為登陸火星打開大門,NASA 推出全新「摺疊傘」式隔熱罩

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 14 日 12:45 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly

未來,當我們的載人任務太空船準備俯衝穿越某顆行星的大氣層時,船體外層溫度可加熱至超過 3,000℃,考量到這點,NASA 本週推出一種全新摺疊傘式隔熱罩 ADEPT,張開後直徑比火箭本身還大,可更大範圍保護船體,打開人類登陸火星殿堂的大門。



太空船通常以每小時數萬公里的極音速飛行,舉 NASA 用來探測冥王星的太空飛行器新視野號(New Horizons)為例,這艘探測器飛行速度高達每小時 58,536 公里。如果以此高速進入某行星大氣層,摩擦力將使船體前端承受恐怖壓力且產生巨大熱能,就算是大氣超稀薄的火星也一樣,溫度可超過 3,000℃,足以燃毀任何珍貴儀器(如果整艘船都燒起來,人體不用說,連肉乾都不會留下)。

為了避免任務失敗,60 多年來 NASA 最常在船體前端裝上由酚醛樹脂(phenolic)製成的圓形隔熱罩,酚醛樹脂(俗稱電木)是種合成塑膠,耐熱性、耐燃性、耐水性和絕緣性優良,雖說不是在 3,000、4,000℃ 溫度下都不會熔化,但至少已幫探測器爭取到穿越大氣層的時間,最後隔熱罩會剝離。

不過這種塑膠防護罩很重、剛硬、製造成本又高,且只能貼合船體,無法做得比船體更大,但是前往火星勢必需要更巨大的重型火箭,因此,NASA 需研發新型隔熱罩。

本週,NASA 正式測試了一款最新型「摺疊傘式」隔熱罩 ADEPT(Adaptable Deployable Entry Placement Technology)能力,顧名思義,ADEPT 比傳統圓形隔熱罩還輕,由碳纖維製成,沒用到時可收疊,準備抵禦時就像花朵一樣於船體前端打開,或者更簡單的解釋:只要你知道電影《金牌特務》主角拿的雨傘武器,就能想像 ADEPT 隔熱罩的外型與威力了。

這次測試從發射升空到返回地表共歷時 15 分鐘,期間火箭最高速度達音速 3 倍(約每小時 3,700 公里),雖然和太空探測器的飛行速度相差甚遠,加熱程度沒那麼大,但這次測試主要目的為評估空氣動力學穩定性,下一步才是準備以每小時約 27,000 公里的速度測試隔熱罩性能。

註:鋼水即鋼鐵高溫熔化的液態。

(首圖來源:NASA