科学家给宇宙飞船开发隔热罩,有助于节省恢复任务的成本
目前航天器外部使用的耐高温隔热装置均为硬质材料。最近美国航天局成功测试了一种新型旋转技术隔热罩,这一创新有望显著减轻航天器的发射重量。对于即将降落在有大气层的行星上的宇宙飞船来说,配备一个隔热罩是至关重要的。传统的隔热罩往往重量重、结构复杂,但曼彻斯特大学的一位博士生Rui Wu却开发了一种简单、轻便且经济的隔热罩,为宇宙探索带来了新的希望。
当宇宙飞船在行星大气层中坠落时,空气摩擦会导致热量聚集,特别是飞船快速通过的下侧。隔热罩的作用在于消散这些热量,防止宇宙飞船本身受到损害。它还可以通过产生气动阻力来减缓飞船的下降速度。
当前使用的隔热罩包括那些需要在特定情况下膨胀或机械展开的防护罩。Rui Wu设计的隔热罩与众不同。这款原型由柔韧、坚固且耐热的材料制成,在不使用时可以折叠起来。当面临宇宙飞船通过行星大气层时所遭遇的空气涌入时,该隔热罩便会像受到启发的Samara飞行器那样自动开始旋转。它的设计灵感来源于旋转飘落的枫树种子。
当这个隔热罩旋转时,离心力会使其裙状侧面展开并变硬。这不仅产生了减缓下降所需的阻力,还提供了用于散热的保护表面。最令人称道的是,在部署时,它无需额外的机械配件,仅依靠隔热罩本身便可完成展开。这一创新不仅简化了操作,还提高了宇宙飞船在恶劣环境下的安全性。Rui Wu指出:“这种原型的出处在于其轻盈的重量和出色的灵活性,完全可以满足小型卫星的需求。进行研究将变得更加轻松且经济实惠。更令人兴奋的是,它的隔热罩功能,能够节省恢复任务的成本。这是因为其高诱导阻力能够在卫星重返大气层时,大幅度减少燃烧的燃料量。”这段描述充满了科技感和现实感,充分展现了这一原型的独特优势和潜力。