New Mexico aan boord van een UP Aerospace suborbital SpaceLoft-raket. ADEPT wordt gelanceerd in een opgeborgen configuratie, die lijkt op een opgevouwen paraplu, en scheid dan van de raket in de ruimte en ontvouw zich 60 mijl boven de aarde.

De test duurt ongeveer 15 minuten vanaf de lancering tot de terugkeer naar de aarde. De pieksnelheid tijdens de test zal naar verwachting drie keer de geluidssnelheid zijn, ongeveer 2, 300 mijl per uur. Dat is niet snel genoeg om significante warmte te genereren tijdens de afdaling, maar het doel van de test is om de initiële volgorde van de inzet van ADEPT te observeren en de aerodynamische stabiliteit te beoordelen terwijl het hitteschild de atmosfeer van de aarde binnendringt en naar de plaats van herstel valt.

Twin ADEPT-eenheden bevatten een vluchteenheid voor de eerste vliegtest op 12 september en een reserve. De eenheden worden getoond volledig ingezet. De hitteschilden hebben een diameter van 28 inch. Deze testconfiguratie omvat een laadvermogen dat ongeveer 3U benadert, of drie eenheden, KubusZat, ongeveer 12 bij 4 bij 4 inch. Dit ontwerp kan worden aangepast om grotere hitteschilden te bouwen om grotere nuttige lasten te ondersteunen. Krediet:NASA Ames Research Center/Dominic Hart

"Voor een inzetbaarheid als ADEPT, je kunt grondgebonden testen doen, maar uiteindelijk, een vliegtest demonstreert end-to-end functionaliteit - overlevende lanceringsomgevingen, ontplooien in gewichtloosheid en het vacuüm van de ruimte, die starre vorm vasthouden en dan binnenkomen, in ons geval, De atmosfeer van de aarde, " zei Paul Wercinski, ADEPT-projectmanager bij NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië.

Dit paraplu-achtige mechanische aeroshell-ontwerp maakt gebruik van flexibele 3D-geweven koolstofweefselhuid die is gespannen over inzetbare ribben en stutten, die stijf worden wanneer ze volledig worden gebogen. De huid van koolstofweefsel bedekt het structurele oppervlak, en dient als het primaire onderdeel van de invoer, afdaling en landing thermisch beveiligingssysteem.

"Koolstofstof is de belangrijkste recente doorbraak geweest die deze technologie mogelijk heeft gemaakt, omdat het gebruik maakt van pure koolstofgarens die driedimensionaal zijn geweven om u een zeer duurzaam oppervlak te geven, " zei Wercinski. "Koolstof is een prachtig materiaal voor toepassingen bij hoge temperaturen."

Brandon Smit, hoofdonderzoeker van ADEPT, en Jozef Willem, systeem ingenieur, in het laboratorium voor invoersystemen en voertuigontwikkeling in Ames eindcontroles uitvoeren op de eerste ADEPT-vluchteenheid voorafgaand aan een inzettest. Krediet:NASA Ames Research Center/Dominic Hart

De volgende stappen voor ADEPT zijn het ontwikkelen en uitvoeren van een test voor een aarde-invoer met hogere "orbitale" snelheden, ongeveer 17, 000 mijl per uur, om de rijping van de technologie met het oog op Venus te ondersteunen, Mars of Titan, en ook het terugsturen van maanmonsters naar de aarde.

De ADEPT aeroshell hitteschildtechnologie is ontwikkeld bij Ames. Het centrum leidt het bureau in de ontwikkeling en innovatie van thermische beveiligingssysteemtechnologieën.

Paul Wercinski, ADEPT-projectmanager en Cole Kazemba, ADEPT systeemingenieur, bevestig de huid van geweven koolstofweefsel aan de ribben van een vroege versie van ADEPT in het montagelab in Ames. Krediet:NASA Ames Research Center / Eric James

Krediet:NASA Ames Research Center