يمكن للدرع الحراري القابل للنفخ التابع لناسا أن يهبط بالبشر على المريخ

قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

سي إن إن
–

عندما درع حراري تجريبي كبير منتفخ في الفضاء وفي مواجهة العودة الوحشية للغلاف الجوي للأرض الأسبوع الماضي ، نجا الإيروشل – واعتبره مسؤولو ناسا “نجاحًا كبيرًا”.

يمكن أن يكون العرض التوضيحي التكنولوجي أساسًا لتقنية الهبوط التي تضع البشر على سطح المريخ.

تم قطع اختبار رحلة المدار الأرضي المنخفض لمظاهرة تقنية إبطاء السرعة القابلة للنفخ ، أو LOFTID ، في 10 نوفمبر في الفضاء كحمولة ثانوية مع نظام الأقمار الصناعية المشترك Polar Satellite-2 ، وهو أقمار صناعية قطبية للطقس.

بعد انفصال LOFTID عن القمر الصناعي القطبي وتضخمه ، عاد الغلاف الجوي إلى الغلاف الجوي من مدار أرضي منخفض.

عند إعادة الدخول ، واجهت LOFTID درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة فهرنهايت (1649 درجة مئوية) ووصلت إلى سرعات تقارب 18000 ميل في الساعة (28968 كيلومترًا في الساعة) – الاختبار النهائي للمواد المستخدمة في بناء الهيكل القابل للنفخ ، والذي يتضمن السيراميك نسيج منسوج يسمى كربيد السيليكون.

ال درع الحرارة ومسجل البيانات الاحتياطية تناثر في المحيط الهادئ بعد حوالي ساعتين من الإطلاق ، على بعد مئات الأميال من ساحل هاواي ، حيث تمركز فريق على متن قارب لاستعادة الأشياء.

ساعدت البيانات الأولية الفريق في تحديد ما إذا كان الهوائي فعالًا في إبطاء والبقاء على قيد الحياة في الغوص الحاد من مدار أرضي منخفض إلى المحيط. النتيجة: “نعم مدوية للغاية ،” قال ترودي كورتيس ، مدير العروض التقنية في مديرية بعثات تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا.

يجب أن تستغرق الدراسة الكاملة لأداء LOFTID حوالي عام واحد.

تهدف المهمة إلى اختبار تقنية الدرع الحراري القابل للنفخ التي يمكن أن تهبط أيضًا بمهمات روبوتية أكبر على كوكب الزهرة أو قمر زحل تيتان ، أو إرسال حمولات ثقيلة إلى الأرض. تعتمد الدروع الهوائية الحالية ، أو الدروع الحرارية ، على حجم انسيابية الصاروخ. لكن الهوائي القابل للنفخ يمكن أن يتحايل على هذه التبعية ويفتح إرسال بعثات أثقل إلى كواكب مختلفة.

كان قطر مظاهرة لوفتيد حوالي 20 قدمًا (6 أمتار).

عندما تدخل مركبة فضائية الغلاف الجوي للكوكب ، فإنها تصطدم بقوى هوائية ، مما يساعد على إبطاء سرعتها. على كوكب المريخ ، حيث تقل كثافة الغلاف الجوي عن 1٪ من كثافة الغلاف الجوي للأرض ، هناك حاجة إلى مساعدة إضافية لإنشاء السحب اللازم لإبطاء وهبوط مركبة فضائية بأمان.

لهذا السبب يعتقد مهندسو ناسا أن الهوائي الكبير القابل للنشر مثل LOFTID ، والذي ينتفخ ويحمي بواسطة درع حراري مرن ، يمكن أن يفرامل أثناء السفر عبر الغلاف الجوي للمريخ. تم تصميم aeroshell لخلق المزيد من السحب في الغلاف الجوي العلوي لمساعدة المركبة الفضائية على الإبطاء في وقت أقرب ، مما يمنع أيضًا بعض الحرارة الشديدة للغاية.

حاليًا ، يمكن لوكالة ناسا أن تهبط طنًا متريًا (2،205 رطلاً) على سطح المريخ ، مثل العربة الجوالة Perseverance بحجم السيارة. قال جو ديل كورسو ، مدير مشروع LOFTID في مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا في هامبتون ، فيرجينيا ، إن شيئًا مثل LOFTID يمكن أن يهبط ما بين 20 و 40 طنًا متريًا (44.092 إلى 88184 رطلاً) على المريخ.

قال جون دي نونو ، كبير مهندسي LOFTID في ناسا لانغلي ، عندما سحب فريق الاسترداد الهيكل الخارجي من المحيط ، تفاجأوا عندما اكتشفوا أن السطح الخارجي “بدا نقيًا تمامًا”. قال: “لم تكن لتعلم أنه كانت هناك عودة مكثفة للغاية”.

في الواقع ، إن نفخ الهواء في حالة جيدة بحيث يبدو أنه يمكن إعادة استخدامه والطيران مرة أخرى ، كما قال ديونو ، لكنه يحتاج إلى اختبار صارم قبل اتخاذ مثل هذا القرار.

لا يزال هناك قدر هائل من البيانات التي يجب معالجتها ، بما في ذلك درجات الحرارة المحددة التي واجهتها LOFTID في أوقات مختلفة أثناء رحلتها.

بمجرد اكتمال الدراسة الكاملة ، يمكن للعلماء استخدام النتائج للعمل على الجيل التالي الأكبر من LOFTID. تم تصميم التجربة لتناسب عرض قيادة مع القمر الصناعي القطبي. بعد ذلك ، يحتاج LOFTID إلى الارتقاء لاختبار أدائه في مهمة إلى المريخ ، الأمر الذي قد يتطلب زيادة حجمه الإجمالي بمقدار ثلاث إلى أربع مرات.

المهمة ، التي بدأت قبل أيام قليلة فقط من انطلق الصاروخ القمري الضخم Artemis I في رحلة إلى القمر والعودة ، يعد “نجاحًا هائلاً” يشترك في هدف مشترك مع برنامج Artemis ، والذي يهدف إلى إعادة البشر إلى القمر وفي النهاية هبوط أطقم على سطح المريخ.

قال ديل كورسو: “من أجل نقل الناس إلى الفضاء على القمر أو نقلهم إلى المريخ ، نحتاج إلى الكثير من الأشياء ، مما يعني أنه يتعين علينا وضع الكثير من الكتلة في الفضاء”.

“لدينا الآن القدرة على وضع حمولات ثقيلة في الفضاء وإعادتها مرة أخرى. كل من هذه النجاحات هي خطوات مهمة في تمكين وصول الإنسان والاستكشاف. نذهب إلى الفضاء ونريد أن نبقى هناك.