Διαστημική ασπίδα «τσόφλι αυγού»: Η επαναστατική μέθοδος της NASA κατά των διαστημικών σκουπιδιών (Vid)

Κινέζοι ερευνητές σχεδίασαν ασπίδα για διαστημικά σκάφη, με έμπνευση από τη δομή του αυγού, η οποία απορροφά και διαχέει έως το 65% της επικίνδυνης ενέργειας που προκαλούν οι συγκρούσεις με διαστημικά σκουπίδια.

Η μελέτη μπορεί να αλλάξει τα δεδομένα στην προστασία δορυφόρων και διαστημοπλοίων. Η ομάδα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Νταλιάν κατέληξε ότι η συγκεκριμένη κατασκευή είναι αποτελεσματικότερη από όλες τις συμβατικές ασπίδες αλουμινίου που χρησιμοποιούνται σήμερα.

Σε ολοένα μεγαλύτερο κίνδυνο βρίσκονται τα διαστημόπλοια εξαιτίας των απορριμμάτων που περιφέρονται γύρω από τη Γη: εκατομμύρια θραύσματα από παλιούς πυραύλους και δορυφόρους κινούνται με ταχύτητα 28.000 χιλιομέτρων την ώρα. Με αυτή την ορμή, ακόμη και κομμάτι λίγων χιλιοστών μπορεί να διαπεράσει το κέλυφος ενός σκάφους σαν σφαίρα. Επί δεκαετίες, οι μηχανικοί χρησιμοποιούσαν την κλασική ασπίδα Whipple, που θρυμματίζει τα αντικείμενα σε μικρότερα κομμάτια· για μεγαλύτερα, όμως, χρειάζεται πρόσθετο βάρος, γεγονός που ανεβάζει το κόστος εκτόξευσης.

Η ιδέα προέκυψε από το τσόφλι του αυγού: μπορεί να σπάσει εύκολα σε ένα σημείο, αλλά η καμπύλη επιφάνειά του κατανέμει τις δυνάμεις και αντέχει σε πολύ ισχυρή πίεση. Με βάση αυτή την αρχή, οι ερευνητές κατασκεύασαν σειρές από κούφια αλουμινένια «αυγά» μήκους 12 χιλιοστών, τα γέμισαν με νερό και τα τοποθέτησαν ανάμεσα σε μεταλλικές πλάκες. Σε περίπτωση πρόσκρουσης, οι κυψέλες παραμορφώνονται η μία μετά την άλλη, απορροφώντας την ενέργεια και κατευθύνοντας τα κύματα κρούσης πλάγια, μακριά από το σώμα του σκάφους.

Σε ψηφιακές δοκιμές με βλήματα ταχύτητας 17.000 μιλίων την ώρα, καλύτερη επίδοση είχε η τοποθέτηση των αλουμινένιων στοιχείων με τις αιχμές τους στραμμένες προς το βλήμα. Έτσι, η ταχύτητά του μειώθηκε στα 2.600 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, ενώ στην ασπίδα σχηματίστηκαν πλατιές, ακανόνιστες οπές. Η εικόνα της ζημιάς δείχνει ότι η ενέργεια της σύγκρουσης διασκορπίστηκε προς τα πλευρικά τοιχώματα, αντί να συγκεντρωθεί στην ευθεία της τροχιάς του βλήματος.

Η έρευνα καταδεικνύει ότι ακόμη και δύσκολα προβλήματα της διαστημικής μηχανικής μπορεί να έχουν λύσεις εμπνευσμένες από απλά, εύθραυστα στοιχεία της φύσης. Η αντικατάσταση των βαριών συμβατικών μεταλλικών πλακών από ελαφριές κυψέλες γεμάτες υγρό υπόσχεται να μειώσει δραματικά το βάρος των μελλοντικών διαστημοπλοίων και, παράλληλα, το κόστος των εκτοξεύσεων.

Παρακολουθήστε το βίντεο ΕΔΩ.