페이로드를 화성에 보내는 데 가장 큰 어려움 중 하나는 지구의 대기와 대결해야한다는 것입니다. 지구와 비교하여 엄청나게 얇지 만 (지구 기압의 약 1 %의 절반), 결과적으로 발생하는 공기 마찰은 여전히 우주선이 착륙하려고하는 문제입니다. 그리고 NASA는 미래를 바라 볼 때 화성뿐만 아니라 다른 행성에도 무거운 페이로드를 착륙시킬 수 있기를 희망합니다.
이에 대한 가능한 해결책은 팽창 식 에어로 쉘 (일명 열 차폐)을 사용하는 것인데, 이는 단단한 것보다 많은 장점을 제공합니다. 이 기술을 개발하기 위해 NASA와 ULA (United Launch Alliance)는 풍선 감속기의 저궤도 비행 시험으로 알려진 풍선 열 차폐 장치를 개발했습니다 (
우주선이 대기에 들어 오면 공기 역학적 힘이 우주선을 끌기 시작합니다. 이것은 우주선의 속도를 늦추어 운동 에너지를 열로 변환하는 데 도움이됩니다. 당연히이 더위는 매우 강렬 해져 우주선과 승무원에게 위협이 될 수 있습니다. 따라서 페이로드와 승무원에게 대기 진입시이를 보호하기 위해 열 차폐 장치가 장착 된 이유는 무엇입니까?
NASA는 1958 년 시작된 이래로 궤도 진입, 하강 및 착륙 (EDL) 작업 중에 우주선을 감속시키기 위해 레트로 로켓 추진 및 견고한 열 차폐에 크게 의존했습니다. 불행하게도,이 시스템은 단점이 있지만, 그 중 최소가 대량이고 추진제의 필요성이 아닙니다. 동시에, 큰 탑재량에는 더 큰 에어로 쉘이 필요하기 때문에 확장 성이 약간 문제가됩니다. 이는 더 많은 질량을 의미합니다.
팽창 식 열 차폐가 특히 유용한 곳입니다. NASA 및 기타 우주 기관은이 기술을 사용하여 대량으로 절약하면서 더 많은 항력을 생성 할 수있는 더 큰 에어로 쉘을 사용할 수있었습니다. 추진력 대신 공기 역학적 힘을 이용하는 우주선에 LOFTID와 같은 아이디어를 통합함으로써 NASA는 행성과 궤도에 탑재량을 전달하는 방식을 혁명적으로 발전시킵니다.
이 개념은 NASA가 10 년 이상 연구해온 HIAD (Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator) 기술의 예입니다. HIAD는 대기와 함께 행성으로 들어오는 우주선을 감속시키는 가장 효과적인 방법을 제공 할뿐만 아니라 발사체에 적재 될 수있는 팽창 식 재료를 활용하여 견고한 시스템의 포장 한계를 극복합니다.
그러므로이 기술은 대기권을 가진 행성으로 들어가는 우주선을 감속시키는 가장 효과적인 방법이며, 더 큰 질량이 행성의 어느 고도로 전달 될 수 있습니다. 두 개의 궤도 궤도 비행 시험을 실시한 결과
테스트가 완료되고 기술을 통합 할 수있게되면
NASA의 Langley Research Center (엔지니어가 발 사용 풍선 열 차폐 장치를 준비 중)에서 테스트가 계속 진행 중입니다. 이것은 처녀 테스트 비행 중에 사용될 탱크에서 배출되는 질소 가스의 온도를 측정하는 것으로 구성됩니다. 포장 및 배치 테스트는 또한 캘리포니아 산타 아나의 낙하산 설계 및 제조 회사 인 Airborne System에서 수행하고 있습니다.
모든 것이 2022 년의 궤도 시험에 잘 부합한다면, HIAD 유형의 에어로 쉘이 화성, 금성, 타이탄 및 태양계의 다른 대기권이있는 다른 기관에 대한 임무를위한 규칙적인 특징이 될 것으로 기대할 수 있습니다. NASA Langley Research Center에서 제공 한 LOFTID 열 차폐 비디오를 확인하십시오.
