Revolučný tepelný štít pre vesmírne lode z Tehnickej univerzity v Košiciach
V súčasnosti sa na Slovensku vyvíja revolučný hybridný tepelný štít, ktorý má potenciál zmeniť spôsob, akým sú vesmírne lode chránené počas návratu do atmosféry. Tento projekt je výsledkom talentovaného študentského tímu HARTS (Hybrid Atmospheric Re-entry Thermal Shield) z Technickej univerzity v Košiciach a je podporovaný Európskou vesmírnou agentúrou, kde je Slovensko od roku 2022 pridruženým štátom.
Význam návratu z vesmíru
Návraty vesmírnych lodí sú jednými z najkritickejších a najnebezpečnejších fáz vesmírnej misie. Počas tohto manévru, pri vstupe do hustých vrstiev atmosféry, sa vzduch pred loďou ohrieva na extrémne teploty a premení sa na žeravú plazmu. Tepelný štít je tak jedinou ochranou, ktorá zabraňuje zničeniu lode a jej posádky počas tohto rizikového procesu.
Problémy so súčasnou technológiou
Aj keď sú dnešné rakety schopné opakovaného leteckého prevádzkovania, technológia tepelnej ochrany je stále ich najväčšou slabinou, čo bráni skutočnej, dlhodobej a nákladovo efektívnej znovupoužiteľnosti. Inžinieri z popredných vesmírnych agentúr neustále hľadajú nové technológie na zlepšenie týchto štítov, čím zahŕňajú vývoj nových materiálov a štruktúr.
Testovanie nového hybridného tepelného štítu
Študentský tím HARTS sa podarilo prebojovať do prestížneho európskeho programu REXUS/BEXUS, čo predstavuje obrovský úspech. Vývoj ich tepelného štítu sa čoskoro dostane do fázy testovania; štartovacie okno pre suborbitálny let sa otvára od 9. do 13. marca, pričom presný termín sa bude prispôsobovať poveternostným podmienkam. Tím zverejnil túto informáciu prostredníctvom svojho manažéra Patrika Richtarčíka.
Experimentálne podmienky a technológie
Suborbitálna raketa, ktorá odštartuje z Esrange v Švédsku, dosiahne výšku 85 kilometrov, ktorá sa blíži k takzvanej Karmánovej línii, i keď raketa sa nikdy nedostane do obežnej dráhy. Spodná časť kapsuly, označenej ako FFU (Free Falling Unit – voľne padajúca jednotka), bude obsahovať testovaný tepelný štít. Pri voľnom páde k Zemi dosiahne rýchlosť približne trojnásobku rýchlosti zvuku, čo vytvorí reálne podmienky pre testovanie chladiva a efektívnosti štítu.
Inovácia s hybridným tepelným štítom
Jednou z najvýznamnejších inovácií tímu HARTS je kombinácia tradičného pasívneho ablatívneho štítu s aktívnym chladením. Tento hybridný tepelný štít využíva uhlíkovo-živicový kompozit a hélium, ktoré prúdi cez tenké kanáliky vo vnútri štítu, aby absorbuje a odvádza teplo pri vysokých teplotách. Tento prístup by mohol zabezpečiť dlhšiu životnosť štítov a ich funkčnosť počas opakovaných misií do vesmíru.
Výsledky a budúcnosť výskumu
Aj keď sú predpokladané teploty počas testu výrazne nižšie ako pri skutočnom návrate z orbity, kedy sa teplota štítu pohybuje okolo 2000 °C, test má za cieľ podrobne zmapovať správanie materiálov a mechaniku tepelného štítu. Údaje získané z tohto testu môžu vytvoriť základy pre budúce generácie bezpečnejších a odolnejších tepelných štítov pre opakovane použiteľné kozmické lode, čím sa prispeje k ďalšiemu rozvoju vesmírneho priemyslu.
