Вчера спасательное судно «Меган» успешно доставило космическую капсулу Dragon «Freedom» обратно в порт Канаверал после её успешного приводнения несколько дней назад. Эта операция завершила миссию Crew-9, которая стартовала 28 сентября 2024 года и длилась около шести месяцев.
Одной из ключевых особенностей корабля Dragon является его теплозащитный экран, изготовленный из материала PICA-X. Эта технология обеспечивает надежную защиту во время входа в атмосферу при возвращении с орбиты.
Материал PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator) был изначально разработан в 1990-х годах Исследовательским центром Эймса NASA. Разработкой PICA занималась команда доктора Сильвии Джонсон в NASA Ames, которая изучала, как метеоры выживают при входе в атмосферу.
Доктор Сильвия Джонсон (Sylvia Johnson) - ведущий специалист в области материаловедения и тепловой защиты в NASA Ames Research Center. В марте 2000 года она присоединилась к центру и до 2009 года занимала должность руководителя отдела материалов и систем тепловой защиты, где внесла значительный вклад в технические улучшения и развитие инфраструктуры. В настоящее время доктор Джонсон является главным технологом по материалам в подразделении систем входа и технологий NASA Ames.
До прихода в NASA доктор Джонсон 18 лет работала директором по разработке керамических и химических продуктов в SRI International.
Является лауреатом премии Джеймса И. Мюллера 2011 года от Американского керамического общества и была принята во Всемирную академию керамики в 2014 году. Она прочтет мемориальную лекцию Эдварда Ортона-младшего для Американского керамического общества в октябре 2015 года. Опубликовала более 50 статей, отредактировала две книги и получила 6 патентов США. Д-р Джонсон получила степень бакалавра наук (с отличием) в области керамической инженерии в Университете Нового Южного Уэльса (Сидней, Австралия), степень магистра наук и докторскую степень в области материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете в Беркли.
Их исследования привели к созданию революционного теплозащитного материала. Позднее SpaceX модифицировала его, создав PICA-X — улучшенную версию с повышенной устойчивостью к высоким температурам и возможностью многократного использования. Этот материал способен выдерживать температуры до 1850°C, возникающие при спуске с орбиты.
Как работает PICA-X
PICA-X является абляционным материалом, что означает, что он частично испаряется и отслаивается во время входа в атмосферу, унося с собой тепло и предотвращая перегрев капсулы. Однако благодаря инновациям SpaceX этот процесс стал более контролируемым: материал теряет всего около 1 мм толщины при каждом спуске, что делает его гораздо долговечнее по сравнению с традиционными теплозащитными системами.
NASA активно использует подобные технологии в своих программах, и исследования, проведенные агентством, вносят вклад в развитие новых материалов. Например, разработка PICA привела к появлению устойчивых к высоким температурам композитов, аналогичных тем, что встречаются в природе, например, у метеоритов.