Az Egyesült Államok Légierejének Kutatólaboratóriuma (AFRL) egy 8,5 millió dolláros szerződés keretében bízta meg a SpaceX-et újfajta hővédő rendszerek (hőpajzsok, csempék, burkolatok és egyéb hőszabályozó rendszerek) kifejlesztésével és gyártásával, amit később hiperszonikus járműveken alkalmazhatnának repülés közben. A hővédő rendszerek és azok elemei kritikus részei egy hiperszonikus járműnek, ami a hangsebesség ötszörösével repül az atmoszférán belül. A megbízást az AFRL anyagtechnikai részlegében dolgozták ki, a „Többcélú hővédő rendszerek hiperszonikus járművek számára” projekt keretén belül. Az AFRL szóvivőjének elmondása szerint a megbízásra több cég pályázott, és végül a SpaceX-szet választották ki, még decemberben. A programot február végén hozták nyilvánosságra.
A Starship űrhajó hővédő csempéinek tesztelése. Kép forrása: Elon Musk
A program elsődleges célja, hogy az eddig alkalmazott drága és nehezen gyártható hővédő rendszereket egy újgenerációs, könnyen gyártható és olcsó rendszerre cseréljék – és ezért választották ki a SpaceX-et. Egy másik fontos szempont a tömeggyártás, amiben a SpaceX-nek már szintén van tapasztalata, elég megnézni a Starship prototípusok gyártási sebességét. Az AFRL-nek sokéves tapasztalata van a hővédő elemekkel, így a SpaceX-nek is tudnak segítséget nyújtani a fejlesztési szakaszban. A SpaceX által kifejlesztett és legyártott hővédő elemeket később a laboratórium speciális felszerelésével fogják letesztelni. Ezen elemek a katonai alkalmazások között valószínűleg helyet kaphatnak majd hiperszonikus rakétákon, amelyeknek komoly hővédő rendszerekre van szükségük a működéshez, illetve ballisztikus rakéták töltetein is, amelyek extrém körülményeknek vannak kitéve visszatéréskor. A fejlesztésből származó tapasztalatot hasznosíthatják majd a Starship rakéták hővédő rendszereinek tökéletesítésekor is. Ahogy a Dragon űrhajót, úgy a Starshipet is hővédő csempék sokasága fogja megvédeni a légkörbe lépés több ezer fokos hőmérsékletétől, amelyet a légköri súrlodás okoz. Olyan forróvá szokott válni ekkor visszatérő objektum körüli közeg, hogy az atmoszféra gázai ionizálódnak, és a plazma halmazállapotot veszik fel.
Egy Starship rakéta belépése a Mars légkörébe (fantáziarajz). Kép forrása: SpaceX
Az ionizált gázok blokkolják a rádiójelek eljutását az űrhajóhoz, ezért is szokott rádiócsend fellépni a légkörbe való belépéskor. A Starshipen található hővédő csempéket már évek óta fejlesztik, és a legelső típusokat már a Starhopperen is megtalálhattuk. Azóta az MK és SN prototípusokon többféle kialakítású, elhelyezésű és méretű csempét teszteltek már. Az SN8-as prototípuson láthattuk az első nagyobb felületet amit beburkoltak az ilyen hatszögletű elemekkel. Az SN9-en és utána az SN10-en is megnövelték a csempék számát, és az alakjukat, azonban a felfüggesztés módját nem változtatták. Elon Musk elmondta, hogy ezeket a kerámiahabból készült elemek akár 1400 Celsius fokos hőmérsékletet is képesek elviselni, ami bőven elég az orbitális visszatéréshez. Régebben nyilatkozta, ha jelentős eróziót fognak a csempéken tapasztalni, akkor regeneratív hűtéssel fogják megpróbálni csökkenteni az eróziót a kritikus pontokon – azonban ezekről a tervekről azóta sem hallottunk többet.
Az SN10 hővédő burkolata. Kép forrása: starshipbocachica.com
Az SN10 repüléséről készült felvételek alapján láthattuk, hogy még a kicsit kemény leszállás után is fent voltak a hővédő csempék a Starshipen. Ha minden a terv szerint halad, akár már az SN18-as számú prototípus megkaphatja a teljes hővédő borítást, és nagyobb magasságú teszteket is végrehajthatnak vele. Újabb képeken látszik, hogy az SN18 egy szürke színű szigetelőréteget kapott a rozsdamentes acél testre, így mégjobban biztosítva a szigetelést és a hővédelmet.
Az SN18 egyik szekciójának burkolása a szürke szigetelőanyaggal. Kép forrása: Bocachicagal/NSF