Một công nghệ mới có thể làm thay đổi hoàn toàn quá trình đưa tàu vũ trụ trở về Trái Đất. Nguyên lý thì đơn giản nhưng đáng ngạc nhiên: làm cho tấm chắn nhiệt đổ mồ hôi. Các nhà nghiên cứu người Mỹ đang thử nghiệm hệ thống này để biến tàu vũ trụ thực sự có thể tái sử dụng.
Quá trình trở lại bầu khí quyển Trái Đất là một trong những khoảnh khắc nguy hiểm nhất của chuyến bay vũ trụ. Nhiệt độ có thể vượt quá 1500°C, gây áp lực lên vật liệu. Ví dụ, khi một tàu vũ trụ như Starship của SpaceX quay trở lại, nhiệt lượng sinh ra trong quá trình tái nhập sẽ vượt quá 1400°C, đủ để làm tan chảy một số kim loại. Cho đến nay, tấm chắn nhiệt thường chỉ dùng một lần hoặc đòi hỏi bảo trì thường xuyên. Một tình huống làm phức tạp quá trình tái sử dụng nhanh chóng tàu vũ trụ.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas A&M, hợp tác với Canopy Aerospace, đang phát triển một loại vật liệu có khả năng "toả nhiệt" để chịu được nhiệt độ khắc nghiệt này. Hệ thống này dựa trên nguyên lý làm mát bằng cách thoát hơi nước: một loại khí được giải phóng qua vật liệu, tạo thành một hàng rào bảo vệ. Nó vừa đóng vai trò là chất cách nhiệt vừa là phương tiện làm chệch hướng nhiệt lượng lớn sinh ra trong quá trình tái xâm nhập khí quyển.
Nếu công nghệ này hoạt động như mong đợi, nó có thể thay thế các tấm gốm của tàu con thoi Mỹ hoặc các tấm chắn phá hủy được sử dụng trên các khoang như Orion hoặc Dragon, vốn phải thay đổi sau mỗi chuyến bay. Mục tiêu là làm cho tàu vũ trụ có khả năng tái sử dụng nhiều hơn, do đó ít tốn kém hơn và tái phóng nhanh hơn. Dự án được tài trợ bởi khoản tài trợ 1,7 triệu đô la, tương đương khoảng 1,58 triệu euro, từ Không quân Hoa Kỳ. Kết quả thử nghiệm đầu tiên sẽ xác định hướng phát triển tiếp theo.
Quá trình trở lại bầu khí quyển Trái Đất là một trong những khoảnh khắc nguy hiểm nhất của chuyến bay vũ trụ. Nhiệt độ có thể vượt quá 1500°C, gây áp lực lên vật liệu. Ví dụ, khi một tàu vũ trụ như Starship của SpaceX quay trở lại, nhiệt lượng sinh ra trong quá trình tái nhập sẽ vượt quá 1400°C, đủ để làm tan chảy một số kim loại. Cho đến nay, tấm chắn nhiệt thường chỉ dùng một lần hoặc đòi hỏi bảo trì thường xuyên. Một tình huống làm phức tạp quá trình tái sử dụng nhanh chóng tàu vũ trụ.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas A&M, hợp tác với Canopy Aerospace, đang phát triển một loại vật liệu có khả năng "toả nhiệt" để chịu được nhiệt độ khắc nghiệt này. Hệ thống này dựa trên nguyên lý làm mát bằng cách thoát hơi nước: một loại khí được giải phóng qua vật liệu, tạo thành một hàng rào bảo vệ. Nó vừa đóng vai trò là chất cách nhiệt vừa là phương tiện làm chệch hướng nhiệt lượng lớn sinh ra trong quá trình tái xâm nhập khí quyển.
Tấm chắn nhiệt này “làm đổ mồ hôi” khí để bảo vệ tàu trong quá trình tái xâm nhập khí quyển
Công nghệ này dựa trên vật liệu silicon carbide in 3D. Nó vừa bền chắc trước áp suất khí quyển vừa đủ xốp để khí có thể thoát ra ngoài. Sau khi được kích hoạt, lớp này sẽ tạo thành một lớp cách nhiệt mỏng giữa bề mặt bình và không khí nóng. Nguyên lý này tương tự như nguyên lý của áo khoác lông vũ: không phải vải cách nhiệt mà là không khí bên trong. Các cuộc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đang được tiến hành để xác minh tính hiệu quả của hệ thống này ở tốc độ cao.Nếu công nghệ này hoạt động như mong đợi, nó có thể thay thế các tấm gốm của tàu con thoi Mỹ hoặc các tấm chắn phá hủy được sử dụng trên các khoang như Orion hoặc Dragon, vốn phải thay đổi sau mỗi chuyến bay. Mục tiêu là làm cho tàu vũ trụ có khả năng tái sử dụng nhiều hơn, do đó ít tốn kém hơn và tái phóng nhanh hơn. Dự án được tài trợ bởi khoản tài trợ 1,7 triệu đô la, tương đương khoảng 1,58 triệu euro, từ Không quân Hoa Kỳ. Kết quả thử nghiệm đầu tiên sẽ xác định hướng phát triển tiếp theo.
