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.



39. vesmírný týden 2018

39. vesmírný týden 2018

Přehled událostí na obloze od 24. 9. do 30. 9. 2018. Měsíc bude v úplňku. Venuše je nejlépe viditelná ve dne, Jupiter jen večer velmi nízko na jihozápadě. Mars a Saturn jsou nízko v okolí jižního obzoru. Pohlédnout můžeme k dvojici hvězd v souhvězdí Kozoroha, které však nejsou fyzickou dvojhvězdou. Před 10 roky provedl první výstup do kosmu čínský kosmonaut z lodi Šen-čou 7 a SpaceX provedla první úspěšný start rakety Falcon 1. Před 70 lety se narodil československý kosmonaut Vladimír Remek.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Radiant

Titul Česká astrofotografie měsíce za srpen 2018 obdržel snímek „Radiant“, jehož autorem je Lukáš Veselý   Kdo by je neznal … srpnové padající hvězdy jsou velmi populární i mezi neastronomy. Ostatně, s téměř železnou pravidelností se opakují rok co rok za příjemných prázdninových

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mars

Mars

Další informace »