NASA's Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator, of LOFTID, gaat een opblaasbaar hitteschild (aeroshell) testen voor terugkeer in de atmosfeer. Voor bestemmingen met een atmosfeer is een van de uitdagingen voor NASA hoe zware ladingen (experimenten, apparatuur en mensen) kunnen worden afgeleverd, omdat de huidige starre aeroshells beperkt zijn door de afmetingen van de draagraket. Eén antwoord is een opblaasbare aeroshell die kan worden ingezet op een schaal die veel groter is het vrachtruim van een raket.
Deze technologie maakt verschillende voorgestelde NASA-missies mogelijk naar bestemmingen als Mars, Venus en Titan, en ook terugkeer naar de aarde. Wanneer een ruimtevaartuig een atmosfeer binnenkomt, werken aerodynamische krachten erop in. Met name de luchtweerstand helpt het af te remmen en zet de kinetische energie om in warmte. Luchtweerstand is de meest massa-efficiënte methode om een ruimteschip af te remmen.
De atmosfeer van Mars is veel minder dicht dan die van de aarde en vormt een extreme uitdaging voor aërodynamische vertraging. De atmosfeer is dik genoeg om enige weerstand te bieden, maar te dun om het ruimteschip zo snel af te remmen als in de aardse atmosfeer. De grote uitklapbare aërosol van LOFTID - een opblaasbare structuur beschermd door een flexibel hitteschild - werkt als een gigantische rem wanneer het door de Martiaanse atmosfeer vliegt. De grote aeroshell veroorzaakt meer luchtweerstand dan een traditionele, kleinere starre aeroshell. Hij begint af te remmen in de hogere regionen van de atmosfeer, waardoor het ruimtevaartuig sneller kan afremmen, op grotere hoogte, en minder intense opwarming ondervindt.
LOFTID demonstreert een grote aeroshell, 6 meter in diameter, die vanuit een lage baan om de aarde binnenkomt, om deze technologie te demonstreren in omstandigheden die relevant zijn voor vele potentiële toepassingen. De voordelen van het gebruik van de opblaasbare decelerator voor diverse ruimtetoepassingen zijn onder meer:
- terugkeer in een lage omloopbaan; free flyer, in de ruimte vervaardigde materialen (3 tot 6 meter)
- Internationaal ruimtestation neerwaartse massa groter dan momenteel mogelijk is (8 tot 12-meter)
- Lagere kosten voor toegang tot de ruimte door terugwinning van lanceervoertuigen (12-meter).
De opblaasbare deceleratortechnologie is schaalbaar voor zowel bemande als grote robotmissies naar Mars. De LOFTID-revolver staat gepland voor lancering op 10 november 2022 aan boord van een United Launch Alliance Atlas V als secundaire lading met het Joint Polar Satellite System-2 (JPSS-2), een polaire weersatelliet. Nadat JPSS-2 een baan om de aarde heeft bereikt, zal LOFTID in een terugkeerbaan vanuit een lage baan om de aarde worden gebracht om aan te tonen dat de opblaasbare aërosol of het hitteschild de terugkeer kan afremmen en overleven. Updates over de lancering zijn hier te vinden.
NASA en United Launch Alliance hebben de LOFTID-missie opgedragen ter ere van Bernard Kutter, manager geavanceerde programma's bij ULA, die in augustus 2020 is overleden. Hij was niet alleen een voorstander van een goedkopere toegang tot de ruimte, maar ook van de technologieën die dit mogelijk zouden kunnen maken. De ULA-ingenieur had grote belangstelling voor NASA's opblaasbare hitteschildtechnologie, die de veilige terugkeer van Vulcan-raketmotoren mogelijk zou kunnen maken als onderdeel van ULA's hergebruikprogramma, evenals het landen van grote ladingen op Mars die nodig zijn voor bemande missies. Hij speelde een belangrijke rol bij de ontwikkeling van de hergebruiktechnologie van ULA en de ontwikkeling van het plan om het systeem te testen op een Atlas V-raket.
Het LOFTID-project maakt deel uit van het programma Technology Demonstration Missions binnen het directoraat Ruimtetechnologie van de NASA. Het project wordt beheerd door NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia, met bijdragen van Ames, Marshall en Armstrong. Meerdere kleine Amerikaanse bedrijven hebben bijgedragen aan de hardware. De demonstratie is een partnerschap met United Launch Alliance. Het Launch Services Program (LSP) van de NASA is verantwoordelijk voor het toezicht van de NASA op de lanceeractiviteiten.
Bron: NASA
