El diseño actual de todas las naves espaciales orbitales capaces de reingresar es de estructura fría, utilizando materiales ablativos, tejas aislantes y otros enfoques para mantener la estructura de la nave espacial relativamente baja durante el reingreso. El X-15 y Spaceship One son naves espaciales de estructura caliente, donde los materiales absorben el calor de la fricción. El X-15 usó aleaciones especiales para soportar el calor, mientras que Spaceship One es compuesto, pero distribuye el calor al exponer continuamente diferentes partes de la estructura. Sin embargo, ni el X-15 ni el de Spaceship alcanzaron velocidades orbitales. Un diseño de estructura caliente parecería tener ventajas significativas sobre los sistemas de protección térmica en reutilización y mantenimiento, sin embargo, el calor generado por el reingreso es mucho más que un vuelo suborbital, incluso a altas velocidades de mach.
Los primeros vehículos de reingreso ICBM, que si bien no eran orbitales al menos se acercaban a la velocidad orbital, usaban un diseño de disipador de calor, donde el calor se almacenaba en el sistema para evitar que se usara. El problema con estos es que si excedes un poco la carga, no funcionarán y agrega una masa considerable.
De cierto interés es este documento del Departamento de Defensa que analiza las técnicas de reentrada para planos hipersónicos y orbitales.
La conclusión es que hay 3 técnicas que se pueden usar para mitigar el calor del reingreso:
Si hubiera un sistema de este tipo, lo más probable es que fuera un diseño de avión, ya que podría deslizarse más y distribuir su calor.
Además, desafiaría su suposición de que sería más fácil de mantener. Hay una gran cantidad de calor que ocurre en la reentrada, y ese calor tiene que ir a alguna parte. Podría calentar los metales considerablemente, lo que puede causar una serie de problemas, que podrían afectar la vida útil no solo de un componente externo, sino también de los marcos internos, que probablemente sean más difíciles de reemplazar.
En el único sistema orbital bien diseñado, el Dyna-soar , se esperaba que la estructura pudiera resistir alrededor de 4 reingresos en el peor de los casos. No estoy seguro de cuál será la distribución de las reentradas en el peor de los casos, pero aún está por debajo de la estimación de SpaceX de 8-10 reentradas para sus escudos térmicos.
De alguna nota es el transbordador espacial. Es un avión y, por lo tanto, puede maniobrar, pero al mismo tiempo tiene un blindaje que lo coloca en algún lugar entre un sistema de reentrada "caliente" y "frío". Los mosaicos se pueden reutilizar muchas veces, pero deben examinarse después de cada vuelo, y algunos de ellos deben reemplazarse. Por lo tanto, logró una reutilización parcial y, como resultado, fueron fácilmente los vehículos más reutilizados para orbitar en el espacio, aunque se requirió mucho trabajo para reacondicionar cada transbordador entre lanzamientos.
En resumen, si puede retrasar el reingreso y absorber una cierta cantidad de calor en la estructura, puede reducir el costo de mantenimiento. Es mejor que siga usando al menos un poco de protección ablativa para mejorar aún más la vida útil en lugar de absorber todo el calor.
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Mármol Orgánico
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