Nasas ”flygande tefat” – en uppblåsbar värmesköld som ska kunna landa på främmande planeter

Efter 18 års arbete testar Nasa nu en värmesköld som blåses upp under sin väg genom atmosfären och som tål 1 600 °C.

Uppdatering: Nasas test av den uppblåsbara värmeskölden lyckades. Se uppdatering i slutet av artikeln.

På torsdag 10 november är det meningen att ett flygande tefat ska spränga sig igenom jordens atmosfär. För ett flygande tefat är precis vad Nasas uppblåsbara värmesköld Loftid ser ut som.

Loftid är en förkortning för Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator. Den har ett mycket specifikt uppdrag, nämligen att undersöka om uppblåsbara värmesköldar är något att satsa på för att underlätta återanvändning av rymdfarkoster och utföra landningsuppdrag på planeter i solsystemet, exempelvis vid en framtida bemannad rymdfäd till Mars.

Nasa har jobbat med uppblåsbara värmesköldar i 18 år tillsammans med United Launch Alliance (ULA), som ser möjligheter med att använda tekniken till att landa och återvinna raketmotorer.

Det här blir den största runda värmesköld som har skickats genom atmosfären hittills.

Tänk dig en liten låda med en uppblåsbar värmesköld som kan placeras på vilken rymdfarkost som helst – även på mindre moduler från den internationella rymdstationen ISS – och lotsa dem tryggt ner genom atmosfären. Det är i alla fall Nasas vision när de beskriver Loftid-systemet.

Skickas ut med Joint Polar Surveyor System-2

Den uppblåsbara värmeskölden kommer att skickas ut i rymden med värdsatelliten Joint Polar Surveyor System-2 ombord på en Atlas-raket från ULA. När värdsatelliten skjuts ut blåses värmeskölden upp med kväve från en pumpenhet som sitter mitt i skölden.

Vid starten är Loftid en liten rund låda med en diameter på bara 1,2 meter, men när den blåses upp blir den hela sex meter i diameter.

Sedan börjar raketen rotera, så att Loftid pekar mot jorden. Därefter börjar den att snurra, och så fort den rätta hastigheten har uppnåtts släpps Loftid.

Det är nu som de material som värmeskölden är byggd av ska visa om de tål de extrema temperaturer som uppstår när skölden ska bromsas från 25 Mach, det vill säga 25 gånger ljudets hastighet.

Enligt Nasa ska värmeskölden tåla 1 600 °C, och rymdorganisationen sätter sin tillit till ett litet företag i New Hampshire, Jackson Bond Enterprise, som har producerat de värmetåliga materialen.

Värmeskölden består av en serie av sex stora ringar. De är vävda av syntetiskt material som är 15 gånger starkare än stål, skriver Nasa – dock utan att avslöja detaljer om materialet.

Utsidan av ringarna täcks sedan med tre lager – först ett slags keramisk duk, därefter ett isolerande material för att förhindra värmeöverföring och slutligen ett lager för att hindra varm gas från att komma i kontakt med de uppblåsbara ringarna.

Alla ringarna är sammanbundna med släta remmar.

Avslutar med fallskärm

Vid testuppblåsning av skölden framträder det keramiska materialet tydligt på utsidan av ringarna.

På sin väg genom atmosfären kommer Loftid att ange sin position var tjugonde sekund, men kommer i övrigt att överföra en ytterst begränsad mängd data under resan. Däremot finns sensorer och kameror som gör inspelningar längs vägen, och när jorden närmar sig kommer en liten dataregistrerare att lösgöras från skölden.

Loftid kommer att avsluta sin resa hängande i fallskärmar och landa i havet utanför Hawaii, där värmeskölden och den flytande dataregistreraren ska plockas upp.

Uppdatering: Testet lyckades

Loftid separerades från raketen efter uppskjutningen på torsdagen. ULA delade en film som visade förloppet.

Värmeskölden vecklades ut och påbörjade återfärden mot jorden. I den här filmen från Nasa visas hur Loftid landar i havet vid Hawaii.

I ytterligare en film, tagen från ett fartyg som bärgade värmeskölden ur havet, ser den ut att vara intakt. Filmen delades av Tory Bruno, vd för ULA.

 

Den första delen av publicerades först i Ingeniøren, och görs tillgänglig för Ny Tekniks läsare genom ett samarbete mellan tidningarna.

Thomas Djursing / Ingeniøren

Mer om: Nasa Rymden

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt