Uno de los mayores desafíos de enviar cargas a Marte es tener que lidiar con la atmósfera del planeta. Si bien es increíblemente delgado en comparación con la Tierra (con aproximadamente la mitad del 1% de la presión de aire de la Tierra), la fricción del aire resultante sigue siendo un problema para las naves espaciales que buscan aterrizar allí. Y mirando hacia el futuro, la NASA espera poder aterrizar cargas útiles más pesadas en Marte y en otros planetas, algunos de los cuales pueden tener atmósferas tan densas como la Tierra.
Una posible solución a esto es el uso de aerosoles inflables (también conocidos como escudos térmicos), que ofrecen numerosas ventajas sobre los rígidos. Para desarrollar esta tecnología, la NASA y la United Launch Alliance (ULA) se han asociado para desarrollar un escudo térmico inflable conocido como Prueba de vuelo en órbita terrestre baja de un desacelerador inflable (
Cuando una nave espacial entra en una atmósfera, las fuerzas aerodinámicas comienzan a ejercer resistencia sobre ella. Esto ayuda a ralentizar la nave espacial, convirtiendo su energía cinética en calor. Naturalmente, este calor puede volverse muy intenso, lo que representa una amenaza para la nave espacial y cualquier tripulación que pueda tener a bordo. Por eso las cargas útiles y las misiones tripuladas están equipadas con escudos térmicos para protegerlos durante la entrada a la atmósfera.
Desde su inicio en 1958, la NASA ha dependido en gran medida de la propulsión de cohetes retro y escudos térmicos rígidos para desacelerar las naves espaciales durante las operaciones de entrada, descenso y aterrizaje orbital (EDL). Desafortunadamente, estos sistemas vienen con su parte de inconvenientes, uno de los cuales es la masa y la necesidad de propelente. Al mismo tiempo, la escalabilidad es un problema, ya que las cargas útiles más grandes requieren una capa de aerosol más grande, lo que significa aún más masa.
Aquí es donde los protectores térmicos inflables son especialmente útiles. Usando esta tecnología, la NASA y otras agencias espaciales podrían usar proyectiles aerodinámicos más grandes que podrían producir más resistencia mientras se ahorra masa. Al incorporar ideas como LOFTID en su nave espacial, que utiliza fuerzas aerodinámicas en lugar de propulsión, la NASA revolucionará la forma en que entrega cargas útiles a los planetas y a la órbita.
El concepto es un ejemplo de tecnología de desacelerador aerodinámico inflable hipersónico (HIAD), que la NASA ha estado investigando durante más de una década. HIAD no solo proporciona la forma más efectiva en masa de desacelerar una nave espacial que ingresa a un planeta con una atmósfera, sino que también supera las limitaciones de empaque de los sistemas rígidos al utilizar materiales inflables que se pueden guardar dentro del vehículo de lanzamiento.
Por lo tanto, esta tecnología es la forma más efectiva en masa de desacelerar una nave espacial que ingresa a un planeta con una atmósfera, y podría permitir que se envíen masas más grandes a cualquier elevación en dicho planeta. Habiendo realizado dos pruebas de vuelo suborbitales, el
Una vez que se completan las pruebas y se puede integrar la tecnología,
Las pruebas aún están en curso en el Centro de Investigación Langley de la NASA, donde los ingenieros están preparando el escudo térmico inflable para su lanzamiento. Esto consiste en medir la temperatura del gas nitrógeno a medida que sale de los tanques que se utilizarán durante el primer vuelo de prueba. Airborne System, una compañía de diseño y fabricación de paracaídas en Santa Ana, California, está llevando a cabo pruebas de empaque e implementación.
Si todo va bien con la prueba orbital en 2022, podemos esperar que los aerosoles tipo HIAD se conviertan en una característica regular para las misiones a Marte, Venus, Titán y otros cuerpos en el Sistema Solar que tienen atmósferas más densas. Y asegúrese de ver este video del escudo térmico LOFTID, cortesía del Centro de Investigación Langley de la NASA:
