De terugkeer van een ruimtevaartuig in de atmosfeer van de aarde is een van de meest riskante momenten van een missie. Op dit moment vertrouwen ingenieurs op hitteschilden die tijdens de afdaling gecontroleerd wegslijten om de extreme hitte te beheersen. Hoewel deze methode werkt, brengt het grote beperkingen met zich mee. Zo meldt universetoday.com dat de noodzaak om deze schilden na elke vlucht te herstellen leidt tot lange wachttijden tussen missies. Daarnaast vormen deze fysieke barrières een aanzienlijk gewicht, wat ten koste gaat van de hoeveelheid vracht die een voertuig kan vervoeren.
Om deze problemen op te lossen, onderzoeken wetenschappers van de Tokyo Metropolitan University een alternatief: magnetohydrodynamisch (MHD) remmen. Deze technologie maakt gebruik van de natuurkundige eigenschappen van de lucht die ontstaat bij extreme snelheden. Wanneer een voertuig de atmosfeer binnendringt, verandert de lucht voor het schip in een zwak geïoniseerd plasma. Door een intern magnetisch veld te genereren, kan er een onzichtbaar kussen ontstaan tussen het voertuig en dit plasma via de zogenaamde Lorentz-kracht. Volgens is het doel hiervan om zowel de thermische belasting op het voertuig te verlagen als de aerodynamische weerstand te verhogen, waardoor het vaartuig efficiënter afremt.
De praktische toepassing van MHD-remmen stuitte echter op technische hindernissen. Voorheen werden neodymiummagneten gebruikt, maar deze bleken onvoldoende krachtig. De magnetische sterkte van deze materialen ligt rond de 0,8 Tesla, wat te weinig is om effectief te zijn bij de enorme krachten van een terugkeer in de atmosfeer. Bovendien zijn deze magneten star van vorm, wat de integratie in diverse voertuigontwerpen bemoeilijkt, aldus .
Als oplossing richten de onderzoekers zich nu op het Pulse Forming Network (PFN). Dit is een specifiek elektrisch circuit dat gebruikmaakt van inductoren en condensatoren om grote hoeveelheden energie zeer snel te ontladen. Omdat dit systeem slechts voor een fractie van een seconde actief is, is er geen complex koelsysteem nodig, ondanks de enorme piek in vermogen.
Om deze theorie in de praktijk te toetsen, is er een nieuwe testfaciliteit gebouwd: de MX-6.0. Deze installatie bestaat uit een expansiebuis met een lengte van acht meter. De opstelling is specifiek ontworpen om schokgolven te creëren die de omstandigheden van een atmosferische terugkeer nabootsen. Hierdoor kunnen de wetenschappers precies observeren hoe het magnetische veld reageert wanneer het in contact komt met plasma. Zoals beschreven door , stelt deze faciliteit onderzoekers in staat om de effectiviteit van de nieuwe magnetische opstelling nauwkeurig te verifiëren.
Indien deze technologie succesvol wordt geïmplementeerd, kan dit de ruimtevaart transformeren. De afhankelijkheid van zware, wegwerpbare hitteschilden zou drastisch afnemen, wat niet alleen de kosten verlaagt maar ook de payloadcapaciteit van ruimtevaartuigen vergroot en de tijd tussen opeenvolgende missies verkort.