На снимке показаны летные испытания надувного замедлителя, или LOFTID, космического корабля на низкой околоземной орбите после испытаний на вход в атмосферу в ноябре 2022 года. Фото: НАСА/Грег Свонсон.
Чуть больше года назад объект летных испытаний НАСА с воплем вернулся из космоса на скорости более 18 000 миль в час, достигнув температуры почти 2700°F, а затем мягко приводнился в Тихом океане. В этот момент оно стало самым большим тупым телом — типом спускаемого аппарата, создающим отклоняющую тепло ударную волну — когда-либо входившим в атмосферу Земли.
Летные испытания надувного замедлителя (LOFTID) на низкой околоземной орбите, запущенные 10 ноября 2022 года на борту ракеты Atlas V United Launch Alliance (ULA), успешно продемонстрировали надувной тепловой экран. Эта технология, также известная как аэродинамический снаряд гиперзвукового надувного аэродинамического замедлителя (HIAD), может позволить более крупным космическим кораблям безопасно спускаться через атмосферы небесных тел, таких как Марс, Венера и даже спутник Сатурна, Титан.
«Аэрооболочки большого диаметра позволяют нам доставлять критически важное вспомогательное оборудование и, возможно, даже экипаж на поверхность планет с атмосферой. Эта возможность имеет решающее значение для амбиций страны по расширению человеческих и роботизированных исследований в нашей Солнечной системе», — сказала Труди Кортес, директор программы демонстрационных миссий технологий (TDM) в Управлении миссий космических технологий (STMD) агентства в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.
НАСА разрабатывает технологии HIAD уже более десяти лет, включая два небольших суборбитальных летных испытания перед LOFTID. В дополнение к этой успешной технологической демонстрации НАСА изучает будущие применения, в том числе сотрудничает с коммерческими компаниями для разработки технологий входа в атмосферу малых спутников, воздушного захвата и цилунной полезной нагрузки.
«Для нас это было ключевое событие, и краткий ответ: оно было очень успешным», — сказал менеджер проекта LOFTID Джо Дель Корсо. «Наша оценка LOFTID завершилась обещанием того, что эта технология может сделать для расширения возможностей исследования глубокого космоса».
В связи с успехом технологической демонстрации LOFTID НАСА объявило в рамках своей программы «Переломный момент», что оно будет сотрудничать с ULA для разработки и поставки «следующего размера», более крупного 12-метрового аэродинамического снаряда HIAD для подъема двигателей Vulcan компании с низкой Земли. орбита для повторного использования.
Успешный тест в книгах, видеоотчет
Команда LOFTID недавно провела оценку послеполетного анализа летных испытаний в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. Их вердикт?
После восстановления команда обнаружила, что LOFTID выглядел нетронутым, с минимальными повреждениями, а это означает, что его производительность была, как выразился Дель Корсо, «просто безупречной».
Вот несколько интересных визуальных моментов летных испытаний LOFTID.
Чтобы вернуться в атмосферу, LOFTID пришлось пройти через сложную последовательность событий. Дель Корсо сравнил его с устройством Руба Голдберга — сложной машиной, предназначенной для выполнения простых задач посредством серии цепных реакций.
На видео запечатлен момент, когда LOFTID развернул HIAD (слева), в сравнении с предполетной анимацией, разработанной Лабораторией передовых концепций НАСА в Лэнгли (справа). Инфляция происходит в нижней части видео, когда LOFTID пролетает над африканским континентом.
Во время полета над Средиземным морем LOFTID отделился от верхней ступени ULA Centaur. Слева LOFTID виден из передней камеры «Кентавра». Композитное изображение справа получено с камер вокруг центрального корпуса LOFTID, смотрящих вперед и за борт на оранжевую надувную конструкцию HIAD. В центре, глядя на Кентавра, ЛОФТИД виден через кормовую камеру.
Когда LOFTID снова вошел в атмосферу Земли и достиг температуры почти 2700°F, сильная жара заставила газы вокруг него ионизироваться и образовать плазму. Справа изображения с центральных камер кузова стали чрезвычайно яркими в видимом спектре, а Земля видна на инфракрасных камерах во время вращения транспортного средства.
Камера засняла, как плазма быстро меняет цвет с оранжевого на фиолетовый. Почему цвет меняется? «Мы все еще выясняем, что именно является причиной этого», — сказал Джон ДиНонно, главный инженер LOFTID. Анимация слева показывает концепцию художника того, как могла выглядеть лицевая сторона.
На этом видео, снятом командой научно калиброванных изображений в полете НАСА в Лэнгли, показано LOFTID во время пикового замедления, когда плазма отступает. Слева LOFTID прочерчивает ночное небо над Тихим океаном. Справа на обратной стороне LOFTID вспыхивает фиолетовая окраска.
Во второй части видео левая часть смещается к одной из камер, смотрящей на заднюю часть аэрооболочки, с удаляющейся плазмой, проходящей по ее краю.
Снизив скорость с более чем 18 000 миль в час до менее 80 миль в час, LOFTID раскрыл парашюты.
На этом видео, снятом инфракрасной камерой на борту спасательного корабля, показано раскрытие парашюта и приводнение прямо над горизонтом. Предполетная анимация представлена справа для сравнения.
LOFTID приводнился в Тихом океане в нескольких сотнях миль от восточного побережья Гавайев и всего в восьми милях от носа спасательного корабля — почти точно так, как было задумано. Команда села на небольшую лодку, извлекла и погрузила LOFTID на спасательное судно.
«Миссия LOFTID была важна, поскольку она доказала, что передовая конструкция HIAD успешно функционировала в соответствующем масштабе и в соответствующих условиях», — сказала Таня Лафингхаус, менеджер офиса программы TDM в Центре космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама.
