La NASA tiene décadas de experiencia en la creación de tecnología que protege a las naves espaciales del intenso calor generado al entrar en la atmósfera. A medida que las empresas emergentes desarrollan formas innovadoras de hacer negocios en el espacio, saben a dónde acudir, y la agencia está respondiendo ofreciendo sus conocimientos y los materiales avanzados inventados aquí para ayudar a permitir nuevos usos para el espacio con grandes beneficios para la humanidad.
Desde 1951, cuando Harvey Allen, ingeniero del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, demostró que una cápsula de forma roma ayuda a desviar el calor de la entrada atmosférica, Ames ha dirigido la agencia en el diseño, desarrollo y prueba de sistemas de protección térmica (TPS). Estos escudos térmicos protegen las naves espaciales que vuelven a entrar y su carga, como piezas de un asteroide de 4.500 millones de años de antigüedad o astronautas que viajarán en la cápsula de tripulación Orión.
"En el pasado, el gobierno era la única entidad que necesitaba escudos térmicos", dijo David Hash, jefe de la División de Sistemas de Entrada y Tecnología de Ames, "Eso está cambiando drásticamente hoy en día. Las empresas que ven nuevas oportunidades para las actividades comerciales en el espacio ahora tienen un caso de negocio para lanzar naves espaciales y traerlas de vuelta a la Tierra. La NASA está en una posición única para mostrarles cómo hacerlo".
La NASA trabaja para fomentar el crecimiento comercial. Con un número cada vez mayor de empresas emergentes que tienen ideas inteligentes pero con una financiación y experiencia limitadas en vuelos espaciales, los expertos de la NASA en Ames y el Centro de Investigación Langley en Hampton, Virginia, están haciendo su parte para ayudar. Y el éxito ya está en el aire, o pasando con seguridad a través de él.
"En el pasado, el gobierno era la única entidad que necesitaba escudos térmicos. Eso está cambiando drásticamente hoy en día."
El 21 de febrero, Varda Space Industries de El Segundo, California, en asociación con Rocket Lab USA de Long Beach, California, devolvió a la Tierra el primer producto procesado en su plataforma de fabricación autónoma, de vuelo libre y en el espacio. El producto es un producto farmacéutico que puede obtener propiedades únicas al formarse casi en ausencia de gravedad. Ames fabricó el material del escudo térmico de la nave espacial, y Langley ayudó a Varda a desarrollar su cápsula de reentrada a través de la experiencia en ciencias aeronáuticas, el diseño y análisis de sistemas y el apoyo de estudios comerciales.
A través de un acuerdo de asociación, Ames produjo el material de protección térmica, llamado C-PICA (Conformal Phenolic Impregnated Carbon Ablator), destinado a traer productos de la fábrica de Varda en órbita para sus primeras cuatro misiones. El material se desarrolló originalmente en Ames, y la reentrada de febrero marcó la primera vez que un escudo térmico C-PICA fabricado por la NASA regresó del espacio.
"Realizamos pruebas exhaustivas en tierra, en nuestras instalaciones de chorro de arco, donde podemos simular las altas temperaturas de entrada", dijo Mairead Stackpoole, jefa de la Rama de Materiales de Protección Térmica de Ames, "pero no hay nada como un vuelo espacial real para probar nuestros sistemas. El equipo de Ames TPS pronto tomará muestras del escudo térmico para analizar su rendimiento en detalle".
La asociación de la NASA con Varda continuará a través de un premio Tipping Point de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la agencia. Administrado por el programa de Oportunidades de Vuelo de STMD, este premio aprovechará la transferencia de tecnología de Ames del proceso de producción de C-PICA, ayudando a la pequeña empresa a establecer su producción de escudos térmicos y entrar de lleno en el mercado espacial, así como una prueba de vuelo para evaluar el rendimiento del material. Un esfuerzo conjunto entre la NASA, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y Varda también proporcionará más pruebas de vuelo de C-PICA, lo que ayudará a madurar completamente esta tecnología relevante para futuras misiones a Marte y más.
Los expertos en protección térmica de la NASA pueden trabajar con cualquier compañía espacial para abordar los complejos desafíos de la reentrada. Las colaboraciones actuales incluyen dos compañías que apuntan a vuelos el próximo año.
El primer vuelo de Inversion Space de Torrance, California, tendrá lugar en 2024 con el objetivo de utilizar el espacio para transportar carga. El vehículo de Inversión volverá a entrar en la atmósfera utilizando un escudo térmico C-PICA y una carcasa trasera, que protege el extremo "aguas abajo" del vehículo, hecha de otro material desarrollado en Ames: el ablador cerámico refractario con infusión de silicona (SIRCA).
Más tarde, la NASA apoyará la primera misión privada a Venus con Rocket Lab. La nave espacial utilizará la tecnología Heatshield for Extreme Entry Environment de la NASA, desarrollada en Ames, y una carcasa trasera SIRCA.
Estos y otros proyectos que la NASA está habilitando nacen de 21cSin embargo, Hash ve similitudes con la formación de las aerolíneas comerciales en las décadas de 1920 y 1930.
Como explica el Museo Postal Nacional del Smithsonian, cuando el Congreso aprobó la Ley de Correo Aéreo en 1925, permitió que el Servicio Postal de EE. UU. transportara el correo utilizando compañías aéreas comerciales. Debido a que las empresas no podían depender del pago a los pasajeros en los primeros años para sobrevivir, esta participación del gobierno alentó y permitió el desarrollo de la aviación comercial. El predecesor de la NASA, el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica, tuvo el importante papel de avanzar en las tecnologías para habilitar este nuevo mercado.
"Tenemos que hacer lo mismo que hicieron con las vías respiratorias, solo que con las espaciales", dijo Hash. "Ese es nuestro trabajo, ahora. Es el papel perfecto para el gobierno y aumentará la prosperidad económica de nuestro país".
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