NASA打造飞船超级隔热罩 可抗10倍音速

万磁王

据国外媒体报道，美国国家航空航天局的科学家打造未来充气式行星登陆隔热系统，可承受重复大气层或者登陆其他行星时超音速和极端高温环境，项目测试费用达到了1700万美元，并作为美国国家航空航天局空间技术项目（NSTP）的一部分。对新型充气式行星登陆隔热系统原型的测试工作在周一（7月23日）成功进行，该技术将用于未来的空间探索任务，其中包括载人登陆火星。

行星登陆隔热系统将在未来载人登陆火星任务中发挥重要作用

　　该新型登陆系统被称为充气式再入大气层飞行器试验-3（IRVE-3），于弗吉尼亚州东海岸瓦罗普斯岛（Wallops）的美国国家航空航天局瓦罗普斯飞行研究中心（试验场）进行。研究人员通过一枚亚轨道火箭将小型返回舱发射进入轨道，在轨道上展开充气式再入大气层隔热罩，接着以高超音速的速度穿过地球大气层，最后溅落于大西洋。
　　根据美国国家航空航天局兰利研究中心的充气式再入大气层飞行器试验-3的首席研究员尼尔·崔伊特伍德（Neil Cheatwood）介绍：“本次示范性的飞行测试有助于为未来宇宙飞船研究新型再入大气层系统做铺垫。”在周一测试成功的新闻发布会上，研究员尼尔·崔伊特伍德认为该技术具有较强的通用性，我们最初的动机是希望使更大质量的物体降落在火星表面上。
　　穿过火星大气层进行着陆是一个非常具有挑战性的目标，虽然火星的大气层非常稀薄，但高达11公里的火星大气层就不能将这个问题忽视，除了在火星上进行登陆外，我们未来还将在其他行星进行着陆，这便是美国宇航局研制未来行星登陆隔热系统的出发点，并早在九年前开始。充气式重复大气层隔热防护罩还被设计用于抵御高超音速和极端温度情况的发生，充气式再入大气层飞行器试验-3的技术为未来行星际探测器的设计人员提供了多种选择，尤其是在火星登陆任务中。
　　比如我们可以在这颗红色星球的高纬度地区着陆，可以将更大质量的探测器安全着陆至火星表面，携带更多的有效载荷。重返大气层隔热技术还可以用于解决国际空间站的“垃圾”问题，目前国际空间站的补给任务主要通过无人货运飞船进行，当补给结束后这些货运飞船只能坠入大气层烧毁，如果将新型隔热技术用于无人货运飞船上，飞船在向国际空间站输送新鲜食物等物品后，可携带有害材料安全返回地球。
　　随着测试计划的进行，充气式再入大气层飞行器试验-3项目的研究人员将提高隔热系统的技术，并与商业航天公司进行任务扩展应用的讨论。充气式重复大气层隔热罩全重为680磅，约为308千克，整体外观为一个圆锥形，由充气环构成。每个充气环中安装了隔热罩。在飞行测试时，通过氮气膨胀将隔热罩撑开，可达到3米，约为10英尺的跨度。根据美国国家航空航天局的官员介绍：“充气式再入大气层飞行器试验-3任务由黑雁4型探空火箭执行，在瓦罗普斯航天发射场发射。整个试飞任务进行了大约二十分钟。”
　　当试验返回舱进入地球大气层时，启动的隔热罩将承受20个G的重力加速度，前端温度达到了1000华氏度，约为537摄氏度，瞬时速度可超过10马赫，即音速的10倍。该试验属于美国国家航空航天局空间技术项目一部分，后者旨在促进创新技术的设计和开发，解决未来空间探索的挑战。根据美国国家航空航天局空间技术项目副主任詹姆斯·鲁瑟（James Reuther）介绍：“如果没有这一项技术，我们将无法执行雄心勃勃的美国宇航局下一代载人行星探索任务，飞出近地轨道前往太阳系其他行星进行探索。”