فرود در ارتفاعات بالاتر مریخ با سپر حرارتی هایپرسونیک بادشونده
به طور معمول، پوستههای هوایی از مواد سخت و جامد ساخته میشدند. اما در پرواز فضایی وزن یک عامل اساسی به شمار می رود و مستقیماً با هزینههای پروژه در ارتباط است و این مواد سنگین محدودیتهایی را بر بار محموله اعمال میکنند.
در سال 1960، مهندسین ناسا ایدهی استفاده از پوستههای هوایی بادشونده را در سر داشتند که بسیار سبک باشد. این ایده در زمان خود ایدهای نو و جلوتر از تکنولوژی روز به حساب میآمد. اما سرانجام در سال 2003 ناسا توانست اين ايده را اجرايي کند و هزینههای آن را نیز تأمین کند.
در آزمایشی که اخیرا انجام گرفته است، تیمی از ناسا یک کپسول را به عنوان بار محموله و یک پوسته هوایی باد نشده را تا ارتفاعی حدود 450 کیلومتر پرتاب کردند و سپس آنها را تا هنگامی که به زمین برگردند ردیابی و دنبال کردند.
گاز نیتروژن در 3 دقیقه، به 7 حلقه هممرکز دمیده شد تا یک سپر شبیه قارچ با قطر حدود 3 متر را ایجاد نماید. البته این اولین بار نیست که ناسا یک سپر حرارتی بادشونده را به فضا پرتاب میکند. اولین آزمایش IRVE در سال 2007 پرتاب شد اما به علت اختلال و از کار افتادن بوستر پرتاب شکست خورد. در سال 2009 سپر حرارتی بادشونده IRVE-2 را با موفقیت به پرواز در آورد.
با این حال، IRVE-3 نسبت به IRVE-2 سنگینتر بود و قرار بود که نسبت به قبل گرمای بسیار زیادی را در ورود به جو تحمل کند.
«وسیله پرنده بازگشت به جو بادشونده آزمایشی» یک سپر حرارتی بادشونده است که در سرعتهایی هایپرسونیک تا حدود 12230
کیلومتر در ساعت حرکت میکند. سپر حرارتی از یک لایه بیرونی بادشونده برای کمک به کاهش سرعت ساخته شده است و قابلیت محافظت برای بازگشت به جو زمین در سرعتهای هایپرسونیک را به سیستم عرضه میکند.
سپر حرارتی IRVE-3 شامل یک مخروط است که از یک سری حلقههای بادشونده با تکنولوژی برتر ساختهشده که با لایههای روکشهای گرمایی ويژه با تکنولوژي خاص پوشیده شده است برای اینکه آن را (و کپسول فضاییاش) از گرما حین بازگشت به جو زمین محافظت کنند.
نمونه اولیه سپر حرارتی 308 کیلوگرمی درون یک دماغهی مخروط با عرض 56 سانتیمتری برای تست پروازی بستهبندیشده است. این بسته با باز شدن به یک سپر حرارتی سه متری در حین پرواز تبدیل شد. برای تست سپر حرارتی، IRVE-3 به فضا پرتاب و شش دقیقهی بعد، از بوستر جدا شد درحالیکه 450 کیلومتر بالاتر از سطح اقیانوس اطلس بود. سپس همان طور که انتظار میرفت IRVE-3 خودش را توسط گاز نیتروژن باد نمود، و یک سپر حرارتی به شکل قارچ ایجاد نمود. سپر حرارتی بادشوندهی IRVE-3 نیرویی برابر با 20جی (20 برابر نیروی گرانش) و درجه حرارتی حدود 538 درجهی سلسیوس را در طول زمان بازگشت به جو در سرعتهای هایپرسونیکی تا حدود 9656 کیلومتر بر ساعت با موفقیت تحمل کرد. IRVE-3 با استفاده از موادی همچون نکستل، پایروژل و کاپتون، از یک سیستم محافظت حرارتی استفاده میکند که بیشباهت به لباسهای آتشنشانی نیست. تنها تفاوت این است که این سیستم میتواند دمایی تا حدود 1260 درجهی سلسیوس را تحمل کند. سفر به مریخ یک مقصد چالشبرانگیز است. مریخ جوی بسیار نازک دارد اما حتی با وجود نازک بودن جو مریخ، برای عبور از جو آن بایستی روشهای جدیدی به کار گرفت. سپرهای حرارتی بادشونده، دانشمندان را قادر میسازد تا بتوانند در ارتفاعات بالاتری روی مریخ فرود بیایند یا از تکنولوژیِ IRVE-3 استفاده کنند تا در آینده بار محمولههای بزرگتر، شامل بشر را به سطح این سیاره سرخ حمل کنند.