Die NASA wird diese Woche einen aufblasbaren Hitzeschild mit einem Durchmesser von 20 Fuß in die Umlaufbahn bringen – und ihn dann auf die Erde zurückfallen lassen, um in den Pazifischen Ozean zu spritzen – in einem Test, der Menschen helfen könnte, sicher auf dem Mars zu landen. Der „Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator“ (LOFTID) sieht aus wie ein UFO aus einem Science-Fiction-B-Movie, soll aber beim Wiedereintritt in die Atmosphäre als riesige Bremse wirken und kinetische Energie in Wärme umwandeln und verlangsamt seinen Abstieg. Wenn sich der Test als erfolgreich erweist, könnten Hitzeschilde in verschiedenen Größen verwendet werden, um das Fahrzeug dabei zu unterstützen, sanft auf atmosphärentragenden Welten wie Mars, Titan und Venus zu landen – und sogar dabei zu helfen, Teile von Trägerraketen auf der Erde zu bergen, um den Zugang zum Weltraum per Rakete billiger zu machen Wiederverwendung.
Wie die NASA erklärte: „Für Ziele mit einer Atmosphäre besteht eine der Herausforderungen für die NASA darin, schwere Nutzlasten – Experimente, Ausrüstung und Menschen – zu transportieren.
„Wenn ein Raumschiff in eine Atmosphäre eintritt, wirken aerodynamische Kräfte auf es ein. Insbesondere hilft der Luftwiderstand, es zu verlangsamen, indem es seine kinetische Energie in Wärme umwandelt.
„Die Nutzung des atmosphärischen Luftwiderstands ist die masseeffizienteste Methode, um ein Raumschiff zu verlangsamen.
„Die Atmosphäre des Mars ist viel weniger dicht als die der Erde und stellt eine extreme Herausforderung für die aerodynamische Verzögerung dar.
„Die Atmosphäre ist dick genug, um einen gewissen Widerstand zu bieten, aber zu dünn, um das Raumschiff so schnell abzubremsen, wie es in der Erdatmosphäre der Fall wäre.“
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, die Größe des „Aeroshell“-Hitzeschilds zu erhöhen, das während des Wiedereintritts verwendet wird. Die maximale Größe der starren Aeroshell eines Flugzeugs ist jedoch durch die Abmessungen der Rakete begrenzt, die es überhaupt ins All gebracht hat.
Indem LOFTID jedoch aufblasbar ist, kann es diese Einschränkung überwinden und bläst sich nur dann auf seine maximale Größe auf, wenn dies erforderlich ist.
Die NASA sagte: „Die große entfaltbare Aeroshell von LOFTID – und die aufblasbare Struktur, die durch einen flexiblen Hitzeschild geschützt ist – wirkt wie eine riesige Bremse, wenn sie die Marsatmosphäre durchquert.
„Die große Aeroshell erzeugt mehr Luftwiderstand als eine herkömmliche, kleinere starre Aeroshell. Es beginnt sich in den oberen Bereichen der Atmosphäre zu verlangsamen, was es dem Raumschiff ermöglicht, in größerer Höhe früher abzubremsen, während es weniger starke Erwärmung erfährt.“
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Die NASA und die United Launch Alliance (ULA) sagten, die LOFTID-Mission sei dem Gedenken an den im August 2020 verstorbenen ULA-Manager für fortgeschrittene Programme Bernard Kutter gewidmet.
Während seines Lebens war Herr Kutter ein leidenschaftlicher Verfechter sowohl eines kostengünstigeren Zugangs zum Weltraum als auch der Art von Technologien – wie LOFTID – die dies ermöglichen könnten.
Die NASA fügte hinzu: „Der ULA-Ingenieur interessierte sich sehr für die aufblasbare Hitzeschildtechnologie der NASA, die die sichere Rückkehr von Vulcan-Raketentriebwerken als Teil des Wiederverwendungsprogramms von ULA ermöglichen und große Nutzlasten auf dem Mars landen könnte, die für bemannte Missionen erforderlich sind.
„Er war maßgeblich an der Weiterentwicklung der ULA-Wiederverwendungstechnologie und der Entwicklung des Plans beteiligt, das System auf einer Atlas-V-Rakete zu testen.“
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Laut NASA soll LOFTID am Donnerstag um 1:25 Uhr PST (9:25 Uhr GMT) an Bord einer United Launch Alliance Atlas V 401-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien in eine erdnahe Umlaufbahn starten.
Die Rakete wird auch das Joint Polar Satellite System-2 (JPSS-2) tragen, einen NOAA-Beobachtungssatelliten, der dabei helfen wird, globale Umweltdaten zu sammeln, die für Wettervorhersagen und Klimaüberwachung verwendet werden.
JPSS-2 wird die Erde von Pol zu Pol umrunden und den Äquator etwa 14 Mal pro Tag überqueren, was bedeutet, dass es die gesamte Erde zweimal täglich beobachten kann.
Die Berichterstattung über den Start kann live – beginnend um 00:45 Uhr PST (8:45 Uhr GMT) – auf der NASA Live-Website verfolgt werden.