Jednou z největších výzev při odesílání užitečných nákladů na Mars je potýkat se s atmosférou planety. I když je ve srovnání se Zemí neuvěřitelně tenký (s přibližně polovinou 1% zemského tlaku vzduchu), výsledné tření vzduchu je stále problémem pro kosmickou loď, která tam chce přistát. A při pohledu do budoucnosti NASA doufá, že bude moci přistát těžší užitečné zatížení na Marsu i na dalších planetách - některé z nich mohou mít tak hustou atmosféru jako Země.
Možným řešením je použití nafukovacích aeroshellů (tzv. Tepelných štítů), které nabízejí řadu výhod oproti pevným. Při vývoji této technologie se NASA a United Launch Alliance (ULA) spojily s vývojem nafukovacího tepelného štítu známého jako Low-Orbit Flight Flight Test nafukovacího decelerátoru (
Když kosmická loď vstoupí do atmosféry, aerodynamické síly na ni začnou tahat. To pomáhá zpomalit kosmickou loď a přeměnit její kinetickou energii na teplo. Toto teplo se přirozeně může stát velmi intenzivním a představovat hrozbu pro kosmickou loď a jakoukoli posádku, kterou může mít na palubě. Proto jsou užitečná zatížení a mise posádky vybaveny tepelnými štíty, které je chrání při vstupu do atmosféry.
Od svého založení v roce 1958 se NASA silně spoléhala na retro-raketový pohon a pevné tepelné štíty, aby zpomalila kosmickou loď během operací orbitálního vstupu, sestupu a přistání (EDL). Tyto systémy bohužel přicházejí se svým podílem na nevýhodách, v neposlední řadě je to masa a potřeba pohonné hmoty. Současně je škálovatelnost trochu problém, protože větší užitečná zatížení vyžadují větší aeroshell, což znamená ještě větší množství.
Zde jsou zvláště užitečné nafukovací tepelné štíty. Při použití této technologie by NASA a další kosmické agentury mohly používat větší aeroshells, které by mohly produkovat více odporu při úsporě na hmotnosti. Začleněním nápadů typu LOFTID do jejich kosmické lodi, které místo pohonu využívají aerodynamické síly, NASA stojí za revolucí způsobu, jakým přináší užitečná zatížení planetám a na oběžné dráhy.
Koncept je příkladem technologie Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (HIAD), kterou NASA zkoumá již více než deset let. HIAD poskytuje nejen nejúčinnější způsob, jak zpomalit kosmickou loď vstupující do planety s atmosférou, ale také překonává omezení balení rigidních systémů využitím nafukovacích materiálů, které lze uložit do nosiče.
Tato technologie je proto nejúčinnějším způsobem zpomalení kosmické lodi, která vstoupila na planetu s atmosférou, a mohla by umožnit dodávat větší hmotnosti do jakékoli výšky na této planetě. Po provedení dvou suborbitálních letových zkoušek
Po dokončení testování a integraci technologie
Testy stále probíhají ve výzkumném středisku NASA v Langley Research Center, kde inženýři připravují na spuštění nafukovací tepelný štít. To spočívá v měření teploty plynného dusíku, který proudí z nádrží, které budou použity během prvního zkušebního letu. Testování balení a nasazení provádí také Airborne System, společnost zabývající se návrhem a výrobou padáků v Santa Ana v Kalifornii.
Pokud se s orbitálním testem v roce 2022 vše povede dobře, můžeme očekávat, že se aerohony typu HIAD stanou pravidelnou součástí misí na Marsu, Venuši, Titanu a dalších tělech sluneční soustavy, která mají hustší atmosféru. A nezapomeňte se podívat na toto video tepelného štítu LOFTID, se svolením výzkumného střediska NASA Langley Research Center:
