Учёные предложили защиту космических аппаратов по образцу яичной скорлупы: вода в алюминиевых «яйцах» рассеивает удары космического мусора

На околоземной орбите находятся почти 1 млн фрагментов мусора размером более 1 см. При запуске новых аппаратов такие частицы создают серьёзную угрозу повреждений на высокой скорости. В Journal of Applied Physics, издаваемом Американским институтом физики, группа исследователей из Даляньского технологического университета в Китае представила возможный способ защиты — метаструктуру, вдохновлённую яичной скорлупой.

Несмотря на хрупкость отдельного яйца, массив заполненных водой алюминиевых оболочек, уложенных тупым концом вниз между двумя алюминиевыми пластинами, демонстрирует иной механизм защиты. Энергия удара не концентрируется в одной оболочке, а последовательно распределяется по всей структуре: ячейки деформируются и разрушаются по очереди. Вода внутри при высокоскоростном ударе также подавляет распространение ударных волн и способствует диссипации энергии.

Авторы сравнили несколько вариантов: одиночные алюминиевые пластины, трёхслойные структуры со сферическими наполнителями и конструкции в форме яиц. Лучший результат показали именно заполненные водой алюминиевые «яйца», зажатые между пластинами. Они снижают скорость ударного элемента почти на 65%, тогда как обычные пластины — лишь на 51%. Наиболее эффективной оказалась ориентация, при которой ячейки стояли вертикально и касались верхней пластины узким концом.
Сейчас группа продолжает оптимизировать толщину оболочек, их соотношение сторон и расположение, чтобы улучшить энергопоглощение материала.

#news #космос

https://www.eurekalert.org/news-releases/1142508