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Jul 19, 2023

Detalhes do vencedor CIF 2011

Para a lista completa dos vencedores, visite: https://www.nasa.gov/ames-cct/cif/cif-archive O aquecimento radiativo durante a reentrada torna-se muito significativo à medida que os veículos ficam maiores e entram em alta velocidade. O

Para a lista completa dos vencedores, visite:https://www.nasa.gov/ames-cct/cif/cif-archive

O aquecimento radiativo durante a reentrada torna-se muito significativo à medida que os veículos ficam maiores e entram em alta velocidade. As especificidades da radiação dependem das características do veículo, da velocidade e da atmosfera. O aquecimento radiativo ocorre muito cedo durante a reentrada e em comprimentos de onda específicos, dependendo da atmosfera. Os sistemas de proteção térmica capazes de lidar com tais fluxos de calor podem ser muito pesados. Uma alternativa é fazer um escudo térmico que possa refletir a radiação. Uma abordagem para a reflexão da radiação é através de efeitos fotônicos. Os efeitos fotônicos dependem de estruturas ordenadas do mesmo tamanho da radiação e, embora seja possível fabricar tais estruturas, atualmente é demorado e caro.

Uma abordagem alternativa é usar as estruturas ordenadas encontradas na natureza para fazer materiais que possam ser usados ​​para refletir a radiação. Este projeto está explorando essa abordagem para formar materiais refletores de radiação.

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As espaçonaves de imagem tradicionais são fixadas em órbitas específicas e podem ser caras para reorientar ou exigir um longo tempo de desenvolvimento antes do lançamento. Em contraste, pequenas naves espaciais que aderem ao padrão CubeSat podem ser construídas muito mais rapidamente e alcançar a órbita como cargas secundárias em uma ampla gama de veículos de lançamento.

Apesar de seu amplo uso nas comunidades universitárias e científicas, o potencial único que os nanossatélites oferecem para aplicações de imagem de alta qualidade, baixo custo e rápida implantação ainda não foi realizado com sucesso.

Uma riqueza de tecnologias-chave foi desenvolvida dentro da comunidade de nanossatélites para incluir propulsão, ADCS, sistemas de lançamento e comunicações que permitem implantação rápida e de baixo custo, com posicionamento preciso de espaçonaves e capacidades de orientação. Essas inovações integradas a um telescópio implantável geram um sistema de imagem compacto com flexibilidade e desempenho de missão sem precedentes por uma fração do custo de um sistema de imagem padrão.

A capacidade de integrar um telescópio de 15-20 cm em um nanossatélite de 6U demonstra a aplicabilidade dos nanossatélites para aplicações de ciência espacial, operacionais e de exploração que até então exigiam plataformas maiores e apresentam tecnologias ópticas integradas de baixo custo. O objetivo deste projeto é construir estruturas telescópicas implantáveis ​​de mesa de alta fidelidade. Os produtos deste projeto incluem: componentes ópticos de baixa fidelidade para verificar e refinar a implantação; seleção e integração de material de proteção solar e defletor; validação da rigidez e repetibilidade do tubo da treliça do telescópio implantado para determinar os requisitos de colimação; projeto preliminar de espelhos primários e secundários e identificação de requisitos de tolerâncias ópticas e defletoras.

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Materiais ablativos são necessários para as missões de reentrada atmosférica mais exigentes. Esses materiais são frequentemente fibras de carbono incorporadas em uma matriz de polímero fenólico. Em alta temperatura, o fenólico sofre pirólise onde o polímero é transformado em um sólido de carbono puro denominado carvão. Atualmente não existe uma metodologia computacional robusta para pirólise para orientar a melhoria dos materiais do sistema de proteção térmica (TPS) ou fazer previsões do desempenho do TPS sob condições operacionais.

Muitas missões da NASA, incluindo missões tripuladas a Marte, não são possíveis com os materiais ablativos atuais. Este projeto examinará diferentes métodos computacionais para modelar a pirólise de fenólicos para orientar/acelerar o desenvolvimento de novos materiais e compreender seu comportamento sob condições operacionais.

A modelagem computacional permitirá o desenvolvimento rápido e eficiente da próxima geração de abladores de alto desempenho que são essenciais para os veículos de entrada da NASA. A pirólise de polímeros fenólicos, por exemplo, é um processo quimicamente reativo fundamental para o TPS ablativo, mas a química básica da pirólise não é bem compreendida. Uma melhor compreensão (1) facilitará o projeto de novos materiais ablativos e (2) melhorará os modelos de resposta de materiais usados ​​para o projeto de TSP.