A NASA está testando tecnologias de escudo térmico de próxima geração ao enviar 12 cápsulas experimentais de volta pela atmosfera da Terra a bordo de uma missão de carga da Northrop Grumman que já havia entregue suprimentos à Estação Espacial Internacional. O esforço, chamado Kentucky Reentry Probe Experiment, ou KREPE-3, usa a fase final da vida da espaçonave para coletar dados sobre materiais de proteção térmica que um dia poderão apoiar futuras missões à Lua e a Marte.
Antes de a espaçonave Cygnus XL deixar a estação, astronautas a carregaram com resíduos e ativaram as cápsulas em seu interior. À medida que o veículo se desintegra em sua trajetória planejada de reentrada, espera-se que as cápsulas sejam ejetadas e registrem temperatura, pressão, movimento, campo magnético e luz, enviando dados ao vivo de volta aos pesquisadores. A NASA diz que essa abordagem fornece dados de voo sobre materiais que ainda estão em desenvolvimento sem necessidade de uma missão dedicada de retorno.
As cápsulas incluem uma gama de conceitos de proteção térmica. Algumas usam o material cerâmico comprovado de ladrilhos da era do ônibus espacial, enquanto outras testam ideias mais novas, como um escudo térmico impresso em 3D desenvolvido por meio de um projeto do NASA Johnson Space Center e do Oak Ridge National Laboratory. O Ames Research Center da NASA está contribuindo com cápsulas que usam MERINO, uma família de revestimentos protetores feitos de camadas de fibras de carbono e fenólicas costuradas juntas como feltro. Segundo a NASA, o material é mais flexível, mais rápido de produzir e menos caro do que substâncias protetoras tradicionais, o que a agência diz torná-lo promissor para missões a Marte.
Outras cápsulas testarão diferentes formas e sistemas, incluindo um veículo de cone duplo destinado a validar modelos de computador com dados do mundo real, um desenho de aeroshell semelhante ao do Dragonfly para a missão da NASA à lua Titã de Saturno e um escudo térmico implantável em forma de guarda-chuva. Hardware adicional de parceiros inclui um sensor de fluxo de calor desenvolvido na University of Stuttgart, na Alemanha, para medir como o calor se move pela superfície durante a reentrada. A NASA diz que o trabalho tem como objetivo melhorar o design de reentrada, a modelagem e a tecnologia de sensores para futuras espaçonaves.