
Защитный слой на космическом аппарате, который рассеивает тепло при высокотемпературном входе в атмосферу или облете.Тепловой экран — это защитный слой на космическом аппарате, который рассеивает интенсивное тепло, возникающее при входе в атмосферу на высокой скорости или при тесном сближении с горячими небесными телами. Когда аппарат движется с гиперзвуковой скоростью, воздух перед ним сжимается и нагревается до тысяч градусов, что достаточно для плавления большинства материалов. Тепловые экраны спроектированы так, чтобы поглощать, отражать или уносить это тепло, обеспечивая безопасную температуру внутри космического аппарата. Они критически важны для таких миссий, как марсоходы, пилотируемые капсулы и зонды, погружающиеся в атмосферы планет.
Концепция восходит к началу космической эры: первые практические тепловые экраны были разработаны для баллистических ракет в 1950-х годах. В миссиях «Аполлон» использовались абляционные экраны, а технология развивалась с появлением таких материалов, как PICA (фенольный углеродный аблятор с пропиткой) для современных марсианских миссий.
Тепловые экраны работают за счет двух основных механизмов: абляционного охлаждения и радиационного охлаждения. Абляционные экраны изготавливаются из материалов, которые обугливаются и испаряются, унося тепло по мере разрушения — как жертвенный слой. Радиационные экраны, часто используемые на многоразовых аппаратах, таких как «Спейс шаттл», отражают тепло с помощью керамической плитки с низкой теплопроводностью, предотвращая проникновение тепла. Выбор зависит от теплового потока и профиля миссии; абляционные экраны выдерживают более высокие тепловые нагрузки, но являются одноразовыми.
Используется во всех миссиях по входу в атмосферу, включая пилотируемые капсулы (например, SpaceX Dragon), марсианские посадочные аппараты (Curiosity, Perseverance) и зонды, такие как «Галилео», вошедший в атмосферу Юпитера.
Тепловой экран командного модуля «Аполлона» во время возвращения в атмосферу нагревался примерно до 2800 °C (5000 °F) — горячее, чем поверхность Солнца, — однако в кабине оставалось достаточно прохладно для астронавтов.







