Heatshield til ekstremt indstigningsmiljø teknologi nærmer sig modenhed

I løbet af de sidste fire år har NASAs Heatshield for Extreme Entry Environment Technology (HEEET)-projekt har modnet en roman, tredimensionelle, vævet Thermal Protection System (TPS) teknologi til videnskabelige missioner anbefalet i Planetary Science Decadal Survey. Disse missioner - Venus-sonder og landere, Saturn og Uranus sonder, og prøve returmissioner til kometer og asteroider – vil kræve beskyttelse mod intens atmosfærisk opvarmning for at nå deres destinationer. Det hyldevare TPS-produkt, NASA brugte på sin tidligere mission til Venus, er ikke længere tilgængeligt, men teknologien fra HEEET-projektet har resulteret i en forbedret løsning.

Dobbeltlags HEEET TPS-arkitekturen består af en høj-densitet, helt kulstoflag designet til at blive udsat for ekstreme indgangsmiljøer. Et isolerende lag med lavere tæthed, sammensat af blandede kulstof- og phenolgarner, er placeret under kulstoflaget og er designet til at begrænse nyttelaststemperaturen. En lag-til-lag-vævning låser mekanisk de to lag sammen.

Fordi lagets tykkelse kan variere, metoden med to lag resulterer i evnen til at optimere massen til en given mission og giver større masseeffektivitet sammenlignet med arv TPS-tilgange. Det resulterende HEEET -materiale giver mulighed for et kompatibelt, integreret varmeskjold, der giver beskyttelse mod ekstreme indstigningsmiljøer. Til dato, HEEET-teknologien har vist eksemplarisk ydeevne, når den er udsat for arcjet-testbetingelser på 5000 W/cm2 varmeflux og 5 atmosfæres tryk.

Ud over at udfylde TPS-teknologiskløften, HEEET vil muliggøre udvidede fremtidige missionskapaciteter. På grund af de iboende egenskaber af arv TPS-materialet, tidligere missioner skulle designes til at modstå høje tyngdekraftsbelastninger ved indrejse, begrænse den videnskabelige instrumentering, der kan anvendes. HEEET vil levere en masseeffektiv og robust løsning, gør det muligt at designe missioner med reducerede indgangsbelastninger og en 30% - 40% lavere varmeskjoldmasse.

Den igangværende HEEET teknologiudviklingsindsats vil resultere i en TRL 6 -teknologi til NASA's fremtidige planetariske og prøve returopgaver. Vævningen, støbning, og harpiksinfusionsaspekter af teknologien er blevet overført til industrien, og leverandørerne er klar til at støtte fremtidige missioner. Som en del af HEEETs TRL-fremme, projektet bygger en 1 meter diameter Engineering Test Unit (ETU). ETU-grænsefladerne og testbetingelserne blev udviklet med støtte fra tidligere flyveprojekter og -missioner.