Дослідники з Університету Іллінойсу разом із NASA та джерелом синхротронного випромінювання Advanced

Дослідники з Університету Іллінойсу разом із NASA та джерелом синхротронного випромінювання Advanced Light Source у Берклівській національній лабораторії отримали покадрове 3D-відео того, як руйнується матеріал теплозахисного екрана під нагрівом. Досі інженери мали знімки зразка «до» випробування і «після» — усе, що відбувалося всередині за ці хвилини, доводилося добудовувати розрахунками.

При гіперзвуковому вході в атмосферу щит зустрічає понад 1650 °C і виживає за рахунок абляції: зовнішні шари контрольовано розкладаються, забираючи тепло з собою. Щоб побачити цей процес, команда використала рентгенівську мікротомографію просто під час нагріву, у камері, де незалежно задаються температура, тиск і склад газу. Зразки довели до 900 °C — верхньої межі діапазону, в якому матеріал починає розкладатися — і знімали з мікрометровою деталізацією.

Довелося обирати між швидкою зйомкою великого об'єму з грубою роздільністю і повільною детальною. Компроміс обійшли за допомогою генеративно-змагальної нейромережі: її натренували на різких знімках статичного зразка до й після нагріву, а потім прогнали через неї всю серію «живих» сканів. На виході — повний високодетальний запис усього процесу.

Порівнювали два серійні надлегкі аблятори, SLA-220 і SLA-561V, які стоять на задніх кожухах кораблів NASA. У 561V структурний наповнювач — корок, той самий, що в пробках для вина. При нагріві він хімічно розкладається і зникає, лишаючи по всьому об'єму ізольовані порожнини. У 220 органіки немає, і його силіконова матриця натомість пророщує густу мережу сполучених каналів. Гарячі гази поводяться в цих двох структурах абсолютно по-різному, і саме це визначає, як щит витримає вхід.

Чому це болить предметно, показала Artemis I: обвуглений шар Avcoat на Orion почав відколюватися, бо гази піролізу накопичили тиск усередині й порвали матеріал. Наземні випробування цього не спіймали — там нагрівали значно швидше, шар виходив проникним і спокійно стравлював газ. Після польоту NASA везло зразки щита саме до ALS.

Теплозахист для Artemis II уже зібрали в Космічному центрі Кеннеді. Моделі, які рахують його поведінку, тепер спираються на прямі вимірювання того, що коїться в матеріалі під час горіння.

https://phys.org/news/2026-09-real-spacecraft-shields-extreme-conditions.html

Підпишись | Монобаза