NASA为“猎户座”乘员探索飞行器寻求更安全的冷
分类:科学知识

【据《国际飞行》2007年6月5日报道】NASA正在进行的“星座”探索系统项目热控工作的目标是找到一种能够在航天器温暖的居住舱内外起作用的液体。这种液体将作为主动热控系统的一部分,有助于为“猎户座”乘员探索飞行器或月球着陆器的乘员和所携仪器创造一种适宜的环境。

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以往热控系统都采用带冷板的液体回路,从热源包括乘员生命保障系统、电子设备、发动机和制冷系统收集、转移并丢排出多余热量。内部的液体回路与外部液体回路交换热量,在航天飞机和国际空间站上,这种液体意味着内部用的水和外部用的氟利昂或氨水。

波音公司称,TPS MDU是至今为止生产的面积最大的烧蚀热防护罩,它由多片PICA组成,每片PICA的面积都比航天飞机常规隔热瓦大。波音公司还表示这种热防护减少了部件的数量和复杂性。NASA艾姆斯中心已经在10月完成热防护的验收评审,并且波音公司已经将该元件运往位于佛罗里达的NASA肯尼迪太空中心进行进一步检测。

研究人员还将研究复合冷板、能够充当冷板的多功能飞行器结构,以及相关的热界面材料。NASA的格伦研究中心、约翰逊太空中心、戈达德太空飞行中心、喷气推进实验室也参与了此项研究,工业界参与此项研究的有汉胜公司、Jacobs-Sverdrup公司、Mainstream公司、Oceaneering 太空系统公司和Sundanzer公司。(中国航天工程咨询中心 曲佳 谢慧敏)

“猎户座”的热防护将通过逐渐燃烧来消散大气再入过程中产生的部分热量。这种TPS必须能够承受从月球直接返回,在从月球返回过程中,太空舱将以更高的速度再入并产生5倍于从国际空间站返回时产生的热量。

NASA称,一个错误就可能够导致两种液体混合。NASA希望利用一种液体实现内部热量收集和外部热量的排放。这种通用液体的候选之一是,60%的丙二醇和40%水的混合。这种混合物毒性较低,并不易引起铝的腐蚀,但在低温条件下粘度较高。另外一种备选液体是乙二醇,对其开展的研究包括可燃性、与生命保障设备的兼容性、可能引发的微生物活动、材料可混用性以及低温条件下的性能。

波音先进系统公司依据NASA艾姆斯研究中心授予的合同生产这种热防护系统。

同时,波音公司还在继续从事飞行热防护的研发工作,以支持2008年初的“猎户座”TPS初步设计评审。由洛克希德·马丁公司负责研发的“猎户座”乘员探索飞行器计划于2012年9月进行首次无人轨道飞行,并计划在2013年9月之后进行首次载人飞行。

波音公司的基础TPS由酚基碳烧蚀材料构成,该材料由美国缅因州的纤维材料公司生产。PICA之所以被选中,是因为它作为NASA“星尘”号彗星样本返回任务的热防护材料表现良好。

波音公司已经交付NASA“猎户座”乘员探索飞行器的热防护原型。这种直径5米的烧蚀热防护罩将在再入地球大气层的过程中保护“猎户座”乘员舱。

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