Высокоскоростные столкновения с частицами космического мусора на орбите опасны для космических аппаратов. Исследователи из МГУ предлагают формировать защитные экраны спутников из контейнеров, наполненных газожидкостной смесью, которые аккумулируют и трансформируют кинетическую энергию удара. Эффективность концепции подтверждена результатами вычислительного моделирования.
Необходимая толщина стальных защитных экранов оказывается столь большой, что их вес превосходит все допустимые для орбитального использования величины, объясняют исследователи. Альтернативный подход для преобразования энергии удара поможет снизить массу устройств, сохраняя защитные свойства.
Идея исследователей заключается в том, чтобы с помощью свойств газа передавать давление во всех направлениях увеличить площадь высокоэнергетического воздействия за счет включения боковых и лицевых стенок контейнеров. При этом чем больше энергии поглощает такой сотовый защитный экран, тем меньше «достается» спутнику.
При столкновении мусора с контейнером стенка разрушается и формируется облако мелких расплавленных капель. Оно быстро тормозится в атмосфере жидко-наполненного контейнера, кинетическая энергия превращается в тепловую энергию сжатого пара. В результате образуется ударная волна, которая разрывает ячейку изнутри. Многослойная сотовая защита способна поглотить большую часть кинетической энергии удара.
Результаты моделирования на высокопроизводительных суперЭВМ быстропротекающих процессов высокоскоростного соударения подтвердили эффективность предложенной схемы защиты. По оценке ученых, использование защиты такого типа снизит вес конструкции до 20%.
Читать далее:
Исследователи обнаружили, что сперматозоиды при движении «обходят» закон Ньютона
Наша память работает совсем не так, как считали ученые
«Адская» планета недалеко от Земли подает загадочные сигналы: ученые придумали, как их расшифровать
Изображение на обложке: NASA image, Public domain, via Wikimedia Commons