極限環境技術のためのヒートシールドが成熟に近づいている

Anonim

過去4年間、NASAのヒートシールド・エクストリームエントリー環境技術(HEEET)プロジェクトでは、惑星科学10年次調査で推奨されている科学ミッション用の新しい3次元織熱保護システム(TPS)技術が成熟しています。 金星探査機と土星探査機、土星探査機と天王星探査機、そして彗星と小惑星への探査帰還の3つの任務は、それらの目的地に到達するために強烈な大気の加熱から保護する必要があります。 Venusへの以前の任務で採用された既製のTPS製品NASAはもはや利用できませんが、HEEETプロジェクトの結果としてもたらされた技術は、改善されたソリューションをもたらしました。

デュアルレイヤHEEET TPSアーキテクチャは、極端な環境にさらされるように設計された高密度の全炭素層で構成されています。 ブレンドされたカーボンとフェノールの糸で構成された低密度の絶縁層は全炭素層の下に位置し、ペイロードの温度を制限するように設計されています。 層対織りは、2つの層を機械的に相互連結する。

層の厚さが変わる可能性があるため、二重層アプローチは、所与のミッションの質量を最適化する能力をもたらし、伝​​統的なTPSアプローチと比較してより大きな質量効率を提供する。 結果として生じるHEEET材料は、極端な進入環境に対する保護を提供する、適合性のある統合熱シールドを可能にする。 今日まで、HEEET技術は、5000W / cm2の熱流束および5気圧のアークジェット試験条件に供されたときに典型的な性能を実証している。

HEEETは、TPS技術のギャップを埋め尽くすことに加えて、今後のミッションを拡張します。 伝統的なTPS材料の固有の特性のために、以前のミッションは、投入時の重力負荷に耐えるように設計されなければならず、利用可能な科学的計器を制限していた。 HEEETは質量効率が高く堅牢なソリューションを提供し、侵入荷重を低減し、熱シールド質量を30%〜40%削減してミッションを設計することができます。

進行中のHEEET技術開発努力は、NASAの将来の惑星およびサンプル返還ミッションのためのTRL6技術をもたらすでしょう。 技術の製織、成形、レジン注入の面は業界に移行され、ベンダーは将来の使命をサポートする準備が整いました。 HEEETのTRLの進歩の一環として、このプロジェクトでは直径1メートルのエンジニアリングテストユニット(ETU)を建設しています。 ETUのインターフェースとテスト条件は、以前のフライト・プロジェクトとミッションからの支援を得て開発されました。

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