Науковці з Даляньського технологічного університету в Китаї розробили легку метаструктуру, натхненну біологічними зразками, здатну захистити космічні апарати від небезпечних зіткнень із космічним сміттям.
Конструкція, створена за зразком звичайної яєчної шкаралупи, продемонструвала вражаючі результати в поглинанні кінетичної енергії. Результати дослідження опубліковано в науковому журналі Journal of Applied Physics.
Читайте також:
Загроза з орбіти. Супутникові мережі можуть викликати неконтрольований ланцюг космічного сміття Навколоземна орбіта поступово перетворюється на сміттєзвалище: зараз там мчать майже мільйон фрагментів металу, уламків ракет і часток фарби розміром понад один сантиметр. На швидкості в десятки тисяч кілометрів на годину навіть крихітна частка за силою вибуху дорівнює гранаті й загрожує знищити дорогі супутники та космічні станції.
Щоб вирішити цю проблему, дослідники надрукували на 3D-принтері масиви порожнистих алюмінієвих «яєчних шкаралуп» і розмістили їх тупим боком донизу між двома металевими пластинами. Всередину алюмінієвих елементів налили воду.
Попри те, що окреме «яйце» є крихким, у масиві така конструкція ефективно розподіляє силу удару: кожна оболонка деформується послідовно, розсіюючи енергію по всій системі, а рідина всередині додатково гасить ударні хвилі.
За словами авторки дослідження Юйсінь Ван, спільна деформація елементів перетворює локальне навантаження на розподілене розсіювання енергії. Під час випробувань і моделювання конструкція з наповненими водою оболонками сповільнювала ударні снаряди майже на 65 відсотків, тоді як суцільні алюмінієві пластини — лише на 51 відсоток. Найкращих показників було досягнуто за умови розташування елементів вузькими кінцями до верхньої пластини.
Наразі команда працює над оптимізацією товщини та маси оболонок для запуску в космос. У разі успішного впровадження нова технологія допоможе запобігти синдрому Кесслера — каскадній руйнівній реакції зіткнень на орбіті.
Читайте також:
Викинули гарну річ? На пляжі Австралії знайшли дивні металеві сфери, які, можливо, впали з неба
