Po šestdesetih letih vesoljskih agencij, ki so v orbito pošiljale rakete, satelite in druge misije, so vesoljski odpadki postali nekaj večjega pomena. Ne le, da obstajajo veliki kosi smeti, ki bi lahko v enem samem zadetku odpeljali vesoljsko plovilo, ampak je tudi nešteto drobnih kosov naplavin, ki potujejo z zelo visokimi hitrostmi. Te razbitine resno ogrožajo Mednarodno vesoljsko postajo (ISS), aktivne satelite in prihodnje posadke v orbiti.
Zaradi tega želi Evropska vesoljska agencija razviti boljši zaščitni delci za ISS in prihodnje generacije vesoljskih plovil. Ta projekt, ki ga podpira ESA-jev program splošne podporne tehnologije, je pred kratkim opravil balistične teste, ki so preučevali učinkovitost novih laminatov iz kovinskih vlaken (FML), ki bodo v naslednjih letih morda nadomestili aluminijasto zaščito.
Da bi ga razbili, je treba pripraviti vse orbitalne misije - naj bodo to sateliti ali vesoljske postaje - na nevarnost hitrih trkov z drobnimi predmeti. To vključuje možnost trčenja s človeškim vesoljskim smeti, vendar vključuje tudi nevarnost poškodb mikro-meteoroidnih predmetov (MMOD). Te so še posebej grozeče med intenzivnimi sezonskimi meteoroidnimi tokovi, kot so Leonidi.
Medtem ko NASA in Urad za vesoljske razbitine ESA redno spremljajo večje koščke orbitalnih naplavin - od 5 cm do premera 1 m (1,09 jardov), pa manjši kosi niso opazni - zaradi česar so še posebej nevarni. Še huje, lahko trki med koščki naplavin povzročijo več, pojav, znan kot Kesslerjev učinek.
In ker človeška navzočnost na Zemljini orbiti (NEO) samo narašča, na tisoče satelitov, vesoljskih habitatov in misij posadk, ki so načrtovane za prihodnja desetletja, zato naraščajoča raven orbitalnih naplavin predstavlja vse večje tveganje. Kot je pojasnil inženir Andreas Tesch:
»Takšni odpadki so lahko zelo škodljivi zaradi velike hitrosti udarcev več kilometrov na sekundo. Večje koščke naplavin je mogoče vsaj zaslediti, tako da se lahko velika vesoljska plovila, kot je Mednarodna vesoljska postaja, premaknejo, vendar je kosov manjših od 1 cm težko opaziti z radarji - in manjši sateliti imajo na splošno manj možnosti, da se izognejo trčenju. . "
Skupina raziskovalcev ESA je nedavno videla, kako bi njihova nova zaščita do vesoljskih ostankov opravila test, na katerem je bil na vzorcu ščit vesoljskih plovil izstreljen aluminijast krogla premera 2,8 mm - rezultate katerega je posnela visokohitrostna kamera . S to velikostjo in s hitrostjo 7 km / s je krogla učinkovito simulirala energijo udarca, ki bi jo imel majhen košček naplavin, kot da bi prišel v stik z ISS.
Kot je v nedavnem sporočilu ESA pojasnil raziskovalec Benoit Bonvoisin:
"Na nemškem inštitutu Fraunhofer za visokohitrostno dinamiko smo uporabili plinsko pištolo za testiranje novega materiala, ki se šteje za zaščito vesoljskih plovil pred vesoljskimi naplavinami. Naš projekt je preučil različne vrste „laminatov iz kovinskih vlaken“, ki jih je za nas izdelala družba GTM Structures, kar je več tankih kovinskih slojev, ki so zlepljeni skupaj s kompozitnim materialom. “
Kot je razvidno iz videoposnetka (objavljenega zgoraj), je trdna aluminijasta krogla prodrla v ščit, nato pa se razbila v pločevinko drobcev in hlapov, ki jih je v naslednjem sloju oklepa veliko lažje zajeti ali odbiti. To je običajna praksa pri ravnanju z vesoljskimi naplavinami in MMOD, kjer je več ščitov slojevito, da se adsorbirajo in zajamejo udarci, tako da ne prodrejo skozi trup.
Pogosta različica tega je znana kot „ščit Whipple“, ki je bil prvotno zasnovan za zaščito pred kometnim prahom. Ta ščitnik je sestavljen iz dveh slojev, odbijača in zadnje stene, medsebojna razdalja 10 do 30 cm (3,93 do 11,8 palca). V tem primeru je FML, ki ga za ESA proizvaja podjetje GTM Structures BV (nizozemsko podjetje za vesoljsko vesolje), sestavljeno iz več tankih kovinskih plasti, ki so zlepljene skupaj s kompozitnim materialom.
Glede na ta zadnji test se zdi, da je FML primeren za preprečevanje škode na ISS in prihodnjih vesoljskih postajah. Kot je nakazal Benoit, morata skupaj s sodelavci to zaščito preizkusiti na drugih vrstah orbitalnih misij. "Naslednji korak bi bil demonstracija v orbiti v CubeSatu, da bi ocenili učinkovitost teh FML v orbitalnem okolju," je dejal.
Ne pozabite uživati v tem videu iz urada za orbitalno razbitje ESA:
