未来行星进入与气动捕获任务的热防护系统需求

热防护系统是行星探测的关键组成部分，使探测器能够进入大气层并进行原位测量。进入过程中遇到的气动热条件取决于目的地和飞行器，范围从火星和土卫六上相对温和的条件，到金星和木星上的极端条件。热防护系统对于进入探测和气动捕获任务均为单点失效部件，因此必须通过地面测试进行鉴定以确保任务成功。伽利略和先驱者金星任务中使用的高密度碳-酚醛材料由于其原材料制造基础的缺失已不再可得。为满足金星和外行星任务的需求，NASA开发了极端环境进入技术隔热罩（HEEET）。本研究使用气动捕获任务分析工具（AMAT）对各种行星目的地的热防护系统需求以及HEEET对未来进入和气动捕获任务的适用性进行比较研究。气动捕获的热流率和驻点压力显著低于探测器进入。气动捕获期间的大热载荷构成挑战，但HEEET能够在合理的TPS质量分数内承受大热载荷。