우주 왕복선의 내열 시스템은 극도로 높은 온도에서 우주 왕복선을 보호하기 위해 설계된 복잡한 시스템입니다. 우주 왕복선이 지구 대기권을 재진입할 때 발생하는 엄청난 열을 견디기 위해서는 특별한 내열 소재와 구조가 필요합니다. 이 시스템의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다
1. 내열 타일 (Thermal Protection System, TPS)
내열 타일의 소재: 우주 왕복선의 주요 내열 소재는 초경량 실리카 타일로, 이 타일들은 주로 섬유 유리로 만들어졌습니다. 타일의 내부는 공기층이 많아 고온에 매우 강하며, 열전도율이 낮아 외부 온도가 매우 높아도 내부는 낮게 유지됩니다.
타일의 역할: 이 타일들은 대기권 재진입 시 우주 왕복선의 외부 표면을 보호합니다. 특히, 가장 높은 온도를 받는 부분인 앞부분(노즈 콘)과 날개 앞부분에는 강화된 탄소-탄소 복합 소재(RCC)를 사용해 극한의 열에 저항할 수 있도록 했습니다.
2. 강화 탄소-탄소(RCC, Reinforced Carbon-Carbon)
RCC의 특징: RCC는 주로 우주 왕복선의 노즈 콘과 앞쪽 날개 엣지에 사용됩니다. 이 소재는 섭씨 1,500도 이상의 온도에서도 견딜 수 있을 만큼 매우 강력하며, 재진입 시 발생하는 극심한 열과 압력을 견뎌낼 수 있습니다.
3. 연료탱크 및 내부 보호
시스템 우주 왕복선의 주요 연료 탱크는 액체 산소와 액체 수소를 담고 있으며, 극저온을 유지해야 합니다. 이 탱크는 외부 온도로부터 보호하기 위해 발포 절연재로 덮여 있습니다.
4. 열 제어 시스템
우주 왕복선 내부의 열을 관리하기 위한 시스템으로, 내부 온도를 안정적으로 유지하면서 우주에서의 작업이나 대기권 재진입 시 승무원의 안전을 보장합니다.
이와 같은 복잡한 내열 시스템 덕분에 우주 왕복선은 대기권 재진입 시 발생하는 극한의 온도와 압력에서 안전하게 보호될 수 있었습니다. NASA의 우주 왕복선 프로그램은 이 기술의 개발과 진화를 통해 여러 번의 임무를 성공적으로 수행할 수 있었습니다.