Schutz vor Weltraummüll: wassergefüllte „Aluminium-Eier“ getestet

Chinesische Forscher haben eine neue leichte Schutzstruktur für Raumfahrzeuge entwickelt, die auf der Geometrie von Eierschalen basiert. Laut ixbt.com hat sich eine Anordnung aus hohlen, mit Wasser gefüllten Elementen zwischen Aluminiumplatten als effektiver gegen Einschläge von Weltraummüll erwiesen als herkömmliche feste Materialien. Dies berichtet Ixbt.com meldet .

In den letzten Jahren ist die Zahl gefährlicher Trümmerteile im Erdorbit durch zahlreiche Raketen- und Satellitenstarts stark angestiegen. Nach Angaben der NASA befinden sich über 34.000 Objekte größer als 10 Zentimeter, etwa 900.000 zwischen 1 und 10 Zentimetern und fast 128 Millionen Partikel kleiner als 1 Zentimeter im Orbit. Selbst solche kleinen Fragmente, die sich mit enormer Orbitalgeschwindigkeit bewegen, stellen eine ernsthafte Gefahr für Raumschiffe dar.

Evolution der Weltraumschutztechnologien

Derzeit werden zum Schutz von Raumfahrzeugen hauptsächlich Whipple-Schilde verwendet. Dieses System besteht aus einer dünnen Außenplatte, die in einem bestimmten Abstand zum Rumpf angebracht ist und die Energie von Hochgeschwindigkeitseinschlägen teilweise verteilen kann. Die neue Entwicklung verbessert dieses Prinzip jedoch weiter, indem sie den Einsatz komplex geformter Hohlkörper vorschlägt.

Die von Experten der Dalian University of Technology entwickelte Konstruktion besteht aus wassergefüllten Aluminiumschalen, die zwischen zwei Aluminiumplatten liegen. Einer der Studienautoren, Yuxin Wan, betonte, dass sich die Elemente bei einem Aufprall nacheinander verformen, die Punktbelastung über das gesamte Array verteilen und die kinetische Energie schrittweise abbauen.

Die Bedeutung von Wasser und Geometrie

Wasser spielt eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Effizienz der Struktur. Bei einer Hochgeschwindigkeitskollision bewegt sich die Flüssigkeit im Inneren der Schale, übt Druck auf die Wände aus und absorbiert einen Teil der Stoßwelle. Dadurch wird die Energie gleichmäßiger verteilt.

Experimente und Computermodellierungen zeigten, dass das neue Array aus „eiförmigen“ Schalen die Aufprallgeschwindigkeit um fast 65 Prozent reduzieren konnte. Zum Vergleich: Eine einfache massive Aluminiumplatte erreichte nur 51 Prozent. Das beste Ergebnis wurde bei einer Konfiguration erzielt, bei der das schmale Ende der Elemente nach außen gerichtet war.

In Zukunft planen die Wissenschaftler, die Schalendicke, die Geometrie und deren Größenverhältnisse zu optimieren, um die Energieabsorptionsleistung bei minimalem Gewicht weiter zu steigern.