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다음 달 착륙 시뮬레이션 준비 (수면 및 육상)
NASA는 독특한 방식으로 달과 화성으로의 임무에서 귀환하는 우주 비행사들을 보호할 수 있는 열 보호 장치를 테스트하고 있다: 쓰레기를 치우는 것이다.
노스롭 그루먼이24테슬라, 2024년 1분기 실적 발표: 매출 230억 달러, 순이익 10억 달러 기록우주선 연료 및 물자 보급 임무NASA는 국제 우주 정거장에서 분리된 후, 다음 세대의 열 보호 재료를 테스트하기 위해 설계된 12개의 소형 실험용 캡슐을 싣고 발사했습니다. 이러한 캡슐은 미래의 열 차폐 시스템의 기반이 될 수 있습니다.
이 실험, "켄터키 재진입 탐사 실험 (KREPE-3)"은 저비용, 고효율 임무 시리즈의 세 번째 실험으로, 화물 우주선의 수명이 다할 마지막 순간에 귀중한 데이터를 수집하는 데 활용됩니다.
이 실험은 ケン터키 대학교, 켄터키 주, NASA의 Established Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR), 여러 NASA 센터 및 기타 연방 및 상업 파트너 간의 협력입니다.
KREPE-3는 NASA의 EPSCoR 프로그램의 목표를 잘 보여주는 예시입니다."라고 NASA 본부의 EPSCoR 프로그램 관리자인 데이비드 베거가 말했습니다. "우리는 다음 세대의 과학자와 엔지니어가 독특한 프로젝트를 개발하여 교육과 NASA의 목표 달성에 기여하도록 지원하고 있습니다.
쓰레기를 자원으로
임무의 Cygnus XL 우주선이 기지에 도착하기 전에, 우주 비행사들은 폐기물을 채우고 내부의 12개의 작은 캡슐을 작동시켰습니다. ケン터키 대학교 학생들에 의해 설계된 캡슐에는 재진입 중에 온도, 압력, 움직임, 자기장 및 빛을 측정하는 센서가 포함되어 있습니다.
차량이 지구 대기에서 계획된 경로를 따라 안전하게 분해됨에 따라, 캡슐은 각 실험용 열 차폐 재료의 성능에 대한 데이터를 수집하기 시작합니다. 위성 신호는 연구자에게 실시간 데이터를 전송하여, 더 큰 열 차폐가 미래의 화물이나 승무원을 보호하는 데 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 통찰력을 제공합니다.
이는 아직 개발 중인 재료에 대한 비행 데이터 획득의 지능적인 방법입니다."라고 NASA의 Ames 연구 센터의 재료 엔지니어인 Keith Peterson이 말했습니다. "우리는 이미 지구로 돌아오는 차량에 탑승하는 것과 같습니다.
혁신을 가열하다
이 캡슐에는 우주 왕복선에 사용된 것과 같은 검증된 기술을 포함한 다양한 열 보호 구성 요소가 탑재될 것입니다. 또한 NASA Johnson 및 Oak Ridge 국립 연구소에서 개발된 3D 프린팅 열 보호 시스템 프로젝트에서 제작된 열 보호 쉴드의 새로운 옵션도 테스트됩니다.
NASA Ames 연구원들은 KREPE-3에 여러 재료를 기여하고 있으며, 여기에는 다음 세대의 보호 덮개인 "Innovative Needling Operations (MERINO)를 사용하여 재진입용으로 설계된 재료"라는 것을 비행할 두 개의 캡슐이 포함됩니다. 탄소와 페놀 섬유로 구성된 이 재료는 전통적인 보호 재료보다 유연하고, 생산 속도가 빠르고, 비용이 저렴하여, 이를 통해 화성 임무에 적합한 후보가 됩니다. 화성의 얇은 대기 덕분에, 붉은 행성에 착륙하는 임무는 낮은 열 부하를 포함하고, 더 가벼운 보호를 가능하게 합니다.
세 번째 캡슐은 이러한 보호 덮개와 다른 요소를 결합합니다. "Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment"은 이중 뿔 모양을 사용합니다. 탄소 섬유와 열 방지 플라스틱 섬유로 덮인 뿔에 탄소 팁을 부착하고, MERINO로 감싼 후 뿔을 사용합니다. 이 독특한 디자인은 컴퓨터 모델을 실제 데이터와 비교하여 검증합니다.
또 다른 캡슐은 NASA의 다이버(Dragonfly) 임무를 보호하고, 토성의 위인 타이탄에 도착할 때, 디자인의 동적 안정성을 테스트하는 보호 에어로쉘과 같은 모양을 가지고 있습니다. 이 캡슐은 NASA Ames에서 개발된 페놀이 융합된 탄소 흡착재로 덮여 있으며, 이는 상업용 차량 및 NASA의 "Stardust" 임무에서 사용되었습니다.Stardust, Mars Science Laboratory, 및2020년 화성임무.
한 개의 캡슐은 확장 가능한 열 방지 덮개인 어댑티브 배리어 엔트리 앤 플레이스먼트 기술을 테스트합니다. 이 덮개는 우산 모양으로 만들어져 표면적을 늘리고 하강 속도를 늦추는 데 사용됩니다. 완전한 크기의 어댑티브 배리어 엔트리 디자인은 접을 수 있어, 이를 발사하는 로켓보다 더 큰 화물을 운반하는 데 이상적입니다.
일부 캡슐은 화성 임무를 위한 새로운 재료를 테스트하는 반면, 다른 캡슐은 컴퓨터 모델링 및 센서 설계에 대한 추가 연구 및 이해를 위한 새로운 형태와 디자인을 테스트합니다. 이러한 기술은 재진입 설계 혁신의 새로운 세대에 문을 열 수 있습니다.
국내 및 국제 파트너가 개발한 추가 모듈은 다양한 알려진 및 새로운 재료를 테스트하며, 독일 스태트슈타트 대학교에서 개발된 열 흐름 센서를 포함합니다. 이 센서는 재진입 시 표면을 가로질러 열이 이동하는 방식을 측정하는 데 도움이 될 것입니다.
우리는 열 보호 장치가 할 수 있는 것의 한계를 넓히고 있습니다." 라고 페터슨이 말했습니다. "그리고 우리는 빠르고, 저렴하며, 매우 효과적인 방식으로 테스트하고 있습니다.
