La NASA prueba los escudos térmicos plegables para futuras naves espaciales marcianas

Los protectores t√©rmicos se han fabricado principalmente con cer√°mica y pl√°sticos que se instalan en el casco exterior de los transbordadores espaciales para evitar que se calienten y se quemen despu√©s de entrar en la atm√≥sfera. A medida que las misiones espaciales tienden a hacerse m√°s grandes y m√°s largas, los escudos t√©rmicos tambi√©n se hacen m√°s grandes y la NASA teme que para el momento en que comiencen los vuelos adecuadamente tripulados para el Planeta Rojo, los escudos t√©rmicos puedan volverse demasiado peque√Īos para los dise√Īos grandes. Por lo tanto, la agencia necesitaba hacer algo al respecto, por lo que acaban de completar la prueba de un nuevo escudo llamado Tecnolog√≠a de entrada y colocaci√≥n adaptable desplegable (ADEPT) utilizando fibra de carbono. Se puede desplegar y luego plegar como un paraguas.

En una atmósfera simulada que representa las condiciones marcianas, la NASA probó los nuevos escudos térmicos que son muy diferentes de los convencionales. El conjunto de escudos más antiguo incluía plásticos fenólicos especiales en forma de plato que cumplen la doble función de desacelerar el avión y absorber el calor para evitar que entre en contacto con el casco principal del transbordador. También se puede dirigir debido a sus buenas cualidades aerodinámicas.

Es un buen sistema en general, que nos brinda varias opciones y funcionalidad multifac√©tica, pero tambi√©n es un sistema grande, r√≠gido y voluminoso que solo se implementa cuando la nave espacial ha entrado en la parte interior de la atm√≥sfera. Significa que no puede detener la oleada inicial de aceleraci√≥n y velocidad, solo las √ļltimas etapas. Cabe se√Īalar que solo puede minimizar la aceleraci√≥n hasta 450G, mientras que el cuerpo humano no puede sobrevivir a la fuerza G m√°s de 11 G, por lo que no es tan efectivo cuando baja. Entonces, estos escudos ablativos est√°n lejos de ser ideales y tarde o temprano tendr√°n que ser reemplazados. La atm√≥sfera marciana es diferente y m√°s delgada que la de la Tierra, entonces, ¬Ņqu√© pasar√° si no despliegan sus poderes de absorci√≥n de calor? Otro problema mencionado anteriormente es que estos escudos r√≠gidos deben hacerse en di√°metros cada vez m√°s grandes para acomodar naves espaciales a√ļn m√°s grandes, por lo que imponen cargas pesadas a los ingenieros de dise√Īo para manejar los factores.

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Los ingenieros de la NASA sabían que un nuevo escudo térmico sería inevitable, por lo que han estado trabajando en él desde la década de 1970. El nuevo escudo térmico es un material tejido de fibra de carbono que se mantiene rígido mediante puntos de soporte, incluidas las crestas. Los escudos se pliegan durante el lanzamiento y, por lo tanto, la nave experimenta problemas aerodinámicos mínimos durante el lanzamiento. Es mucho más delgado que los polímeros anteriores, de modo que no se derrite, sino que re-irradia el calor en lugar de conducirlo hacia el cuerpo exterior del transbordador. También puede operar a altitudes más altas donde la presión del aire es baja y, por lo tanto, la nave espacial puede ingresar a la atmósfera en un ángulo más superficial y no quemarse debido a la fricción del aire. Debido a que se despliega antes que las anteriores, puede mantener el transbordador a menos de 30 G de fuerza, lo que es notable teniendo en cuenta la fuerza de 450 G que ofrecen sus contrapartes. Por lo tanto, las sondas futuras pueden aterrizar en cualquier superficie sin quemarse en el medio. ¡También se puede convertir en una tienda de calor aislada para futuros habitantes de Marte!

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El escudo de prueba actual puede contener una carga √ļtil de 1,000 Kg, y actualmente est√° siendo sometido a m√°s pruebas, incluidas vibraciones, ac√ļsticas y t√©rmicas. La prueba m√°s interesante realizada recientemente fue la de una boquilla de 21 pulgadas que disparaba aire caliente a un escudo ADEPT de 2 m de ancho como parte de sus pruebas t√©rmicas. Las temperaturas alcanzaron casi 3.100 grados cent√≠grados en la superficie del escudo y las rayas azules fluyeron como una capa protectora infundida especial que se abl√≥ de las costuras.

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¡La línea de tiempo actual de este escudo muestra que estará listo para un escurridizo aterrizaje de Venus en 2017 y un eventual despliegue marciano para 2035, principalmente porque hay algunos obstáculos para que la agencia aterrice a una persona en el planeta Rojo en primer lugar!

[Images courtesy NASA]