p Às vezes, para encontrar a melhor solução para um grande problema, você tem que começar pequeno. p Uma equipe de engenheiros da NASA está trabalhando em um novo tipo de Sistema de Proteção Térmica (TPS) para espaçonaves que melhoraria o status quo.

p Tendo visto o sucesso em laboratório com esses novos materiais, a próxima etapa é testar no espaço.

p O Sistema de Proteção Térmica Ablativa Conformal, ou CA-TPS, será instalado em um pequeno artigo de voo de sonda fornecido pela Terminal Velocity Aerospace (TVA) e lançado na sétima missão comercial contratada de serviços de reabastecimento da Orbital ATK para a NASA na Estação Espacial Internacional em 18 de abril.

p Sonda RED Data2 da TVA, apenas um pouco maior do que uma bola de futebol, é uma espaçonave exploratória não tripulada projetada para transmitir informações sobre seu ambiente.

p "O objetivo do teste de vôo é coletar dados de ruptura do veículo de abastecimento e, ao mesmo tempo, demonstrar o desempenho do sistema de proteção térmica ablativa conforme a sonda - encapsulada com TPS - entra na atmosfera da Terra, "explicou Ethiraj Venkatapathy, gerente de projeto de Materiais de Sistema de Proteção Térmica com o programa Game Changing Development (GCD) do Space Technology Mission Directorate (STMD) da NASA. "A proteção térmica é um elemento vital que protege uma espaçonave de queimar durante a entrada."

p "Dados obtidos em testes de voo como este com TVA e NASA, combinado com testes em diferentes composições atmosféricas, nos permite construir ferramentas de projeto com maior confiança para a entrada em outras atmosferas planetárias, como Vênus, Marte ou Titã, "ele continuou." A parceria com uma pequena empresa para obter dados de voo para um material de desenvolvimento é uma maneira muito barata de atingir vários objetivos. "

p O TPS Venkatapathy e sua equipe estão projetando novos materiais emergentes chamados PICA conformal (C-PICA) e SIRCA conformado (C-SIRCA), abreviação de Ablador de carbono impregnado fenólico e Ablador de cerâmica reutilizável impregnado de silicone, respectivamente.

p A sonda é essencialmente um aeroshell rígido coberto com o TPS e equipado com sensores chamados termopares. Para medir a temperatura durante a entrada atmosférica, os termopares são incorporados ao C-PICA do escudo térmico e ao C-SIRCA do escudo traseiro para capturar dados para a compreensão de como os materiais se comportam em um ambiente de entrada real.

p Com financiamento através do STMD / GCD, O Ames Research Center da NASA liderou o trabalho fornecendo materiais ablativos conformados e instrumentação TPS instalados nas sondas do Terminal Velocity. A Terminal Velocity também está trabalhando com o Johnson Space Center da NASA com financiamento do programa de Pesquisa de Inovação para Pequenas Empresas da STMD para miniaturizar e melhorar o sistema de aquisição e transmissão de dados, bem como fornecer suporte para a certificação de voo da ISS.

p Por meio da Iniciativa do Projeto de Voo de Exploração da ISS, Johnson certificou três sondas TVA para vôo. Uma sonda usa os materiais ablativos conformados, outra tem o material de escudo térmico Orion e a terceira sonda usa material de ladrilho de lançadeira para referência. A TVA entregou as sondas montadas ao grupo Cargo Mission Contract para este voo.

p Depois que o lançamento dos serviços de reabastecimento da Orbital ATK chega à ISS, as sondas permanecerão no cargueiro aguardando a oportunidade de trabalhar. Projetado para ser lançado da ISS em junho, uma vez que a nave de carga reentra na atmosfera da Terra e se desfaça, as sondas serão implantadas e, em seguida, começarão a capturar dados por meio dos termopares embutidos no TPS.

p "As sondas são projetadas para serem liberadas da carcaça metálica e, uma vez liberadas, eles começam a ficar aquecidos. Os dados de resposta térmica são coletados de vários locais onde os termopares estão incorporados no TPS, "explica Robin Beck, líder técnico para o desenvolvimento de TPS conforme. "A sonda inclui uma antena que permite a comunicação com um satélite Iridium. À medida que a sonda desce para a atmosfera e diminui a velocidade do som, os dados são coletados e armazenados, então transmitido para o satélite Iridium acima, que, por sua vez, transmite os dados aos pesquisadores no terreno. "

p Uma vez que os dados do teste de vôo são coletados, A sonda da TVA pode cair no oceano e não é recuperada; Contudo, essas minúsculas espaçonaves contribuirão de uma maneira muito grande para garantir que os modelos preditivos desenvolvidos com base em testes em instalações terrestres sejam válidos e aplicáveis ​​no espaço.

p "Existem riscos conhecidos e desconhecidos, mas tanto a NASA quanto a TVA estão motivadas para o sucesso, pois os benefícios também se traduzem para a comunidade maior que deseja ter acesso sob demanda ao espaço, "diz Venkatapathy." Esta tecnologia tem o potencial de reduzir o custo de acesso ao espaço para pequenas cargas úteis, ao mesmo tempo que a torna atraente para universidades e a comunidade não aeroespacial que pode ser novata em testes de voo - um desafio em si e não um risco gratuitamente."

p Porque não há backup para o TPS de uma nave espacial, é fundamental compreender e desenvolver recursos de previsão que permitem segurança, design robusto do sistema de entrada. Um teste de vôo bem-sucedido nesta escala aumentará a confiança no ablator conformado e permitirá que os planejadores de missão considerem o C-PICA e o C-SIRCA para uso em programas futuros, como New Frontiers ou Orion.