- NASA 测试 12 个热防护舱以开发未来任务的热防护系统。
- 这些舱由肯塔基大学学生设计，内含多种传感器收集数据。
- 测试包括 3D 打印热防护罩及新型 MERINO 材料。
- 实验旨在比较计算预测与实际再入表现，推进热防护技术。
NASA 正准备测试 12 个实验性热防护舱，这些舱将在 10 月 9 日离开国际空间站的货运飞船烧毁销毁过程中进行测试。这些测试可能有助于开发未来前往月球、火星及更远地区的热防护系统。诺斯罗普·格鲁曼公司的 Cygnus XL 飞船于美东时间中午 12:44 从空间站的 Canadarm2 机械臂释放，携带着数千磅的废弃设备及实验舱。NASA 计划于 10 月 12 日将该飞船送入地球大气层，并在受控再入过程中使其解体。
实验目的与合作伙伴
这些舱将从飞船上分离，并收集不同热防护材料在极端条件下的表现数据。这项名为肯塔基再入探测实验 3（KREPE-3）的实验，是 NASA、肯塔基大学及其他研究伙伴的合作项目。它利用已计划处置的飞船进行相对低成本的先进热防护技术测试。
这 12 个舱由肯塔基大学的学生设计，内含传感器以测量大气再入过程中的温度、压力、运动、磁场及光线。这些舱将通过卫星信号传输其测量数据，使研究人员能够研究材料在实际飞行条件下的表现。“这是一个明智的方式来获取仍在开发中的材料的飞行数据，”NASA 艾姆斯研究中心的材料工程师基思·彼得森（Keith Peterson）表示。“我们实际上是在搭乘一个已经返回地球的飞船。”
测试新型热防护材料
其中一项正在测试的技术是一种通过 NASA 约翰逊航天中心和橡树岭国家实验室的项目开发的 3D 打印热防护罩。其他舱将携带已确立的材料，包括类似于航天飞机所用陶瓷瓦的材料。NASA 艾姆斯还在测试一种称为创新针刺操作的再入材料工程（MERINO）的新型热防护材料，这些材料由碳纤维和酚醛纤维缝合成柔性层。NASA 表示，这些材料的制造速度更快，成本更低，可能使其在未来火星任务中变得有用。
一个舱将测试带有钨尖端的双圆锥配置、碳基材料及 MERINO 防护的设计。这项实验将帮助研究人员比较计算机预测与实际再入表现。另一个舱将检查一种类似于 NASA 将在土星的泰坦卫星上进行的 Dragonfly 任务所计划的保护气壳的设计稳定性。它使用的是一种在 NASA 火星任务中曾经使用过的酚醛浸渍碳烧蚀材料。研究人员还将测试一种伞形可展开热防护罩，旨在扩大其表面积并减缓在大气层中的下降。
更大版本的热防护罩可能最终保护那些过宽而无法放入发射载具的有效载荷。其他实验包括由德国斯图加特大学的研究人员开发的热防护材料及热通量传感器。该项目是 KREPE 系列的第三次实验，利用货运飞船的处置来测试技术，而无需专门的发射。“我们正在推进热防护罩的界限，”彼得森表示。“我们以快速、经济且极其有效的方式进行测试。”
热防护技术的未来发展方向
NASA 的热防护舱测试不仅能够收集关键数据，还能促进新材料的实验与应用。通过与学术机构的合作，这些实验能在相对低成本的情况下进行，为未来的月球和火星任务提供重要技术支持。随着太空探索需求的增加，开发更高效且经济的热防护系统将成为关键，这将有助于提升任务的安全性和成功率。