NASA testa escudos térmicos de nova geração usando cápsulas descartadas em reentrada

A NASA realizou mais uma etapa de testes de tecnologias de proteção térmica ao liberar 12 cápsulas experimentais durante a reentrada da espaçonave de carga Cygnus NG-24, da Northrop Grumman. A operação foi conduzida no momento em que a nave, carregada de resíduos da Estação Espacial Internacional (ISS), deixou a órbita terrestre, oferecendo uma oportunidade de baixo custo para avaliar materiais que poderão compor futuros escudos térmicos em missões à Lua e a Marte.

Parceria acadêmica e institucional

Batizado de Kentucky Reentry Probe Experiment 3 (KREPE-3), o experimento é fruto de cooperação entre a Universidade de Kentucky, o estado de Kentucky, o programa EPSCoR (Established Program to Stimulate Competitive Research) da agência, centros da própria NASA e parceiros federais e comerciais. Para David Berger, gerente do EPSCoR na sede da agência em Washington, a iniciativa “apoia a formação da próxima geração de cientistas e engenheiros” ao mesmo tempo em que avança metas estratégicas da exploração espacial.

Coleta de dados em tempo real

Antes de se desprender da ISS, a tripulação ativou os 12 módulos projetados por estudantes da Universidade de Kentucky. Cada cápsula leva sensores de temperatura, pressão, movimento, campo magnético e luz. À medida que a Cygnus se desintegrava de forma controlada na atmosfera, os dispositivos foram ejetados, transmitindo dados via satélite para equipes em solo, permitindo comparar o desempenho de diferentes materiais de proteção térmica.

Materiais tradicionais e inovadores

Entre os componentes embarcados estão:

  • Azulejos cerâmicos já utilizados no ônibus espacial;
  • Um escudo fabricado por impressão 3D, desenvolvido pelo projeto Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems, do Centro Johnson da NASA e do Laboratório Nacional de Oak Ridge;
  • Duas unidades com o material MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations), composto por camadas de fibras de carbono e fenólicas costuradas, mais flexível e econômico que opções tradicionais, indicado para missões a Marte;
  • O Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, que combina ponta de tungstênio, cone revestido por fibras de carbono e plástico resistente ao calor e uma seção traseira em MERINO;
  • Um protótipo em formato de aeroshell similar ao que protegerá a missão Dragonfly na chegada à lua Titã, recoberto com Phenolic Impregnated Carbon Ablator (PICA);
  • O sistema Adaptable Deployable Entry and Placement Technology, escudo tipo “guarda-chuva” capaz de ampliar a área de frenagem e ser dobrado para transporte.

Outras cápsulas, desenvolvidas por parceiros dos Estados Unidos e do exterior, incluíram sensores de fluxo de calor como o produzido pela Universidade de Stuttgart, na Alemanha, destinados a mapear a distribuição térmica durante a reentrada.

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Imagem: researchers at NASA via nasa.gov

“Estamos ampliando os limites do que os escudos térmicos podem fazer de forma rápida, econômica e altamente eficaz”, afirmou Keith Peterson, engenheiro de materiais do Centro Ames, na Califórnia.

Os resultados obtidos no KREPE-3 servirão para validar modelos de computador, aprimorar desenhos de veículos de reentrada e acelerar a adoção de novos materiais em missões tripuladas e de carga.

Com informações de NASA