Pokud chcete přistát na vesmírném tělese, musíte zabrzdit. K tomu slouží ve většině případů motory, ale u těles s atmosférou můžeme využít také padáků a tepelného štítu. Jenže podmínky, zejména hustota atmosféry ovlivňuje brzdné parametry. Například na Marsu přistál v roce 2012 tunový rover Curiosity, který ještě unesly padáky. U více jak tunových nákladů by brzdění padákem už bylo příliš komplikované. Ke slovu proto přichází nafukovací tepelný štít.
Nafukovací štít
NASA v současné době společně s firmou United Launch Alliance (ULA) pracuje na projektu LOFTID (Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator, tedy Test nafukovacího zpomalovače na nízké oběžné dráze Země). Jedná se o tepelný štít, který se před vstupem do atmosféry nafoukne. Plocha štítu se tím výrazně zvětší a větší pak bude i brzdný účinek sondy v atmosféře.
Super trubky
Nafukovací konstrukce je tvořena trubkami ze syntetických vláken, které jsou patnáctkrát silnější než ocel. Trubky jsou spojené dohromady a tvoří silnou kuželovitou strukturu. Dokáží odolat teplotě 350 °C, teploty vznikající při průletu atmosférou jsou však vyšší. Celá struktura je proto pokrytá dalšími třemi vrstvami speciálních materiálů. Vnější je tvořena keramickou tkaninou, která vydrží žár až 1600 °C.
První test za dva roky
K prvnímu testu by mohlo dojít na přelomu let 2021 a 2022. LOFTID by letěl do vesmíru na raketě Atlas V ze základny Vandenburg jako dodatečný náklad společně s výzkumnou družicí. Po jejím odpojení by zbytek rakety navedl LOFTID zpět do atmosféry. Před vstupem do vrchních vrstev atmosféry by se tepelný štít nafouknul na průměr šest metrů.
Pomůže i na Zemi
Nafukovací tepelný štít má kromě Marsu najít využití také v zemské atmosféře. United Launch Alliance pracuje na nové raketě Vulcan. Kvůli úspoře nákladů má být část rakety opakovatelně použitelná. Nebude se zachraňovat celý první stupeň, jak je tomu dnes u rakety Falcon 9 od SpaceX, ale jen drahé motory BE-4.
Dokonalé načasování
Záchranný manévr připomíná kaskadérský kousek. Po vynesení nákladu se motory odpojí od zbytku rakety a začnou padat k Zemi. Poté se nafoukne tepelný štít, který je ochrání před spalujícími účinky tření o atmosféru. V menší výšce se rozvine padák. Nemusí být moc velký a těžký, protože motory se až do oceánu nedostanou. Před dopadem je zachytí vrtulník. První start rakety má proběhnout v roce 2021. Se záchranou motorů se začne o pár let později.
Přistání na Marsu
Kombinaci tepelného štítu a padáku využily všechny sondy na Mars. Poslední fáze přistání se ale lišila. Statické sondy, jako je třeba současná InSight, využily pro konečné zpomalení motory. Menší rovery přistávaly pomocí airbagů. Okolo sondy se nafoukly airbagy a sonda pak dopadla na povrch a chvíli po něm poskakovala. Zajímavým způsobem přistávala Curiosity. Desítky metrů nad povrchem se zažehly motory na speciální plošině Sky Crane (Hvězdný jeřáb) nad roverem. Jakmile celá soustava zpomalila, byl rover vysazen na povrch pomoci jeřábu na laně. Poté Sky Crane odlétla pryč a dopadla na povrch. Stejný způsob přistání využije chystaný rover Mars 2020.
Pád z balonu
LOFTID není první nafukovací tepelný šít. V letech 2014 a 2015 proběhly v atmosféře testy projektu LDSD (Low-Density Supersonic Decelerator). Do výšky 50 kilometrů, kde jsou podmínky podobné marsovské atmosféře, ho dopravil balon a raketový motor. Poté se rozvinul padák a tepelný štít přistál na Zemi.
