極高温下の宇宙船熱シールド劣化をリアルタイム観測する

バークレー国立研究所の先端光源（ALS）とイリノイ大学、NASAは共同で、宇宙船の熱防護材が大気圏再突入時の極限環境下でどのように劣化するかを初めてリアルタイム可視化した。研究チームは温度・圧力・ガス組成を独立制御可能なX線マイクロCT装置を用い、材料分解初期段階の約900℃環境で観察を実施。高速撮影と高分解能スキャンのトレードオフを解消するため、生成AIによる超解像技術を導入し、加熱中の内部構造変化を高画質3Dイメージで追跡した。解析結果により、コルクを骨材とするSLA-561Vが加熱で空洞を形成するのに対し、シリコーン基盤のSLA-220は熱により網目状のチャンネルネットワークを形成する構造特性の違いが明確になった。このリアルタイム計測データは、過去の計算モデルの補正に直接活用され、アルテミス計画などの次期有人探査ミッションにおける熱防護システムの設計精度と安全性を大幅に向上させる。同研究成果は学術誌npj Materials Degradationに発表されている。