Un dottorato di ricerca dell'Università di Manchester. studente ha sviluppato un prototipo di scudo termico flessibile per veicoli spaziali che potrebbe ridurre il costo dei viaggi spaziali e persino aiutare le future missioni spaziali su Marte.

Gli scudi termici sono essenzialmente utilizzati come freni per impedire che i veicoli spaziali si incendino e si schiantino all'ingresso e al rientro nell'atmosfera di un pianeta. Questo design è il primo al mondo a utilizzare le forze centrifughe che irrigidiscono i materiali leggeri per evitare bruciature.

Gli attuali metodi di scudo termico per veicoli spaziali includono enormi gonfiabili e strutture dispiegate meccanicamente che sono spesso pesanti e complicate da usare.

Rui Wu, dalla Scuola di Meccanica di Manchester, Ingegneria aerospaziale e civile, dice che oltre ad essere leggero nel design, il prototipo è anche "autoregolante". Ciò significa che non è necessario alcun macchinario aggiuntivo, riducendo ulteriormente il peso del veicolo spaziale e consentendo la ricerca scientifica a basso costo e il recupero di parti di razzi.

Dice:"La navicella spaziale per le missioni future deve essere più grande e più pesante che mai, il che significa che gli scudi termici diventeranno sempre più grandi da gestire."

Per rispondere a questa richiesta Wu e il suo team hanno sviluppato uno scudo termico flessibile che ha la forma di una gonna e gira come un seme di sicomoro. Pianeti con atmosfere, come la Terra e Marte, consentire al veicolo spaziale di utilizzare la resistenza aerodinamica per rallentare e il design del prototipo lo utilizza per consentire l'ingresso nell'atmosfera.

"Questo è simile all'immersione con la tavola alta, dove la resistenza dell'acqua rallenta il tuo corpo prima di raggiungere il fondo della piscina, "Spiega Wu.

L'ingresso rapido nell'atmosfera terrestre genera così tanto calore - oltre 10, 000 C - che l'aria intorno al veicolo spaziale può bruciare in plasma. Per un ingresso atmosferico sicuro, la navicella spaziale ha bisogno di un front-end, o scudo, che tollera il calore elevato e una forma aerodinamica che genera resistenza. Però, A differenza della Terra, l'atmosfera marziana è molto sottile.

"Se il rientro sulla Terra è come tuffarsi nel miele denso, L'ingresso su Marte sarebbe come tuffarsi in acqua, " dice Wu.

Per trasportare attrezzature pesanti e astronauti, è necessaria un'area ad alta resistenza. Quando si entra nell'atmosfera terrestre o di Marte, i veicoli spaziali richiedono scudi altamente progettati per evitare il burnup, generare resistenza, e sostenere carichi pesanti. Il design di Wu risolve potenzialmente entrambi i problemi.

Il prototipo è realizzato con un materiale flessibile che consente un facile stoccaggio a bordo della navicella spaziale. Questo materiale, mentre pieghevole, è forte e ha una tolleranza alle alte temperature. Lo scudo è anche cucito lungo uno speciale motivo che gli consente di ruotare durante il volo, inducendo la forza centrifuga.

Wu vede il suo design aiutare con la ricerca scientifica spaziale e le missioni di salvataggio in futuro. Aggiunge:"Sempre più ricerche vengono condotte nello spazio, ma questo di solito è molto costoso e l'attrezzatura deve condividere un giro con altri veicoli.

"Dal momento che questo prototipo è abbastanza leggero e flessibile da poter essere utilizzato su satelliti più piccoli, la ricerca potrebbe essere resa più semplice ed economica. Lo scudo termico aiuterebbe anche a risparmiare sui costi nelle missioni di recupero, poiché la sua elevata resistenza indotta riduce la quantità di carburante bruciato al rientro."