Um escudo espacial foi aquecido a condições de reentrada enquanto raios X filmavam por dentro, revelando vazios e canais surgindo em três dimensões
Um material forma bolsas de ar isoladas sob calor, enquanto o outro forma uma rede de canais interligados
O que você vai ver
- Como o Berkeley Lab recriou as condições de reentrada atmosférica em laboratório.
- Que papel uma inteligência artificial teve para melhorar as imagens captadas.
- O que aconteceu com o material que tinha cortiça na composição.
- O que aconteceu com o material à base de silicone, sem carga orgânica.
- Por que esse experimento se tornou necessário depois da missão Artemis I.
Pesquisadores do Berkeley Lab aqueceram materiais usados em escudos térmicos de espaçonaves enquanto raios X filmavam o interior das amostras em tempo real, revelando em três dimensões como vazios e canais surgem dentro do material sob condições extremas de reentrada atmosférica.
Como as condições de reentrada foram recriadas?
Na Advanced Light Source do Berkeley Lab, um ambiente de amostra dentro do instrumento de tomografia por raios X permite controlar de forma independente temperatura, pressão e mistura de gases. As amostras foram aquecidas a 900°C, no limite superior da faixa em que esses materiais começam a se decompor, e fotografadas em escala micrométrica em diversos momentos do processo.
Que papel teve a inteligência artificial nas imagens?
Varreduras rápidas de grandes volumes, feitas em baixa resolução, conseguiram capturar as mudanças rápidas que ocorriam durante o aquecimento, enquanto instantâneos nítidos de alta resolução foram feitos antes e depois. Uma inteligência artificial baseada em redes generativas adversariais, treinada com essas imagens de antes e depois, aprimorou toda a sequência capturada em tempo real.
O que aconteceu com o material à base de cortiça?
O material SLA-561V, que usa cortiça como carga estrutural, mostrou sob calor extremo que a cortiça se decompõe quimicamente e desaparece de dentro da estrutura, deixando para trás bolsas vazias e isoladas distribuídas por todo o material, um padrão de degradação bem distinto do segundo material testado.
O que aconteceu com o material à base de silicone?
Já o SLA-220, que não tem nenhuma carga orgânica na composição, formou sob as mesmas condições uma rede densa e ramificada de canais interconectados dentro da matriz de silicone, semelhante a borracha, diferença importante porque poros isolados e canais interconectados afetam de maneiras distintas como o calor e os gases se movimentam durante a reentrada.
Por que esse experimento foi necessário após a Artemis I?
Depois da missão Artemis I, os escudos térmicos não se comportaram exatamente como a NASA previa a partir dos métodos computacionais disponíveis até então, o que levou a agência a recorrer à Advanced Light Source para estudar em detalhe quase todos os seus principais materiais ablativos, incluindo os relevantes tanto para futuras missões Artemis quanto para entradas atmosféricas em Marte.
Experimentos que observam processos físicos acontecendo em tempo real também aparecem no relato sobre a membrana que fica mais seletiva na escolha de íons quando luz e eletricidade atuam juntas.
Mais detalhes sobre o estudo estão disponíveis na reportagem original do Phys.org.
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