Quando a sonda da missão Galileo entrou na atmosfera de Júpiter em dezembro de 1995, experimentou temperaturas duas vezes mais altas que a superfície do sol, e escudos fenólicos de carbono necessários para proteger sua carga útil a bordo do calor intenso. Desde aquela missão, A NASA não pilotou uma espaçonave que exigisse proteção contra esse calor extremo. Recentemente, Contudo, o NRC Planetary Science Decadal Survey recomendou que a NASA considere as missões científicas in situ a Vênus e Saturno como uma alta prioridade no conjunto de missões competidas Novas Fronteiras. Para alcançar a superfície desses planetas, missões exigirão escudos térmicos capazes de resistir a ambientes de entrada muito extremos, mas não são tão pesados ​​quanto os escudos térmicos de carbono fenólico usados ​​anteriormente.

Para responder a esta necessidade, A NASA e seus parceiros da indústria estão desenvolvendo uma maneira inovadora de projetar e fabricar uma família de materiais de sistema de proteção térmica ablativa (TPS) usando tecnologia de tecelagem disponível comercialmente. Essa nova abordagem - chamada de escudo térmico para tecnologia de ambiente de entrada extrema (HEEET) - alavanca a maneira como a tecelagem tridimensional (3-D) é usada para fabricar peças de aeronaves feitas de materiais compostos de carbono. Para fabricar materiais TPS com as propriedades desejadas, fibras de composições diferentes e densidades de fio variáveis ​​são colocadas com precisão em uma estrutura 3-D. A tecelagem tridimensional estende a tecelagem bidimensional tradicional (2-D) ao interconectar o material tecido na terceira direção, permitindo a fabricação de materiais que são mais robustos para o ambiente de entrada do que os materiais tecidos 2-D tradicionais. Os painéis são então infundidos com resinas e curados para travar as fibras no lugar. Usando modelagem avançada, Projeto, e ferramentas de manufatura para otimizar a trama para melhor desempenho geral, o projeto HEEET fabricou uma nova família de materiais TPS e os testou para uma ampla variedade de condições de entrada.

Dependendo do projeto da missão, o pico de fluxo de calor durante a entrada pode chegar a cerca de 10, 000 W / cm ² para Vênus e Saturno, e a pressão de pico pode variar até cerca de 1, 000 kPa. Atualmente, o HEEET está sendo projetado para resistir a essas condições e, ao mesmo tempo, fornecer eficiência de massa muito superior à do material fenólico de carbono herdado usado para TPS em missões de legado. Além de fornecer proteção térmica, a trama 3-D também aumenta a robustez mecânica do material TPS.

A equipe HEEET está atualmente apoiando várias propostas da Nova Fronteira em antecipação ao Anúncio de Oportunidade das Novas Fronteiras no final de 2016. Os planos exigem que o projeto HEEET amadureça e entregue tecnologia para infusão em missões selecionadas muito antes do Ponto de Decisão B - a decisão portão que leva ao período no ciclo de vida da missão em que um projeto começa com o design preliminar e conclui o desenvolvimento da tecnologia necessária. Em 2015, Os marcos de HEEET incluíram a demonstração da capacidade de formar e infundir resina um bloco HEEET de área representativa, a tampa esférica do nariz. Além disso, o projeto concluiu com sucesso uma série de testes de jato de arco para apoiar o desenvolvimento do modelo de resposta do material e para apoiar o design da costura. Este teste permitiu ao projeto refinar seu modelo de resposta de material em apoio ao dimensionamento TPS e estreitar o espaço comercial de design de costura.