- Die NASA testet 12 Hitzeschutzkapseln zur Entwicklung von Hitzeschutzsystemen für zukünftige Missionen.
- Diese Kapseln wurden von Studenten der University of Kentucky entworfen und enthalten diverse Sensoren zur Datenerfassung.
- Die Tests umfassen 3D-gedruckte Hitzeschilde und neue MERINO-Materialien.
- Das Experiment zielt darauf ab, computergestützte Vorhersagen mit der tatsächlichen Wiedereintrittsleistung zu vergleichen und die Hitzeschutztechnologie voranzutreiben.
Die NASA bereitet den Test von 12 experimentellen Hitzeschutzkapseln vor, die am 9. Oktober während des Verglühens des Frachtraumschiffs, das die Internationale Raumstation verlässt, durchgeführt werden. Das Cygnus-XL-Raumschiff von Northrop Grumman wurde um 12:44 Uhr US-Ostzeit vom Canadarm2-Roboterarm der Raumstation freigegeben und transportiert Tausende Pfund ausrangierter Ausrüstung und Experimentalkapseln. Die NASA plant, das Raumschiff am 12. Oktober in die Erdatmosphäre eintreten zu lassen und es während des kontrollierten Wiedereintritts zerfallen zu lassen.
Zweck des Experiments und Partner
Die Kapseln werden sich vom Raumschiff trennen und Daten über die Leistung verschiedener Hitzeschutzmaterialien unter extremen Bedingungen sammeln. Dieses als Kentucky Re-Entry Probe Experiment 3 (KREPE-3) bezeichnete Experiment ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der University of Kentucky und weiterer Forschungspartner. Es nutzt das bereits zur Entsorgung vorgesehene Raumschiff für relativ kostengünstige Tests fortschrittlicher Hitzeschutztechnologien.
Die 12 Kapseln wurden von Studenten der University of Kentucky entworfen und enthalten Sensoren zur Messung von Temperatur, Druck, Bewegung, Magnetfeld und Licht während des atmosphärischen Wiedereintritts. Die Kapseln werden ihre Messdaten über Satellitensignale übertragen, sodass Forscher die Leistung der Materialien unter realen Flugbedingungen untersuchen können. „Dies ist ein kluger Weg, um Flugdaten für noch in Entwicklung befindliche Materialien zu erhalten“, sagte Keith Peterson, Materialingenieur am NASA Ames Research Center. „Wir nutzen im Grunde ein Raumschiff mit, das ohnehin zur Erde zurückkehrt.“
Test neuer Hitzeschutzmaterialien
Zu den getesteten Technologien gehört ein 3D-gedruckter Hitzeschild, der durch ein Projekt des NASA Johnson Space Center und des Oak Ridge National Laboratory entwickelt wurde. Andere Kapseln führen etablierte Materialien mit sich, darunter solche, die den Keramikfliesen ähneln, die beim Space Shuttle verwendet wurden. Die NASA Ames testet zudem ein neues Hitzeschutzmaterial namens MERINO, das aus Kohlenstofffasern und Phenolharzfasern besteht, die zu flexiblen Schichten vernäht sind. Laut NASA lassen sich diese Materialien schneller und kostengünstiger herstellen, was sie für zukünftige Marsmissionen nützlich machen könnte.
Eine Kapsel wird eine bikonische Konfiguration mit Wolframspitze, kohlenstoffbasierte Materialien und einen MERINO-Schutz testen. Dieses Experiment wird Forschern helfen, Computervorhersagen mit der tatsächlichen Wiedereintrittsleistung zu vergleichen. Eine weitere Kapsel wird die Designstabilität einer der für die Dragonfly-Mission der NASA auf dem Saturnmond Titan geplanten Schutzgasverkleidung ähnlichen Konfiguration untersuchen. Dabei kommt ein in NASA-Marsmissionen bereits verwendetes phenolharzgetränktes Kohlenstoff-Ablationsmaterial zum Einsatz. Forscher werden zudem einen schirmförmig ausfahrbaren Hitzeschild testen, der darauf abzielt, seine Oberfläche zu vergrößern und den Abstieg in der Atmosphäre zu verlangsamen.
Größere Versionen des Hitzeschilds könnten schließlich Nutzlasten schützen, die zu breit sind, um in die Trägerrakete zu passen. Weitere Experimente umfassen Hitzeschutzmaterialien und Wärmestromsensoren, die von Forschern der Universität Stuttgart entwickelt wurden. Das Projekt ist der dritte Versuch der KREPE-Serie, der die Entsorgung von Frachtraumschiffen nutzt, um Technologien ohne dedizierten Start zu testen. „Wir verschieben die Grenzen des Hitzeschilds“, sagte Peterson. „Wir testen auf schnelle, wirtschaftliche und äußerst effektive Weise.“
Zukünftige Entwicklungsrichtungen der Hitzeschutztechnologie
Die Tests der NASA-Hitzeschutzkapseln ermöglichen nicht nur die Sammlung entscheidender Daten, sondern fördern auch die Erprobung und Anwendung neuer Materialien. Durch die Zusammenarbeit mit akademischen Institutionen können diese Experimente bei relativ geringen Kosten durchgeführt werden und bieten wichtige technologische Unterstützung für zukünftige Mond- und Marsmissionen. Mit zunehmenden Anforderungen der Weltraumforschung wird die Entwicklung effizienterer und kostengünstigerer Hitzeschutzsysteme zum Schlüssel, was dazu beitragen wird, die Sicherheit und Erfolgsquote von Missionen zu erhöhen.