Diseño, fabricación y prueba de un imán superconductor de alta temperatura para experimentos de mitigación de flujo de calor y apagones radiales en túneles de plasma

Resumen El alto flujo de calor y el apagón radial son desafíos bien conocidos que los vehículos espaciales han enfrentado durante la reentrada en la atmósfera de un planeta desde los primeros días de los vuelos espaciales. Se han desarrollado sistemas de protección térmica para proteger las naves espaciales y a los astronautas; sin embargo, a menudo son pesados y algunos deben ser reemplazados después de cada misión. Las altas temperaturas en el gas comprimido en la onda de choque conducen a una ionización parcial. El denso plasma puede causar apagones radiales, es decir, la atenuación o reflexión de ondas de radio bloqueando así la telemetría de datos y la comunicación con estaciones terrestres o satélites. Un enfoque para resolver ambos problemas es influir en el plasma con efectos magnetohidrodinámicos utilizando un imán fuerte. En el marco del proyecto europeo MEESST (Sistema de Entrada Mejorado Magnetohidrodinámico para el Transporte Espacial) se investiga la mitigación del flujo de calor y del apagón radial mediante modelado y experimentos de laboratorio en túneles de plasma en el Instituto de Sistemas Espaciales (Stuttgart, Alemania) y en el Instituto Von Karman de Dinámica de Fluidos (Bruselas, Bélgica) utilizando un imán HTS. Después de una breve introducción al trasfondo científico del proyecto MEESST, se presentan las condiciones límites para el diseño del imán y los cálculos de distribuciones de campo. Las bobinas en forma de panqueque del imán se enrollaron con un sistema de enrollado robótico. Se presentan los resultados de una prueba preliminar del imán enfriado por conducción.