NASAとULA、より重いペイロードを火星に着陸させるための巨大な膨張式熱シールドの実験に成功

(Credit: NASA)

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先週、NASAは新しいタイプの熱シールドのテストに成功した。このタイプの膨張式減速機は、将来、人類や大型ペイロードの火星着陸や、他の惑星の月への大気圏突入に使用されることが期待されている。

インフレータブル減速機の低地球軌道飛行試験(LOFTID)は、11月10日にカリフォルニア州のバンデンバーグ宇宙空軍基地からユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)のアトラスVロケットで打ち上げられた。LOFTIDは、極地気象衛星JPSS-2(Joint Polar Satellite System-2)の打ち上げに伴う副次的なペイロードであった。

これまで使われてきた焼灼式の熱シールドでは、大気のある惑星や月に安全に送り込めるペイロードの大きさに限界がある。膨張式減速機は、火星での有人事業を可能にするための、地平線上の最良の希望と考えられてきた。

円錐形のLOFTIDは直径6mで、宇宙から再突入する鈍器型エアロシェルとしては最大となる。

LOFTIDのプロジェクトマネージャーであるJoe Del Corso(ジョー・デルコルソ)氏は、10月に行われた打ち上げ前のブリーフィングで、「現在、リジッド技術を使って、エアロシェル自体のサイズをロケットのフェアリングに収まるサイズ、つまり約5メートル以下に制限しています。そのため、火星に送り込むペイロードの大きさは約1.5トンに制限されます。」と述べた。

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LOFTIDのパックと展開テストは、ヒートシールドが実際の条件下で飛行中に期待通りの性能を発揮することを確認するための荷重テストから始まった (Credit: NASA)

しかし、インフレータブル技術を用いたより大きなエアロシェルは、20〜40トンの範囲まで、より重いペイロードを可能にするとDel Corso氏は述べた。「さらに、エアロシェルを大きくすれば、大気の密度が低くて既存のシステムでは減速できないような火星の高地へもアクセスできるようになります。」

LOFTIDは、アトラスVのケンタウルス上段から分離する前に膨張し、太平洋上空で大気圏に再突入した。NASAによると、エアロシェルとデータレコーダが回収されたので、エンジニアはそれがどの程度機能したかのデータを確認することができる。また、LOFTIDと主要なデータレコーダが海で失われた場合に備えて、パラシュートで飛散する前にバックアップのデータレコーダモジュールも放出された。

2012年、「インフレータブル再突入ロケット実験機(IRVE-3)」という大型インフレータブル熱シールドのプロトタイプが観測ロケットで打ち上げられ、極超音速で地球の大気を通過する実験に成功した。 その後、極超音速用空気力学的減速機(HIAD)の技術開発に取り組み、今回の実験が実現した。この試験で得られたデータは、今後の設定や試験に反映される予定だ。

LOFTIDは、重量で鉄の10倍の強度を持つ合成繊維を編んだトリと呼ばれる加圧同心輪の積み重ねでできている。再突入システムは、1,600℃を超える熱からリングを絶縁する柔軟な熱防護システムを備えている。折りたたみ式でスケーラブルな熱シールドは、ロケットの中で場所を取らない。

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(Credit: NASA)

NASAによると、LOFTID技術は従来の熱シールドよりも抵抗を生み、大気圏の上層部で減速し始めるという。

NASAの宇宙技術ミッション本部副長官であるJim Reuter(ジム・ロイター)氏は、「飛行試験を通じて新しい技術を証明することは、将来のミッションのために能力を拡大する主な方法の1つです。ULA、NASAの科学部門、NOAAと協力し、JPSS-2の打ち上げに合わせてこの技術実証を行うことができたことを嬉しく思います」と述べている。

この記事は、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス(表示4.0 国際)に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。

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