Идея использования надувных теплозащитных экранов для доставки тяжелых грузов с орбиты планеты на ее поверхность не нова. Надувная конструкция позволяет значительно увеличить площадь экрана, а вместе с ней силу трения об атмосферу спускаемого аппарата. В итоге, подобная конструкция позволит значительно увеличивать массу доставляемого на поверхность груза. Это особенно актуально для Марса с его разряженной атмосферой.

В 2000 году в России вместе с летными испытаниями нового разгонного блока «Фрегат» был запущен испытательный аппарат «Демонстратор» разработки НПО им. Лавочкина (программу профинансировало ЕКА). Он имел два раскрываемых экрана диаметром 5 и 14 м. Из-за неполадок второй экран не надулся, и аппарат был потерян. Попытка повторить эксперимент в 2002 году также была неудачной.

В 2014 и 2015 годах НАСА проводила испытания системы LDSD, состоявшей из нового сверхзвукового парашюта диаметром 33,5 м и надувного теплозащитного экрана. Система запускалась с аэростата. В обоих тестах парашют рвался под нагрузкой, но к работе экрана нареканий не было. После неудачного запуска в 2015 году проект был свернут.

Однако параллельно с LDSD еще с 2012 года НАСА разрабатывало еще один проект, получивший название HIAD - гиперзвуковой надувной аэродинамический экран. От LDSD, как можно догадаться из названия, его отличает то, что он предназначен для торможения на высоких скоростях.

В прошлом НАСА уже проводило испытания гиперзвуковых надувных экранов. В 2009-2012 годах на геофизических ракетах успешно запускался аппарат IRVE. С 2020 года НАСА решило перейти к орбитальным испытаниям и начало разработку экспериментального аппарата LOFTID. Он будет запущен в ноябре на ракете-носителе «Атлас-5» в качестве дополнительной нагрузки. Основной полезной нагрузкой в этом запуске выступит спутник ДЗЗ JPSS-2. Запуск назначен на 9 ноября.

Разница между суборбитальными и орбитальными испытаниями существенна. IRVE достигал скорости 2,5 км/с, тогда как возвращающийся с орбиты LOFTID будет иметь скорость7,9 км/с.

Аппарат LOFTID после надувания будет иметь диаметр 6 м. Он состоит из надувной конструкции и гибкой теплозащиты, которая, в свою очередь, включает четыре слоя. Внешний слой – это ткань из тонкой нити карбида кремния. Под ней находится два слоя термоизоляции, и, наконец, газонепроницаемый барьер.

Надувная конструкция представляет собой многослойную кольцевую сборку. Кольца сотканы из синтетического полимера, достаточно гибкого и прочного, способного сохранять форму при надувании.

Вся конструкция прикреплена к жесткой центральной структуре, в которой находится система надувания LOFTID и большая часть приборов аппарата. Для фиксации и крепления надувной конструкции к центральной структуре используются ремни. Надувные кольца покрыты высокотемпературным силиконовым клеем, который придает им оранжевый оттенок.

НАСА отмечает, что, в зависимости от параметров атмосферы и массы доставляемого груза, можно модифицировать количество надувных колец, слоев изоляции и общий размер теплозащитного экрана. Таким образом, в перспективе систему можно будет адаптировать для доставки тяжелых грузов на Марс.

• < Назад
• Вперёд >