Защита от космического мусора: водяные «алюминиевые яйца» прошли испытания

Китайские исследователи создали новую легкую защитную конструкцию для космических аппаратов, основанную на геометрии яичной скорлупы. Согласно данным иксбт.ком, массив полых элементов, заполненных водой и расположенных между алюминиевыми пластинами, показал себя эффективнее традиционных твердых материалов при ударах космического мусора. Об этом сообщает Иксбт.ком.

В последние годы из-за большого количества запусков ракет и спутников число опасного мусора на околоземной орбите резко возрастает. По данным NASA, на орбите находится более 34 тысяч объектов размером более 10 сантиметров, около 900 тысяч объектов размером от 1 до 10 сантиметров и около 128 миллионов частиц размером менее 1 сантиметра. Даже такие мелкие фрагменты, движущиеся с огромной орбитальной скоростью, представляют серьезную угрозу для космических кораблей.

Эволюция технологий космической защиты

В настоящее время для защиты космических аппаратов в основном используются щиты Уиппла. Эта система представляет собой тонкую внешнюю панель, расположенную на определенном расстоянии от корпуса, что позволяет в некоторой степени рассеивать энергию высокоскоростного удара. Однако новая разработка совершенствует этот принцип, предлагая использование полых элементов сложной формы.

Конструкция, разработанная специалистами Даляньского технологического университета, состоит из заполненных водой алюминиевых оболочек, помещенных между двумя алюминиевыми пластинами. Один из авторов исследования Юйсинь Ван отметил, что при ударе по такой системе элементы последовательно деформируются, распределяя точечную нагрузку по всему массиву и постепенно поглощая кинетическую энергию.

Значение воды и геометрии

Вода внутри конструкции играет важную роль в повышении ее эффективности. Во время высокоскоростного столкновения жидкость перемещается внутри оболочки, оказывая давление на ее стенки и поглощая часть ударной волны. В результате энергия распределяется более равномерно.

Проведенные эксперименты и компьютерное моделирование показали, что новый массив «яйцевидных» оболочек позволил снизить скорость удара почти на 65 процентов. Для сравнения, обычная твердая алюминиевая пластина показала результат лишь в 51 процент. Наилучший показатель был зафиксирован при конфигурации, в которой узкий конец элементов направлен наружу.

В будущем ученые планируют оптимизировать толщину оболочек, их геометрию и соотношение размеров, чтобы еще больше повысить эффективность поглощения энергии при минимальном весе.