Pärast kuuskümmend aastat kosmoseagentuuride rakettide, satelliitide ja muude missioonide orbiidile saatmist on kosmosepraht muutunud murettekitavaks. Seal ei ole mitte ainult suured rämpsutükid, mis suudaksid kosmoselaeva ühe löögiga välja viia, vaid ka lugematu arv pisikesi prahitükke, mis sõidavad väga suure kiirusega. See praht kujutab tõsist ohtu orbiidil asuvale rahvusvahelisele kosmosejaamale (ISS), aktiivsetele satelliitidele ja tulevastele meeskonnaliikmete missioonidele.
Sel põhjusel soovib Euroopa Kosmoseagentuur välja töötada paremad prügikilbid ISS-i ja kosmoselaevade tulevaste põlvkondade jaoks. ESA üldise tugiteenuste tehnoloogiaprogrammi kaudu toetatud projekt viis hiljuti läbi ballistilisi teste, milles vaadeldi uute kiudmetalllaminaatide (FML) tõhusust, mis võivad lähiaastatel asendada alumiiniumist varjestusega.
Selle lagundamiseks peavad kõik orbitaalmissioonid - olgu need siis satelliidid või kosmosejaamad - olema ette valmistatud kiirete kokkupõrgete tekkeks pisikeste objektidega. See hõlmab võimalust põrkuda inimtegevusest tuleneva kosmoseprügiga, kuid hõlmab ka mikrometeoroidsete objektide kahjustamise ohtu (MMOD). Need on eriti ohtlikud intensiivsete hooajaliste meteoroidivoolude, näiteks Leonidide ajal.
Ehkki NASA ja ESA kosmoseprügi büroo jälgivad regulaarselt suuremaid orbitaaljäätmeid - läbimõõduga 5 cm (2 tolli) kuni 1 meetrit (1,09 jard) -, on väiksemad tükid tuvastamatud -, mis teeb nad eriti ohtlikuks. Olukorra halvendamiseks võivad prahi bittide vahelised kokkupõrked tekitada rohkem - seda nähtust nimetatakse Kessleri efektiks.
Ja kuna inimkonna kohalolek Maa lähiümbruse orbiidil (NEO) ainult kasvab ning tuhandete satelliitide, kosmose elupaikade ja meeskonnaga seotud missioonide kavandamiseks on järgnevatel aastakümnetel planeeritud, põhjustab orbitaaljäätmete kasvav tase kasvavat riski. Nagu insener Andreas Tesch selgitas:
„Sellised prahid võivad olla väga kahjulikud, kuna nende löögikiirus on mitu kilomeetrit sekundis. Suuremaid prahitükke saab vähemalt jälgida, nii et suured kosmoseaparaadid, näiteks rahvusvaheline kosmosejaam, võivad teelt välja liikuda, kuid alla 1 cm suuruseid tükke on radari abil raske märgata - ja väiksematel satelliitidel on kokkupõrke vältimiseks üldiselt vähem võimalusi. . ”
Et näha, kuidas nende uus varjestus kosmoseprügi vastu mahutab, viis ESA teadlaste meeskond hiljuti läbi katse, kus kosmoselaeva kilbi proovile tulistati 2,8 mm läbimõõduga alumiiniumkuul - mille tulemusi filmiti kiirkaamera abil . Selle suuruse korral ja kiirusega 7 km / s simuleeris kuul tõhusalt löögienergiat, mis väikesel prahitükil oleks, nagu oleks see ISS-iga kokkupuutes.
Nagu teadur Benoit Bonvoisin hiljutises ESA pressiteates selgitas:
„Kasutasime Saksamaa Fraunhoferi Kiirdünaamika Instituudis gaasipüstolit, et katsetada uudset materjali, mida kaalutakse kosmoselaevade kaitsmiseks kosmoseprügi eest. Meie projekti käigus on uuritud erinevaid GTM-konstruktsioonide poolt toodetud kiudmetallilaminaate, mis on mitmed komposiitmaterjaliga ühendatud õhukesed metallikihid. "
Nagu videost (ülal postitatud) näete, tungis tahke alumiiniumkuul kilbi sisse, kuid purunes seejärel kildudeks ja aurudeks, mida on järgmisel soomuskihil palju kergem hõivata või suunata. See on tavapraktika, kui käsitletakse kosmoseprügi ja MMOD-i, kus mitu kilpi kihistatakse kokku, et adsorbeerida ja löök kinni hoida, nii et see ei tungi laevakere.
Selle tavalist varianti tuntakse kui piitsakaitset, mis loodi algselt komeedi tolmu eest kaitsmiseks. See varjestus koosneb kahest kihist, kaitserauast ja tagaseinast, mille vahemaa on 10–30 cm (3,93–11,8 tolli). Sel juhul koosneb ESM-i jaoks FML, mille on tootnud Hollandis asuv kosmose- ja kosmoseettevõte GTM Structures BV, mitmest õhukesest metallikihist, mis on ühendatud komposiitmaterjaliga.
Selle viimase testi põhjal näib, et FML sobib hästi ISS-i ja tulevaste kosmosejaamade kahjustuste ärahoidmiseks. Nagu Benoit märkis, peavad tema ja ta kolleegid seda varjestust katsetama teist tüüpi orbitaalmissioonide korral. "Järgmine samm oleks orbiidil demonstreerimine CubeSatis, et hinnata nende FML-ide tõhusust orbitaalkeskkonnas," ütles ta.
Ja kindlasti nautige seda videot ESA Orbital Debris Office'ist:
