Die NASA entwickelt derzeit innovative Hitzeschilde, die Astronauten bei der Rückkehr von Mond- und Marsmissionen schützen sollen. Ein ungewöhnlicher Ansatz wird dabei verfolgt: Die Technologien werden während der Entsorgung von Abfällen aus der Internationalen Raumstation (ISS) getestet.
Experimentelle Kapseln sammeln Daten beim Wiedereintritt
Im Rahmen der Northrop Grumman Cygnus XL 24-Mission wurden zwölf kleine Kapseln zur ISS gebracht, die verschiedene Hitzeschildmaterialien testen sollen. Diese Kapseln, Teil des Kentucky Reentry Probe Experiments (KREPE-3), wurden von Studierenden der University of Kentucky entwickelt und mit Sensoren ausgestattet, die Temperatur, Druck, Bewegung, Magnetfeld und Licht während des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre messen.
Die Cygnus-Raumsonde wurde vor ihrem Rückflug zur Erde mit Abfällen beladen und die Kapseln aktiviert. Beim geplanten Verglühen der Sonde in der Atmosphäre werden die Kapseln ausgestoßen und beginnen, Daten zu sammeln. Diese Informationen werden per Satellit an Forscher übertragen, um die Leistung der verschiedenen Materialien zu analysieren.
Vielseitige Materialien und Designs im Test
Die Kapseln enthalten eine Vielzahl von thermischen Schutzsystemen. Neben bewährten Technologien wie den Keramikfliesen des Space Shuttles werden auch neuartige Materialien getestet. Ein Beispiel ist ein 3D-gedruckter Hitzeschild, der im Rahmen des Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems-Projekts am Johnson Space Center der NASA und dem Oak Ridge National Laboratory entwickelt wurde.
Ein weiteres innovatives Material ist MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations), das aus Schichten von Kohlenstoff- und Phenolfasern besteht. Diese flexiblen und kostengünstigen Materialien könnten sich besonders für Marsmissionen eignen, da die dünnere Atmosphäre des Planeten geringere Hitzebelastungen mit sich bringt.
Einige Kapseln testen auch neue Designs, wie ein umbrellaförmiges, entfaltbares Hitzeschild namens Adaptable Deployable Entry and Placement Technology. Dieses Design könnte in voller Größe gefaltet werden und wäre ideal für die Beförderung von Nutzlasten, die größer sind als die Raketen, die sie ins All bringen.
Internationale Partner wie die Universität Stuttgart tragen ebenfalls zum Experiment bei, unter anderem mit einem Sensor zur Messung des Wärmeflusses während des Wiedereintritts.
- Quelle: NASA Demonstrates Next-Generation Heat Shield Technologies