繰り返し使える有人宇宙機Space Shuttleは大気圏再突入のための耐熱システムを持っていました。
https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_thermal_protection_system
印象的なのはLI-900やLI-2000と呼ばれる材料で、動画もあります。
これはシリカの細い繊維と94%の空気(空間)でできていて、熱容量が小さいため赤熱しているものを素手で持つことができます。
https://en.wikipedia.org/wiki/LI-900
他にも炭素繊維でできているタイルもありました。いずれも問題は、力学的に弱いことで、発射時に物がぶつかって破損したことが事故につながりました。
それまでのアポロ計画などの再突入用の器材には、自らを蒸発させることで断熱(気化熱で冷却も?)する炭素・フェノール樹脂複合体などもありました。
https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_entry#Thermal_protection_systems
温度が十分高い時はいいですが、中途半端な場合は気化せず熱伝導だけ良いので使いにくい材料と言えるでしょう。綿密な事前の実験でどこにどの断熱材料を置くのかを決めたのだと思います。Space X社の再利用可能ロケットは逆噴射で速度を落としているので大丈夫なのでしょうか?知りたいですね。
英語は https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_entry#Thermal_protection_systems から。
ablative heat shield 蒸発する熱シールド
ablative < ablation 外科の「切除」、蒸発で氷などを除去すること
laser ablation レーザー蒸発法
cf. abrasive 研磨剤の
” the outer surface of the TPS(thermal protection shield) material chars, melts, and sublimes, while the bulk of the TPS material undergoes pyrolysis and expels product gases.”
char 焦げる = partially burn so as to blacken the surface 部分的に燃えて表面が黒くなること
melt 融解する
sublime サブ「ら」イム 昇華する
pyrolysis 熱分解
expel 排除する、放出する
” The gas produced by pyrolysis is what drives blowing and causes blockage of convective and catalytic heat flux.”
blowing 打撃、吹くこと
blockage 遮断
convective < convection 対流
catalytic キャタ「り」ティック 触媒の
carbon phenolic 炭素フェノール樹脂複合体