Инженеры Техасского университета A&M совместно с компанией Canopy Aerospace разработали и впервые в мире приступили к испытаниям «потеющей» обшивки космического корабля, которая выделяет охлаждающий газ для защиты от экстремального нагрева при входе в атмосферу. Инновация была поддержана грантом ВВС США на 1,7 миллиона долларов. Метод обещает устранить необходимость в одноразовых тепловых щитах и сделать космические полеты такими же многоразовыми, как авиаперелеты. Используя 3D-печатный материал на основе карбида кремния, прочный и пористый, технология позволяет сократить время подготовки кораблей к повторным запускам с месяцев до часов. 

Традиционные космические корабли используют абляционные тепловые щиты, которые разрушаются при входе в атмосферу, или керамические плитки, требующие длительного ремонта. Новая технология транспирационного охлаждения кардинально меняет подход: обшивка корабля выпускает газ через микропоры, создавая тонкий изолирующий слой с низкой теплопроводностью. «Это похоже на пуховик, где теплоизоляцию обеспечивает воздух, а не ткань», — объясняет доктор Хассан Саад Ифти, доцент кафедры аэрокосмической инженерии. Такой газовый барьер снижает нагрев корпуса, устраняя необходимость в тяжелых щитах и упрощая подготовку к новым полетам.

Ключевая задача — создание материала, выдерживающего гиперзвуковые нагрузки и пропускающего газ. Canopy Aerospace разработала 3D-печатный карбид кремния, сочетающий прочность, пористость и жаростойкость. Прототипы уже доставлены в Техасский университет A&M, где их тестируют в гиперзвуковых аэродинамических трубах Национальной лаборатории. «Мы ожидаем, что с охлаждающим газом поверхность материала будет значительно холоднее», — отметил аспирант Уильям Мэттьюс, руководящий разработкой тестовых стендов. Испытания имитируют реальные условия входа в атмосферу, чтобы оценить поведение материала под экстремальными нагрузками.

Современные корабли, такие как Starship от SpaceX, улучшили многоразовость, но все еще зависят от внешних тепловых структур. Транспирационное охлаждение может устранить эту зависимость, сделав запуски более частыми и экономичными. «Эта технология заложит основу для коммерческих многоразовых кораблей», — подчеркнула доктор Иветт Лейва, руководитель кафедры аэрокосмической инженерии. Если проект будет успешным, это позволит сократить время между полетами.

Результаты текущих испытаний определят, сможет ли транспирационное охлаждение стать стандартом для будущих космических аппаратов. Ученые планируют оптимизировать пористость материала и масштабировать технологию для полноразмерных кораблей.