ChatGPT/SpaceX/Úprava redakcie

Pri návrate kozmickej lode do atmosféry sa teleso stretáva s extrémnym aerotermickým zaťažením – teploty môžu presiahnuť 1 600 °C v dôsledku kompresie vzduchu a trenia pri hypersonickej rýchlosti. Tradičné riešenia využívajú ablátory, ktoré sa počas letu spaľujú a tým odvádzajú teplo, alebo keramické dlaždice ako na raketopláne – krehké a náročné na údržbu, píše Interesting Engineering.

Potiaca sa kozmická loď

Ani moderné systémy, ako napríklad Starship od SpaceX, ešte nedosiahli plne ideálny stav z hľadiska znovupoužiteľnosti. Výskumníci z Texas A&M University a startupu Canopy Aerospace preto skúmajú radikálne iný princíp: transpiračné chladenie, ktoré funguje podobne ako potenie u ľudí.

Namiesto toho, aby plavidlo pasívne znášalo teplo alebo sa spoliehalo na tepelné štíty, by aktívne prepúšťalo chladiaci plyn cez svoj porézny povrch, čím by vytvorilo tenkú vrstvu plynu medzi povrchom a horúcou okolitou atmosférou. Táto plynová „izolácia“ dramaticky znižuje tepelný tok smerom dovnútra, keďže plyn má omnoho nižšiu tepelnú vodivosť než pevné materiály.

Kľúčom je vhodný materiál. Tím preto vyvinul špeciálny 3D-tlačený karbid kremíka – extrémne odolný voči teplu, pevný a zároveň dostatočne porézny, aby ním mohol prenikať chladiaci plyn. Tento materiál teraz podstupuje sériu testov v hypersonických aerodynamických tuneloch, kde sa simuluje návratová fáza letu.

Render staršej verzie druhého stupňa Starship počas opätovného vstupu do atmosféry.
SpaceX

Je potrebný skutočný test

Testovacie zariadenia navrhuje doktorand William Matthews. „Očakávame, že pri zavedení plynu bude teplota povrchu citeľne nižšia než bez chladenia,“ vysvetľuje.

Úspech tejto technológie by mohol dramaticky skrátiť čas medzi misiami – namiesto týždňov alebo mesiacov údržby by stačilo len natankovať plyn a letieť znova. To by zmenilo ekonomiku vesmírneho priemyslu podobne, ako kedysi zavedenie reaktívnych lietadiel zmenilo letectvo.

Aj keď je projekt zatiaľ v štádiu laboratórnych testov, optimizmus vedcov je opodstatnený. Ak sa transpiračné chladenie osvedčí, stane sa základným prvkom budúcich znovupoužiteľných kozmických lodí – a možno už v tomto storočí budeme bežne vídať „potivé“ lode pri návrate z orbity.

Chcel to skúsiť aj Musk

Nad transpiračným chladením pôvodne pre druhý stupeň rakety Starship premýšľala aj americká spoločnosť SpaceX. Stroj mal využiť transport časti paliva, v tomto prípade metánu, na povrchu trupu, čo by pomohlo pri vstupe do atmosféry. Toto riešenie sa ukázalo ako príliš komplikované, avšak nie je vylúčené, že sa k nemu firma vráti. Klasický ablatívny štít, ktorý Starship dnes používa, totiž prináša vlastné problémy, ktoré sa zatiaľ nedarí odstrániť.

Čítajte viac z kategórie: Novinky

Pošli nám TIP na článok



Teraz čítajú

NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP