Po šedesáti letech kosmických agentur, které vysílaly rakety, satelity a další mise na oběžné dráhy, se vesmírné trosky staly čím dál větší obavou. Nejenže jsou tu velké kousky nevyžádaných věcí, které by mohly při jednom zásahu vyřadit kosmickou loď, ale také nespočet drobných kusů trosek cestujících velmi vysokou rychlostí. Tento odpad představuje vážnou hrozbu pro Mezinárodní kosmickou stanici (ISS), aktivní satelity a budoucí mise na oběžné dráze.
Z tohoto důvodu se Evropská kosmická agentura snaží vyvinout lepší ochranu před troskami pro ISS a budoucí generace kosmických lodí. Tento projekt, který je podporován programem ESA General Support Technology Program, nedávno provedl balistické testy, které se zaměřily na účinnost nových laminátů z kovových vláken (FML), které mohou v nadcházejících letech nahradit hliníkové stínění.
Abychom to rozebrali, musí být všechny orbitální mise - ať už jsou to satelity nebo kosmické stanice - připraveny na riziko vysokorychlostních srážek s malými předměty. To zahrnuje možnost srážky s vesmírným odpadem vytvořeným člověkem, ale také riziko poškození mikrometeoroidních objektů (MMOD). Tito jsou zvláště ohrožení během intenzivních sezónních meteoroidních proudů, jako jsou Leonids.
Zatímco větší kusy orbitálních úlomků - v rozsahu od 5 cm (2 palce) do 1 metru (1,09 yardů) v průměru - jsou pravidelně monitorovány NASA a ESA Space Debris Office, menší kusy jsou nedetekovatelné - což je zvláště ohrožuje. Aby toho nebylo málo, kolize mezi kousky trosek mohou způsobit, že se vytvoří více, jev známý jako Kesslerův efekt.
A protože přítomnost lidstva na oběžné dráze Near-Earth Orbit (NEO) se jen zvyšuje, protože v nadcházejících desetiletích jsou plánovány tisíce satelitů, kosmických stanovišť a misí s posádkou, zvyšující se množství orbitálních zbytků proto představuje rostoucí riziko. Jak vysvětlil technik Andreas Tesch:
"Takové trosky mohou být velmi škodlivé kvůli jejich vysoké rychlosti nárazu několika kilometrů za sekundu." Větší kousky úlomků mohou být sledovány alespoň tak, aby se velká kosmická loď, jako je Mezinárodní kosmická stanice, mohla z cesty dostat pryč, ale kousky menší než 1 cm je pomocí radaru obtížné najít a menší satelity mají obecně méně příležitostí, jak se vyhnout kolizi . “
Aby se zjistilo, jak by jejich nové stínění udrželo vesmírné trosky, tým vědců ESA nedávno provedl test, ve kterém byla na vzorku štítu kosmické lodi vystřelena hliníková střela o průměru 2,8 mm - jejíž výsledky byly natočeny vysokorychlostní kamerou. . Při této velikosti a rychlosti 7 km / s, kulka účinně simulovala rázovou energii, kterou by měl malý kousek trosek, jako by přišel do kontaktu s ISS.
Jak výzkumník Benoit Bonvoisin vysvětlil v nedávné tiskové zprávě ESA:
„Použili jsme plynovou pistoli v německém Fraunhoferově institutu pro vysokorychlostní dynamiku, abychom otestovali nový materiál, který je zvažován pro stínění kosmické lodi před kosmickými úlomky. Náš projekt zkoumá různé druhy „laminátů z kovových vláken“, které pro nás vyrábí společnost GTM Structures, což je několik tenkých kovových vrstev spojených dohromady s kompozitním materiálem. “
Jak vidíte z videa (zveřejněno výše), pevná hliníková střela pronikla do štítu, ale pak se rozpadla na část fragmentů a par, které jsou mnohem snazší pro další vrstvu brnění k zachycení nebo odklonění. Toto je standardní postup při řešení vesmírných zbytků a MMOD, kde je více vrstev spojeno dohromady, aby absorbovaly a zachycovaly dopad tak, že nepronikne do trupu.
Běžná varianta toho je známá jako „Whipple štít“, který byl původně navržen tak, aby chránil před prachem komety. Toto stínění se skládá ze dvou vrstev, nárazníku a zadní stěny, se vzájemnou vzdáleností 10 až 30 cm (3,93 až 11,8 palce). V tomto případě FML, který pro ESA vyrábí společnost GTM Structures BV (nizozemská letecká společnost se sídlem v Nizozemsku), sestává z několika tenkých kovových vrstev spojených dohromady s kompozitním materiálem.
Na základě tohoto nejnovějšího testu se zdá, že FML je velmi vhodný pro předcházení poškození ISS a budoucích vesmírných stanic. Jak naznačil Benoit, on a jeho kolegové nyní musí vyzkoušet toto stínění na jiných typech orbitálních misí. "Dalším krokem by bylo provedení demonstrace na oběžné dráze v CubeSat, zhodnocení účinnosti těchto FML v orbitálním prostředí," řekl.
A ujistěte se, že si toto video můžete užít z Orbitálního úpadkového úřadu ESA:
