При завръщането си в атмосферата космическият кораб се сблъсква с ударна вълна, чиято скорост надвишава няколко km/s, а температурата на газа в близост до повърхността достига хиляди градуса. Съвременните средства за топлинна защита увеличават теглото на апарата, както и износването, разходите и времето за подготовка за полет, което е особено критично за многократно използваемите системи. Изследователи от Япония създадоха експериментална установка за тестване на магнитохидродинамичното аеродинамично спиране, перспективна технология, която може да защитава космическите апарати при навлизане в атмосферата с помощта на мощно магнитно поле.
Магнитохидродинамичното (МГД) забавяне е алтернатива на традиционните средства за топлинна защита на спускаемите апарати. Ако се приложи магнитно поле към слабойонизирана плазма в ударната вълна, свръхгорещият слой на вълната може да се разшири и да се отдалечи от повърхността на кораба. Това не само намалява топлинния поток към корпуса на кораба, но и увеличава аеродинамичното съпротивление, което спомага за забавянето на апарата. Проблемът е, че е трудно да се тества тази технология експериментално: постоянните магнити не позволяват систематично променяне на интензитета и конфигурацията на полето.
Работата на системата
Екип от изследователи от Токийския градски университет разработи нова система с електромагнит, захранван от импулсна мрежа, която генерира мощен кратковременен токов импулс. Моделът се поставя в хиперзвукова разширителна тръба, където в продължение на десетки микросекунди е обдуван от ударна вълна със скорост над 7 km/s. Системата отчита точното време на пристигане на ударната вълна и синхронизира магнитното поле с нейната продължителност. Високоскоростна камера регистрира светлината, излъчвана от нагретия слой на ударната вълна, пише EurekAlert.
За изпитанията бяха създадени два модела с различни конфигурации на бобините. Интензитетът на полето на прототипите достигна 1,24–1,58 T, което е два пъти по-висок от този на обикновените неодимови магнити. Дебелината на слоя на нагрятата вълна се увеличи при включено поле с повече от 15%.
Работата на японските учени е важна стъпка по пътя към планираните изпитания с реално навлизане в атмосферата и към разработването на ключова технология за всякакви бъдещи космически мисии, предвиждащи навлизане в атмосферата на някое небесно тяло. Следващият етап е провеждането на полеви изпитания на технологията за магнитно забавяне при навлизане в атмосферата.