Con la vista puesta den uno de los grandes logros de la humanidad en el futuro como será la llegada del hombre a Marte, las principales agencias espaciales como la NASA están realizando avances tecnológicos para solventar algunos de los mayores problemas de este proyecto. Lo hemos visto varias veces en España ya, y la NASA en especial está metida en ello, realizando todo tipo de pruebas con su proyecto HIAD, o Desacelerador Aerodinámico Inflable Hipersónico.
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Esta tecnología aborda uno de los grandes puntos a tener en cuenta para la llegada de una nave espacial a un planeta: el calor generado en la entrada a su atmósfera resultado de la fricción y que puede alcanzar los 1.650 grados Celsius. Este proyecto, que ha estado según la NASA en desarrollo durante más de una década, se constituye como un escudo térmico inflable que se puede empaquetar en un tamaño muy pequeño y desplegarse a gran escala en el momento de necesitarlo.
Para ello, la NASA llevará a cabo la Prueba de Vuelo en Órbita Terrestre baja de un Desacelerador Inflable, por sus siglas en inglés, LOFTID, y que tendrá lugar a partir de noviembre de este año, y que buscará lanzar el escudo como carga útil secundaria con el sistema de Satélites Polares Conjuntos-2 o JPSS-2 de la NOAA, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los EE.UU.
Un escudo térmico inflable
Tal y como detalla la NASA en su comunicado, ya se llevaron a cabo pruebas exitosas con la tecnología HIAD así como variantes, como la serie IRVE o Experimento de Vehículo de Reentrada Inflable. LOFTID se lanzará en un cohete Atlas V de la United Launch Alliance.
Después de que el JPSS-2 se separe de la etapa superior del cohete, LOFTID se inflará y volverá a entrar en la atmósfera para comprobar cuán puede ralentizar grandes cargas útiles, incluyendo naves tripuladas y equipamiento como exploradores robóticos, refiriéndose a dispositivos como los rover que pueblan actualmente Marte. Reduciendo la velocidad a la que entran estos cuerpos, se reduce la fricción con la atmósfera y por ende, el calor.
Infografía del escudo LOFTID
El escudo LOFTID está compuesto por una estructura hinchable que a su vez está cubierto por un sistema de protección térmica flexible, confeccionado con materiales que soportan altísimas temperaturas. El sistema está conformado por 4 elementos principales, siendo el más importante una tela exterior de cerámica tejida o carburo de silicio. Esta "se convierte en una fibra de un diámetro tan pequeño que se puede enhebrar en un hilo". Esta le da el color negro al escudo.
A su vez, debajo de estas capas hay otros dos tipos de aislamiento flexible que evitan que las altas temperaturas puedan llegar al último elemento, una barrera de gas en conjunto con la estructura inflable. Esta estructura es un conjunto de anillos apilados, tejidos con un polímero sintético que es hasta 10 veces más fuerte que el acero.
La parte de arriba muestra los anillos apilados en una prueba del LOFTID. A la derecha, el escudo cubierto por el sistema térmico flexible.
Esta resistencia hace que todo el escudo pueda ser lo suficientemente flexible "como para plegarse para el lanzamiento, pero lo suficientemente fuerte como para permanecer rígido cuando se despliega, manteniendo la forma de capa aerodinámica". Esto es posible gracias a que estos anillos, cuando se apilan entre sí, otorgan una gran estabilidad a la estructura, y están recubiertos con un adhesivo de silicona para que soporten altas temperaturas. Esto le da a toda la estructura un color anaranjado.
Por otra parte, la estructura está unida a un cuerpo central rígido, que es el que alberga el sistema de inflación del LOFTID, así como "gran parte de su instrumentación, paracaídas, registradores de datos y más". Cuenta con una serie de correas que se usan para fijar y montar la estructura inflable al cuerpo central rígido para distribuir la carga.
El escudo LOFTID en un esquema de la NASA.
Una de las mayores ventajas de este escudo es que la cantidad de elementos, como las correas, los anillos o las capas de aislamiento "podrían escalarse según la misión" para modificar, en últimas instancias, el tamaño del escudo en sí. Así, la tecnología abre la puerta a que se pueda adaptar para más misiones. Según la NASA, se podría "desde aterrizar misiones tripuladas en Marte hasta regresar grandes componentes de vuelos espaciales desde la órbita terrestre baja".