Los nuevos sistemas flexibles de blindaje térmico emplearán un delgado sustrato de fibra de carbono ligero, algo más denso que el usado en una balsa de madera, que ha sido desarrollado en el Centro de Investigación Ames de la NASA.
La resistencia al calor y las propiedades estructurales de este material pueden ajustarse mediante el ajuste de las técnicas de tejido.
Además, la naturaleza flexible de los materiales tejidos puede acomodar el diseño de naves espaciales de gran perfil capaces de desembarcar cargas pesadas más pesadas, incluidas tripulaciones humanas.
El nuevo sistema flexible de protección contra el calor, denominado ADEPT (Adaptive Deployable Entry and Placement Technology), sería guardado dentro de la nave espacial y desplegado como un paraguas antes de la entrada atmosférica. Apoyado por una serie de soportes metálicos resistentes, el sistema ADEPT también podría servir para dirigir la nave espacial durante el descenso.
A diferencia de las baldosas cerámicas reutilizables utilizadas en los transbordadores espaciales de la NASA para sobrevivir a la reentrada desde la órbita terrestre baja, los materiales de carbono tejidos están diseñados para un solo uso, protegiendo su carga útil mientras se queman lentamente durante los rigores de la entrada atmosférica.
Es por eso que es fundamental asegurar a través de pruebas, simulación y análisis, que los materiales de blindaje térmico pueden sobrevivir el tiempo suficiente para proteger la nave espacial durante la entrada a alta velocidad en la atmósfera de un planeta.
Para entender el funcionamiento del sistema a escala microscópica, los científicos de la NASA están llevando a cabo experimentos de rayos X en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Laboratorio de Berkeley) para rastrear la respuesta de un material a temperaturas y presiones extremas.
"Hemos estado trabajando en los estudios de varios materiales de blindaje térmico durante los últimos tres años", dijo Harold Barnard, científico de la Advanced Light Source (ALS) de Berkeley Lab, "y estamos tratando de desarrollar técnicas de imagen de rayos X de alta velocidad para que podamos capturar estos materiales de protección térmica reaccionando y descomponiéndose en tiempo real".
Durante una entrada atmosférica real en Marte, hay una carga de calor sustancial sobre el material de blindaje, con temperaturas de superficie cercanas a los 2.200 grados Celsius.
"Estamos desarrollando métodos para recrear esos tipos de condiciones y escanear materiales en tiempo real mientras están experimentando estas cargas y transiciones", dijo Barnard. Una plataforma de prueba ahora en desarrollo utiliza un pistón neumático para estirar el material, en combinación con el calor y los controles de flujo de gas, para simular las condiciones de entrada.