Після шістдесяти років космічних агентств, що відправляють на орбіту ракети, супутники та інші місії, космічні сміття стали чимось більшим занепокоєнням. Не тільки є великі шматки сміття, які могли б вивезти космічний корабель одним ударом, але також є незліченна кількість крихітних уламків, які подорожують з дуже високою швидкістю. Цей сміття становить серйозну загрозу для Міжнародної космічної станції (МКС), активних супутників та майбутніх місійних місій на орбіті.
З цієї причини Європейське космічне агентство прагне розробити кращий захист сміття для МКС та майбутніх поколінь космічних кораблів. Цей проект, який підтримується в рамках Загальної програми підтримки ESA, нещодавно провів балістичні випробування, які вивчали ефективність нових ламінатів з волоконних металів (FML), які можуть замінити алюмінієве екранування в найближчі роки.
Щоб її зруйнувати, будь-які орбітальні місії - будь то супутники або космічні станції - повинні бути готові до ризику швидких зіткнень з крихітними предметами. Сюди входить можливість зіткнення з створеними людиною космічним сміттям, але також входить ризик пошкодження мікрометеороїдних об'єктів (MMOD). Вони особливо загрожують під час інтенсивних сезонних метеороїдних потоків, таких як Леоніди.
У той час як більші шматки орбітального сміття - діаметром від 5 см до 1 метра (1,09 ярда) - регулярно контролюють НАСА та Офіс космічного сміття ESA, більш дрібні шматки не виявляються - це робить їх особливо загрозливими. Що ще гірше, зіткнення між шматочками сміття можуть спричинити ще більше явища, що називається ефектом Кесслера.
А оскільки присутність навколоземної орбіти людства (НЕО) лише збільшується, при цьому тисячі супутників, космічних місць існування та місії екіпажів плануються на найближчі десятиліття, зростаючий рівень орбітального сміття, таким чином, збільшує ризик. Як пояснив інженер Андреас Теш:
«Такі сміття можуть бути дуже згубними через їх високу швидкість удару в кілька кілометрів на секунду. Більш великі шматки сміття можна принаймні відслідковувати, щоб великі космічні апарати, такі як Міжнародна космічна станція, могли рухатись з дороги, але шматки розміром менше 1 см важко помітити за допомогою радарів - і менші супутники мають загалом менше можливостей уникнути зіткнення . "
Щоб побачити, як їхнє нове екранування сприймає космічні сміття, нещодавно команда дослідників ESA провела випробування, коли на зразок щита космічного корабля було вистрілено алюмінієву кулю діаметром 2,8 мм - результати якої були зняті високошвидкісною камерою . При такому розмірі та зі швидкістю 7 км / с куля ефективно імітувала енергію удару, яку мав би невеликий шматок сміття, ніби він стикався з МКС.
Як пояснив дослідник Бенуа Бонвуазін у недавньому прес-релізі ESA:
"Ми використали газовий пістолет у німецькому Інституті швидкої динаміки Фраунгофера для тестування нового матеріалу, який розглядається для екранування космічних кораблів від космічного сміття. У нашому проекті розглядалися різні види "ламінатів з металевих волокон", вироблених нами GTM Structures, які представляють собою кілька тонких металевих шарів, з'єднаних разом із композитним матеріалом ".
Як видно з відео (розміщеного вище), суцільна алюмінієва куля проникла в щит, але потім розпалася на частину осколків і пари, що набагато простіше наступному шару броні захопити або відхилити. Це стандартна практика при роботі з космічним сміттям і MMOD, де кілька щитів укладаються разом, щоб адсорбувати і фіксувати удар, щоб він не проникав через корпус.
Поширеним варіантом цього є відомий як "щит Уіппле", який спочатку був створений для захисту від кометного пилу. Це екранування складається з двох шарів, бампера та задньої стінки, взаємна відстань від 10 до 30 см (3,93 - 11,8 дюйма). У цьому випадку FML, який виробляється для ESA фірмою GTM Structures BV (аерокосмічна компанія, що базується в Нідерландах), складається з декількох тонких металевих шарів, з'єднаних разом із композитним матеріалом.
На основі цього останнього тесту FML, здається, добре підходить для запобігання пошкодження МКС та майбутніх космічних станцій. Як зазначив Бенуа, йому та його колегам зараз потрібно перевірити цей захист на інших видах орбітальних місій. "Наступним кроком буде проведення демонстрації на орбіті в CubeSat, щоб оцінити ефективність цих FML в орбітальному середовищі", - сказав він.
І не забудьте насолоджуватися цим відео від Офісу з питань орбітального сміття ESA:
