Miután hatvan éve az űrügynökségek rakétákat, műholdakat és más missziókat küldtek pályára, az űrhajók egyre növekvő aggodalomra adnak okot. Nemcsak vannak olyan szemétdarabok, amelyek egyetlen ütéssel el tudnak szállítani egy űrhajót, hanem számtalan apró darab törmelék is, amelyek nagyon nagy sebességgel haladnak. Ez a törmelék komoly fenyegetést jelent a Nemzetközi Űrállomás (ISS), az aktív műholdak és a jövőben a pályán tartózkodó legénységű missziók számára.
Ezért az Európai Űrügynökség jobb törmelék-árnyékolást kíván kidolgozni az ISS és az űrhajók jövő generációi számára. Ez az ESA Általános Támogatási Technológiai Programja által támogatott projekt nemrégiben ballisztikai teszteket végzett, amelyek során az új szálas fémrétegek (FML) hatékonyságát vizsgálták, amelyek az elkövetkező években helyettesíthetik az alumínium árnyékolását.
A lebontáshoz fel kell készülni minden olyan pályára, amely pályára áll - akár műholdak, akár űrállomások - az apró tárgyakkal történő nagy sebességű ütközések kockázatára. Ez magában foglalja az emberi eredetű űrhajóval való ütközés lehetőségét, de magában foglalja a mikro-meteoroid tárgyak károsodásának (MMOD) kockázatát is. Ezek különösen veszélyesek az intenzív szezonális meteoroid folyamok, például a Leonidok során.
Míg a NASA és az ESA Űrhulladék-irodája rendszeresen figyeli az orbitális törmeléket - az átmérője 5 cm (1 hüvelyk) és 1 méter (1,09 yard között) -, a kisebb darabokat azonban nem lehet észlelni - ami különösen veszélyes. A dolgok még rosszabbá tétele érdekében a törmelékdarabok közötti ütközések többet is kialakíthatnak, ezt a jelenséget Kessler-effektusnak nevezzük.
És mivel az emberiség jelenléte a Föld közeli pályáján (NEO) csak növekszik, és az elkövetkező évtizedekre több ezer műholdat, űrlakást és személyzet által végrehajtott missziót terveznek, az orbitális törmelék növekvő szintje ezért növekvő kockázatot jelent. Ahogy Andreas Tesch mérnök kifejtette:
„Az ilyen törmelék nagyon káros lehet, mivel nagy ütközési sebessége több kilométer / másodperc. A nagyobb hulladékdarabok legalább nyomon követhetők, hogy a nagy űrhajók, például a Nemzetközi Űrállomás el tudják mozdulni, de az 1 cm-nél kisebb darabokat radar segítségével nehéz észlelni - és a kisebb műholdaknak általában kevesebb lehetősége van az ütközések elkerülésére. .”
Az ESA kutatói egy nemrégiben végzett egy tesztet, amelynek célja, hogy az új árnyékolásuk elférjen az űrlapokon, és az űrhajó pajzsának mintájában lőttek egy 2,8 mm átmérőjű alumínium golyót - ennek eredményeit nagysebességű kamera fényképezte. . Ebben a méretben és 7 km / s sebességgel a golyó hatékonyan szimulálta azt az ütési energiát, amely egy kis darab törmeléknek olyan lenne, mintha érintkezésbe kerülne az ISS-sel.
Ahogyan Benoit Bonvoisin kutató kifejtette egy nemrégiben megjelent ESA sajtóközleményében:
„Gázpisztolyt használtunk a német Fraunhofer Nagysebességű Dinamika Intézetben, hogy teszteljünk egy új anyagot, amelyet figyelembe vesznek az űrhajók űrhajók elleni védelme érdekében. Projektünk különféle típusú „szálas fémrétegeket” vizsgált meg, amelyeket a GTM Structures készített nekünk, amelyek több vékony fémréteggel vannak összekapcsolva összetett anyaggal. ”
Amint az a fenti videóból látszik, a szilárd alumínium golyó behatolt a pajzsba, majd széttöredezett töredékekké és gőzökké vált fel, amelyeket a következő páncélréteg sokkal könnyebben képes elfogni vagy eltéríteni. Ez szokásos gyakorlat az űrhajók és az MMOD kezelésekor, amikor több pajzsot rétegelnek össze, hogy adszorbeálják és rögzítsék az ütést, hogy az ne kerüljön át a hajótestbe.
Ennek egyik leggyakoribb változata az úgynevezett „Whipple pajzs”, amelyet eredetileg az üstököspor elleni védelem céljából fejlesztettek ki. Ez az árnyékolás két rétegből, egy lökhárítóból és egy hátsó falból áll, amelyek egymástól való távolsága 10–30 cm (3,93–11,8 hüvelyk). Ebben az esetben az FML, amelyet az ESA számára a GTM Structures BV (egy hollandiai légiközlekedési vállalat) állít elő, több vékony fémrétegből áll, amelyeket összetett anyaggal ragasztanak össze.
A legfrissebb teszt alapján úgy tűnik, hogy az FML alkalmas az ISS és a jövőbeli űrállomások károsodásának megelőzésére. Amint Benoit jelezte, most és kollégáinak ki kell próbálni ezt az árnyékolást más típusú pályákon. "A következő lépés a pályán belüli demonstráció végrehajtása egy CubeSat-ban, ezen FML-ek hatékonyságának felmérése a pályakörnyezetben" - mondta.
És feltétlenül élvezze ezt a videót az ESA Orbital Debris Office-ról:
