Testovali nafukovací tepelný štít

Všetky vesmírne sondy, ktoré sa po svojej vesmírnej púti majú bezpečne vrátiť na Zem bez toho, aby sa poškodili vysokým tepelným zaťažením počas preletu cez husté vrstvy atmosféry, musia byť vybavené ochranným tepelným štítom.

Ten v podstate "zachytí" najväčšiu časť tepelnej energie, ktorá vzniká trením rýchlo sa pohybujúcej sondy o častice atmosféry. Spoľahlivé tepelné štíty musia mať najmä vesmírne lode s ľudskou posádkou, ktoré musia kozmonautov spoľahlivo dopraviť späť na materskú planétu. Porušenie tepelného štítu môže viesť k tragickej havárii. Takáto havária sa stala 1. februára 2003 pri návrate raketoplánu Columbia z vesmírnej misie STS-107. Cez trhlinu v tepelnej izolácii na krídle raketoplánu, ktorá vznikla už pri štarte, sa počas pristávania začala do vnútra stroja dostávať plazma s teplotou presahujúcou 1 000 °C vznikajúca trením riedkych vrstiev vzduchu o povrch raketoplánu. Plazma pôsobila postupnú deštrukciu stroja a viedla k jeho zániku. Columbia sa rozpadla vo výške 63 kilometrov nad štátom Texas pri rýchlosti 5,5 km/s, pričom zahynulo všetkých sedem astronautov. Tepelné štíty musia mať aj vesmírne sondy, ktoré pristávajú na planétach s atmosférou. Nevýhodou doterajších typov tepelných štítov je najmä to, že sú pomerne mohutné a relatívne ťažké, takže kvôli nim sa musí znížiť hmotnosť užitočného nákladu (prístrojov) sondy. Americká vesmírna agentúra NASA vyskúšala nedávno inovatívny tepelný štít úplne novej konštrukcie. Ide o nafukovací štít, ktorý má malú hmotnosť a ktorý je počas štartu vesmírnej sondy uložený v pomerne malom priestore, a nafúkne sa až pri návrate, tesne pred vstupom do atmosféry. Zložený štít bol počas štartu uložený v puzdre priemeru len 380 mm. Štít tvorí niekoľko vrstiev priemyselnej tkaniny, pokrytej vrstvou kremíka. Do vesmíru bol zložený štít vynesený raketou Black Brant 9, ktorá štartovala zo základne NASA na Wallopsových ostrovoch. Rakete trvalo približne štyri minúty, kým vyniesla zložený štít do výšky okolo 210 kilometrov. Približne o minútu neskôr bol štít uvoľnený zo svojho krytu a vo výške približne 200 km sa začal nafukovať. Nafukovanie trvalo približne 90 sekúnd. Na nafúknutie štítu slúžila fľaša so stlačeným dusíkom. Nafúknutý štít má hubovitý tvar priemeru približne tri metre. Nafúknutý štít potom začal voľným pádom padať na Zem. Technici NASA sa sústredili najmä na okamihy, keď štít vstúpil vo výške okolo 90 kilometrov do atmosféry a bol vystavený maximálnej teplote a tlaku. Telemetrické údaje o parametroch štítu boli v reálnom čase vysielané na pozemnú stanicu. Demonštračný štít spadol do vĺn Atlantického oceánu približne 140 kilometrov východne od Wallopsových ostrovov. "Bolo to malé demonštračné zariadenie. Teraz, keď sme overili túto koncepciu, by sme chceli skonštruovať pokrokovejšie nafukovacie štíty, ktoré by zniesli vyššie tepelné zaťaženie," povedala manažérka projektu Mary Beth Wusková. Nafukovacie tepelné štíty sú veľkým prísľubom pre budúce misie na iné planéty. Ak chceme na Mars vyslať ťažšie sondy ako doteraz, bude treba maximalizovať brzdiacu plochu štítu. Čím bude väčšia plocha nafukovacieho štítu, tým väčšiu hmotnosť môže mať pristávací modul sondy. Do prvého praktického uplatnenia nafukovacích tepelných štítov na vesmírnych sondách však ešte nejaký ten čas uplynie.