為了實現(xiàn)載人火星登陸計劃，NASA正在開發(fā)重載荷運輸技術(shù)，超音速充氣式氣動減速器（HIAD）是一項可為航天器制動提供有效載荷和體積效益的解決方案。
2006年，NASA成立了一項名為“先進(jìn)大氣層充氣式減速器”（Advance Inflatable Decelerators for Atmospheric Entry，PAIDAE）的項目，并研制了由外層、絕熱層、氣密層組成的，直徑為3~12 m的HIAD。
美國國家航空航天局（NASA）在2011年在太空技術(shù)項目（STP）中設(shè)置了低密度超聲速減速器（LDSD）技術(shù)驗證任務(wù)，以提高超聲速段減速性能，掌握新的大質(zhì)量火星軟著陸減速技術(shù)和能力，提高未來火星任務(wù)中著陸載荷質(zhì)量、著陸地點高度和著陸精度。該技術(shù)也是NASA在火星進(jìn)入、下降與著陸技術(shù)領(lǐng)域正在開發(fā)驗證的技術(shù)之一。
LDSD由超聲速充氣式氣動減速器（SIAD）和大型超聲速環(huán)帆傘構(gòu)成。充氣式氣動結(jié)構(gòu)減速器在發(fā)射和飛行過程中保持在未充氣狀態(tài)，而在進(jìn)入氣動減速前利用氣體發(fā)生器快速對充氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行充氣，使其迅速膨脹，從而增大阻力面積，實現(xiàn)減速的目標(biāo)。為進(jìn)行超聲速飛行氣動試驗技術(shù)驗證，NASA分別驗證直徑6m的圓環(huán)型SIAD-R減速器和直徑8m的等張力面型SIAD-E減速器。
兩種減速器的構(gòu)型和尺寸雖然存在一定差異，其原理均是通過充氣膨脹增加著陸飛行器的氣動阻力，對超聲速（馬赫數(shù)為3.5以上）飛行的著陸器進(jìn)行氣動減速，最終使飛行速度下降至約2馬赫數(shù)，達(dá)到降落傘安全展開的條件。
NASA曾對低密度條件下超聲速降落傘進(jìn)行對比分析，研究對象包括環(huán)帆傘、十字形傘、盤縫帶傘等。其中單個、不收口的盤縫帶傘不僅能夠適應(yīng)火星大氣稀薄的環(huán)境以及超聲速開傘的條件，且其結(jié)構(gòu)相對簡單，一直被用作美國火星探測減速著陸系統(tǒng)的氣動減速裝置。2012年好奇號在火星表面著陸時采用的降落傘直徑為21.5m，開傘速度馬赫數(shù)為1.77，已經(jīng)達(dá)到了盤縫帶降落傘的尺寸極限。
然而美國的載人飛船著陸系統(tǒng)與火星著陸器不同，采用尺寸更大的環(huán)帆傘。與盤縫帶降落傘相比，環(huán)帆傘的開傘沖擊載荷較小、穩(wěn)定性好，具有相當(dāng)高的可靠性。
美國噴氣推進(jìn)實驗室綜合考慮減速效率、穩(wěn)定性和超聲速環(huán)境下的開傘效果等因素，最終決定采用超聲速環(huán)帆傘，其開傘速度可達(dá)2馬赫數(shù)，面積幾乎是好奇號所用的盤縫帶傘的2倍。
美國國家航空航天局（NASA）在2014年和2015年分別對低密度超聲速減速器（LDSD）進(jìn)行了2次試驗。低密度超聲速減速器（LDSD）由巨大的氣球送到120000英尺（36576米）的高空以模擬火星大氣環(huán)境，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定海拔高度后，氣球破裂，飛行器底部的發(fā)動機(jī)啟動以推動其向高空運動。在到達(dá)180000英尺（54864米）高空后，超音速充氣氣動減速器開始膨脹，飛行器體積變大。通過增加飛船的總體體積，超音速充氣氣動減速器可幫助其從4184公里/時的速度降低至2414公里/時，之后降落傘打開進(jìn)一步幫助飛行器減速。
NASA原本計劃進(jìn)行3次飛行試驗，但在第一次和第二次試驗中降落傘都在打開過程中失敗了。由于需要將資金重新分配給維修衛(wèi)星的計劃，美國國家航空航天局在2016年初將低密度超聲速減速器（LDSD）的資金削減了85％，直接導(dǎo)致項目在計劃的第三次測試之前暫停。
2017年10月14日，美國國家航空航天局（NASA）再次測試了低密度超聲速減速器（LDSD）的降落傘。這次降落傘安裝在Black Brant IX亞軌道探測火箭上，在升空后降落傘成功打開。
未來，通過LDSD技術(shù)發(fā)展的減速器并采用4~5個傘組成的多傘系統(tǒng)，火星表面軟著陸質(zhì)量最高可達(dá)15t。新型減速器減速效果優(yōu)于傳統(tǒng)方案，可減少火星著陸器氣動減速的飛行距離，因此可在海拔高度更高的火星表面著陸，著陸點的海拔高度可增加2000~3000m，從而大幅增加火星表面可探測區(qū)域。
總結(jié)
美國國家航空航天局（NASA）主導(dǎo)的低密度超聲速減速器（LDSD）技術(shù)很可能成為未來登陸火星的關(guān)鍵技術(shù)，人類也將進(jìn)一步拓展空間探索領(lǐng)域。我國在減速技術(shù)方面同樣掌握了先進(jìn)技術(shù)，中國航天科技集團(tuán)五院508所研究的新型充氣式再入減速技術(shù)（IRDT）測試成功，證明我國具有深空探測器安全著陸的能力。
