Nuovo concept di scudo termico

Un nuovo scudo termico pieghevole “rivoluzionario” ha di recente effettuato il primo test di volo aprendo così la strada a missioni spaziali più impegnative. Nel nuovo Messico, presso lo Spaceport America, una versione di prova di ADEPT (Adaptable Deployable Entry and Placement Technology), lo scudo termico che risulta assai simile a un ombrello è stata lanciata da un vettore suborbitale come parte della missione SpaceLoft 12 di Up Aerospace.

Oltre le tradizionali soluzioni

Uno dei principali ostacoli incontrati dalle missioni spaziali al rientro in atmosfera è il problema del surriscaldamento. Il velivolo spaziale infatti, entra nell’atmosfera a velocità ipersoniche, così facendo comprime le molecole d’aria davanti a sé generando temperature superiori ai 3.000°C (temperatura doppia rispetto all’acciaio fuso). Solitamente per ovviare tale problema le navicelle venivano dotate di uno scudo termico rotondo costruito con una speciale plastica fenolica i cui strati, surriscaldandosi, si asportano uno a uno esattamente come le pagine bruciate di un libro. Ciò permette di disperdere il calore prima che esso raggiunga il velivolo.

Tale soluzione ha funzionato a dovere per oltre 60 anni ma gli scudi di plastica risultano pesanti, rigidi, costosi e difficili da fabbricati al crescere delle dimensioni. Inoltre contribuiscono ad aumentare la forza G in fase di atterraggio e richiedono speciali paracaduti per rallentare la navicella ad una velocità sufficiente da permettere l’utilizzo del paracadute standard nelle fasi finali dell’atterraggio

ADEPT: lo scudo termico “a ombrello”

ADEPT ha risolto questo problema, esso è infatti costituito da uno spesso strato di fibre di carbonio intrecciate in 3D; a conferire rigidità alla struttura un’intelaiatura dispiegabile. A differenza dello scudo termico ablativo, il tessuto in fibra di carbonio protegge la navicella dal calore, disperdendolo prima che possa passare attraverso lo strato isolante; ADEPT inoltre è più leggero delle precedenti soluzioni quindi, a parità di peso, è possibile trasportare un carico utile maggiore senza incrementare le dimensioni del vettore di lancio.

I primi test

Il dimostratore ADEPT è stato recentemente testato compiendo un volo suborbitale di 15 minuti che lo portato a un’altitudine di 96 km prima di separarsi dal razzo e si è dispiegato mentre viaggiava a Mach 3 (3.700 km/h). Sebbene il test non raggiunga le condizioni che tipiche al rientro in atmosfera di una reale missione spaziale ADEPT ha ben risposto ai quesiti ingegneristici e aerodinamici. I prossimi test mireranno a sottoporre lo scudo ADEPT a velocità di oltre 27.000 km/h.

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