نجحت ناسا في إطلاق درع حراري قابل للنفخ في الغلاف الجوي للأرض في عرض تقني يمكن أن يساعد يومًا ما في الهبوط بأمان للمركبة الفضائية على سطح المريخ وما وراءه.
منذ ظهور رحلات الفضاء البشرية ، تصارع العلماء والمهندسون مع الأخطار الكامنة في عودة الغلاف الجوي. بدون حماية كافية ، فإن القوى الديناميكية الهوائية الشديدة والحرارة الناتجة عن الاحتكاك الناجم عن اصطدام مركبة فضائية بالغلاف الجوي بسرعة عالية ستؤدي حتماً إلى تمزيقها في عرض ناري.
لجعل الهبوط في الغلاف الجوي آمنًا ، يجب على ناسا وشركائها إيجاد طريقة لحقن مركباتهم الفضائية بالحرارة والسماح للسحب الديناميكي الهوائي بالبقاء لفترة كافية لإبطاء المركبة الفضائية إلى سرعة آمنة لنشر المظلات.
ولهذه الغاية ، طور المهندسون سلسلة من الطلاءات الواقية – غالبًا ما تكون مصنوعة من مواد معدنية أو بلاط خزفي – والتي بمجرد تثبيتها في الجزء السفلي من المركبة الفضائية ، تم تصميمها لامتصاص درجات الحرارة المدمرة لعودة الدخول.
ظل هذا النهج دون تغيير إلى حد كبير في العصر الحديث وأثبت أنه يعمل بشكل جيد للحماية الحرارية ضد زيادة كثافة الجزيئات في الغلاف الجوي للأرض.
ومع ذلك ، فإن الجانب السلبي الكبير للدروع الحرارية التقليدية هو أنها غير مرنة بشكل لا يصدق ، والحماية من حولها لا يمكن إلا أن تكون كبيرة مثل هدية الصواريخ. هذا يجعله خيارًا غير جذاب للعلماء الذين يخططون لأطقم مستقبلية إلى المريخ.
يذهب #air الوقت! تحقق من درع الحرارة القابل للنفخ NASA_Technology اختبر بشكل منفصل عنه تضمين التغريدة صاروخ القنطور العلوي. شاهد البث المباشر عبر Splashdown: https://t.co/BgScjbdJW6
كيف سيساعد LOFTID على هبوط رواد الفضاء المستقبليين على المريخ: https://t.co/eDRGA9TbKf pic.twitter.com/1y9Tf34KtJ
– ناسا (@ NASA) 10 نوفمبر 2022
الغلاف الجوي للكوكب الأحمر أقل كثافة بكثير من الغلاف الجوي للأرض ، ولهذا السبب تحتاج المركبة الفضائية إلى مساحة سطح كبيرة لتتباطأ في الوقت المناسب للهبوط الآمن. يعد تطوير مثل هذا الدرع الحراري خطوة مهمة نحو جعل البشرية نوعًا متعدد الكواكب.
تحقيقا لهذه الغاية ، تعمل ناسا وشركاؤها على درع حراري قابل للنفخ على شكل مخروطي يمكن إطلاقه كهيكل صغير ثم توسيعه إلى الفضاء لتوفير مساحة سطح أكبر لجذب السحب الجوي. تم تسمية أول عرض مداري للتكنولوجيا باسم اختبار الطيران المداري المنخفض ، أو LOFTID للاختصار.
يتكون نموذج LOFTID الأولي من سلسلة من الأنابيب القابلة للنفخ المتصلة ، والتي يتم لفها على الجانب المواجه للغلاف الجوي ، بجلد مقاوم للحرارة من نسيج السيراميك المنسوج.
صورة LOFTID لسطح سفينة الاسترداد بعد العودة إلى الغلاف الجوي (صورة الائتمان: ULA)
في الساعة 4:49 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة في 10 نوفمبر ، أرسلت وكالة ناسا الهوائي فوق صاروخ أطلس V إلى بيئة الفضاء المتجمدة لإجراء أول اختبار مداري لها – اختبار بالذخيرة الحية. أثناء الصعود ، تم تخزين درع حراري قابل للنفخ بدقة تحت ساتل متطور للطقس في طريقه إلى مدار قطبي مرتفع.
بعد حوالي ساعة وعشر دقائق من المهمة – مع فصل القمر الصناعي للطقس بأمان وفي طريقه – أعطى علماء ناسا LOFTID الأمر بالتشغيل والإقلاع.
هذه العملية ، التي استغرقت حوالي 10 دقائق ، وسعت من حجم نفخ يبلغ عرضه 4 أقدام وقطره 20 قدمًا. بعد الانتهاء من دورة حول مدار الأرض ، انفصل LOFTID عن المرحلة العليا من مركبة الإطلاق وبدأ هبوطه المحفوف بالمخاطر في الغلاف الجوي أثناء السفر بسرعة 18000 ميل في الساعة.
بشكل لا يصدق ، نجا Aeroshell من العودة عند درجات حرارة 2600 درجة فهرنهايت ، مما أدى إلى تسريع المظلات إلى الانتشار الآمن قبل رش مئات الأميال قبالة ساحل هاواي.
مع نجاح هذه التقنية ، يمكن لوكالة ناسا استخدامها في مهمات مستقبلية لإنزال البشر على المريخ واستكشاف عوالم بعيدة بما في ذلك كوكب الزهرة وقمر زحل تيتان.
تحقق من صفحة العلوم على IGN لمزيد من التحديثات من عالم العلوم الغريب والرائع.
أنتوني مساهم مستقل يغطي أخبار العلوم وألعاب الفيديو لـ IGN. لديه أكثر من ثماني سنوات من الخبرة في تغطية التطورات في العديد من المجالات العلمية وليس لديه وقت للخداع. لمتابعته عبر TwitterBeardConGamer