Sekwencja poklatkowa samonaprawy ma miejsce. Źródło zdjęcia: ESA Kliknij, aby powiększyć
Budowa statku kosmicznego to ciężka praca. Są to precyzyjne elementy inżynierii, które muszą przetrwać w pozbawionym powietrza środowisku kosmicznym, w którym temperatura może wahać się od setek stopni Celsjusza do setek stopni poniżej zera. Gdy statek kosmiczny znajdzie się na orbicie, inżynierowie praktycznie nie mają szans na naprawę niczego, co się zepsuje. Ale co jeśli statek kosmiczny mógłby się naprawić?
Dzięki nowemu badaniu finansowanemu przez ESA General Studies Program i przeprowadzonemu przez Department of Aerospace Engineering, University of Bristol, Wielka Brytania, inżynierowie zrobili krok w kierunku tej niesamowitej możliwości. Inspiracje czerpali z natury.
„Kiedy się skaleczymy, nie musimy się kleić, zamiast tego mamy mechanizm samoleczenia. Nasza krew twardnieje, tworząc ochronną pieczęć dla nowej skóry, która tworzy się pod spodem ”- mówi dr Christopher Semprimoschnig, naukowiec w European Space Technology Research Center (ESTEC) w Holandii, który nadzorował badania.
Wyobraził sobie takie cięcia jako analogiczne do „zużycia” statku kosmicznego. Skrajne temperatury mogą powodować małe pęknięcia w nadbudówce, podobnie jak uderzenia mikrometeroidów - małych ziaren pyłu poruszających się z niezwykłą prędkością kilku kilometrów na sekundę. W czasie trwania misji pęknięcia narastają, osłabiając statek kosmiczny, aż katastrofalna awaria stanie się nieunikniona.
Wyzwaniem dla Semprimoschnig było odtworzenie ludzkiego procesu leczenia małych pęknięć, zanim mogą one otworzyć się na coś poważniejszego. Dokonał tego wraz z zespołem w Bristolu, zastępując kilka procent włókien przebiegających przez żywiczny materiał kompozytowy, podobny do tego, z którego wytwarzano elementy statku kosmicznego, pustymi włóknami zawierającymi materiały klejące. Jak na ironię, aby materiał sam się naprawiał, puste włókna musiały być wykonane z łatwo kruchej substancji: szkła. „Gdy dojdzie do uszkodzenia, włókna muszą łatwo pękać, w przeciwnym razie nie mogą uwolnić płynów, aby wypełnić pęknięcia i wykonać naprawę”, mówi Semprimoschnig.
U ludzi powietrze reaguje chemicznie z krwią, utwardzając ją. W pozbawionym powietrza środowisku kosmicznym naprzemienne żyły mechaniczne muszą być wypełnione ciekłą żywicą i specjalnym utwardzaczem, który wyciekają i mieszają się, gdy włókna są łamane. Oba muszą być wystarczająco rzadkie, aby szybko wypełnić pęknięcia i stwardnieć, zanim wyparuje.
„Zrobiliśmy pierwszy krok, ale minęła co najmniej dekada, zanim technologia ta trafi na statek kosmiczny”, mówi Semprimoschnig, który uważa, że potrzebne są teraz testy na większą skalę.
Obietnica samoleczenia statku kosmicznego otwiera możliwość dłuższych misji. Korzyści są dwojakie. Po pierwsze, podwojenie czasu życia statku kosmicznego na orbicie wokół Ziemi z grubsza zmniejszy o połowę koszty misji. Po drugie, podwojenie czasu życia statków kosmicznych oznacza, że planiści misji mogą rozważać misje do odległych miejsc w Układzie Słonecznym, które są obecnie zbyt ryzykowne.
Krótko mówiąc, samoleczący się statek kosmiczny obiecuje nową erę bardziej niezawodnego statku kosmicznego, co oznacza więcej danych dla naukowców i bardziej niezawodne możliwości telekomunikacyjne dla nas wszystkich.
Oryginalne źródło: Portal ESA
