Expertenwissen: Die Wissenschaft hinter Hitzeschild-Design für Raumfahrzeuge

Während der Fahrt zur SPE Automotive Composites Conference & Exhibition (ACCE) in Novi, MI, USA, hielt ich in Wapakoneta, OH, um das Armstrong Air & Space Museum zu besuchen. Während der Fahrt hatte ich über die Hitzeschild-Zusammensetzung verschiedener Kapselmodule nachgedacht, da gerade letzte Woche Lockheed Martin (Denver, CO, USA) bekanntgab, den Kapselbau für NASAs Orion Exploration Mission-2 (EM-2) Raumfahrzeug abgeschlossen und zum Kennedy Space Center in Florida zur Endmontage verschifft zu haben.

Ich wusste, dass ich am Armstrong Museum vorbeikommen würde und wollte anhalten, weil einige der für die Apollo-Kapsel genutzten Technologien für Orion wiederverwendet wurden – speziell Avcoat, ein Epoxid-Novolac-Harz mit Silicafasern in einer Glasfaser-Phenol-Wabenmatrix. Ich hoffte, eine Kapsel ausgestellt zu sehen, musste mich aber mit einem Mock-up begnügen. Es war ein Gemini-Crewmodul ausgestellt. Ähnlich bestand Geminis Hitzeschild aus einem pastenartigen Silikon-Elastomermaterial, das in eine Glasfaserwabenform gegossen wurde.

Während das auf Orion aufgetragene Avcoat im Wesentlichen dasselbe Material ist wie bei Apollo, hat sich die Methode der Materialanbindung an das Raumfahrzeug für diese Mission etwas geändert. Traditionell wird eine Glasfaserwabe an die Primärstruktur geklebt und das pastenartige Material einzeln in jede Zelle gespritzt. Für die neueste Orion-Kapsel werden Avcoat-Blöcke separat gefertigt und dann auf die Hitzeschildbasis geklebt, die aus einem Titan-Fachwerk mit einem Carbonfaserverbund-Substrat besteht.

Dennoch ist es ziemlich cool zu denken, dass Orion mehr mit Apollo gemeinsam hat als nur ein ähnliches Aussehen; und es ist erstaunlich, dass ein vor Jahrzehnten entwickeltes Material heute noch im Einsatz ist.