地球の大気圏に再突入する宇宙船は、時速7600マイルに近づく速度で下方に急降下するため、華氏1850度という高い温度に遭遇します。 このすべてのエネルギーは、内部の宇宙飛行士と機器を保護するために絶対に必要な熱を吸収する堅牢なシールドになります。 しかし、NASAの歴史を通じて、これらの熱シールド（通常は剛性材料で構成されている）は、2003年のコロンビアの災害の原因となる脆いセラミックタイルで、安全性の問題を提起しました。
昨日、NASAはこの問題に対する新しいアプローチのテストを実施しました。それは、膨張式の布製の熱シールドです。 昨日の早朝、プロトタイプを搭載したロケットが、バージニア州の東海岸にあるNASAのWallops Flight Facilityから288マイル上空に打ち上げられました。 インフレータブルリエントリビークルエクスペリメント（IRVE-3）として知られる実験用ビークルがロケットから排出された後、シールドは計画通りに膨らみ、約20分間かけて安全に地球に戻り、大西洋東部に着陸しました。ノースカロライナ州ハッテラス岬。
専門家は、膨張可能なエアロシェル/熱シールドを使用して、惑星の大気圏に入ったり地球に戻ったりするときに宇宙船を保護するユニークな実験に取り組んでいます「すべてが時計仕掛けのようになりました。 プロジェクトの主任調査員であるニール・チートウッドは、次のように述べています。 「それは音速の10倍のマッハ10で地球の大気圏に入り、旅の熱と力をうまく乗り越えました。」
3年間の開発の後、NASAの研究チームは、より軽量で柔軟性の高い材料を使用して宇宙飛行のストレスに耐えることができる革新的なデザインを作成しました。 発射時には、シールドはケブラー織布の非膨張リングのコーンで構成され、すべてが熱ブランケットに囲まれています。 飛行中、680ポンドの熱シールドは発射ロケットから分離し、インフレーションシステムは、上部シリンダーが直径約10フィートのキノコ形状を形成するまでユニットに窒素を送り込みます。
「シンプルに見えるのが気に入っています」と、フライトシステムエンジニアのキャリー・ローデスは述べています。 「実際に私たちが今いる場所に到達するには、かなりの労力を要しました。 風洞、高温施設、実験室など、あらゆる種類のテストを行う必要があります。」
以前の実験であるIRVE-2も2009年8月に再突入に成功しましたが、はるかに軽いペイロードとはるかに遅い速度でした。 IRVE-3は約10倍の熱を経験しました。これは、実際のミッションで熱シールドが耐えると予想される熱に似ています。
実験飛行中、エンジニアは搭載されたカメラと温度計からのデータを注意深く監視し、シールドが莫大な量の熱から船から十分に保護されているかどうかを追跡しました。 彼らが成功を応援したので、NASAの職員が将来のミッションのためにそれを研究できるように、高速の米国海軍のボートがスプラッシュダウンエリアに派遣され、航空機を回収しました。
NASAは、このようなインフレータブルデザインを使用して、将来、惑星の進入または降下中に宇宙カプセルを保護し、国際宇宙ステーションから地球に貨物を戻すのに役立つことを示すためのテストを実施しています。 NASAのスペーステクノロジープログラムの副ディレクターであるジェームスルーサーは、次のように述べています。 「このデモンストレーション飛行は、これらの技術の価値を示して、将来の宇宙の大気侵入熱シールドとして機能することに大きく役立ちます。」
NASAは、最終的にそれらを実際のミッションで使用する前に、ますます大きくなる膨張可能な熱シールドを他のタイプの耐熱性ファブリックでテストする予定です。 次は、高エネルギー大気再突入試験（HEART）です。概念設計には、直径約30フィートの大きな熱シールドが含まれます。
インフレータブル設計を使用すると、サイズと重量が大幅に削減された熱シールドが可能になり、その結果、より多くの科学機器と生命維持用品を収容できる宇宙船が可能になります。 NASAの科学者は、火星、金星、土星の最大の月であるタイタンなど、大気のある場所への将来のミッションでこの技術が役立つ可能性があると予測しています。
