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नासा गर्मी ढाल का परीक्षण कर रहा है जो अंतरिक्ष यात्री को सुरक्षित रख सकता है क्योंकि वे मिशन से चंद्रमा और मंगल तक असामान्य तरीके से लौटते हैं: कचरा निकालकर।
जब नॉर्थ्रोप ग्रुमैन 24th कार्गो resupply मिशन एनएएसए के लिए अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से undocked, यह थर्मल संरक्षण सामग्री की अगली पीढ़ी का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किए गए 12 छोटे, प्रयोगात्मक कैप्सूल का एक बेड़े है जो भविष्य की गर्मी ढाल के लिए नींव के रूप में काम कर सकता है।
प्रयोग, Kentucky Reentry Probe प्रयोग (KREPE-3) कहा जाता है, कम लागत वाले, उच्च प्रभाव वाले मिशनों की एक श्रृंखला में तीसरा है जो मूल्यवान डेटा इकट्ठा करने के लिए कार्गो अंतरिक्ष यान के जीवनकाल के अंतिम क्षणों का उपयोग करते हैं।
प्रयोग Kentucky विश्वविद्यालय, Kentucky राज्य, नासा के Stimulate प्रतियोगी अनुसंधान (EPSCoR), कई नासा केन्द्रों, और अन्य संघीय और व्यावसायिक भागीदारों के बीच एक सहयोग है।
"KREPE-3 नासा के EPSCoR कार्यक्रम के लक्ष्यों का एक बड़ा उदाहरण है," वाशिंगटन में नासा के मुख्यालय में डेविड बर्गर, EPSCoR कार्यक्रम प्रबंधक ने कहा। "हम वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की अगली पीढ़ी का समर्थन कर रहे हैं क्योंकि वे अद्वितीय परियोजनाओं को विकसित करते हैं जो उनकी शिक्षा और नासा के मिशन लक्ष्यों को लाभान्वित करते हैं। ”
ट्रैश टू खजाना
मिशन के सिग्नस एक्सएल अंतरिक्ष यान से पहले स्टेशन को छोड़ दिया, अंतरिक्ष यात्रियों ने इसे कचरे से पैक किया और अंदर किए गए 12 छोटे कैप्सूल को सक्रिय किया। केंटकी छात्रों के विश्वविद्यालय द्वारा डिजाइन किए गए कैप्सूल में सेंसर शामिल हैं जो फिर से प्रवेश के दौरान तापमान, दबाव, गति, चुंबकीय क्षेत्र और प्रकाश को मापेंगे।
चूंकि वाहन अपने नियोजित मार्ग पर पृथ्वी के वायुमंडल में हानिकारक रूप से टूट जाता है, इसलिए कैप्सूल बाहर निकल जाएगा और प्रयोगात्मक गर्मी ढाल सामग्री के प्रत्येक सेट पर डेटा एकत्र करना शुरू कर देगा। सैटेलाइट सिग्नल शोधकर्ताओं को लाइव डेटा ट्रांसफर करेगा, इस बात पर अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा कि भविष्य के कार्गो या चालक दल की कितनी बड़ी गर्मी ढाल भविष्य की रक्षा कर सकती है।
कैलिफ़ोर्निया के सिलिकॉन वैली में नासा के एम्स रिसर्च सेंटर में एक सामग्री इंजीनियर कीथ पीटरसन ने कहा, "यह उन सामग्रियों पर उड़ान डेटा प्राप्त करने का एक स्मार्ट तरीका है जो अभी भी विकास में हैं"। "हम अनिवार्य रूप से एक वाहन है कि पहले से ही पृथ्वी के लिए वापस आ रहा है पर एक सवारी हिट कर रहे हैं। ”
नवाचार को बढ़ावा देना
कैप्सूल विभिन्न प्रकार के थर्मल सुरक्षात्मक घटकों को ले जाएगा, जिसमें साबित प्रौद्योगिकी जैसे अंतरिक्ष शटल पर प्रयुक्त सिरेमिक टाइल सामग्री शामिल है। अन्य नए विकल्पों का परीक्षण करेंगे, जैसे कि नासा जॉनसन और ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में विकसित थर्मल प्रोटेक्टिव सिस्टम प्रोजेक्ट के योजक विनिर्माण से 3 डी-प्रिंटेड हीट शील्ड।
नासा में शोधकर्ता एम्स KREPE-3 के लिए कई सामग्रियों में योगदान कर रहे हैं, जिसमें दो कैप्सूल शामिल हैं जो अभिनव आवश्यकता संचालन (MERINO) का उपयोग करके पुनः प्रवेश के लिए सामग्री इंजीनियर के रूप में जाना जाने वाले सुरक्षात्मक कवर के अगले पीढ़ी के परिवार को उड़ान भर देंगे। कार्बन और फेनोलिक फाइबर की परतों से बनाया गया था, जो महसूस किए गए थे, सामग्री पारंपरिक सुरक्षात्मक पदार्थों की तुलना में अधिक लचीला, तेजी से उत्पादन और कम महंगा है - उन्हें मंगल मिशन के लिए उम्मीदवारों का वादा करता है। मंगल के पतले वातावरण के लिए धन्यवाद, रेड प्लैनेट पर उतरने के मिशन में कम गर्मी भार शामिल है और लाइटर संरक्षण की अनुमति है।
एक तीसरा कैप्सूल उन सुरक्षात्मक आवरणों को अन्य तत्वों के साथ जोड़ देगा। केंटकी इंस्ट्रूमेंटेड कॉनिकल हाइपरसोनिक एक्सपेरिमेंट एक दोहरे शंकु आकार का उपयोग करेगा। यह एक टंगस्टन टिप को कार्बन और सुन-प्रतिरोधी प्लास्टिक फाइबर के साथ एक शंकु से जुड़ा हुआ है, और MERINO में लपेटा गया एक aft शंकु है। यह अद्वितीय डिजाइन वास्तविक दुनिया डेटा के खिलाफ कंप्यूटर मॉडल को मान्य करेगा।
एक अन्य कैप्सूल को सुरक्षात्मक ऐरोशेल की तरह आकार दिया जाता है जो नासा के आगामी मिशन, ड्रैगनफ्लाई की रक्षा करेगा, क्योंकि यह शनि के चंद्रमा, टाइटन में आता है, और डिजाइन की गतिशील स्थिरता का परीक्षण करेगा। यह Phenolic गर्भवती कार्बन Ablator में कवर किया गया है, जो नासा Ames में विकसित एक सामग्री है जिसमें वाणिज्यिक वाहनों के लिए आवेदन किया गया है और नासा पर उड़ान भरी हुई है। स्टारडस्ट, मंगल विज्ञान प्रयोगशाला, और मार्च 2020 मिशन।
एक कैप्सूल एक परिनियोजित गर्मी ढाल का परीक्षण करेगा जिसे एडाप्टेबल डिप्लॉयबल एंट्री और प्लेसमेंट टेक्नोलॉजी कहा जाता है, जो सतह क्षेत्र और धीमी गति से वंश को बढ़ाने के लिए एक छाता की तरह आकार दिया जाता है। पूर्ण पैमाने पर, अनुकूलन योग्य डिप्लॉयेबल एंट्री डिज़ाइन को मोड़ा जा सकता है, जिससे पेलोड को तैनात करने के लिए आदर्श बनाया जा सकता है जो रॉकेट से बड़ा है जो उन्हें उड़ान में लांच करता है।
जबकि कुछ कैप्सूल मंगल के लिए मिशन ले जाने के लिए नई सामग्रियों का परीक्षण कर रहे हैं, अन्य नए आकार और डिजाइनों का परीक्षण कर रहे हैं जो कंप्यूटर मॉडलिंग और सेंसर डिज़ाइन की आगे अनुसंधान और समझ करेंगे - तकनीकें जो फिर से प्रवेश डिजाइन नवाचार की दूसरी पीढ़ी के लिए दरवाजे खोल सकती हैं।
घरेलू और अंतरराष्ट्रीय भागीदारों द्वारा विकसित अतिरिक्त कैप्सूल विभिन्न प्रकार के ज्ञात और नई सामग्रियों का परीक्षण करेंगे, जिसमें जर्मनी में स्टटगार्ट विश्वविद्यालय में विकसित एक हीट फ्लक्स सेंसर शामिल है, जो शोधकर्ताओं को यह मापने में मदद करेगा कि फिर से प्रवेश के दौरान किसी सतह पर गर्मी कैसे चलती है।
पीटरसन ने कहा, "हम क्या गर्मी ढाल कर सकते हैं की सीमाओं को धक्का दे रहे हैं। "और हम उन्हें ऐसे तरीके से परीक्षण कर रहे हैं जो तेज, सस्ती और अविश्वसनीय रूप से प्रभावी हैं। ”
