Kuusikymmentä vuotta kestäneiden avaruusjärjestöjen lähettäessä raketteja, satelliitteja ja muita operaatioita kiertoradalle, avaruudesta on tullut jotain kasvavaa huolta. Ei vain olemassa suuria roskapaloja, jotka voisivat viedä avaruusaluksen yhdellä osuudella, vaan myös lukemattomia pieniä roskikappaleita, jotka kulkevat erittäin suurilla nopeuksilla. Tämä roska muodostaa vakavan uhan kansainväliselle avaruusasemalle (ISS), aktiivisille satelliiteille ja tuleville miehistön operaatioille kiertoradalla.
Tästä syystä Euroopan avaruusjärjestö pyrkii kehittämään parempia jätteiden suojauksia ISS: lle ja tuleville sukupolvien avaruusaluksille. Tämä hanke, jota tuetaan ESA: n yleisen tukitekniikkaohjelman kautta, suoritti äskettäin ballistisia testejä, joissa tarkasteltiin uusien kuitumetalllaminaattien (FML) tehokkuutta, sillä ne voivat korvata alumiinin suojauksen tulevina vuosina.
Jotta se voidaan hajottaa, kaikki ja kaikki kiertoradat - olipa kyse sitten satelliiteista tai avaruusasemista - on valmistauduttava nopeiden törmäysten riskiin pienten esineiden kanssa. Tähän sisältyy mahdollisuus törmätä ihmisen tekemään avaruusromuun, mutta sisältää myös mikrometeoroidikohteiden vaurioitumisen (MMOD). Nämä ovat erityisen uhkaavia voimakkaiden kausiluonteisten meteoroidivirtojen, kuten Leonidien, aikana.
Vaikka NASA ja ESA: n avaruusjätevirasto seuraavat säännöllisesti suurempia kiertoradan roskien halkaisijaltaan 5 cm (1 tuumaa) 1 metriin (1,09 jaardia), pienempiä kappaleita ei voida havaita - mikä tekee niistä erityisen uhkaavia. Vielä pahempaa, roskien väliset törmäykset voivat aiheuttaa enemmän muodostumista, ilmiö, joka tunnetaan nimellä Kessler-ilmiö.
Ja koska ihmiskunnan läsnäolo maanläheisellä kiertoradalla (NEO) on vain lisääntymässä, ja tuleville vuosikymmenille on tarkoitus suunnitella tuhansia satelliitteja, avaruusympäristöjä ja miehistön tehtäviä, kasvavat orbitaalijätemäärät aiheuttavat siten kasvavan riskin. Kuten insinööri Andreas Tesch selitti:
”Tällaiset roskat voivat olla erittäin vahingollisia, koska niiden iskunopeus on suuri, useita kilometrejä sekunnissa. Suuremmat roskat voidaan ainakin jäljittää, jotta suuret avaruusalukset, kuten Kansainvälinen avaruusasema, voivat siirtyä pois tieltä, mutta alle 1 cm: n kokoisia kappaleita on vaikea havaita tutkan avulla - ja pienemmillä satelliiteilla on yleensä vähemmän mahdollisuuksia välttää törmäyksiä .”
ESA: n tutkijoiden ryhmä teki äskettäin testin nähdäkseen, kuinka heidän uusi suojaus kestäisi avaruusjätteitä, jossa avaruusaluksen kilpiä näytteelle ampui 2,8 mm: n halkaisijaltaan alumiininen luoti - tulokset kuvattiin nopealla kameralla . Tässä koossa ja nopeudella 7 km / s luoti simuloi tehokkaasti törmäysenergiaa, joka pienellä roskalla olisi kuin olisi joutunut kosketukseen ISS: n kanssa.
Kuten tutkija Benoit Bonvoisin selitti äskettäisessä ESA: n lehdistötiedotteessa:
”Käytimme kaasupistoolia Saksan Fraunhoferin nopean dynaamisuuden instituutissa testatakseen uutta materiaalia, jota harkitaan avaruusaluksen suojaamiseksi avaruusjätteiltä. Projektissamme on tutkittu erilaisia GTM-rakenteiden meille tuottamia ”kuitumetalllaminaatteja”, jotka ovat useita ohuita metallikerroksia, jotka on liitetty yhteen komposiittimateriaalin kanssa. ”
Kuten videosta (julkaistu yllä) voidaan nähdä, kiinteä alumiininen luoti tunkeutui kilpeen, mutta sitten hajosi hajottamalla paloiksi fragmentteja ja höyryjä, joita seuraavan panssarikerroksen on paljon helpompaa tarttua tai taipua. Tämä on tavanomainen käytäntö käsitellessään avaruusjätteitä ja MMOD: ta, kun useita suojauksia kerrostetaan yhteen adsorboimaan ja tarttumaan törmäykseen siten, että se ei tunkeudu rungon läpi.
Tämän yleinen variantti tunnetaan nimellä Whipple-kilpi, joka on alun perin suunniteltu suojaamaan komeettapölyä. Tämä suojaus koostuu kahdesta kerroksesta, puskurista ja takaseinästä, joiden keskinäinen etäisyys on 10 - 30 cm (3,93 - 11,8 tuumaa). Tässä tapauksessa FML, jonka ESM: lle tuottaa GTM Structures BV (hollantilainen ilmailu- ja avaruusalan yritys), koostuu useista ohuista metallikerroksista, jotka on sidottu yhteen komposiittimateriaalin kanssa.
Tämän viimeisimmän testin perusteella FML näyttää olevan sopiva estämään ISS: n ja tulevien avaruusasemien vaurioita. Kuten Benoit totesi, hänen ja hänen kollegoidensa on nyt testattava suojaus muun tyyppisillä kiertoradalla. "Seuraava askel olisi suorittaa kiertoradalla esittely CubeSatissa, arvioida näiden FML: ien tehokkuutta kiertoradalla", hän sanoi.
Ja muista nauttia tästä videosta ESAn Orbital Debris Office: lta:
