في صباح يوم الخميس ، أرسلت وكالة ناسا جهازًا عملاقًا قابل للنفخ إلى الفضاء ، ثم أعادته من المدار ، متناثرًا في المحيط بالقرب من هاواي.

قد تفكر في الأمر على أنه قلعة مطاطية من الفضاء ، على الرغم من أن الأشخاص المسؤولين عن المهمة يفضلون ألا تفعل ذلك.

قال نيل تشيتوود ، المحقق الرئيسي في اختبار رحلة المدار الأرضي المنخفض لمبطئ سرعة قابل للنفخ ، أو LOFTID باختصار ، عن المقارنة خلال مقابلة: “أود أن أقول إن ذلك سيكون غير دقيق”.

قد يبدو LOFTID مجرد خدعة مسلية ، لكن المشروع الذي تبلغ تكلفته 93 مليون دولار يوضح تقنية مثيرة للاهتمام يمكن أن تساعد ناسا في هدفها المتمثل في نقل الناس بأمان إلى سطح المريخ يومًا ما. لقد هبطت الوكالة سلسلة من المركبات الفضائية الروبوتية على المريخ ، لكن الأساليب الحالية تعمل فقط مع الحمولات التي يصل وزنها إلى حوالي 1.5 طن – حوالي الجزء الأكبر من سيارة صغيرة.

هذا غير مناسب لمركبات الهبوط الأكبر حجمًا ، التي تحمل 20 طناً أو أكثر ، والتي يحتاجها الناس والإمدادات التي يحتاجون إليها للبقاء على الكوكب الأحمر.

قد يكون الوصف الأكثر دقة للجهاز هو أنه صحن بعرض 20 قدمًا عند نفخه. إنه مصنوع من طبقات من القماش يمكنها تحمل السقوط في الغلاف الجوي بسرعة 18000 ميل في الساعة ودرجات حرارة قريبة من 3000 درجة فهرنهايت.

ومع ذلك ، فإن الدرع الحراري القابل للنفخ يشترك في السمة الرئيسية للقلعة النطاطة: غير منفوخة ، يمكن طيها وتعبئتها بإحكام. تناسب LOFTID في أسطوانة يزيد عرضها قليلاً عن أربعة أقدام وارتفاعها قدم ونصف. بالنسبة للدرع الحراري الصلب التقليدي ، لا توجد طريقة لحشر شيء قطره 20 قدمًا في صاروخ ليس بهذا العرض.

يولد سطح أكبر مثل LOFTID احتكاكًا أكبر بكثير للهواء – فهو في الأساس مكابح أفضل لأنها تقطع عبر الغلاف الجوي العلوي ، ويسمح السحب الأكبر بإبطاء الحمولات الثقيلة. بالنسبة لبعثات المريخ المستقبلية ، سيتم دمج الدرع الحراري القابل للنفخ مع أنظمة أخرى مثل المظلات والقذائف لتوجيه المسبار في طريقه إلى الهبوط السهل.

قال الدكتور تشيتوود إن ذلك يتطلب درعًا من الحرارة يبلغ قطره حوالي 30 قدمًا ، “لأنها كتلة كبيرة نحاول نقلها إلى المريخ من أجل البشر.”

يوم الخميس ، لم يكن لدى فريق LOFTID الكثير ليفعله خلال العد التنازلي للإقلاع في الساعة 1:49 صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ على متن صاروخ أطلس V. لتجنب احتمال التسبب في مشاكل مع المهمة الرئيسية – نشر قمر صناعي للطقس – لم يتم تشغيل أنظمة LOFTID إلا بعد ساعة من إطلاق القمر الصناعي.

أبلغت وكالة ناسا لاحقًا عن مشكلة محتملة باستخدام المصفوفة الشمسية للقمر الصناعي ، نظام جوينت بولار ساتلايت -2 ، الذي يقيس الطاقة المنبعثة من الكوكب عبر الغلاف الجوي لتحسين التنبؤات الجوية. لكن تم نشر LOFTID دون مشكلة.

أطلقت المرحلة الثانية من الصاروخ ، مع استمرار تثبيت LOFTID ، محركه مرتين لفترة وجيزة لتوجيه LOFTID بشكل صحيح للعودة إلى الغلاف الجوي.

خلال الدقائق القليلة التالية ، قام غاز النيتروجين المضغوط بنفخ الدرع الحراري لـ LOFTID ، وهو عبارة عن مجموعة من الأنابيب المتداخلة على شكل كعكة الدونات التي بدت وكأنها فطر أو مظلة تخرج من الجزء العلوي من مرحلة الصاروخ. لإضافة الاستقرار إلى LOFTID ، بدأت مرحلة الصاروخ تدور مثل القمة عند ثلاث دورات ثقيلة في الدقيقة قبل إطلاق مركبة الاختبار في رحلتها عبر الغلاف الجوي.

بعد ساعتين من الإقلاع ، كان جهاز LOFTID يتمايل في المحيط الهادئ على بعد حوالي 500 ميل من هاواي. أظهر مقطع فيديو بالأشعة تحت الحمراء محبب تم التقاطه من سفينة إنقاذ أن LOFTID ينزل تحت مظلة ثم يتناثر في الماء.

قال جريج سوانسون ، رئيس الأجهزة في LOFTID ، خلال بث تلفزيون ناسا: “الجميع مرتاحون ومتحمسون للتو”. كان على متن سفينة الإنقاذ في طريقه إلى السيارة لإخراجها من الماء.

تعود فكرة الدروع الحرارية القابلة للنفخ إلى نصف قرن ، ولكن لم تكن هناك مواد تمتلك القوة المطلوبة ومقاومة الحرارة.

قال الدكتور شيتوود إنه قبل عقدين من الزمن ، قرأ ستيف هيوز ، أحد المهندسين الرئيسيين في LOFTID ، بعض الأوراق التي تصف الجهود الروسية في الدروع الحرارية القابلة للنفخ. قال “اعتقدت أنها فكرة جيدة”. “بيننا ، كنا نوعًا ما نجمعها معًا.”

أدى ذلك إلى ثلاثة اختبارات قبل عقد من الزمن. تم إطلاق هذه الدروع القابلة للنفخ التي يبلغ عرضها 10 أقدام على صواريخ شبه مدارية ، حيث كانت تتجه بشكل مستقيم إلى أعلى ثم تسقط. يضاعف اختبار LOFTID القطر ، ولأن المركبة وصلت إلى المدار ، كانت العودة أسرع بكثير ، وتولد المزيد من الحرارة.

قال الدكتور تشيتوود إن النجاح يعني أن التكنولوجيا جاهزة الآن للاستخدام في المهام.

بالإضافة إلى المريخ ، يمكن للدروع الحرارية القابلة للنفخ أن تساعد في الهبوط في عوالم أخرى بأجواء مثل كوكب الزهرة و تيتان ، أكبر قمر لكوكب زحل.

وقال الدكتور تشيتوود إنه أقرب إلى الوطن ، أعربت حوالي 12 شركة عن اهتمامها بالتكنولوجيا. قال “وهذا لا أخرج وأبيعه لهم”. “هؤلاء هم الذين يتصلون بي.”

الأول هو United Launch Alliance ، صانع صاروخ أطلس V الذي أطلق LOFTID.

مدفوعًا بنجاح شركة SpaceX ، التي تهبط بانتظام بالمراحل الداعمة لصواريخها Falcon 9 ، تريد United Launch Alliance ، وهي مشروع مشترك بين Boeing و Lockheed Martin ، في نهاية المطاف إعادة استخدام أجزاء من صاروخ Vulcan ، الجيل التالي من الصواريخ ، والذي من المتوقع أن يطير لأول مرة العام المقبل.

على عكس SpaceX ، لا تتطلع الشركة إلى الوصول إلى المرحلة الأولى بأكملها.

بدلاً من ذلك ، سيتم التخلص من المقصورة الموجودة في الجزء الخلفي من معزز فولكان والتي تحتوي على أغلى القطع – المحركات – ثم تعود إلى الأرض ، وتبطئ أولاً بواسطة درع حراري قابل للنفخ ، ثم بالمظلات. بعد ذلك ، تلتقط المروحية حجرة المحرك النازلة وتأخذها إلى السفينة. (تحاول شركة الصواريخ الأخرى ، Rocket Lab ، اتباع نهج مماثل من التقاط أجزاء الصواريخ في الجو.)

تتطلع شركة ناشئة صغيرة تدعى Outpost Space إلى إنشاء شركة فضائية جديدة يمكن أن تستخدم تقنية درع الحرارة القابل للنفخ. في السنوات الأخيرة ، خفض عدد كبير من شركات الصواريخ الجديدة تكلفة إطلاق الأقمار الصناعية إلى المدار. لكن إعادة أي شيء إلى الأرض – مثل عينات الأدوية أو المواد الجديدة المنتجة في بيئة شبه عديمة الوزن في مدار أرضي منخفض – تظل محدودة وصعبة. في الوقت الحالي ، لا يمكن القيام بذلك إلا من خلال الحمولات التي يتم نقلها إلى ملف محطة الفضاء الدولية أو ربما محطة الفضاء الصينية الجديدة.

ومع ذلك ، يعتقد موقع Outpost أن العديد من الباحثين والشركات سيكونون سعداء بتجنب الرحلات من وإلى محطة فضائية ، واختيار رحلات أقصر بكثير إلى المدار.

قال السيد دن إن Outpost كانت تهدف إلى إطلاق أول عرض مداري لنظامها العام المقبل.

قال جيسون دن ، الرئيس التنفيذي للشركة ، “إنها في الأساس منصة صغيرة تسمح للحمولة بالعمل والتعرض لبيئة الفضاء”. “ثم يعود. لذا فهي تشبه محطة فضائية صغيرة جدًا وقد عادت بعد مهمتك “.

جاء فريق Outpost على دروع ناسا الحرارية القابلة للنفخ ووقع عقدًا مع ناسا لتطوير إصدارات يمكن استخدامها. بمجرد أن يوجه الدرع الحراري القابل للنفخ المركبة الفضائية في Outpost من خلال حرارة العودة ، ينتشر نظام نفخ ثانٍ – طائرة شراعية – ويمكن توجيه الحمولة الصافية بدقة نحو نقطة الهبوط.

قال السيد دان إن العملاء المحتملين لـ Outpost “لا يمكنهم تحمل تكلفة الجولة أو أنهم بحاجة إلى رفعها وتنزيلها بشكل أسرع”. “ما تمكنا من تطويره هو نظام يمكنه الطيران في مهام قصيرة حقًا يمكننا الوصول إليها في الفضاء والعودة في غضون شهر.”