専門家の視点：宇宙船ヒートシールド設計の科学
SPE自動車複合材カンファレンス&展示会（ACCE）へ向かう途中、オハイオ州ワパコネタのアームストロング航空宇宙博物館に立ち寄りました。道中、様々なクルーモジュールのヒートシールド構成について考えていたところです。ちょうど先週、Lockheed Martin（米国コロラド州デンバー）が、NASAのOrion探査ミッション2（EM-2）宇宙船のカプセル構造を完成させ、フロリダ州ケネディ宇宙センターに最終組立のため出荷したと発表したばかりでした。
アームストロング博物館を通ることは分かっていたので、アポロカプセルで使用された技術がOrionで再検討されていること、特にAvcoat――シリカ繊維入りエポキシノボラック樹脂をガラス繊維フェノールハニカムマトリクスに充填したもの――に注目していたため、カプセル展示を期待していましたが、モックアップのみでした。ジェミニクルーモジュールは展示されていました。同様に、ジェミニのヒートシールドは、ガラス繊維ハニカムフォームに流し込まれたペースト状シリコーンエラストマー材料で作られていました。
Orionに適用されているAvcoatは、アポロに適用されたものとほぼ同じ材料ですが、今回のミッションでは機体への材料密着方法が若干変更されています。従来はガラス繊維ハニカムを一次構造に接着し、ペースト状材料を各セルに個別にガン充填していました。最新のOrionカプセルでは、Avcoatブロックを別途製造し、チタントラスとカーボンファイバー複合材基板で構成されるヒートシールドベースに接着しています。
それでも、Orionがアポロと似た外観だけでなく、数十年前に開発された材料が今日でも使用されていることは驚くべきことです。
樹脂