L’un des plus grands défis de l’envoi de charges utiles vers Mars est de devoir composer avec l’atmosphère de la planète. Bien qu'incroyablement mince par rapport à la Terre (avec environ la moitié de 1% de la pression atmosphérique de la Terre), la friction de l'air qui en résulte est toujours un problème pour les engins spatiaux qui cherchent à y atterrir. Et pour l'avenir, la NASA espère pouvoir faire atterrir des charges utiles plus lourdes sur Mars ainsi que sur d'autres planètes - dont certaines peuvent avoir des atmosphères aussi denses que la Terre.
Une solution possible à cela est l'utilisation d'aérosols gonflables (aka. Boucliers thermiques), qui offrent de nombreux avantages par rapport aux rigides. Pour développer cette technologie, la NASA et United Launch Alliance (ULA) se sont associées pour développer un bouclier thermique gonflable connu sous le nom de test en vol en orbite terrestre basse d'un décélérateur gonflable (
Lorsqu'un vaisseau spatial pénètre dans une atmosphère, les forces aérodynamiques commencent à exercer une traînée sur lui. Cela aide à ralentir le vaisseau spatial, convertissant son énergie cinétique en chaleur. Naturellement, cette chaleur peut devenir très intense, menaçant le vaisseau spatial et tout équipage à bord. C'est pourquoi les charges utiles et les missions en équipage sont équipées de boucliers thermiques pour les protéger lors de l'entrée atmosphérique.
Depuis sa création en 1958, la NASA s'est fortement appuyée sur la propulsion rétro-fusée et les boucliers thermiques rigides pour décélérer le vaisseau spatial pendant les opérations d'entrée, de descente et d'atterrissage (EDL). Malheureusement, ces systèmes présentent leur part d'inconvénients, dont le moindre n'est pas la masse et le besoin de propulseur. Dans le même temps, l'évolutivité est un peu un problème car les charges utiles plus importantes nécessitent une coque aérodynamique plus grande, ce qui signifie encore plus de masse.
C'est là que les écrans thermiques gonflables sont particulièrement utiles. En utilisant cette technologie, la NASA et d'autres agences spatiales pourraient utiliser des bombes aérodynamiques plus grandes qui pourraient produire plus de traînée tout en économisant sur la masse. En incorporant des idées comme LOFTID dans leur vaisseau spatial, qui utilisent des forces aérodynamiques au lieu de la propulsion, la NASA va révolutionner la façon dont elle délivre des charges utiles aux planètes et en orbite.
Le concept est un exemple de technologie de décélération aérodynamique gonflable hypersonique (HIAD), que la NASA étudie depuis plus d'une décennie. HIAD fournit non seulement le moyen le plus efficace en masse pour ralentir un vaisseau spatial pénétrant dans une planète avec une atmosphère, mais surmonte également les limites d'emballage des systèmes rigides en utilisant des matériaux gonflables qui peuvent être rangés dans le lanceur.
Cette technologie est donc le moyen le plus efficace en termes de masse pour ralentir un vaisseau spatial entrant dans une planète avec une atmosphère, et pourrait permettre à des masses plus importantes d'être livrées à n'importe quelle altitude sur ladite planète. Après avoir effectué deux tests de vol suborbitaux, le
Une fois les tests terminés et la technologie pouvant être intégrée,
Les tests sont toujours en cours au Langley Research Center de la NASA, où les ingénieurs préparent le bouclier thermique gonflable pour le lancement. Cela consiste à mesurer la température de l'azote gazeux qui s'échappe des réservoirs qui seront utilisés pendant le premier vol d'essai. Des tests d'emballage et de déploiement sont également menés par Airborne System, une entreprise de conception et de fabrication de parachutes à Santa Ana, en Californie.
Si tout se passe bien avec le test orbital en 2022, nous pouvons nous attendre à ce que les aérosols de type HIAD deviennent une caractéristique régulière des missions vers Mars, Vénus, Titan et d'autres corps du système solaire qui ont des atmosphères plus denses. Et n'oubliez pas de regarder cette vidéo du bouclier thermique LOFTID, gracieuseté du NASA Langley Research Center:
