آزمایش سپر حرارتی پارچه‌ای تاشو در شبیه‌سازی ورود به مریخ

ناسا اخیرا به آزمایش یک سپر حرارتی تاشوی پارچه‌ای در شبیه سازی ورود به جو مریخ پرداخته که از پارچه فیبر کربن استفاده می‌کند و مانند چتر بسته می‌شود.

ناسا اخیرا به آزمایش یک سپر حرارتی تاشوی پارچه‌ای در شبیه سازی ورود به جو مریخ پرداخته که از پارچه فیبر کربن استفاده می‌کند و مانند چتر بسته می‌شود.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، با بزرگتر شدن فضاپیماهای سرنشین‌دار برای ماموریت‌های سرنشین‌دار و سیاره‌ای، سپر‌های حرارتی آن‌ها نیز بزرگتر می‌شوند که گاهی اندازه آن بیش از اندازه بزرگ است.

مرکز تحقیقات ایمز ناسا در کالیفرنیا برای جلوگیری از روزی که سپر برای پرتابگرهای موجود یا آینده بیش از حد بزرگ شوند، سپر حرارتی فناوری جایگذاری و ورودی گسترش‌پذیر تطبیقی (ADEPT) را طراحی کرده که جنس آن از پارچه فیبر کربن بوده و مانند یک چتر خم می‌شود. این سپر حرارتی پارچه‌ای به تازگی آزمایش‌هایی را که ورود به جو مریخ را شبیه‌سازی می‌کنند، به پایان رسانده است.

تا به امروز،سپر‌های حرارتی بیشتر از پلاستیک‌های فنلی مخصوص تشکیل می‌شدند که از فضاپیما در مقابل فرسایش حین ورود به جو محافظت می کنند. با داغ شدن سپر‌ها، لایه‌های پلاستیکی می‌سوزند و قبل ازاینکه گرما به محموله برسد، از آن دور می‌شوند. شکل بشقاب مانند این جسم همچنین به عنوان یک ترمز عمل کرده و سرعت فضاپیما را از سرعت‌های فراصوت کاهش می‌دهد.

از آنجایی که از زمان برنامه آپولو، بسیاری از سپر‌ها خواص آیرودینامیکی داشته‌اند، پنابراین می‌توان آن‌ها را تا حدی هدایت کرد.

این یک سیستم موثر است اما چنین سپر‌هایی، سخت، سفت و سنگین هستند. آن‌ها همچنین بهترین کارایی را زمانی دارند که فضاپیما درعمق جو است، بنابراین آن‌ها تمایل به تولید نیروهای کاهش سرعت بسیار بالا تا 450 Gs (سرعت پرواز افقی) دارند مگر اینکه از مدار‌های ویژه استفاده شود. از آنجا که انسان تنها می‌تواند نیروهای کمتر از 10 Gs را تحمل کند، این امر باعث می‌شود سپرهای کاهنده عملکرد ایده‌آلی نداشته باشند.

مشکل عمده این است که چنین سپرهای سفت و سختی باید در قطر بزرگتر ساخته شوند تا بتوانند با فضاپیمای بزرگتر تطابق پیدا کنمد. این امر، متناسب کردن چنین سپرهایی را درون موشک‌های کنونی یا آینده بسیار دشوار می‌کند. علاوه بر آن، چنین سپر‌هایی برای استفاده منظم، گرانقیمت هستند و بار سنگینی را بر دوش مهندسان که مسئول رسیدگی به عوامل طراحی هستند می‌گذارند.

سپر ADEPT از زمان توسعه در دهه 1970، با طراحی نمونه‌ای که از پارچه بافته فیبرکربن ساخته شده و توسط برآمدگی‌ها و حائل‌های گسترش‌پذیر در جای خود محکم شده، جایگزین سپرهای پلاستیکی سخت شده است. این سپر در طول پرتاب خم می‌شود و سپس در هنگام نیاز باز می‌شود.

به گفته ناسا، هر چند سپر پارچه‌ای نازکتر و سبکتر از نسخه‌های پلاستیکی است، اما با منعکس کردن تابش گرما قبل از اینکه به فضاپیما بتابد، از آن محافظت می‌کند.

یکی دیگر از ویژگی ADEPT این است که طراحی سبکی دارد که در مقایسه با سپر پلاستیکی معمولی، در ارتفاعات بسیار بالاتر به طور موثرتری عمل کرده و می‌تواند با زاویه کمتری جو وارد شود. سپر ADEPT بیشترین کاهش سرعت را با کمترین حرارت و نیروی 30 Gs انجام می‌دهد که به نوبه خود باعث تنش کمتر، حذف نیاز به چترنجات فراصوت می‌شود و به این معنی است که کاوشگر می‌تواند با هر ارتفاعی در هر منطقه‌ای فرود آید. حتی طرحی وجود دارد که بر اساس آن، سپر پس از فرود معکوس می‌شود و به یک چادر برای مسافران آینده تبدیل می‌شود.

نسخه کنونی سپر می‌تواند 1000 کیلوگرم بار را حمل کند که هم اکنون تحت آزمایش‌هایی نظیر ارتعاش، آکوستیک و آزمایش خلاء حرارتی در آزمایشگاه ایمز است.

جالب ترین آزمایش اخیر از انفجار هوای داغ از نازلی با قطر 53 سانتیمتر برای شبیه‌سازی یک موج شوک کمان در مقابل یک سپر ADEPT با عرض دو متر بوده که به یک بازوی پشتیبان خنک شده با آب متصل بوده است. در طول آزمایشات، دما بر روی سپر به 1700 درجه سانتیگراد رسید، در حالی که رگه‌های مایل به آبی از پوشش محافظ رزین از محل اتصال جریان یافته بود.

ناسا می‌گوید که آزمایشات زمینی و هوایی گسترده‌تری برای مفهوم سپر برنامه‌ریزی شده است و نسخه عملیاتی می‌تواند تا سال 2017 برای فرود درسیاره زهره یا شاید برای یک ماموریت سرنشین‌دار به مریخ تا سال 2035 آماده شود.

این فناوری پس از تکمیل همچنین می‌تواند برای ماموریت‌های عرضه مجدد تدارکات و اکتشاف زحل، اورانوس یا نپتون استفاده شود.

منبع :

پاسخ تلفنی به سوالات شما
پاسخ تلفنی به سوالات مشاوره ای و آموزشی شما

در بین قبولی هایم کدام رشته را انتخاب کنم ؟
تغییر رشته دادن در یک دانشگاه چه ضوابطی دارد؟

باسخ به سوالات شما در زمینه تکمیل ظرفیت ، انتخاب نوع دانشگاه (سراسری ، آزاد ، پردیس ، غیرانتفاعی ) ، انتقالی و مهمان ، رزرو دانشگاه ، کارنامه سبز و ....

از طریق تلفن ثابت در سراسر کشور بدون کد
با شماره 9099071219 تماس بگیرید
ساعت پاسخگویی از 8 صبح تا 12 شب