Les frottements exercés lors de la rentrée atmosphérique sont suffisants pour transformer les engins spatiaux en comètes de scories incandescentes s’ils ne sont pas correctement atténués – mais autrement. La navette spatiale, lorsqu’elle était encore en service, a été conçue pour frapper les bords les plus éloignés de l’atmosphère terrestre en voyageant (~ 17 000 MPH), puis chevaucher une vague de plasma surchauffé – générée parce que les forces de frottement sont si importantes qu’elles déchirent littéralement l’air ambiant à part au niveau moléculaire – vers le bas dans l’atmosphère jusqu’à ce que les surfaces aérodynamiques retrouvent leur efficacité.
« L’utilisation de la traînée atmosphérique est la méthode la plus efficace en termes de masse pour ralentir un vaisseau spatial », . Pour survivre à ces températures intenses de 3000 degrés F, la navette qui fondrait et se détacherait, emportant avec elle une chaleur supplémentaire, mais pour le vaisseau spatial réutilisable de demain, la NASA a quelque chose de mieux en tête, .
La NASA a prévu une fenêtre de lancement commençant le 9 novembre pour la mission LOFTID. Il volera aux côtés d’un nouveau « satellite météorologique polaire » de la NOAA. Une fois le satellite séparé de l’étage supérieur de la fusée Atlas, le LOFTID se déploiera et se gonflera en orbite terrestre basse avant sa rentrée.
« L’une des plus grandes différences est avant que nous ne fassions des tests suborbitaux, arrivant à environ 5 600 miles par heure ou 2,5 kilomètres par seconde, ce qui est déjà difficile », Steve Hughes, responsable de l’aéroshell LOFTID au Langley Research Center de la NASA. « Mais avec LOFTID, nous arriverons à près de 18 000 miles par heure, soit 8 kilomètres par seconde. C’est environ trois fois plus rapide, mais cela signifie neuf fois plus d’énergie.
Nasa
Le bouclier thermique LOFTID offre quatre couches de protection contre toute cette énergie. La couche la plus externe est faite de fils de céramique et de carbure de silicium tissés en tissu sur les mêmes types de tisserands industriels qui fabriquent le denim. Les deuxième et troisième couches sont deux types d’isolation, elles sont là pour protéger la quatrième couche – les morceaux gonflables réels. Tout est empilé dans une série d’anneaux concentriques – eux-mêmes construits à partir d’un polymère tissé dix fois plus résistant que l’acier en poids – qui aideront à guider l’expansion du bouclier.
La NASA développe la technologie Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (HIAD) depuis plus d’une décennie. LOFTID (Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator) est la dernière itération de cette technologie, un nouveau type de bouclier thermique qui évite potentiellement de nombreux problèmes que la NASA rencontre avec la génération actuelle d’aérocoques rigides. Ces boucliers durs ont une limite stricte de taille, dictée par le diamètre du carénage de la fusée. Les aeroshells souples ne sont pas confrontés à cette limitation et peuvent être étendus bien au-delà du bord du carénage, permettant à la NASA de protéger des charges utiles plus grandes et plus lourdes lorsqu’elles entrent dans l’atmosphère.
Ceci est particulièrement important pour nos futurs plans d’exploration du système solaire, car l’autre problème avec les boucliers thermiques actuels est qu’ils ne fonctionnent que dans l’atmosphère terrestre. Vous essayez de placer quelque chose de la taille de la navette spatiale à la surface de Mars et cet exercice va se terminer avec votre vaisseau spatial sur une très longue traînée à travers la planète rouge – ou un cratère très court si vous êtes particulièrement malchanceux. L’atmosphère de Mars n’est tout simplement pas assez épaisse pour générer une friction suffisante contre les boucliers thermiques de taille moderne pour ralentir en toute sécurité la descente de la navette. Ainsi, la NASA teste un gonflable qui l’est.
Lorsqu’il commencera sa descente, LOFTID se déplacera à plus de 25 fois la vitesse du son. La NASA espère qu’à la fin, LOFTID rampera à une vitesse relativement faible de 609 MPH. Tout au long de son vol, l’enregistreur de données embarqué du bouclier de test transmettra les données de capteur et vidéo les plus pertinentes tout en stockant autant que possible à bord dans un enregistreur éjectable. Si tout se passe comme prévu, le bouclier LOFTID ralentira suffisamment pour déployer une goulotte d’atterrissage avant de se poser dans l’océan Pacifique avant d’être récupéré par l’ULA.
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