Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  Osvědčí se nový typ tepelného štítu?

Osvědčí se nový typ tepelného štítu?

Připravovaná zkouška magnetického tepelného štítu
Připravovaná zkouška magnetického tepelného štítu
Tepelný štít je důležitou součástí každého kosmického dopravního prostředku, který při návratu z vesmíru vstupuje vysokou rychlostí do zemské atmosféry. Nová generace tepelných štítů, ať už k ochraně kosmonautů či různého nákladu, bude možná využívat supravodivé magnety k odvedení plazmy vznikající na přední straně kosmické lodi při jejím průletu zemskou atmosférou. První zkoušky tepelného štítu tohoto typu budou zřejmě uskutečněny až za 10 let, avšak základní technologie se již vyvíjejí.

Tradiční tepelné štíty využívají proces ablace k odvodu tepla z povrchu kosmické lodi. V podstatě materiál, který ochraňuje vnější povrch návratové kabiny, se odpařuje a tím odvádí pryč přebytečné teplo. Tepelný štít tohoto typu používají například ruské kosmické lodi Sojuz. Americký raketoplán naopak používá izolační dlaždice, které jsou špatnými vodiči tepla a zabraňují tak jeho prostupu na konstrukci dopravního prostředku. Magnetický tepelný štít by měl být lehčí a znovu použitelný při každém dalším kosmickém letu.

Magnetický tepelný štít bude využívat supravodivé materiály k vytvoření velmi silného magnetického pole v blízkosti povrchu čelní strany dopravního prostředku. Toto magnetické pole bude odvádět stranou velmi horkou plazmu, která vzniká za vysokých teplot v důsledku tření povrchu kosmického tělesa o vzduch při průletu atmosférou Země. Tak bude redukována nebo zcela eliminována potřeba izolačního nebo ablativního materiálu k ochraně kosmické lodi.

Problémy s tepelným štítem na povrchu kosmické lodi mohou mít fatální důsledky; katastrofa amerického raketoplánu Columbia byla způsobena především v důsledku poškození dlaždic tepelné ochrany na povrchu raketoplánu v průběhu startu na oběžnou dráhu. Nově navrhovaný systém může být mnohem spolehlivější a méně náchylný k poškození než v současné době používané technologie výroby ochranných tepelných štítů.

Start ruské balistické rakety Volna z ponorky
Start ruské balistické rakety Volna z ponorky
Na evropské letecko-kosmické konferenci, která se uskutečnila v říjnu 2009 v Manchesteru, prohlásil Detlev Konigorski ze soukromé aerokosmické firmy Astrium EADS, že ve spolupráci s německým letecko-kosmickým střediskem DLR (Deutschen Zentrums for Luft- und Raumfahrt) a Evropskou kosmickou agenturou ESA firma Astrium pracuje na vývoji magnetického tepelného štítu, který by mohl být vyzkoušen již v příštích několika letech.

Vědci v současné době vyhodnocují vlastnosti supravodivého materiálu, avšak ještě nemají vyřešeny všechny technické detaily, jak jej umístit na ruské balistické pouzdro Volan pro připravovaný zkušební let. V tomto stadiu vývoje je nutno vyřešit ještě celou řadu technických problémů.

Pouzdro Volan opatřené magnetickým tepelným štítem bude vypuštěno na suborbitální dráhu raketou z ponorky. Modifikovaná balistická raketa Volna je schopna nést náklad o hmotnosti 650 kg. Pouzdro Volan vstoupí do zemské atmosféry rychlostí Mach 21 a přistane na poloostrově Kamčatka. Je zde ještě dlouhý seznam dalších technických problémů, které je nutno vyřešit před praktickým použitím nového typu tepelného štítu, takže nemůžeme očekávat, že podobným systémem bude vybavena například návratová kabina americké kosmické lodi Orion.

Nafukovací tepelný štít v představě grafika
Nafukovací tepelný štít v představě grafika
Nutno dodat, že již probíhají zkoušky tzv. nafukovacích tepelných štítů, které by rovněž mohly být využívány k ochraně vracejících se kosmických těles při průletu atmosférou. Mohly by jimi být vybaveny také kosmické sondy přistávající na planetách, obklopených atmosférou. Zkoušky těchto systémů (Inflatable Re-entry Vehicle Experiment, IRVE) probíhají již několik let. Nejprve se této problematice věnovala ESA ve spolupráci s Ruskem. Avšak vzhledem k problémům s oddělováním hlavice od rakety ne zrovna úspěšně.

V loňském roce navázala na tyto zkoušky NASA. Jeden z posledních pokusů byl realizován v srpnu roku 2009. Raketa Black Brant 9 startující ze základny Wallops Flight Facility vynesla do výšky přes 200 km nafukovací tepelný štít o hmotnosti 40 kg, složený v pouzdru o průměru 40 cm. V závěrečné fázi letu se pouzdro oddělilo, tepelný štít byl pod tlakem naplněn dusíkem, přičemž se nafoukl do podoby "klobouku" velké houby o průměru 3 m. Užitečné zatížení představoval navigační a telemetrický systém, shromažďující údaje o průběhu letu.

Zdroj: www.universetoday
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.



49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Za súmraku

Vrch Ostrá 1247mnm. Počas astronomického súmraku ešte posledné slnečné svetlo osvetľovalo horizont. Na fotke je vidieť Mesiac, Mars, Venušu a Mliečnu cestu.

Další informace »