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科学家重新设计可折叠的隔热罩,为深空行星任务铺平道路

2018-09-15 11:25:00

       据报道,火星的载人任务为NASA科学家和工程师提供一系列需要克服的挑战,其中包括重新设计一个可折叠的隔热罩。 一种改变游戏规则的新型可折叠防热盾进行了试飞,这位更大、更轻的深空行星任务铺平了道路。

       这种结构类似于雨伞的屏障叫自适应部署进入和定位技术(ADEPT),是NASA通过探空火箭向亚轨道发射的三项技术演示者之一,同时也是UP Aerospace公司SpaceLoft 12任务的一部分。

  据了解,行星任务进入大气层时面临的其中一个主要障碍就是即便是最薄的空气当以超音速飞行时也会生成超3000摄氏度的温度--是钢水温度的两倍。通常的处理方法是用一种特殊的酚醛塑料制成的圆形盾牌,它会像一页一页的书一样一直燃烧,这样就能在达到之前带走热量。

  虽然这种系统已经应用60多年时间,但这种塑料盾牌却非常重、硬且造价昂贵,而且随着尺寸的增大要做到这一点也变得愈发困难。另外,它们还会产生巨大的重力并需要超音速降落伞来减慢飞船的速度使其能在着陆最后阶段打开常规降落伞。

  ADEPT则通过一种用3D编织的碳纤维制成的厚垫子取代刚性塑料来解决这一问题,这种厚垫子由展开的骨架和支杆支撑。不同于易烧蚀塑料盾牌的是,这种碳纤维能够在穿过绝缘织物之前通过重新辐射热量来保持有效载荷的冷却效果。

  而这套新材料最大的优点是重量更轻且能够折叠。这意味着它能制造出比现在更大但重量更轻的行星探测器。另外这还意味着火箭不需要制造地更大。

  据悉,ADEPT演示飞行器在亚轨道测试中飞行了15分钟时间,在与火箭分离之前其飞行高度达到了60英里(96千米)、飞行速度超过了3马赫(3700km/h)。虽然这样的速度还不足以产生太多的热量,但此次测试的主要目的是检查工程方面和空气动力学的实用性。

NASA表示,接下来他们将让ADEPT盾牌接受超17000mph(27000km/h)的亚轨道飞行测试。

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