In breve
- La Cygnus XL 24 ha trasportato 12 capsule KREPE-3 attivate prima del distacco dalla ISS per testare materiali durante il rientro.
- I materiali includono piastrelle ceramiche, uno scudo stampato in 3D di Johnson e Oak Ridge e le coperture MERINO sviluppate da NASA Ames.
- Capsule sperimentali misurano temperatura, pressione, moto, campo magnetico e luce e inviano dati via satellite ai ricercatori.
Il 7 ottobre una capsula KREPE-3 a bordo della navetta di rifornimento Northrop Grumman Cygnus XL 24 è stata documentata mentre galleggiava all’interno del veicolo, come illustrato da una foto della missione.
La missione ha utilizzato il veicolo di rifornimento come piattaforma per riportare esperimenti in ingresso atmosferico e raccogliere dati durante la disintegrazione pianificata del cargo.
Dettagli della missione KREPE-3 sulla Cygnus XL 24
Quando la Cygnus XL 24 si è sganciata dalla Stazione Spaziale Internazionale, trasportava 12 capsule sperimentali progettate per testare materiali di protezione termica durante il rientro atmosferico.
Il progetto sperimentale si chiama Kentucky Reentry Probe Experiment, KREPE-3, ed è il terzo di una serie di missioni a basso costo che sfruttano gli ultimi momenti di vita utile del cargo per raccogliere dati di volo.
La collaborazione include l’University of Kentucky, lo stato del Kentucky, il programma EPSCoR della NASA, vari centri NASA e partner federali e commerciali.
Prima della partenza, gli astronauti hanno caricato il cargo con rifiuti e hanno attivato le 12 capsule, che sono dotate di sensori per misurare temperatura, pressione, moto, campo magnetico e luce durante il rientro.
Materiali testati: MERINO, scudi 3D e altri prototipi
Le capsule portano una varietà di componenti di protezione termica, inclusi materiali consolidati come la piastrella ceramica usata nello shuttle e soluzioni nuove come uno scudo stampato in 3D sviluppato presso il Johnson Space Center e l’Oak Ridge National Laboratory.
La ricerca di NASA Ames contribuisce con più materiali, tra cui due capsule che testeranno la famiglia di coperture protettive chiamata MERINO, acronimo di Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations.
Il materiale MERINO è composto da strati di fibre di carbonio e fenoliche cucite insieme come feltro; è descritto come più flessibile, più veloce da produrre e meno costoso rispetto ai materiali tradizionali, caratteristiche che lo rendono promettente per missioni verso Mars dove l’atmosfera più tenue comporta carichi termici inferiori.
Una terza capsula combinerà queste coperture con altri elementi nel progetto denominato Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment: adotterà una forma a doppio cono con una punta in tungsteno, un cono anteriore stratificato con fibre carboniche e plastiche resistenti al calore, e un cono posteriore rivestito in MERINO per convalidare i modelli informatici con dati reali.
Forme uniche e sensori internazionali testati
Un’altra capsula riproduce l’aeroshell che proteggerà la missione Dragonfly su Titano e testerà la stabilità dinamica del progetto; tale capsula è coperta in Phenolic Impregnated Carbon Ablator, materiale sviluppato a NASA Ames utilizzato nelle missioni Stardust, Mars Science Laboratory e Mars 2020.
Una capsula proverà uno scudo termico dispiegabile chiamato Adaptable Deployable Entry and Placement Technology, una struttura a forma di ombrello pensata per aumentare la superficie e rallentare la discesa; il concetto prevede che, su scala reale, il design possa essere piegato per il lancio e poi dispiegato in volo.
Ulteriori capsule, sviluppate da partner nazionali e internazionali, testeranno sensori e nuovi materiali, incluso un sensore di flusso termico messo a punto dall’University of Stuttgart in Germania per misurare come il calore si propaga su una superficie durante il rientro.
Raccolta dati e dichiarazioni dei responsabili
Durante la fase finale del veicolo, le capsule si espelleranno e inizieranno a raccogliere dati mentre il veicolo si disintegra in atmosfera; i segnali satellitari trasferiranno dati in diretta ai ricercatori, consentendo valutazioni sulle prestazioni dei materiali.
Keith Peterson, ingegnere dei materiali del NASA Ames Research Center, ha dichiarato che il metodo è un modo intelligente per ottenere dati di volo su materiali ancora in sviluppo, definendo l’approccio veloce, economico ed efficace.
David Berger, responsabile del programma EPSCoR alla sede della NASA a Washington, ha affermato che KREPE-3 illustra gli obiettivi del programma EPSCoR: supportare la prossima generazione di scienziati e ingegneri mentre sviluppano progetti che beneficiano la loro formazione e gli obiettivi della NASA.
L’articolo della NASA indica come la missione sfrutti i momenti finali della vita del cargo per trasformare rifiuti in opportunità di ricerca e per raccogliere dati utili a progettare scudi termici per ritorni su Moon e Mars.
