NASA ทดสอบวัสดุกันความร้อนยุคใหม่ ด้วยแคปซูลขนาดเล็ก 12 ลูกบนยานขยะที่กำลังเผาไหม้กลับโลก

เมื่อยานขนส่งสินค้า Cygnus XL ของ Northrop Grumman ซึ่งเป็นภารกิจส่งเสบียงลำที่ 24 ให้ NASA ปลดออกจากสถานีอวกาศนานาชาติ ยานลำนี้บรรทุกแคปซูลทดลองขนาดเล็ก 12 ลูกไปด้วย เพื่อทดสอบวัสดุป้องกันความร้อนรุ่นใหม่ที่อาจกลายเป็นพื้นฐานของแผ่นกันความร้อนในอนาคต การทดลองนี้มีชื่อว่า Kentucky Reentry Probe Experiment (KREPE-3) ซึ่งเป็นภารกิจลำดับที่สามในซีรีส์การทดลองต้นทุนต่ำแต่ได้ข้อมูลคุ้มค่า โดยใช้ช่วงสุดท้ายของยานขนส่งก่อนเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศเป็นโอกาสเก็บข้อมูล

โครงการนี้เป็นความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัย Kentucky รัฐ Kentucky โครงการ EPSCoR ของ NASA ศูนย์ปฏิบัติการหลายแห่งของ NASA รวมถึงพันธมิตรภาครัฐและเอกชนอื่น ๆ ก่อนยานออกจากสถานีอวกาศ นักบินอวกาศได้บรรจุขยะลงในยานและเปิดใช้งานแคปซูลทั้ง 12 ลูกที่ออกแบบโดยนักศึกษามหาวิทยาลัย Kentucky ซึ่งติดตั้งเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ ความดัน การเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็ก และแสง ระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ

เมื่อยาน Cygnus XL แตกสลายในชั้นบรรยากาศโลกตามวิถีที่วางแผนไว้ แคปซูลทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมาและเริ่มเก็บข้อมูลว่าวัสดุกันความร้อนแต่ละชุดทำงานอย่างไร โดยส่งข้อมูลแบบสดผ่านดาวเทียมไปยังนักวิจัย เพื่อทำความเข้าใจว่าแผ่นกันความร้อนขนาดใหญ่ขึ้นจะปกป้องสินค้าหรือลูกเรือในอนาคตได้อย่างไร Keith Peterson วิศวกรด้านวัสดุจากศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ในแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่าวิธีนี้เป็นการอาศัยยานที่กำลังจะกลับโลกอยู่แล้วเพื่อเก็บข้อมูลการบินของวัสดุที่ยังอยู่ระหว่างพัฒนา

แคปซูลเหล่านี้บรรทุกวัสดุหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่วัสดุกระเบื้องเซรามิกที่พิสูจน์แล้วจากกระสวยอวกาศ ไปจนถึงแผ่นกันความร้อนพิมพ์สามมิติจากโครงการของ NASA Johnson และ Oak Ridge National Laboratory นักวิจัยจาก Ames ยังนำวัสดุตระกูลใหม่ชื่อ MERINO ซึ่งทำจากเส้นใยคาร์บอนและฟีนอลิกแบบเดียวกับผ้าสักหลาด มีความยืดหยุ่น ผลิตเร็ว และราคาถูกกว่าวัสดุเดิม จึงเหมาะกับภารกิจไปดาวอังคารที่มีชั้นบรรยากาศเบาบางกว่าโลก นอกจากนี้ยังมีแคปซูลที่มีรูปร่างเลียนแบบเกราะป้องกันของยาน Dragonfly ที่จะไปสำรวจดวงจันทร์ Titan ของดาวเสาร์ และแคปซูลทดสอบแผ่นกันความร้อนแบบพับกางได้คล้ายร่ม ชื่อ Adaptable Deployable Entry and Placement Technology ซึ่งหากขยายขนาดจริงจะช่วยให้ส่งสิ่งของที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวจรวดได้

พันธมิตรในและนอกประเทศยังร่วมส่งแคปซูลทดสอบวัสดุอื่น ๆ รวมถึงเซนเซอร์วัดการถ่ายเทความร้อนที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัย Stuttgart ของเยอรมนี Peterson กล่าวว่าการทดลองนี้เป็นการผลักขอบเขตความสามารถของแผ่นกันความร้อน ด้วยวิธีที่รวดเร็ว คุ้มค่า และได้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพสูง