- NASA 測試 12 個熱防護艙以開發未來任務的熱防護系統。
- 這些艙由肯塔基大學學生設計，內含多種感應器收集數據。
- 測試包括 3D 列印熱防護罩及新型 MERINO 材料。
- 實驗旨在比較計算預測與實際重返表現，推進熱防護技術。
NASA 正在準備測試 12 個實驗性熱防護艙，這些艙將在 10 月 9 日離開國際空間站的貨運太空船燃燒毀壞過程中進行測試。這些測試可能有助於開發未來前往月球、火星及更遠地區的熱防護系統。北方格魯曼公司的 Cygnus XL 太空船於美東時間中午 12:44 從空間站的 Canadarm2 機械臂釋放，攜帶著數千磅的廢棄設備及實驗艙。NASA 計劃於 10 月 12 日將該太空船送入地球大氣層，並在受控重返過程中使其解體。
實驗目的與合作夥伴
這些艙將從太空船上分離，並收集不同熱防護材料在極端條件下的表現數據。這項名為肯塔基重返探測實驗 3（KREPE-3）的實驗，是 NASA、肯塔基大學及其他研究夥伴的合作項目。它利用已計劃處置的太空船進行相對低成本的先進熱防護技術測試。
這 12 個艙由肯塔基大學的學生設計，內含感應器以測量大氣重返過程中的溫度、壓力、運動、磁場及光線。這些艙將通過衞星信號傳輸其測量數據，使研究人員能夠研究材料在實際飛行條件下的表現。「這是一個明智的方式來獲取仍在開發中的材料的飛行數據，」NASA 艾姆斯研究中心的材料工程師基思·彼得森（Keith Peterson）表示。「我們實際上是在搭乘一個已經回到地球的太空船。」
測試新型熱防護材料
其中一項正在測試的技術是一種通過 NASA 約翰遜太空中心和橡樹嶺國家實驗室的項目開發的 3D 列印熱防護罩。其他艙將攜帶已確立的材料，包括類似於太空梭所用陶瓷磚的材料。NASA 艾姆斯還在測試一種稱為創新針刺操作的重返材料工程（MERINO）的新型熱防護材料，這些材料由碳纖維和酚醛纖維縫合成靈活的層。NASA 表示，這些材料的製造速度更快，成本更低，可能使其在未來火星任務中變得有用。
一個艙將測試帶有鎢尖端的雙圓錐配置、碳基材料及 MERINO 防護的設計。這項實驗將幫助研究人員比較計算機預測與實際重返表現。另一個艙將檢查一種類似於 NASA 將在土星的泰坦衞星上進行的 Dragonfly 任務所計劃的保護氣殼的設計穩定性。它使用的是一種在 NASA 火星任務中曾經使用過的酚醛浸漬碳燒蝕材料。研究人員還將測試一種傘形可展開熱防護罩，旨在擴大其表面積並減緩在大氣層中的下降。
更大版本的熱防護罩可能最終保護那些過寬而無法放入發射載具的有效載荷。其他實驗包括由德國斯圖加特大學的研究人員開發的熱防護材料及熱通量感應器。該項目是 KREPE 系列的第三次實驗，利用貨運太空船的處置來測試技術，而無需專門的發射。「我們正在推進熱防護罩的界限，」彼得森表示。「我們以快速、經濟且極其有效的方式進行測試。」
熱防護技術的未來發展方向
NASA 的熱防護艙測試不僅能夠收集關鍵數據，還能促進新材料的實驗與應用。透過與學術機構的合作，這些實驗能在相對低成本的情況下進行，為未來的月球和火星任務提供重要技術支持。隨著太空探索需求的增加，開發更高效且經濟的熱防護系統將成為關鍵，這將有助於提升任務的安全性和成功率。